JPH07115201A - Thin film transistor manufacturing equipment - Google Patents
Thin film transistor manufacturing equipmentInfo
- Publication number
- JPH07115201A JPH07115201A JP25789793A JP25789793A JPH07115201A JP H07115201 A JPH07115201 A JP H07115201A JP 25789793 A JP25789793 A JP 25789793A JP 25789793 A JP25789793 A JP 25789793A JP H07115201 A JPH07115201 A JP H07115201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impurity
- film transistor
- gate electrode
- thin film
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 不純物イオンの注入回数を増やすことなく、
生産性のよいOFF特性の優れた薄膜トランジスターの
製造装置を提供する。
【構成】 ゲート電極3を形成して不純物イオンを注入
した後、基板を回転させながら斜め上方よりエネルギー
ビームを照射することにより半導体層1を複数の領域に
区分する。(図1(f))
(57) [Abstract] [Purpose] Without increasing the number of impurity ion implantations,
Provided is a thin film transistor manufacturing apparatus with excellent productivity and excellent OFF characteristics. [Structure] After forming a gate electrode 3 and implanting impurity ions, the semiconductor layer 1 is divided into a plurality of regions by irradiating an energy beam obliquely from above while rotating the substrate. (Fig. 1 (f))
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリック
ス型の液晶表示装置(LCD)における非線形素子や駆
動回路等を構成する回路素子に用いられる薄膜トランジ
スターの製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a thin film transistor used for a non-linear element in an active matrix type liquid crystal display (LCD), a circuit element constituting a driving circuit or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、平面デイスプレイ等の画像表示素
子への応用を目的とした薄膜トランジスター(TFT)
の開発が活発に行われており、特に上述したようなアク
ティブマトリックス型液晶表示装置等に用いられる薄膜
トランジスターの特性としては、移動度が高く、ON電
流/OFF電流との比(ON・OFF電流比)が大き
く、耐圧が高いといった特性や、素子サイズの縮小化等
が要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, thin film transistors (TFTs) have been used for application to image display devices such as flat panel displays.
The characteristics of thin film transistors used in the above-mentioned active matrix type liquid crystal display device, etc. are high in mobility and the ratio of ON current / OFF current (ON / OFF current). Characteristics, high breakdown voltage, and reduction in element size are required.
【0003】その中でも、多結晶半導体TFTは、非晶
質半導体膜を用いた場合と比べて高性能・高信頼性等の
長所があるものの、その一方では成膜に高温を要するな
どという短所が残っている。このことより、高温プロセ
スを得ずに多結晶半導体膜を得ることが出来るレーザー
光照射による非晶質半導体膜の結晶化技術の研究・応用
が盛んに行われている。Among them, the polycrystalline semiconductor TFT has advantages such as high performance and high reliability as compared with the case of using an amorphous semiconductor film, but on the other hand, there is a disadvantage that a high temperature is required for film formation. Remaining. For this reason, research and application of a crystallization technique of an amorphous semiconductor film by laser light irradiation capable of obtaining a polycrystalline semiconductor film without obtaining a high temperature process have been actively conducted.
【0004】また、多結晶半導体薄膜を用いて薄膜トラ
ンジスターを形成した場合、ON電流は比較的大きい値
が得られるものの、多結晶半導体薄膜中に多くのトラッ
プ準位が局在しているため、このトラップ準位を介して
かなり多くのOFF電流が流れてしまい、データの保持
特性を悪化させてしまっている。したがって、OFF電
流を小さく抑えることも急務となっている。Further, when a thin film transistor is formed by using a polycrystalline semiconductor thin film, although a relatively large value of ON current is obtained, many trap levels are localized in the polycrystalline semiconductor thin film. A considerable amount of OFF current flows through this trap level, which deteriorates the data retention characteristic. Therefore, there is an urgent need to keep the OFF current small.
【0005】そこで、TFTの高いON電流/OFF電
流比、高耐圧化を実現させるために、薄膜トランジスタ
ーのソース・ドレイン領域をゲート電極に近い側に、同
じ導電型の不純物低濃度領域を設け、ソース領域とドレ
イン領域との間に形成されるPN接合部の電界集中を緩
和することにより、OFF電流の低減をはかる試みが行
われている。Therefore, in order to realize a high ON current / OFF current ratio and a high breakdown voltage of the TFT, a source / drain region of the thin film transistor is provided on the side close to the gate electrode with a low impurity concentration region of the same conductivity type, Attempts have been made to reduce the OFF current by relaxing the electric field concentration at the PN junction formed between the source region and the drain region.
