JPH01171274A - Manufacturing method of thin film transistor - Google Patents
Manufacturing method of thin film transistorInfo
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- JPH01171274A JPH01171274A JP62329197A JP32919787A JPH01171274A JP H01171274 A JPH01171274 A JP H01171274A JP 62329197 A JP62329197 A JP 62329197A JP 32919787 A JP32919787 A JP 32919787A JP H01171274 A JPH01171274 A JP H01171274A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
投権立災
本発明は同一絶縁基板上にN、P両チャンネルトランジ
スターを有するCMOS型薄膜トランジスターの改良製
造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved method for manufacturing a CMOS type thin film transistor having both N and P channel transistors on the same insulating substrate.
災米抜皿
従来、CMOS型薄膜トランジスターは一般に第1図に
示すようにガラス板のような同一絶縁基板1上のN、P
各チャンネルトランジスターとなる部分にpoly−3
i、 a−5i (アモルファスSi)等のSi半導体
活性層2を形成し[第1図■コ、その表面を熱酸化して
SiO2のゲート酸化膜3を形成し[第1図■]、更に
全体にゲート電極用Si半導体膜4を形成し[第1図■
]、この膜に塗布拡散法又は気相拡散法でN型不純物を
拡散して低抵抗化し[第1図■コ、この低抵抗膜4をパ
ターンニングしてゲート電極4′を形成し[第1図■]
、引続きレジスト5を残したままイオン注入法(矢印6
はイオン注入)によりゲート酸化膜3を通して活性層2
中にP型不純物をドープすることによりPチャンネルト
ランジスターガソース・ドレイン領域7を形成し[第1
図■]、レジスト除去後、一方のトランジスター全体を
レジストでマスクした状態でイオン注入法(矢印6′は
イオン注入)により他方のトランジスターにN型不純物
をドープすることによりN型不純物をドープすることに
よりNチャンネルトランジスターのゲート電極4#及び
ソース・ドレイン領域7′を形成し[第1図■]、つい
で全体を酸化雰囲気中で処理して活性化し[第1図■コ
、最後に常法によりSiO□層間絶縁膜、コンタクトホ
ール及びAΩのような金属電極を形成することにより製
造されている。Traditionally, CMOS type thin film transistors are generally made of N and P transistors on the same insulating substrate 1, such as a glass plate, as shown in Figure 1.
Poly-3 in the part that becomes each channel transistor
A Si semiconductor active layer 2 such as i, a-5i (amorphous Si) is formed [Fig. 1 (2)], and its surface is thermally oxidized to form a gate oxide film 3 of SiO2 [Fig. A Si semiconductor film 4 for gate electrode is formed on the entire surface [Fig.
], N-type impurities are diffused into this film by a coating diffusion method or a vapor phase diffusion method to lower the resistance [Fig. Figure 1 ■]
, continue with the ion implantation method (arrow 6) while leaving the resist 5.
The active layer 2 is formed through the gate oxide film 3 by ion implantation).
A P-channel transistor source/drain region 7 is formed by doping P-type impurities into the [first
Figure ■], After removing the resist, dope the other transistor with N-type impurities by using ion implantation method (arrow 6' indicates ion implantation) with one transistor entirely masked with resist. The gate electrode 4# and the source/drain region 7' of the N-channel transistor are formed by [Fig. 1 ■], and the whole is then treated and activated in an oxidizing atmosphere [Fig. It is manufactured by forming a SiO□ interlayer insulating film, a contact hole, and a metal electrode such as AΩ.
豆−一昨
本発明の目的はN型ゲート電極形成時のSi半導体膜の
低抵抗化及びPチャンネルトランジスターのソース・ド
レイン領域の形成を連続イオン注入により行なうことに
より、工程を簡略化したCMOS型薄膜トランジスター
の製造方法を提供することである。The purpose of the present invention is to reduce the resistance of the Si semiconductor film during the formation of the N-type gate electrode and to form the source and drain regions of the P-channel transistor by continuous ion implantation, thereby simplifying the manufacturing process of the CMOS type. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor.
