JPH04323875A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JPH04323875A
JPH04323875A JP3092120A JP9212091A JPH04323875A JP H04323875 A JPH04323875 A JP H04323875A JP 3092120 A JP3092120 A JP 3092120A JP 9212091 A JP9212091 A JP 9212091A JP H04323875 A JPH04323875 A JP H04323875A
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semiconductor device
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silicon
gate electrode
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Hideaki Oka
秀明 岡
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に係わり、特に、絶縁性非晶質材料上の半導体装
置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device formed on an insulating amorphous material and a method of manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化が進み、4
MDRAM、1MSRAM等の量産や16M、64MD
RAM、4MSRAM等の開発・試作が進められている
。今後、これらの半導体素子の高密度化が更に進むにつ
れて、三次元構造の半導体素子実現に対する期待が更に
高まるものと予想される。SRAMを例にとると、4M
以上のSRAMでは、メモリーセルに高抵抗poly−
Siを用いた4−T型のSRAMやシリコン基板上にn
チャンネルとpチャンネルのMOSFETを形成した6
−T型のSRAMに代わり、積層CMOS構造のSRA
Mが検討、試作されている。積層CMOS構造では、シ
リコン基板上にnチャンネルMOSFETが形成され、
絶縁材料を挟んでpチャンネルpoly−SiTFTが
積層された構造になっており、4−T型と6−T型の長
所を持ち合わせている。即ち、pチャンネルをpoly
−SiTFTで形成し、積層構造とすることで4−T型
とほぼ同じセルサイズでCMOS構造を実現でき、高集
積性、ソフトエラー耐性、低消費電力性等に優れたSR
AMが実現できる。
[Background Art] In recent years, semiconductor devices have become highly integrated, and
Mass production of MDRAM, 1MSRAM, etc., 16M, 64MD
Development and prototyping of RAM, 4MSRAM, etc. is underway. In the future, as the density of these semiconductor devices progresses further, it is expected that expectations for the realization of semiconductor devices with three-dimensional structures will further increase. Taking SRAM as an example, 4M
In the above SRAM, the memory cells are made of high-resistance poly-
4-T type SRAM using Si or n
6 that formed channel and p-channel MOSFETs
-SRA with stacked CMOS structure instead of T-type SRAM
M is being considered and prototyped. In a stacked CMOS structure, an n-channel MOSFET is formed on a silicon substrate,
It has a structure in which p-channel poly-Si TFTs are stacked with an insulating material in between, and has the advantages of 4-T type and 6-T type. That is, the p channel is
-By forming with Si TFT and creating a stacked structure, a CMOS structure can be realized with almost the same cell size as a 4-T type, and SR has excellent high integration, soft error resistance, and low power consumption.
AM can be realized.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のpol
y−SiTFTの構造及び製造方法では、以下に述べる
問題があった。(1)550℃〜650℃程度のアニー
ルを数時間〜数十時間行う必要があるため、スループッ
トが低い。(2)550℃〜650℃程度の固相成長ア
ニールを行っただけでは、多結晶シリコンの結晶化率等
の結晶性を十分に向上させることができず、十分なオン
オフ比を有するTFTを形成することが困難である。 (3)セルフアライン法でゲート電極をマスクとしてソ
ースドレイン領域を形成するため、ドレイン端での電子
・正孔対の生成電流等を原因としたオフリーク電流が発
生し、オフ電流を抑えられない。(4)チャンネル領域
の膜厚を薄膜化すると、電界効果移動度の向上、オフ電
流の低減等の効果があり、膜厚を300〜500Å程度
以下にすることが望ましいが、この様にチャンネル領域
を薄膜化すると、同時にソース・ドレイン領域も薄膜化
されるために、ソース・ドレイン領域のシート抵抗の増
大やコンタクト抵抗の増大が起こる。等の問題があった
。そこで、本発明はより簡便かつ実用的なTFT構造及
びその製造方法で、結晶性の高い多結晶シリコンを再現
性良く形成し、高移動度でオンオフ比が大きいpoly
−SiTFTを形成する素子構造及びその製造方法を提
供するものである。
[Problem to be solved by the invention] However, the conventional pol
The structure and manufacturing method of y-SiTFT has the following problems. (1) Since it is necessary to perform annealing at about 550° C. to 650° C. for several hours to several tens of hours, the throughput is low. (2) Solid-phase growth annealing at about 550°C to 650°C alone cannot sufficiently improve the crystallinity such as the crystallization rate of polycrystalline silicon, forming a TFT with a sufficient on-off ratio. difficult to do. (3) Since source/drain regions are formed using the gate electrode as a mask using the self-alignment method, an off-leak current occurs due to current generated by electron-hole pairs at the drain end, and the off-state current cannot be suppressed. (4) Reducing the film thickness in the channel region has the effect of improving field effect mobility and reducing off-state current, so it is desirable to reduce the film thickness to about 300 to 500 Å or less. When the source/drain regions are made thinner, the source/drain regions are also made thinner, resulting in an increase in the sheet resistance and contact resistance of the source/drain regions. There were other problems. Therefore, the present invention uses a simpler and more practical TFT structure and its manufacturing method to form highly crystalline polycrystalline silicon with good reproducibility, and to form polycrystalline silicon with high mobility and a large on-off ratio.
- An element structure for forming a Si TFT and a method for manufacturing the same are provided.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
1)絶縁ゲート型半導体装置のチャンネル領域がシリコ
ンを主体とする非単結晶半導体で形成された半導体装置
において、サイドウォールを有するゲート電極、非単結
晶半導体領域の一部に形成された低濃度の不純物を含む
領域、該低濃度の不純物を含む領域上に形成されたソー
ス・ドレイン領域を成す高濃度の不純物を含む薄膜を少
なくとも有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A semiconductor device of the present invention includes:
1) In a semiconductor device in which the channel region of an insulated gate semiconductor device is formed of a non-single-crystalline semiconductor mainly composed of silicon, a gate electrode having a sidewall, a low-concentration layer formed in a part of the non-single-crystalline semiconductor region, etc. It is characterized by having at least a region containing an impurity and a thin film containing a high concentration impurity forming source/drain regions formed on the region containing a low concentration impurity.