【0006】従来このような不純物低濃度領域(不純物
低活性化領域)を作成するためには、ゲート側面にサイ
ドウォールを形成して不純物イオン注入を行う方法や、
不純物イオン注入時専用のマスクパターンを用いて注入
量を制限するための膜をパターニングし、不純物イオン
の注入を行う手法、または特公平3−38755号公報
に記載されているように、オフセット領域をもつ薄膜ト
ランジスターに不純物イオンを注入する等の方法が取ら
れている。Conventionally, in order to form such a low impurity concentration region (impurity low activation region), a method of forming a sidewall on a side surface of a gate and performing impurity ion implantation,
A method of patterning a film for limiting the implantation amount by using a mask pattern dedicated to the implantation of impurity ions and implanting the impurity ions, or as disclosed in Japanese Patent Publication No. 38755/1993, an offset region is formed. For example, a method of implanting impurity ions into the thin film transistor included therein has been adopted.
【0007】上述した手法により、不純物を低濃度に注
入した領域を作成する場合には、次のようなプロセスが
考えられる。In the case of forming a region in which impurities are implanted at a low concentration by the above method, the following process can be considered.
【0008】第1の方法は、ゲート電極の側面部にサイ
ドウォールを形成して、不純物イオンの注入にゲート電
極およびサイドウォールをマスクとして利用するもので
ある。この製造工程を図2を参照しながら説明する。ま
ず、図2(a)および(b)に示すように基板上に半導
体層1とゲート絶縁膜2とを順次形成し、図2(c)に
示すようにゲート電極3を形成した後、図2(d)に示
すようにエッチングによりゲート電極3の下方のみを残
してゲート絶縁膜2をパターニングする。次いで、図2
(e)に示すようにゲート電極3をマスクとし、不純物
イオンを用いて半導体層1に1回目のイオン注入を行っ
た後、図2(f)に示すように基板に絶縁膜6を堆積
し、図2(g)に示すようにエッチバックによりゲート
絶縁膜2およびゲート電極3の周囲にサイドウォール1
0を形成する。しかる後、ゲート電極3とサイドウォー
ル10とをマスクとして、1回目のイオン注入で用いた
不純物イオンと同一導電型の不純物イオンを用いて半導
体層1に2回目のイオン注入を行う。これにより、半導
体層1のゲート電極3に対向する、不純物イオンが注入
されない部分にはチャネル領域17が形成されることに
なり、チャネル領域17に隣接する両側の部分には低濃
度不純物領域4が形成され、低濃度不純物領域4に隣接
する両外側の部分には高濃度不純物領域5が形成され
る。The first method is to form a sidewall on the side surface of the gate electrode and use the gate electrode and the sidewall as a mask for implanting impurity ions. This manufacturing process will be described with reference to FIG. First, a semiconductor layer 1 and a gate insulating film 2 are sequentially formed on a substrate as shown in FIGS. 2A and 2B, and a gate electrode 3 is formed as shown in FIG. As shown in FIG. 2D, the gate insulating film 2 is patterned by etching, leaving only the lower part of the gate electrode 3. Then, FIG.
As shown in (e), using the gate electrode 3 as a mask, the first ion implantation is performed on the semiconductor layer 1 using impurity ions, and then an insulating film 6 is deposited on the substrate as shown in FIG. 2 (f). As shown in FIG. 2G, the sidewall 1 is formed around the gate insulating film 2 and the gate electrode 3 by etch back.
Form 0. Then, using the gate electrode 3 and the sidewall 10 as a mask, the second ion implantation is performed on the semiconductor layer 1 using the impurity ions of the same conductivity type as the impurity ions used in the first ion implantation. As a result, the channel region 17 is formed in a portion of the semiconductor layer 1 that faces the gate electrode 3 and is not implanted with impurity ions, and the low-concentration impurity regions 4 are formed in portions on both sides adjacent to the channel region 17. High-concentration impurity regions 5 are formed on both outer sides of the low-concentration impurity regions 4 adjacent to the low-concentration impurity regions 4.
【0009】第2の方法は、不純物イオンの注入工程に
レジスト膜をマスクとして利用するものである。この製
造工程を図3に示す。図3(a)〜図4(e)に示すよ
うに、第1の方法と同様にして1回目のイオン注入を行
い、その後図3(f)に示すように基板を覆ってイオン
注入マスク9を形成し、レジストパターンを用いてイオ
ン注入マスク9をパターニングする。しかる後、図3
(g)に示すようにイオン注入マスク9をマスクとし
て、1回目のイオン注入で用いた不純物イオンと同一導
電型の不純物イオンを用い半導体層1に2回目のイオン
注入を行う。これにより、半導体層1にはゲート電極3
に対向する部分にチャネル領域17が形成されることに
なり、チャネル領域17に隣接する両側の部分には低濃
度不純物領域4が形成され、低濃度不純物領域4に隣接
する両外側の部分には高濃度不純物領域5が形成され
る。The second method uses the resist film as a mask in the step of implanting impurity ions. This manufacturing process is shown in FIG. As shown in FIGS. 3A to 4E, the first ion implantation is performed in the same manner as in the first method, and then the substrate is covered with the ion implantation mask 9 as shown in FIG. 3F. And the ion implantation mask 9 is patterned using the resist pattern. Then, Figure 3
As shown in (g), using the ion implantation mask 9 as a mask, impurity ions of the same conductivity type as the impurity ions used in the first ion implantation are used to perform second ion implantation in the semiconductor layer 1. As a result, the gate electrode 3 is formed on the semiconductor layer 1.