遭−一」叉
本発明方法は同一絶縁基板上にN、P両チャンネルトラ
ンジスターのSi半導体活性層、−SiO□ゲート酸化
膜及びゲート電極用Si半導体膜を順次形成した後、N
型ゲート電極及びPチャンネルトランジスターソース・
ドレイン領域を順次形成する工程を含むCMOS型薄膜
トランジスターの製造方法において、N型ゲート電極の
形成及びPチャンネルソース・ドレイン領域の形成を、
前者の場合はゲート電極にP型不純物よりもN型不純物
が多く入るように、ゲート電極用半導体膜に直接、また
後者の場合は活性層のソース・ドレイン領域となる部分
にゲート酸化膜を介して間接的に、2種の異なる不純物
の連続イオン注入によって行なうことを特徴とするもの
である。In the method of the present invention, after sequentially forming the Si semiconductor active layer of both N and P channel transistors, the -SiO□ gate oxide film, and the Si semiconductor film for the gate electrode on the same insulating substrate,
Type gate electrode and P channel transistor source
In a method for manufacturing a CMOS thin film transistor including steps of sequentially forming drain regions, forming an N-type gate electrode and forming P-channel source/drain regions,
In the former case, it is added directly to the semiconductor film for the gate electrode so that the gate electrode contains more N-type impurities than P-type impurities, and in the latter case, it is added to the source/drain regions of the active layer through the gate oxide film. This method is characterized in that it is performed indirectly by sequential ion implantation of two different types of impurities.
このように本発明方法はN型ゲート電極形成時のSi半
導体層のN型不純物による低抵抗化(以下N型低抵抗化
という)とPチャンネルトランジスターにおけるP型不
純物によるソース・ドレイン領域の形成とをイオン注入
法により連続的に行なうことにより工程を簡略化したも
のである。In this way, the method of the present invention can reduce the resistance of the Si semiconductor layer using N-type impurities when forming an N-type gate electrode (hereinafter referred to as N-type resistance reduction), and form the source/drain regions using P-type impurities in a P-channel transistor. This method simplifies the process by continuously performing the steps by ion implantation.
本発明方法を第2図の工程図に従って具体的に説明する
°と、まずガラス板等の同一絶縁基板1上のN、P各チ
ャンネルトランジスターとなる部分にpoly−3i等
のSL半導体を減圧CVD法(例えばSiH4流量40
sccM、真空度0.5torr、及び温度630℃の
条件)等で例えば厚さ2000人程度に堆積させてSi
半導体活性膜を形成した後、フォトリソグラフィー・エ
ツチング法によりパターンニングしてSi半導体活性層
2を形成する[第2図■コ。引続き熱酸化により活性層
2の表面に厚さ1500人程度のSiO□からなるゲー
ト酸化膜3を形成する[第2図■コ。更に全面に、ゲー
ト電極となるpoly−5i等のSL半導体を活性層の
場合と同様、CVD法等で厚さ4000人程度に堆積せ
しめてSi半導体膜4を形成する[第2図■]。従来は
この時点で塗布拡散法又は気相拡散法によってSi半導
体膜4のN型低抵抗化を行なっていたのであるが、本発
明ではフォトリソグラフィー・エツチング法によりその
ままパターンニングを行なう、このパターニングはSi
半導体膜4だけとし、ゲート酸化膜3はそのまま残す。The method of the present invention will be explained in detail according to the process diagram shown in Fig. 2. First, SL semiconductors such as poly-3i are deposited on the same insulating substrate 1 such as a glass plate at portions that will become N and P channel transistors by low pressure CVD. method (e.g. SiH4 flow rate 40
sccM, vacuum degree of 0.5 torr, and temperature of 630° C.), etc., to a thickness of about 2,000 mm.
After forming the semiconductor active film, patterning is performed by photolithography and etching to form a Si semiconductor active layer 2 [FIG. 2 (2)]. Subsequently, a gate oxide film 3 made of SiO□ with a thickness of approximately 1,500 wafers is formed on the surface of the active layer 2 by thermal oxidation [see FIG. Furthermore, an SL semiconductor such as poly-5i, which will become a gate electrode, is deposited on the entire surface by CVD or the like to a thickness of about 4000 nm, as in the case of the active layer, to form a Si semiconductor film 4 [FIG. 2 (2)]. Conventionally, the N-type resistance of the Si semiconductor film 4 was reduced by a coating diffusion method or a vapor phase diffusion method at this point, but in the present invention, patterning is directly performed by a photolithography etching method. Si
Only the semiconductor film 4 is left, and the gate oxide film 3 is left as is.