【0005】2)前記半導体装置が三次元ICの積層部
の素子として形成されたことを特徴とする。
2) The semiconductor device is characterized in that it is formed as an element of a stacked part of a three-dimensional IC.

【0006】3)前記チャンネル領域を成すシリコンを
主体とする多結晶半導体層の膜厚が50Å〜250Åで
あることを特徴とする。
3) The channel region is characterized in that the polycrystalline semiconductor layer mainly composed of silicon has a thickness of 50 Å to 250 Å.

【0007】4)前記多結晶半導体層の結晶化率が99
.5%以上であることを特徴とする。 5)前記ソース・ドレイン領域を成す薄膜が不純物をド
ープした多結晶シリコンより成ることを特徴とする。
4) The crystallization rate of the polycrystalline semiconductor layer is 99
.. It is characterized by being 5% or more. 5) The thin film forming the source/drain region is made of polycrystalline silicon doped with impurities.

【0008】6)前記不純物をドープした多結晶シリコ
ン層の抵抗率が5×10−4Ω・cm以下であることを
特徴とする。
6) The polycrystalline silicon layer doped with impurities has a resistivity of 5×10 −4 Ω·cm or less.

【0009】7)絶縁ゲート型半導体装置のチャンネル
領域がシリコンを主体とする非単結晶半導体で形成され
た半導体装置において、チャンネル領域を成すシリコン
を主体とする非単結晶半導体層の下部にゲート絶縁膜を
挟んで形成された下部ゲート電極、該チャンネル領域を
成すシリコンを主体とする非単結晶半導体層の上部にゲ
ート絶縁膜を挟んで形成されたサイドウォールを有する
上部ゲート電極、該チャンネル領域を成すシリコンを主
体とする非単結晶半導体領域に隣接して形成された低濃
度の不純物を含む非単結晶半導体領域、該低濃度の不純
物を含む非単結晶半導体領域上に形成されたソース・ド
レイン領域を成す高濃度の不純物を含む薄膜を少なくと
も有することを特徴とする。
7) In a semiconductor device in which the channel region of an insulated gate semiconductor device is formed of a non-single crystal semiconductor mainly composed of silicon, a gate insulating layer is formed under the non-single crystal semiconductor layer mainly composed of silicon forming the channel region. a lower gate electrode formed with a film sandwiched therebetween; an upper gate electrode having sidewalls formed on top of a non-single-crystalline semiconductor layer mainly made of silicon forming the channel region with a gate insulating film sandwiched therebetween; a non-single-crystalline semiconductor region containing a low concentration of impurities formed adjacent to a non-single-crystalline semiconductor region mainly composed of silicon; a source/drain formed on the non-single-crystalline semiconductor region containing the low-concentration impurities; It is characterized by having at least a thin film containing a high concentration impurity forming a region.

【0010】8)前記下部ゲート電極のゲート端が前記
上部ゲート電極のサイドウォールの外側の端よりも内側
に入っていることを特徴とする。
8) The gate end of the lower gate electrode is located inside the outer end of the sidewall of the upper gate electrode.

【0011】更に、本発明の半導体装置の製造方法は、
9)絶縁ゲート型半導体装置のチャンネル領域がシリコ
ンを主体とする非単結晶半導体で形成された半導体装置
の製造方法において、非単結晶半導体層を形成する工程
、ゲート絶縁膜を形成する工程、ゲート電極を形成し、
セルフアライン法で該非単結晶半導体層の一部に低濃度
の不純物を含む領域を形成する工程、該ゲート電極にサ
イドウォールを形成する工程、該低濃度の不純物を含む
領域の少なくとも一部の上に選択的にソース・ドレイン
領域を成す高濃度の不純物を含む薄膜を形成する工程を
少なくとも有することを特徴とする。
Furthermore, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
9) A method for manufacturing a semiconductor device in which a channel region of an insulated gate semiconductor device is formed of a non-single crystal semiconductor mainly composed of silicon, including a step of forming a non-single crystal semiconductor layer, a step of forming a gate insulating film, and a step of forming a gate insulating film. form an electrode,
forming a region containing a low concentration of impurity in a part of the non-single crystal semiconductor layer by a self-alignment method; forming a sidewall on the gate electrode; and forming a region on at least a part of the region containing the low concentration of impurity. The method is characterized in that it includes at least a step of selectively forming a thin film containing a high concentration of impurity to form source/drain regions.

【0012】10)前記ソース・ドレイン領域を成す薄
膜を形成する工程において、前記薄膜が少なくともサイ
ドウォール上には成膜しない条件で選択的に成膜するこ
とを特徴とする。
10) In the step of forming the thin film constituting the source/drain region, the thin film is selectively formed under the condition that the thin film is not formed on at least the sidewalls.

【0013】11)チャンネル領域を成すシリコンを主
体とする非単結晶半導体層を、弗素、塩素の内の少なく
とも一方の元素を含むガスを少なくとも用い、更にジボ
ラン等のドーピングガスを添加し、前記ガスをプラズマ
状に励起分解し、成膜する工程を少なくとも有すること
を特徴とする。
11) A non-single-crystal semiconductor layer mainly composed of silicon forming a channel region is coated with at least a gas containing at least one of fluorine and chlorine, and a doping gas such as diborane is further added to the gas. The method is characterized in that it includes at least a step of exciting and decomposing into a plasma state and forming a film.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は、本発明の実施例における半導体装
置の断面図の一例である。図1では、3次元トランジス
タへの簡単な応用例(スタックト型CMOS)を示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a semiconductor device in an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a simple example of application to a three-dimensional transistor (stacked CMOS).