The channel region 17 is formed in a portion facing each other, the low-concentration impurity regions 4 are formed in both side portions adjacent to the channel region 17, and both outer side portions adjacent to the low-concentration impurity region 4 are formed. High concentration impurity region 5 is formed.
【0010】第3の方法は、オフセットゲート領域を形
成するものであり、特公平3−38755号公報に記載
されている。この製造工程を図4に示す。先ず、図4
(a)に示すように基板上に半導体層1を形成し、次い
で図4(b)に示すように半導体層1上にイオン注入マ
スク9をゲート電極の形成部分を覆うように形成する。
続いて、イオン注入マスク9をマスクとして、不純物イ
オンを用いて1回目のイオン注入を行い、その後図4
(c)に示すようにイオン注入マスク9を除去して図4
(d)に示すようにゲート絶縁膜2を形成する。次に、
図4(e)に示すようにゲート電極3を形成し、その後
ゲート電極3をマスクとして、1回目の不純物イオンの
注入で用いた不純物イオンと同一導電型の不純物イオン
を用いて半導体層1に2回目のイオン注入を行う。これ
により、半導体層1にはゲート電極3に対向する部分に
チャネル領域17が形成されることになり、チャネル領
域17に隣接する両側の部分には低濃度不純物領域4が
形成され、低濃度不純物領域4に隣接する両外側の部分
には高濃度不純物領域5が形成される。The third method is to form an offset gate region, which is described in Japanese Patent Publication No. 3-38755. This manufacturing process is shown in FIG. First, FIG.
As shown in FIG. 4A, the semiconductor layer 1 is formed on the substrate, and then, as shown in FIG. 4B, an ion implantation mask 9 is formed on the semiconductor layer 1 so as to cover the gate electrode formation portion.
Subsequently, using the ion implantation mask 9 as a mask, impurity ions are used for the first ion implantation, and then FIG.
The ion implantation mask 9 is removed as shown in FIG.
The gate insulating film 2 is formed as shown in (d). next,
As shown in FIG. 4E, the gate electrode 3 is formed, and then, using the gate electrode 3 as a mask, the impurity ions of the same conductivity type as the impurity ions used in the first impurity ion implantation are used to form the semiconductor layer 1 in the semiconductor layer 1. A second ion implantation is performed. As a result, the channel region 17 is formed in the semiconductor layer 1 in the portion facing the gate electrode 3, and the low-concentration impurity regions 4 are formed in the portions adjacent to the channel region 17 on both sides. High-concentration impurity regions 5 are formed on both outer side portions adjacent to the region 4.
【0011】第4の方法は、層間絶縁膜にコンタクトホ
ールを設けた状態で不純物イオンの注入を行うものであ
る。この製造工程を図5に示す。図5(a)〜(d)に
示すように、第1の方法と同様にして1回目のイオン注
入を行った後、図5(e)に示すように基板を覆って絶
縁膜6を形成し、絶縁膜6をパターニングすることによ
りコンタクトホール7を形成した後、図5(f)に示す
ように絶縁膜6をマスクとして、1回目のイオン注入で
用いた不純物イオンと同一導電型の不純物イオンを用い
半導体層1に2回目のイオン注入を行う。これにより、
コンタクトホール7が形成された半導体層1部分は絶縁
膜6で覆われていないので、半導体層1にはゲート電極
3に対向する部分にチャネル領域17が形成され、チャ
ネル領域17に隣接する両側の部分には低濃度不純物領
域4が形成され、低濃度不純物領域4に隣接する両外側
の部分には高濃度不純物領域5が形成される。The fourth method is to implant impurity ions in a state where a contact hole is provided in the interlayer insulating film. This manufacturing process is shown in FIG. As shown in FIGS. 5A to 5D, after the first ion implantation is performed in the same manner as the first method, the insulating film 6 is formed to cover the substrate as shown in FIG. 5E. Then, after the contact hole 7 is formed by patterning the insulating film 6, an impurity having the same conductivity type as the impurity ion used in the first ion implantation is used with the insulating film 6 as a mask as shown in FIG. 5F. A second ion implantation is performed on the semiconductor layer 1 using ions. This allows
Since the portion of the semiconductor layer 1 in which the contact hole 7 is formed is not covered with the insulating film 6, a channel region 17 is formed in the portion of the semiconductor layer 1 facing the gate electrode 3, and both sides of the channel region 17 adjacent to the channel region 17 are formed. The low-concentration impurity regions 4 are formed in the portions, and the high-concentration impurity regions 5 are formed in both outer portions adjacent to the low-concentration impurity regions 4.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の第1〜第4の方法においては、以下に述べるよ
うな問題点があった。However, the above-mentioned first to fourth conventional methods have the following problems.