レジスト除去後[第2図(4)] 、本発明の特徴であ
る連続イオン注入を行なう。まずP型不純物として例え
ばB1を例えばエネルギー60にeV及びドース量3
XIO”/aiの条件で注入し、引続きN型不純物とし
て例えばAs”を例えばエネルギー50KeV及びドー
ス量5 X 10”/aJの条件で注入する。この連続
注入により活性層2のソース・ドレイン領域となる部分
にはBoが選択的に注入される結果(As”はソース・
ドレイン領域上のSiO2膜でブロッキングされる。)
活性層2にはソース・ドレイン領域7が形成され一方、
Si半導体M4にはBo及びAs2の両者が注入される
が、これら不純物のドーズ量は前述のようにAs”)B
”としたので、Si半導体膜4内では先に注入されたB
+が後から注入されたAs’によってコンペンゼートさ
れてN型低抵抗化する結果、N型ゲート電極4′が形成
される(6.6’はB″″及びAs”連続イオン注入)
[第2図■コ、なおこのイオン注入工程ではP型不純物
としてはB“が、またN型不純物としてはAs”の他、
sb”、p”が使用でき゛る。ゲート酸化膜の厚さはソ
ース・ドレイン領域となる部分で200〜
4000人の範囲が好ましい。不純物の注入順序は勿論
、前記とは逆でも構わない。また不純物ドーズ量はN型
不純物〉P型不純物の条件を満足すればいかなる値でも
よいが、通常はN型不純物ドーズ量lXl0”〜I X
IO”/at(、P型不純物ドーズt5 Xl014〜
5 Xl0is/d(7)iH”C”する。After removing the resist [FIG. 2 (4)], continuous ion implantation, which is a feature of the present invention, is performed. First, use B1 as a P-type impurity at an energy of 60 eV and a dose of 3.
XIO"/ai, and then as an N-type impurity, for example, As" is implanted at an energy of 50 KeV and a dose of 5 x 10"/aJ. Through this continuous implantation, the source/drain regions of the active layer 2 and As a result, Bo is selectively injected into the portion where the source becomes (As” is the source
It is blocked by the SiO2 film on the drain region. )
Source/drain regions 7 are formed in the active layer 2, while
Both Bo and As2 are implanted into the Si semiconductor M4, and the dose of these impurities is As'')B as described above.
”, the B injected earlier in the Si semiconductor film 4
+ is compensated by As' implanted later and becomes N-type with low resistance, resulting in formation of N-type gate electrode 4'(6.6' is continuous ion implantation of B'''' and As'')
[Fig.
sb", p" can be used. The thickness of the gate oxide film is preferably in the range of 200 to 4,000 thick in the portions that will become the source and drain regions. Of course, the order of implanting the impurities may be reversed. In addition, the impurity dose may be any value as long as it satisfies the conditions of N-type impurity>P-type impurity, but usually the N-type impurity dose is lXl0''~IX
IO”/at(, P-type impurity dose t5 Xl014~
5 Xl0is/d(7)iH"C".
その後、フォトリソグラフィー・エツチング法によりP
チャンネルトランジスター領域だけレジスト5′でマス
クし、Nチャンネルトランジスター領域に再びN型不純
物として例えばピを例えばエネルギー150KeV及び
ドース量5X101s/dの条件で注入する。このイオ
ン注入によりNチャンネルトランジスターのソース・ド
レイン領域7′となる部分にはB3及びPoの両者が注
入されることになるが、前記と同一条件(ドーズ量がN
型不純物〉P型不純物)で注入を行なえばB9がPoに
コンペンセートされてN型となる。After that, P was
Only the channel transistor region is masked with a resist 5', and an N-type impurity, for example, phosphorus, is implanted into the N-channel transistor region again under conditions of an energy of 150 KeV and a dose of 5.times.10@1 s/d. Through this ion implantation, both B3 and Po are implanted into the portion that will become the source/drain region 7' of the N-channel transistor, but under the same conditions as above (the dose amount is N).
If implantation is performed with type impurity>P type impurity), B9 will be compensated for Po and become N type.
またNチャンネルトランジスターのゲート電極4“には
Poが入るが、既にこの部分はN型低抵抗化されている
ので、更に低抵抗となる(6“はP9イオン注入)[第
2図■コ。In addition, Po enters the gate electrode 4'' of the N-channel transistor, but since this part has already been made into an N-type low resistance, the resistance becomes even lower (6'' is P9 ion implantation) [Fig.