【0015】図1において、101はシリコン基板、1
02はp−well領域、103は素子分離領域、10
4はゲート絶縁膜、105は下部ゲート電極、106は
ソース・ドレイン領域を成すn+領域、107はゲート
絶縁膜、108は多結晶シリコン層、109はゲート絶
縁膜、110は上部ゲート電極、111はサイドウォー
ル、114はコンタクトホール、112はソース・ドレ
イン領域となるp+領域、113はゲート電極上にp+
領域と同一工程同一素子材で形成された低抵抗薄膜、1
15は配線である。本発明のpoly−SiTFTは、
サイドウォールを用いたセルフアライン型の構造を有す
ることを特徴とし、ソース・ドレイン領域を選択的に成
膜する構造を特徴とする。本発明では、ソース・ドレイ
ン領域とゲート電極の短絡をサイドウォールで防ぐこと
ができ、同時にサイドウォールにより、オフセット構造
を形成できるため、ドレイン端での電子・正孔対の生成
電流やField−Enhanced−Emissio
n電流等を原因としたオフリーク電流を抑制し、充分な
オンオフ比が得られる。
In FIG. 1, 101 is a silicon substrate;
02 is a p-well region, 103 is an element isolation region, 10
4 is a gate insulating film, 105 is a lower gate electrode, 106 is an n+ region forming a source/drain region, 107 is a gate insulating film, 108 is a polycrystalline silicon layer, 109 is a gate insulating film, 110 is an upper gate electrode, 111 is a 114 is a contact hole, 112 is a p+ region which becomes a source/drain region, and 113 is a p+ region on a gate electrode.
Low resistance thin film formed from the same process and the same element material as the region, 1
15 is wiring. The poly-SiTFT of the present invention is
It is characterized by having a self-aligned structure using sidewalls, and is characterized by a structure in which films are selectively formed in source and drain regions. In the present invention, the sidewalls can prevent short circuits between the source/drain region and the gate electrode, and at the same time, the sidewalls can form an offset structure. -Emissio
Off-leakage current caused by n-current etc. is suppressed, and a sufficient on-off ratio can be obtained.

【0016】図2は、本発明の実施例における半導体装
置の断面図の別の一例である。
FIG. 2 is another example of a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0017】図2において、201はシリコン基板、2
02はp−well領域、203は素子分離領域、20
4はゲート絶縁膜、205は下部ゲート電極、206は
ソース・ドレイン領域を成すn+領域、207はゲート
絶縁膜、208は多結晶シリコン層、209はゲート絶
縁膜、210は上部ゲート電極、211はp−領域、2
12はサイドウォール、213はp+領域、214はコ
ンタクトホールである。本発明のpoly−SiTFT
は、サイドウォールを用い、p−領域211及びp+領
域213を形成したLDD構造を特徴としている。図1
のオフセットゲート構造と比べて、工程が若干複雑にな
るものの、p−領域を設けたことで、チャンネル領域に
直列に接続される抵抗成分を低減できるため、オン電流
の低下を防止できる。
In FIG. 2, 201 is a silicon substrate;
02 is a p-well region, 203 is an element isolation region, 20
4 is a gate insulating film, 205 is a lower gate electrode, 206 is an n+ region forming a source/drain region, 207 is a gate insulating film, 208 is a polycrystalline silicon layer, 209 is a gate insulating film, 210 is an upper gate electrode, 211 is a p-region, 2
12 is a side wall, 213 is a p+ region, and 214 is a contact hole. poly-SiTFT of the present invention
is characterized by an LDD structure in which a p- region 211 and a p+ region 213 are formed using sidewalls. Figure 1
Although the process is slightly more complicated than that of the offset gate structure shown in FIG.

【0018】図3は、本発明の実施例における半導体装
置の断面図の別の一例である。
FIG. 3 is another example of a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0019】図3において、301はシリコン基板、3
02はp−well領域、303は素子分離領域、30
4はゲート絶縁膜、305は下部ゲート電極、306は
ソース・ドレイン領域を成すn+領域、307はゲート
絶縁膜、308は多結晶シリコン層、309はゲート絶
縁膜、310は上部ゲート電極、311はp−領域、3
12はサイドウォール、313はソース・ドレイン領域
となるp+領域、314はコンタクトホール、315は
ゲート電極上にp+領域と同一工程同一素子材で形成さ
れた低抵抗薄膜、316は配線である。本発明のpol
y−SiTFTは、サイドウォールを用いたセルフアラ
イン型の構造を有することを特徴とし、p−領域311
を形成後、サイドウォールを形成し、ソース・ドレイン
領域となるp+領域313を選択的に成膜することで、
LDD構造を実現している。
In FIG. 3, 301 is a silicon substrate;
02 is a p-well region, 303 is an element isolation region, 30
4 is a gate insulating film, 305 is a lower gate electrode, 306 is an n+ region forming a source/drain region, 307 is a gate insulating film, 308 is a polycrystalline silicon layer, 309 is a gate insulating film, 310 is an upper gate electrode, 311 is a p-region, 3
12 is a side wall, 313 is a p+ region which becomes a source/drain region, 314 is a contact hole, 315 is a low resistance thin film formed on the gate electrode in the same process and using the same element material as the p+ region, and 316 is a wiring. pol of the invention
The y-Si TFT is characterized by having a self-aligned structure using sidewalls, and has a p-region 311.
After forming, sidewalls are formed and p+ regions 313 which become source/drain regions are selectively formed.
It realizes an LDD structure.