【0013】まず、第1の方法においては、サイドウォ
ール10を形成するための絶縁膜6の埋め込みとエッチ
バックの2つの工程が必要であり、また、イオン注入工
程を2回行わなくてはならない。First, in the first method, two steps of burying the insulating film 6 for forming the sidewall 10 and etching back are required, and the ion implantation step must be performed twice. .
【0014】第2の方法および第3の方法においては、
レジスト膜の形成に、レジストパターンによるパターニ
ング、被膜の形成を行う必要があり、さらに第1の方法
と同様に、イオン注入工程を2回行わなくてはならな
い。In the second method and the third method,
In order to form the resist film, it is necessary to perform patterning with a resist pattern and to form a coating film, and similarly to the first method, the ion implantation step must be performed twice.
【0015】また、第4の方法においても同様に、イオ
ン注入工程を2回行わなくてはならない。Also in the fourth method, similarly, the ion implantation step must be performed twice.
【0016】このように、上述したような従来の方法で
はイオン注入工程が2回必要であり、また、イオン注入
用のマスクを別に形成しなければならなかった。このた
め、製造工程の数が多く、複雑となり、得られるTFT
の製造コストが高くなるなどという問題点があった。As described above, the conventional method as described above requires two ion implantation steps, and a separate mask for ion implantation must be formed. Therefore, the number of manufacturing steps is large and complicated, and the resulting TFT
However, there is a problem that the manufacturing cost of the product becomes high.
【0017】本発明は、上記問題を解決するためのもの
であり、薄膜トランジスターを製造する際の工程数を少
なくし得る薄膜トランジスターの製造装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin film transistor manufacturing apparatus capable of reducing the number of steps in manufacturing a thin film transistor.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
ターの製造装置は、ゲート電極に対し、ゲート絶縁膜を
間に挟んで設けた半導体層が複数の領域に区分され、該
半導体層の該ゲート電極に対向する部分にチャネル領域
が、該チャネル領域に隣接する両側部分の少なくとも一
方に不純物の活性度が低い半導体領域が形成され、該チ
ャネル領域および該不純物の活性度が低い半導体領域を
囲んで隣接する両側部分に不純物の活性度が高い半導体
領域が形成される薄膜トランジスターの製造装置におい
て、該半導体膜、該ゲート絶縁膜、該ゲート電極を順次
形成して、不純物イオンの注入を行った後、基板を回転
させながら該基板表面に対して斜め上方よりエネルギー
ビームの照射を行うことにより半導体層を複数の領域に
区分することを特徴としており、そのことにより上記目
的が達成される。In the thin film transistor manufacturing apparatus of the present invention, a semiconductor layer provided with a gate insulating film sandwiched between a gate electrode is divided into a plurality of regions, and the gate of the semiconductor layer is divided into a plurality of regions. A channel region is formed in a portion facing the electrode, and a semiconductor region having low impurity activity is formed in at least one of both side portions adjacent to the channel region. The semiconductor region having low impurity activity is surrounded by the channel region and the semiconductor region having low impurity activity. After the semiconductor film, the gate insulating film, and the gate electrode are sequentially formed in a thin film transistor manufacturing apparatus in which a semiconductor region having a high impurity activity is formed on both sides adjacent to each other, impurity ions are implanted. In particular, the semiconductor layer is divided into a plurality of regions by irradiating the surface of the substrate with an energy beam obliquely from above while rotating the substrate. And to have the above objects can be achieved.
【0019】また、前記エネルギービームがレーザー光
であることを特徴とした薄膜トランジスターの製造装置
であってもよい。Also, the thin film transistor manufacturing apparatus may be characterized in that the energy beam is a laser beam.