以下、従来と同様、酸化雰囲気(熱酸化)中で活性化し
た後[第2図■]、常法に従ってSin。Thereafter, as in the conventional method, after activation in an oxidizing atmosphere (thermal oxidation) [Fig.
層間絶縁膜、コンタクトホール及び金属(通常AQ)電
極の形成を行なって本発明プロセスが完了する。The process of the present invention is completed by forming an interlayer insulating film, contact holes, and metal (usually AQ) electrodes.
羞−一来
本発明のCMO8型O8トランジスターの製造方法は以
上の如くN型ゲート電極形成時の81半導体膜のN型低
抵抗化とPチャンネルトランジスターにおけるP型不純
物によるソース・ドレイン領域の形成とをイオン注入法
により連続的に行なうので、従来よりも工程を簡略化す
ることができる。- As described above, the method for manufacturing a CMO8-type O8 transistor of the present invention includes reducing the N-type resistance of the 81 semiconductor film when forming an N-type gate electrode, and forming source/drain regions using P-type impurities in a P-channel transistor. Since this is performed continuously by ion implantation, the process can be simplified compared to the conventional method.
第1図及び第2図は夫々従来及び本発明CMo5型薄膜
トランジスターの一例の製造工程図である。
1・・・絶縁基板 2・・・Si半導体活性層3・・
・ゲート酸化膜 4・・・Si半導体膜4.4#・・
・ゲート電極 5,5′・・・レジス トロ、6’、
6“・・・イオン注入
7.7′・・・ソース・ドレイン領域
第1図FIGS. 1 and 2 are manufacturing process diagrams of an example of a conventional CMo5 type thin film transistor and an example of the present invention CMo5 thin film transistor, respectively. 1... Insulating substrate 2... Si semiconductor active layer 3...
・Gate oxide film 4...Si semiconductor film 4.4#...
・Gate electrode 5, 5'... resistor, 6',
6"...Ion implantation 7.7'...Source/drain region Fig. 1
Claims (1)
ーのSi半導体活性層、SiO_2ゲート酸化膜及びゲ
ート電極用Si半導体膜を順次形成した後、N型ゲート
電極及びPチャンネルトランジスターのソース・ドレイ
ン領域を順次形成する工程を含むCMOS型薄膜トラン
ジスターの製造方法において、N型ゲート電極の形成及
びPチャンネルソース・ドレイン領域の形成を、前者の
場合はゲート電極にP型不純物よりもN型不純物が多く
入るように、ゲート電極用半導体膜に直接、また後者の
場合は活性層のソース・ドレイン領域となる部分にゲー
ト酸化膜を介して間接的に、2種の異なる不純物の連続
イオン注入によって行なうことを特徴とする薄膜トラン
ジスターの製造方法。1. After sequentially forming the Si semiconductor active layer of both N- and P-channel transistors, the SiO_2 gate oxide film, and the Si semiconductor film for gate electrode on the same insulating substrate, the source/drain regions of the N-type gate electrode and P-channel transistor are formed. In a method for manufacturing a CMOS thin film transistor that includes sequential formation steps, forming an N-type gate electrode and forming a P-channel source/drain region, in the former case, the gate electrode contains more N-type impurities than P-type impurities. As shown in FIG. Characteristic method for manufacturing thin film transistors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329197A JPH01171274A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Manufacturing method of thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329197A JPH01171274A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Manufacturing method of thin film transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171274A true JPH01171274A (en) | 1989-07-06 |
Family
ID=18218737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62329197A Pending JPH01171274A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Manufacturing method of thin film transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01171274A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5316960A (en) * | 1989-07-11 | 1994-05-31 | Ricoh Company, Ltd. | C-MOS thin film transistor device manufacturing method |
| US6323069B1 (en) | 1992-03-25 | 2001-11-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a thin film transistor using light irradiation to form impurity regions |
| US6872605B2 (en) | 1992-12-04 | 2005-03-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62329197A patent/JPH01171274A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5316960A (en) * | 1989-07-11 | 1994-05-31 | Ricoh Company, Ltd. | C-MOS thin film transistor device manufacturing method |
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| US6569724B2 (en) | 1992-03-25 | 2003-05-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Insulated gate field effect transistor and method for forming the same |
| US6887746B2 (en) | 1992-03-25 | 2005-05-03 | Semiconductor Energy Lab | Insulated gate field effect transistor and method for forming the same |
| US6872605B2 (en) | 1992-12-04 | 2005-03-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
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