【0020】尚、図1〜図3では、多結晶シリコン層が
、ゲート絶縁膜を介して上下2つのゲート電極によって
挟まれたダブルゲート構造を例としている。この様なダ
ブルゲート構造を採用し、多結晶シリコン層の膜厚を2
50Å以下、望ましくは150Å以下とすると、オン電
流が飛躍的に増加し、ゲート長1.2μm、ゲート幅0
.6μmの図1に示した構造のPチャンネルトランジス
タでドレイン電圧3V、ゲート電圧3Vの時のオン電流
として、約0.4×10−6Aが得られた。更に、図2
に示すLDD構造を採用することで、オフセット領域の
抵抗成分の低減にともないオン電流特性が改善され、上
述のトランジスタサイズで、約1×10−6Aが得られ
た。更に、図3に示したTFT構造を採用することで、
図2に示した構造で問題となる多結晶シリコン層の薄膜
化(上述の理由で、250Å以下、望ましくは150Å
以下にすることでTFT特性が改善される)に伴うp+
領域のシート抵抗の増大を防ぐことができる。その結果
、150Å以下に薄膜化しても、抵抗成分の増大やコン
タクト不良等によるオン電流の低下を防止でき、上述の
トランジスタサイズ、測定条件で、約3×10−6Aの
オン電流が得られた。
Note that FIGS. 1 to 3 take as an example a double gate structure in which a polycrystalline silicon layer is sandwiched between two upper and lower gate electrodes with a gate insulating film interposed therebetween. By adopting such a double gate structure, the thickness of the polycrystalline silicon layer is reduced to 2.
When the thickness is 50 Å or less, preferably 150 Å or less, the on-current increases dramatically, and the gate length is 1.2 μm and the gate width is 0.
.. When the drain voltage was 3V and the gate voltage was 3V, an on-current of about 0.4×10 −6 A was obtained with a 6 μm P-channel transistor having the structure shown in FIG. 1. Furthermore, Figure 2
By employing the LDD structure shown in Figure 1, the on-current characteristics were improved as the resistance component in the offset region was reduced, and approximately 1 x 10-6 A was obtained with the above transistor size. Furthermore, by adopting the TFT structure shown in Figure 3,
Thinning of the polycrystalline silicon layer, which is a problem in the structure shown in FIG.
The TFT characteristics are improved by following the p+
An increase in the sheet resistance of the region can be prevented. As a result, even when the film was thinned to 150 Å or less, it was possible to prevent a decrease in on-current due to an increase in resistance component or poor contact, and an on-current of approximately 3 x 10-6 A was obtained under the above transistor size and measurement conditions. .

【0021】又、図1〜図3に示したオフセットゲート
構造若しくはLDD構造を採用することで、従来と比べ
て、オフ電流を約1桁以上低減できる。例えば、ゲート
長1.2μm、ゲート幅0.6μmのPチャンネルトラ
ンジスタでドレイン電圧3V、ゲート電圧0Vの時のオ
フ電流を1×10−14A以下に抑えることができた。 その結果、7〜8ケタ以上オンオフ比が得られた。尚、
上部電極のオフセット構造若しくはLDD構造を有効に
機能させるためには、下部電極端が上部電極のサイドウ
ォールの外側の端よりも内側にはいることが重要である
。 従って、下部電極のゲート長は上部電極と同程度にする
か、それよりも狭くすることが望ましい。  図4は、
本発明の実施例における半導体装置の製造工程図の一例
である。尚、図4では図3に示したLDD構造のpol
y−SiTFTを作製する製造工程図を示す。
Furthermore, by employing the offset gate structure or LDD structure shown in FIGS. 1 to 3, the off-state current can be reduced by about one order of magnitude or more compared to the conventional structure. For example, in a P-channel transistor with a gate length of 1.2 μm and a gate width of 0.6 μm, the off-state current when the drain voltage is 3 V and the gate voltage is 0 V can be suppressed to 1×10 −14 A or less. As a result, an on-off ratio of 7 to 8 digits or more was obtained. still,
In order for the offset structure or LDD structure of the upper electrode to function effectively, it is important that the lower electrode end is located inside the outer edge of the sidewall of the upper electrode. Therefore, it is desirable that the gate length of the lower electrode be equal to or narrower than that of the upper electrode. Figure 4 shows
1 is an example of a manufacturing process diagram of a semiconductor device in an embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 4, the pol of the LDD structure shown in FIG.
A manufacturing process diagram for producing a y-SiTFT is shown.

【0022】図4において、(a)は、シリコン基板4
01にp−well領域402を形成し、LOCOS酸
化法で素子分離領域403を形成する工程である。
In FIG. 4, (a) shows a silicon substrate 4
In this step, a p-well region 402 is formed in 01, and an element isolation region 403 is formed using the LOCOS oxidation method.

【0023】(b)は、ゲート絶縁膜404を形成後、
下部ゲート電極405をpoly−Si等を素子材とし
形成後、所定の形状にパターン形成し、ソース・ドレイ
ン領域を成すn+領域406を形成する工程である。
(b) shows that after forming the gate insulating film 404,
This is a step of forming a lower gate electrode 405 using poly-Si or the like as an element material, and then patterning it into a predetermined shape to form an n+ region 406 that forms a source/drain region.

【0024】(c)は、ゲート絶縁膜407を形成し、
多結晶シリコン層408を形成し、所定の形状にパター
ン形成する工程である。ゲート絶縁膜の形成方法として
は、CVD法、プラズマCVD法、ECR−PCVD法
、光CVD法、スパッタ法等で低温成膜する方法が、シ
リコン基板上に形成した素子の不純物の再分布等を防ぐ
目的からして望ましい。
(c) forms a gate insulating film 407;
This is a step of forming a polycrystalline silicon layer 408 and patterning it into a predetermined shape. Methods for forming gate insulating films include low-temperature deposition methods such as CVD, plasma CVD, ECR-PCVD, photo-CVD, and sputtering, which reduce the redistribution of impurities in elements formed on silicon substrates. This is desirable for the purpose of prevention.