【0020】[0020]
【作用】本発明の薄膜トランジスターの製造装置は、絶
縁性基板上又は、表面に絶縁膜をもつ基板上に真性半導
体膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極を形成し、不純物イオ
ンを注入した後、絶縁性基板を回転させながら、斜め上
方よりエネルギービームの照射を行っている。従って、
不純物イオンを注入した後、絶縁性基板を回転させなが
ら、斜め上方よりエネルギービームの照射を行うこと
で、活性化アニールを行うと同時に、ゲート電極に近い
側のソース・ドレイン領域に、同じ導電型の低活性化領
域を設けることができ、OFF電流の低減をはかること
が可能となっている。すなわち低活性化領域では、打ち
込まれた不純物イオンの全てが、ドナー及びアクセプタ
として十分に作用せず、結果として低濃度領域となり、
見かけ上LDD構造となる。そのため、1回の不純物イ
オンの注入で、不純物濃度の異なった領域を同時に形成
することができるとともに、不純物注入量を制限するた
めの膜のデポ、パターニングの工程を省略することが可
能となり、さらに、不純物イオンの注入時専用パターン
も不要となる。特に、エネルギービームの中でもレーザ
ーを使用することにより、Si層のみを選択的にかつ効
率的に加熱できることから、低温でのアニールが可能と
なり、安価なガラス基板を使用することも可能となる。In the thin-film transistor manufacturing apparatus of the present invention, an intrinsic semiconductor film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed on an insulating substrate or a substrate having an insulating film on the surface, and impurity ions are implanted, followed by insulation. The energy beam is applied obliquely from above while rotating the flexible substrate. Therefore,
After implanting the impurity ions, by irradiating the energy beam obliquely from above while rotating the insulating substrate, activation annealing is performed, and at the same time, the source / drain regions near the gate electrode have the same conductivity type. It is possible to provide a low-activation region, and it is possible to reduce the OFF current. That is, in the low activation region, all of the implanted impurity ions do not sufficiently act as donors and acceptors, resulting in a low concentration region,
It has an LDD structure in appearance. Therefore, it is possible to simultaneously form regions having different impurity concentrations by one-time implantation of impurity ions, and it is possible to omit the steps of film deposition and patterning for limiting the amount of impurity implantation. Also, a dedicated pattern is not required at the time of implanting impurity ions. In particular, by using the laser among the energy beams, only the Si layer can be selectively and efficiently heated, which enables annealing at a low temperature and enables the use of an inexpensive glass substrate.
【0021】[0021]
【実施例】図1は、本発明の薄膜トランジスターの製造
装置における製造プロセスを示した図である。図1
(i)に示すように、本実施例で得られる薄膜トランジ
スターは、基板上に半導体層1が形成されており、半導
体層1の上にはゲート絶縁膜2を間に介してゲート電極
3が設けられている。半導体層1は5つの領域に区分さ
れており、ゲート電極3に対向する部分にはチャネル領
域17が形成されており、チャネル領域17に隣接する
両側の部分には低活性化不純物領域4が、低活性化不純
物領域4に隣接する両外側の部分には高活性化不純物領
域5が形成されている。絶縁膜6の高活性化不純物領域
5の上の部分にはコンタクトホール7が設けられてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process in a thin film transistor manufacturing apparatus of the present invention. Figure 1
As shown in (i), in the thin film transistor obtained in this example, the semiconductor layer 1 is formed on the substrate, and the gate electrode 3 is formed on the semiconductor layer 1 with the gate insulating film 2 interposed therebetween. It is provided. The semiconductor layer 1 is divided into five regions, a channel region 17 is formed in a portion facing the gate electrode 3, and low activation impurity regions 4 are formed in portions on both sides adjacent to the channel region 17. Highly activated impurity regions 5 are formed on both outer side portions adjacent to the lowly activated impurity region 4. A contact hole 7 is provided in a portion of the insulating film 6 above the highly activated impurity region 5.
【0022】上述したような構造を有する薄膜トランジ
スターは、以下のようにして製造される。The thin film transistor having the above-mentioned structure is manufactured as follows.
【0023】まず、図1(a)に示すように、基板上も
しくは絶縁膜を堆積させた基板上に、i−Si膜(真性
シリコン膜)を300〜1500オングストローム程度
の厚さに堆積させ、その後パターニングすることによっ
て島状の半導体層1を形成する。次いで、図1(b)に
示すように、SiO2 等のゲート絶縁膜2を約1000
オングストローム程度の厚さに堆積し、図1(c)に示
すように、ゲート絶縁膜2上に、ゲート電極3としてn
型又はp型に不純物を注入したSi、あるいはTa、N
b、Al等の金属を用いて厚さ約2000オングストロ
ーム程度に形成する。続いて、図1(d)に示すよう
に、フォトリソグラフィーにより、ゲート電極3のパタ
ーンにゲート絶縁膜2をエッチングする。First, as shown in FIG. 1A, an i-Si film (intrinsic silicon film) is deposited to a thickness of about 300 to 1500 angstroms on a substrate or a substrate on which an insulating film is deposited, After that, the island-shaped semiconductor layer 1 is formed by patterning. Then, as shown in FIG. 1B, the gate insulating film 2 made of SiO 2 or the like is applied to about 1000.