【0025】次に、多結晶シリコン層の形成方法として
は、プラズマCVD法(PCVD法)で基板温度300
℃〜450℃程度の低温で多結晶シリコンを膜厚50Å
〜1500Å程度成膜する方法が有効である。反応ガス
として、SiH4、Si2H6等に加えて、弗素(F)
、塩素(Cl)等の元素を含む反応ガスを適量混合する
ことで、高品質な多結晶シリコン膜を低温形成できる。 成膜条件の一例を以下に示す。反応ガスとして、SiH
4、ジクロルシラン(SiH2Cl2)、H2を用い、
混合比を例えば、SiH4:SiH2Cl2=1:20
〜1:200程度、SiH4:H2=1:100〜1:
1000程度に設定し、基板温度を300℃〜450℃
程度に保持し、rfパワーを印加し、反応ガスを分解し
多結晶シリコンを成膜する。膜厚に関しては、多結晶シ
リコン層を薄膜化すると、オフ電流が減少し、Vth(
しきい値電圧)が減少する現象が知られている。従って
、多結晶シリコン層の膜厚は500Å以下が望ましく、
50Å〜250Å程度が特に望ましい。従って、この様
な薄膜でかつ高品質な多結晶シリコンを形成することが
特に重要となる。基板温度が300℃以下の場合は、結
晶化率が低く、<220>配向性も見られないが、基板
温度を400℃〜450℃程度にすると50Å〜250
Å程度の薄膜でも、結晶化率98%以上で<220>に
配向した高品質な多結晶シリコンを成膜することができ
る。 尚、結晶化率を上げるという点では、基板温度は450
℃〜600℃程度で成膜した膜のほうがさらに良好で、
99.5%以上の結晶化率を達成でき、TFTのオン電
流の増大及びオフ電流の低減に有効である。
Next, as a method for forming the polycrystalline silicon layer, plasma CVD (PCVD) is used at a substrate temperature of 300°C.
Polycrystalline silicon is grown to a thickness of 50 Å at a low temperature of about ℃~450℃.
A method of forming a film with a thickness of about 1500 Å is effective. In addition to SiH4, Si2H6, etc., fluorine (F) is used as a reaction gas.
A high quality polycrystalline silicon film can be formed at a low temperature by mixing an appropriate amount of a reactive gas containing elements such as , chlorine (Cl), and the like. An example of film forming conditions is shown below. As a reaction gas, SiH
4. Using dichlorosilane (SiH2Cl2), H2,
For example, the mixing ratio is SiH4:SiH2Cl2=1:20
~1:200 or so, SiH4:H2=1:100~1:
Set the temperature to about 1000 and increase the substrate temperature to 300°C to 450°C.
RF power is applied to decompose the reaction gas and form a polycrystalline silicon film. Regarding film thickness, when the polycrystalline silicon layer is made thinner, the off-state current decreases and Vth(
A phenomenon in which the threshold voltage (threshold voltage) decreases is known. Therefore, the thickness of the polycrystalline silicon layer is preferably 500 Å or less,
A thickness of approximately 50 Å to 250 Å is particularly desirable. Therefore, it is particularly important to form such a thin film of high quality polycrystalline silicon. When the substrate temperature is below 300°C, the crystallization rate is low and no <220> orientation is observed, but when the substrate temperature is about 400°C to 450°C, the crystallization rate is 50 Å to 250°C.
Even with a thin film on the order of Å, it is possible to form high-quality polycrystalline silicon with <220> orientation and a crystallization rate of 98% or more. In addition, in terms of increasing the crystallization rate, the substrate temperature is 450℃.
Films formed at temperatures between ℃ and 600℃ are even better,
A crystallization rate of 99.5% or more can be achieved and is effective in increasing the on-current and reducing the off-current of TFTs.

【0026】この様に、本発明によれば、低温で高品質
の多結晶シリコン膜を形成できるため、本実施例に示し
たスタックト型CMOSを始め、高性能な3次元ICを
Siウェーハー上の素子にダメージを与えない低温で製
造することができる。尚、本実施例では反応ガスとして
、SiH2Cl2を用いる場合を示したが、これに限定
されるものではない。例えばSiCl4、SiH2Cl
2、SiHCl3、Cl2、SiF4、SiHF3、S
iH2F2、SiH3F、Si2F6、F2、HCl等
のF(弗素)もしくはCl(塩素)のうちの少なくとも
一方の元素を含むエッチング性を有する反応ガスとSi
H4、Si2H6、Si3H8等の反応ガスを適量混合
することで、高品質な多結晶シリコンを低温で成膜する
ことができる。又、F(弗素)もしくはCl(塩素)の
うちの少なくとも一方の元素を含むエッチング性を有す
る反応ガスの代わりに、水素ガスを用いても同様の効果
がある。
As described above, according to the present invention, a high-quality polycrystalline silicon film can be formed at low temperatures, so that high-performance three-dimensional ICs, including the stacked CMOS shown in this embodiment, can be fabricated on a Si wafer. It can be manufactured at low temperatures without damaging the device. Note that although this example shows the case where SiH2Cl2 is used as the reaction gas, the present invention is not limited to this. For example, SiCl4, SiH2Cl
2, SiHCl3, Cl2, SiF4, SiHF3, S
Si
By mixing appropriate amounts of reactive gases such as H4, Si2H6, Si3H8, etc., high-quality polycrystalline silicon can be formed at low temperatures. Further, the same effect can be obtained by using hydrogen gas instead of a reactive gas having etching properties and containing at least one of F (fluorine) and Cl (chlorine).