It is deposited to a thickness of about angstrom, and as shown in FIG. 1C, n is formed as a gate electrode 3 on the gate insulating film 2.
-Type or p-type impurity-implanted Si, Ta, N
It is formed to a thickness of about 2000 angstroms using a metal such as b or Al. Subsequently, as shown in FIG. 1D, the gate insulating film 2 is etched into the pattern of the gate electrode 3 by photolithography.
【0024】次に、図1(e)に示すように、イオン注
入法により、i−Si膜よりなる半導体層1上に、ゲー
ト電極3、ゲート絶縁膜2をマスクとして不純物イオン
の注入を行う。イオン注入の条件としては、リン(P)
に代表される5価の元素又はボロン(B)に代表される
3価の元素を、加速電圧10〜70KV、ドープ量1×
1015/cm2 〜1×1017/cm2 とした条件でドー
ピングした。これにより半導体層1のうち、ゲート絶縁
膜2およびゲート電極3で覆われた部分にはチャネル領
域17が形成され、露出した部分には不純物を含有する
ソース・ドレイン領域が形成される。Next, as shown in FIG. 1E, impurity ions are implanted by ion implantation onto the semiconductor layer 1 made of the i-Si film using the gate electrode 3 and the gate insulating film 2 as masks. . Ion implantation conditions include phosphorus (P)
And a trivalent element typified by boron (B) with an acceleration voltage of 10 to 70 KV and a doping amount of 1 ×
Doping was performed under the conditions of 10 15 / cm 2 to 1 × 10 17 / cm 2 . As a result, the channel region 17 is formed in the portion of the semiconductor layer 1 covered with the gate insulating film 2 and the gate electrode 3, and the source / drain regions containing impurities are formed in the exposed portion.
【0025】次いで、図1(f)に示すように、絶縁性
基板を回転させながら、ゲート電極3の斜め上方より、
100〜200mjのKrF(フッ化クリプトン)レー
ザー光を、約10mm角に集光、照射し、ソース・ドレ
イン領域の不純物イオンの活性化を行う。照射するレー
ザー光については、KrFレーザーの変わりに、Xe
(キセノン)レーザー等他のガスを用いたエネルギービ
ームの照射でも可能である。このように、絶縁性基板を
回転させながら、エネルギービームを斜め上方より照射
することにより、ソース・ドレイン領域のゲート電極3
に近い部分にゲート絶縁膜2およびゲート電極3による
影が形成されるため、エネルギービームの照射量が少な
くなり、ソース・ドレイン領域と同じ導電型の低活性化
不純物領域4が形成され、その両外側の部分には高活性
化不純物領域5が形成される。Then, as shown in FIG. 1 (f), while rotating the insulating substrate, the insulating substrate is obliquely above the gate electrode 3 from above.
KrF (krypton fluoride) laser light of 100 to 200 mj is focused and irradiated in a square of about 10 mm to activate the impurity ions in the source / drain regions. Regarding the laser light to be irradiated, instead of the KrF laser, Xe
Irradiation with an energy beam using another gas such as a (xenon) laser is also possible. In this way, by irradiating the energy beam obliquely from above while rotating the insulating substrate, the gate electrode 3 in the source / drain region is
Since a shadow due to the gate insulating film 2 and the gate electrode 3 is formed in a portion close to, the irradiation amount of the energy beam is reduced, and a low activation impurity region 4 having the same conductivity type as the source / drain regions is formed. A highly activated impurity region 5 is formed in the outer portion.
【0026】ここで、本実施例では絶縁性基板を回転さ
せているが、レーザー光照射口の方を回転させてもよ
く、また、その両方を回転させてもよい。Although the insulating substrate is rotated in this embodiment, the laser light irradiation port may be rotated, or both of them may be rotated.
【0027】次いで、図1(g)に示すように、層間絶
縁膜6として、SiNx又はSiO2 等を3000〜4
000オングストローム程度の厚さで堆積させて基板全
体を覆った後、図1(h)に示すように、コンタクトホ
ール形成用のマスクパターンを用いて絶縁膜6をエッチ
ングすることにより、半導体層1の高活性化不純物領域
5(ソース・ドレイン領域)の形成部分の上に、コンタ
クトホール7を形成する。続いて、図1(i)に示すよ
うに、コンタクトホール7形成部にAl、Mo等の金属
又はITO等の導電性材料でソース・ドレイン電極8を
形成して薄膜トランジスターが完成する。Next, as shown in FIG. 1G, as the interlayer insulating film 6, SiNx, SiO 2 or the like 3000-4.