【0027】又、チャンネル領域に不純物をドーピング
して、Vth(しきい値電圧)を制御する手段も極めて
有効である。固相成長法で形成した多結晶シリコンTF
Tでは、Nチャンネルトランジスタがデプレッション方
向にVthがシフトし、Pチャンネルトランジスタがエ
ンハンスメント方向にシフトする傾向がある。又、上記
TFTを水素化した場合、その傾向がより顕著になる。 そこで、チャンネル領域に1015〜1019/cm3
程度の不純物をドープすると、Vthのシフトを抑える
ことができる。そこで、SiH4及びSiH2Cl2等
の塩素もしくは弗素を含むガスに加えて、B2H6等の
ドーピングガスを混入することで、イオンインプラを用
いずにチャンネルドーピングを行なうことができる。成
膜条件の一例としては、SiH4+SiH2Cl2:B
2H6=1:0.1ppm〜0.1%程度混入すること
で、Vth制御が可能となる。特に、ドープ量を最適化
することで、Pチャンネルトランジスタ、Nチャンネル
トランジスタ共オフ電流が最小になるように、Vthを
制御することができる。従って、CMOS型のTFT素
子を形成する場合においてもPch、Nchを選択的に
チャンネルドープせずに、同一の濃度の不純物を導入す
ることで、Pch、Nch共、Vthの制御が可能であ
る。更に、本発明によれば、チャンネル部の多結晶シリ
コンを成膜する工程で、チャンネルドーピングを同時に
行なうことができる。
Also, it is extremely effective to control Vth (threshold voltage) by doping the channel region with impurities. Polycrystalline silicon TF formed by solid phase growth method
At T, the N-channel transistor tends to shift Vth in the depletion direction, and the P-channel transistor tends to shift in the enhancement direction. Moreover, when the above-mentioned TFT is hydrogenated, this tendency becomes more pronounced. Therefore, 1015 to 1019/cm3 is applied to the channel area.
By doping a certain amount of impurities, the shift in Vth can be suppressed. Therefore, by mixing a doping gas such as B2H6 in addition to a gas containing chlorine or fluorine such as SiH4 and SiH2Cl2, channel doping can be performed without using ion implantation. An example of film forming conditions is SiH4+SiH2Cl2:B
2H6=1: By mixing about 0.1 ppm to 0.1%, Vth control becomes possible. In particular, by optimizing the doping amount, Vth can be controlled so that the off-state currents of both the P-channel transistor and the N-channel transistor are minimized. Therefore, even when forming a CMOS type TFT element, Vth can be controlled for both Pch and Nch by introducing impurities at the same concentration without selectively doping the channels. Further, according to the present invention, channel doping can be performed simultaneously in the step of forming polycrystalline silicon for the channel portion.

【0028】(d)は、ゲート絶縁膜409を形成する
工程である。ゲート絶縁膜の形成方法としては、CVD
法、プラズマCVD法、ECR−PCVD法、光CVD
法、スパッタ法等で低温成膜する方法が、シリコン基板
上に形成した素子の不純物の再分布等を防ぐ目的からし
て望ましい。
(d) is a step of forming a gate insulating film 409. CVD is the method for forming the gate insulating film.
method, plasma CVD method, ECR-PCVD method, photoCVD
A low-temperature film formation method such as a method or a sputtering method is preferable for the purpose of preventing redistribution of impurities in an element formed on a silicon substrate.

【0029】(e)は、上部ゲート電極410を形成後
、イオンインプラ法によりp−領域411を形成し、続
いて、サイドウォール412を形成する工程である。尚
、本実施例では多結晶シリコン層をゲート絶縁膜を介し
て上部ゲート電極と下部ゲート電極で挟んだダブルゲー
ト構造のTFTを例としている。製造方法の一例を以下
に示す。 まず、ゲート電極410を不純物をドープした多結晶シ
リコンで形成し、所定の形状にパターン形成する。多結
晶シリコン層の形成方法としては、プラズマCVD法(
PCVD法)で基板温度300℃〜450℃程度の低温
で多結晶シリコンを膜厚500Å〜4000Å程度成膜
する方法がある。
Step (e) is a step in which after forming the upper gate electrode 410, a p- region 411 is formed by ion implantation, and then a sidewall 412 is formed. In this embodiment, a TFT having a double gate structure in which a polycrystalline silicon layer is sandwiched between an upper gate electrode and a lower gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween is taken as an example. An example of the manufacturing method is shown below. First, the gate electrode 410 is formed of polycrystalline silicon doped with impurities and patterned into a predetermined shape. As a method for forming the polycrystalline silicon layer, plasma CVD method (
There is a method of forming a polycrystalline silicon film with a thickness of about 500 Å to 4000 Å at a low substrate temperature of about 300° C. to 450° C. using PCVD method.

【0030】以下に、成膜条件の一例を示す。反応ガス
として、モノシラン(SiH4)、ジクロルシラン(S
iH2Cl2)、H2を用い、混合比を例えば、SiH
4:SiH2Cl2=1:20〜1:200程度、Si
H4:H2=1:100〜1:1000程度に設定し、
ドーピングガスとして、ジボラン(B2H6)またはホ
スフィン(PH3)、アルシン(AsH3)等を用い、
例えば、SiH4:PH3=1:0.002〜1:0.
04程度の混合比で混合する。基板温度を300℃〜4
50℃程度に保持し、rfパワーを印加し反応ガスを分
解し、不純物をドープした低抵抗多結晶シリコンを成膜
する。この様にして形成された多結晶シリコンのシート
抵抗は2000Åの膜厚で30〜50Ω/□であり、低
抵抗な多結晶シリコンを低温で成膜することができる。 尚、多結晶シリコンの形成方法はこれに限定されるもの
ではない。続いて、ゲート電極410をマスクとして、
B(ボロン)等をドーズ量1×1013〜1×1015
/cm2程度イオン注入し、p−領域を形成する。最後
に、サイドウォール412を形成する。常圧CVD法、
スパッタ法、プラズマCVD法、ECR−PCVD法等
で、SiOx、SiNx等の絶縁膜を500Å〜300
0Å程度形成し、異方性エッチングで該絶縁膜をエッチ
ングし、サイドウォール411を形成する。
An example of film forming conditions is shown below. Monosilane (SiH4), dichlorosilane (S
iH2Cl2), H2, and the mixing ratio is changed to, for example, SiH
4: SiH2Cl2 = about 1:20 to 1:200, Si
Set H4:H2=1:100 to 1:1000,
Using diborane (B2H6), phosphine (PH3), arsine (AsH3), etc. as a doping gas,
For example, SiH4:PH3=1:0.002 to 1:0.
Mix at a mixing ratio of about 0.04. Set the substrate temperature to 300℃~4
The temperature is maintained at approximately 50° C., and RF power is applied to decompose the reactive gas, thereby forming a film of low resistance polycrystalline silicon doped with impurities. The sheet resistance of the polycrystalline silicon formed in this way is 30 to 50 Ω/□ at a film thickness of 2000 Å, and a low-resistance polycrystalline silicon can be formed at a low temperature. Note that the method for forming polycrystalline silicon is not limited to this. Next, using the gate electrode 410 as a mask,
B (boron) etc. at a dose of 1×1013 to 1×1015
Ion implantation is performed to form a p- region. Finally, sidewalls 412 are formed. Normal pressure CVD method,
Insulating films such as SiOx and SiNx are deposited to a thickness of 500 Å to 300 Å by sputtering, plasma CVD, ECR-PCVD, etc.
The insulating film is formed to a thickness of approximately 0 Å, and the insulating film is etched by anisotropic etching to form a sidewall 411.