After being deposited to a thickness of about 000 Å to cover the entire substrate, the insulating film 6 is etched by using a mask pattern for forming a contact hole as shown in FIG. A contact hole 7 is formed on the formation portion of the highly activated impurity region 5 (source / drain region). Subsequently, as shown in FIG. 1 (i), source / drain electrodes 8 are formed in the contact hole 7 formation portion with a metal such as Al or Mo or a conductive material such as ITO to complete a thin film transistor.
【0028】図6は、本実施例で使用した薄膜トランジ
スターの製造装置の要部構成、特にエネルギービームの
照射を示した概略構成図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the construction of the main part of the thin-film transistor manufacturing apparatus used in this embodiment, particularly the energy beam irradiation.
【0029】本装置は、石英製の窓14を有するチャン
バー13と、そのチャンバー13の真空排気系15と、
チャンバー13内にレーザー光を照射するレーザー系1
6とからなっている。チャンバー13内には絶縁性基板
11を固定する回転ステージとそれに設置した基板ホル
ダー12が内蔵されている。レーザー系16は、KrF
レーザービームなどのエネルギービームを発生するレー
ザー発振器16aと、ミラー16b、16c、16d
と、ビーム均一化機構16eとをそれぞれ含んだ構成と
なっている。This apparatus comprises a chamber 13 having a quartz window 14 and a vacuum exhaust system 15 for the chamber 13.
Laser system 1 for irradiating laser light into the chamber 13
It consists of 6. A rotation stage for fixing the insulating substrate 11 and a substrate holder 12 installed therein are built in the chamber 13. The laser system 16 is KrF
A laser oscillator 16a for generating an energy beam such as a laser beam, and mirrors 16b, 16c, 16d
And a beam homogenizing mechanism 16e.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の薄膜トランジスターの製造装置によれば、1回の不純
物イオンの注入で、不純物濃度の異なった領域を同時に
形成することができるとともに、不純物注入量を制限す
るための膜のデポ、パターニングの工程を省略すること
が可能となり、さらに、不純物イオンの注入時専用パタ
ーンも不要となっているため、生産性がよく、ON・O
FF電流比の大きい薄膜トランジスターを得ることがで
きる。。As is apparent from the above description, according to the thin film transistor manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to simultaneously form regions having different impurity concentrations by a single implantation of impurity ions. It is possible to omit the steps of film deposition and patterning for limiting the amount of impurity implantation, and since a dedicated pattern is not required at the time of implanting impurity ions, the productivity is high and the ON / O
A thin film transistor having a large FF current ratio can be obtained. .
【0031】特に、エネルギービームの中でもレーザー
を使用することにより、Si層のみを選択的にかつ効率
的に加熱できることから、低温でのアニールが可能とな
り、安価なガラス基板を使用することも可能となった。In particular, by using a laser among the energy beams, only the Si layer can be selectively and efficiently heated, which enables annealing at a low temperature and enables the use of an inexpensive glass substrate. became.
【図1】図1は、本発明における薄膜トランジスターの
作成プロセスを示した図面である。FIG. 1 is a drawing showing a manufacturing process of a thin film transistor according to the present invention.
【図2】図2は、従来例第1の方法における薄膜トラン
ジスターの作成プロセスを示した図面である。FIG. 2 is a drawing showing a manufacturing process of a thin film transistor in a first conventional method.
【図3】図3は、従来例第2の方法における薄膜トラン
ジスターの作成プロセスを示した図面である。FIG. 3 is a drawing showing a manufacturing process of a thin film transistor in a second conventional method.
【図4】図4は、従来例第3の方法における薄膜トラン
ジスターの作成プロセスを示した図面である。FIG. 4 is a drawing showing a manufacturing process of a thin film transistor in a third conventional method.
【図5】図5は、従来例第4の方法における薄膜トラン
ジスターの作成プロセスを示した図面である。FIG. 5 is a drawing showing a manufacturing process of a thin film transistor in a fourth conventional method.