【0031】(f)は、層間絶縁膜407にコンタクト
ホール415を開け、不純物をドープした多結晶シリコ
ン薄膜を多結晶シリコン層408上とゲート電極上41
4とコンタクトホール内に選択的に成膜し、ソース・ド
レイン領域となるp+領域413等を形成し、結晶粒界
に存在する欠陥を低減する目的で、水素ガス等を少なく
とも含む気体のプラズマ雰囲気にさらす等の方法で水素
化し、配線416を形成する工程である。本実施例では
、不純物をドープした多結晶シリコンを、p+領域41
3とゲート電極上414及びコンタクトホール内に選択
的に形成する場合を例とする。多結晶シリコン層の形成
方法としては、プラズマCVD法(PCVD法)で基板
温度300℃〜450℃程度の低温で多結晶シリコンを
膜厚500Å〜3500Å程度選択成長する方法が有効
である。
In (f), a contact hole 415 is opened in the interlayer insulating film 407, and a polycrystalline silicon thin film doped with impurities is placed on the polycrystalline silicon layer 408 and on the gate electrode 41.
4 and selectively within the contact hole to form a p+ region 413 that will become a source/drain region, and to reduce defects existing at grain boundaries, a plasma atmosphere of a gas containing at least hydrogen gas, etc. In this step, the wiring 416 is formed by hydrogenation using a method such as exposure to water. In this embodiment, polycrystalline silicon doped with impurities is used in the p+ region 41.
3, a case where the electrodes are selectively formed on the gate electrode 414 and in the contact hole will be taken as an example. An effective method for forming the polycrystalline silicon layer is to selectively grow polycrystalline silicon to a thickness of about 500 Å to 3500 Å using a plasma CVD method (PCVD method) at a low substrate temperature of about 300° C. to 450° C.

【0032】即ち、多結晶シリコン408、410上及
びコンタクトホール415内のみ不純物をドープした多
結晶シリコンを選択的に成長させ、それ以外の領域(層
間絶縁膜407、サイドウォール412)には多結晶シ
リコンを成膜させない方法を用いることで、オフセット
ゲート構造のセルフアライン型のTFTを低温形成する
ことができる。特に本発明では、サイドウォールを設け
、選択成長させることで、ゲート電極とソース・ドレイ
ン領域の短絡を完全に防ぐことができる。多結晶シリコ
ン層の形成方法としては、プラズマCVD法(PCVD
法)で基板温度300℃〜450℃程度の低温で多結晶
シリコンを膜厚500Å〜3500Å程度選択成長する
方法が有効である。以下に、成膜条件の一例を示す。反
応ガスとして、モノシラン(SiH4)、ジクロルシラ
ン(SiH2Cl2)、H2を用い、混合比を例えば、
SiH4:SiH2Cl2=1:20〜1:200程度
、SiH4:H2=1:100〜1:1000程度に設
定し、ドーピングガスとして、ジボラン(B2H6)ま
たはホスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)等を
用い、例えば、SiH4:B2H6=1:0.002〜
1:0.04程度の混合比で混合する。基板温度を30
0℃〜450℃程度に保持し、rfパワーを印加し反応
ガスを分解し、不純物をドープした低抵抗多結晶シリコ
ンを成膜する。この様にして形成した多結晶シリコンの
シート抵抗は2000Åの膜厚で30〜50Ω/□であ
り、低抵抗な多結晶シリコンを低温で成膜することがで
きる。尚、多結晶シリコンの形成方法はこれに限定され
るものではない。
That is, polycrystalline silicon doped with impurities is selectively grown only on polycrystalline silicon 408 and 410 and in the contact hole 415, and polycrystalline silicon is grown in other regions (interlayer insulating film 407 and sidewall 412). By using a method that does not involve forming a silicon film, a self-aligned TFT with an offset gate structure can be formed at a low temperature. In particular, in the present invention, by providing sidewalls and selectively growing them, short circuits between the gate electrode and the source/drain regions can be completely prevented. The method for forming the polycrystalline silicon layer is plasma CVD (PCVD).
An effective method is to selectively grow polycrystalline silicon to a thickness of about 500 Å to 3500 Å at a low substrate temperature of about 300° C. to 450° C. An example of film forming conditions is shown below. Monosilane (SiH4), dichlorosilane (SiH2Cl2), and H2 are used as reaction gases, and the mixing ratio is set to, for example,
SiH4:SiH2Cl2 = about 1:20 to 1:200, SiH4:H2 = about 1:100 to 1:1000, and diborane (B2H6), phosphine (PH3), arsine (AsH3), etc. are used as the doping gas. , for example, SiH4:B2H6=1:0.002~
Mix at a mixing ratio of about 1:0.04. Set the board temperature to 30
The temperature is maintained at approximately 0° C. to 450° C., RF power is applied to decompose the reactive gas, and low resistance polycrystalline silicon doped with impurities is formed. The sheet resistance of the polycrystalline silicon formed in this way is 30 to 50 Ω/□ at a film thickness of 2000 Å, and a low-resistance polycrystalline silicon can be formed at a low temperature. Note that the method for forming polycrystalline silicon is not limited to this.