【図6】図6は、本発明の一実施例における半導体製造
装置の要部構成を示した概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a configuration of main parts of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
1 半導体層 2 ゲート絶縁膜 3 ゲート電極 4 低活性化不純物領域(不純物の活性度が低い半導体
領域) 5 高活性化不純物領域(不純物の活性度が高い半導体
領域) 6 絶縁膜 7 コンタクトホール 8 ソース・ドレイン電極 9 イオン注入マスク(不純物の注入量を制限する為の
膜) 10 サイドウォール 11 絶縁性基板 12 回転ステージとそれに設置した基板ホルダー 13 チャンバー 14 石英製の窓 15 真空排気系 16 レーザー系 16a レーザー発振器 16b ミラー 16c ミラー 16d ミラー 16e ビーム均一化機構 17 チャネル領域1 semiconductor layer 2 gate insulating film 3 gate electrode 4 low activation impurity region (semiconductor region with low impurity activity) 5 high activation impurity region (semiconductor region with high impurity activity) 6 insulating film 7 contact hole 8 source -Drain electrode 9 Ion implantation mask (film for limiting impurity implantation amount) 10 Side wall 11 Insulating substrate 12 Rotating stage and substrate holder installed on it 13 Chamber 14 Quartz window 15 Vacuum exhaust system 16 Laser system 16a Laser oscillator 16b Mirror 16c Mirror 16d Mirror 16e Beam homogenization mechanism 17 Channel region
Claims (2)
挟んで設けた半導体層が複数の領域に区分され、該半導
体層の該ゲート電極に対向する部分にチャネル領域が、
該チャネル領域に隣接する両側部分の少なくとも一方に
不純物の活性度が低い半導体領域が形成され、該チャネ
ル領域および該不純物の活性度が低い半導体領域を囲ん
で隣接する両側部分に不純物の活性度が高い半導体領域
が形成される薄膜トランジスターの製造装置において、 該半導体膜、該ゲート絶縁膜、該ゲート電極を順次形成
して、不純物イオンの注入を行った後、基板またはエネ
ルギービーム照射口またはその両方を回転させながら該
基板表面に対して斜め上方よりエネルギービームの照射
を行うことにより半導体層を複数の領域に区分すること
を特徴とした薄膜トランジスターの製造装置。1. A semiconductor layer provided with a gate insulating film interposed therebetween is divided into a plurality of regions with respect to a gate electrode, and a channel region is formed in a portion of the semiconductor layer facing the gate electrode.
A semiconductor region having a low impurity activity is formed on at least one of both side portions adjacent to the channel region, and an impurity activity level is formed on both side portions adjacent to the channel region and the semiconductor region having a low impurity activity. In a thin-film transistor manufacturing apparatus in which a high semiconductor region is formed, the semiconductor film, the gate insulating film, and the gate electrode are sequentially formed, impurity ions are implanted, and then the substrate, the energy beam irradiation port, or both of them. An apparatus for manufacturing a thin film transistor, characterized in that the semiconductor layer is divided into a plurality of regions by irradiating the surface of the substrate with an energy beam obliquely from above while rotating the substrate.
ることを特徴とした請求項1に記載の薄膜トランジスタ
ーの製造装置。2. The thin film transistor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the energy beam is a laser beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25789793A JPH07115201A (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Thin film transistor manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25789793A JPH07115201A (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Thin film transistor manufacturing equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115201A true JPH07115201A (en) | 1995-05-02 |
Family
ID=17312714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25789793A Pending JPH07115201A (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Thin film transistor manufacturing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115201A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100343307B1 (en) * | 1996-06-20 | 2002-08-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | A method for manufacturing a thin film transistor |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP25789793A patent/JPH07115201A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100343307B1 (en) * | 1996-06-20 | 2002-08-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | A method for manufacturing a thin film transistor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5920772A (en) | Method of fabricating a hybrid polysilicon/amorphous silicon TFT | |
| US20020079488A1 (en) | Thin film semiconductor integrated circuit and method for forming the same | |
| US20020105033A1 (en) | Thin film transistor having lightly and heavily doped source/drain regions and its manufacture | |
| KR19980016968A (en) | Self-aligned thin film transistor manufacturing method | |
| JP2001028448A (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
| US7166503B2 (en) | Method of manufacturing a TFT with laser irradiation | |
| JP3326013B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH07176750A (en) | Method of manufacturing thin film transistor | |
| US6077730A (en) | Method of fabricating thin film transistors | |
| US20020000552A1 (en) | Semiconductor device and method of producing the same | |
| JP2000077665A (en) | Thin film transistor device and method of manufacturing thin film transistor device | |
| JP2009048199A (en) | Thin film transistor substrate for liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
| JP2720779B2 (en) | Thin film transistor and method of manufacturing the same | |
| JPH0936376A (en) | Method of manufacturing thin film semiconductor device | |
| JPH07115201A (en) | Thin film transistor manufacturing equipment | |
| JP3923600B2 (en) | Thin film transistor manufacturing method | |
| JPH08139335A (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
| KR100540130B1 (en) | Method of manufacturing thin film transistor | |
| JPH11204800A (en) | Thin film transistor, method of manufacturing the same, and impurity introduction device | |
| JPH1187724A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH0645355A (en) | Manufacture of thin film transitor | |
| JPH07193252A (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof | |
| JP3181901B2 (en) | Thin film transistor | |
| JP3019533B2 (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
| KR100230359B1 (en) | Fabrication method of low temperature polysilicon thin film transistor |