【0033】尚、本発明は、図1〜図4に示した実施例
に限定されるものではない。本発明は、絶縁基板上に形
成したpoly−SiTFTをはじめ、少なくともチャ
ンネル領域の一部が非単結晶半導体で形成された絶縁ゲ
ート型半導体素子全般に応用できる。
Note that the present invention is not limited to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4. The present invention can be applied to insulated gate semiconductor devices in general, including poly-Si TFTs formed on insulating substrates, as well as insulated gate semiconductor devices in which at least a portion of the channel region is formed of a non-single crystal semiconductor.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、p
oly−SiTFTのオン電流特性及びオフ電流特性が
大幅に改善される。また、本発明のTFT構造及びその
製造方法によれば、オフセット構造やLDD構造を有す
るTFTを低温で簡便なプロセスで形成できる。また、
本発明は、三次元ICの他にも、液晶表示パネルや密着
型イメージセンサにも応用でき、それらの素子をガラス
基板上に低温で作成することもできる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, p
The on-current characteristics and off-current characteristics of the oly-Si TFT are significantly improved. Further, according to the TFT structure and the manufacturing method thereof of the present invention, a TFT having an offset structure or an LDD structure can be formed at low temperature and by a simple process. Also,
In addition to three-dimensional ICs, the present invention can also be applied to liquid crystal display panels and contact image sensors, and these elements can be fabricated on glass substrates at low temperatures.

【0035】また、本発明は、図1〜図4の実施例に示
したpoly−SiTFT以外にも、チャンネル領域の
少なくとも一部が非単結晶半導体で形成された絶縁ゲー
ト型半導体素子全般に応用できる。
In addition to the poly-Si TFTs shown in the embodiments of FIGS. 1 to 4, the present invention can be applied to insulated gate semiconductor devices in general in which at least a portion of the channel region is formed of a non-single crystal semiconductor. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例における半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device in an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例における半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device in an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例における半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device in an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例における半導体装置の製造工程
図である。
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  絶縁ゲート型半導体装置のチャンネル
領域がシリコンを主体とする非単結晶半導体で形成され
た半導体装置において、サイドウォールを有するゲート
電極、非単結晶半導体領域の一部に形成された低濃度の
不純物を含む領域、該低濃度の不純物を含む領域上に形
成されたソース・ドレイン領域を成す高濃度の不純物を
含む薄膜を少なくとも有することを特徴とする半導体装
置。
Claim 1: In a semiconductor device in which a channel region of an insulated gate semiconductor device is formed of a non-single-crystalline semiconductor mainly composed of silicon, a gate electrode having a sidewall is formed in a part of the non-single-crystalline semiconductor region. 1. A semiconductor device comprising at least a region containing a low concentration of impurity, and a thin film containing a high concentration of impurity forming a source/drain region formed on the region containing the low concentration of impurity.
【請求項2】  前記半導体装置が三次元ICの積層部
の素子として形成されたことを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed as an element of a stacked part of a three-dimensional IC.
【請求項3】  前記チャンネル領域を成すシリコンを
主体とする多結晶半導体層の膜厚が50Å〜250Åで
あることを特徴とする請求項1または請求項2記載の半
導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the polycrystalline semiconductor layer mainly composed of silicon forming the channel region has a thickness of 50 Å to 250 Å.
【請求項4】  前記多結晶半導体層の結晶化率が99
.5%以上であることを特徴とする請求項1、請求項2
、請求項3記載の半導体装置。
4. The crystallization rate of the polycrystalline semiconductor layer is 99.
.. Claims 1 and 2 characterized in that it is 5% or more.
4. The semiconductor device according to claim 3.
【請求項5】  前記ソース・ドレイン領域を成す薄膜
が不純物をドープした多結晶シリコンより成ることを特
徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4記載
の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thin film forming the source/drain region is made of polycrystalline silicon doped with impurities.
【請求項6】  前記不純物をドープした多結晶シリコ
ン層の抵抗率が5×10−4Ω・cm以下であることを
特徴とする請求項5記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the impurity-doped polycrystalline silicon layer has a resistivity of 5×10 −4 Ω·cm or less.
【請求項7】  絶縁ゲート型半導体装置のチャンネル
領域がシリコンを主体とする非単結晶半導体で形成され
た半導体装置において、チャンネル領域を成すシリコン
を主体とする非単結晶半導体層の下部にゲート絶縁膜を
挟んで形成された下部ゲート電極、該チャンネル領域を
成すシリコンを主体とする非単結晶半導体層の上部にゲ
ート絶縁膜を挟んで形成されたサイドウォールを有する
上部ゲート電極、該チャンネル領域を成すシリコンを主
体とする非単結晶半導体領域に隣接して形成された低濃
度の不純物を含む非単結晶半導体領域、該低濃度の不純
物を含む非単結晶半導体領域上に形成されたソース・ド
レイン領域を成す高濃度の不純物を含む薄膜を少なくと
も有することを特徴とする半導体装置。
7. In a semiconductor device in which a channel region of an insulated gate semiconductor device is formed of a non-single-crystalline semiconductor layer mainly composed of silicon, a gate insulator is provided below the non-single-crystalline semiconductor layer mainly composed of silicon, which forms the channel region. a lower gate electrode formed with a film sandwiched therebetween; an upper gate electrode having sidewalls formed on top of a non-single-crystalline semiconductor layer mainly made of silicon forming the channel region with a gate insulating film sandwiched therebetween; a non-single-crystalline semiconductor region containing a low concentration of impurities formed adjacent to a non-single-crystalline semiconductor region mainly composed of silicon; a source/drain formed on the non-single-crystalline semiconductor region containing the low-concentration impurities; 1. A semiconductor device comprising at least a thin film containing a highly concentrated impurity forming a region.
【請求項8】  前記下部ゲート電極のゲート端が前記
上部ゲート電極のサイドウォールの外側の端よりも内側
に入っていることを特徴とする請求項7記載の半導体装
置。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein a gate end of the lower gate electrode is located inside an outer end of a sidewall of the upper gate electrode.
【請求項9】  絶縁ゲート型半導体装置のチャンネル
領域がシリコンを主体とする非単結晶半導体で形成され
た半導体装置の製造方法において、非単結晶半導体層を
形成する工程、ゲート絶縁膜を形成する工程、ゲート電
極を形成し、セルフアライン法で該非単結晶半導体層の
一部に低濃度の不純物を含む領域を形成する工程、該ゲ
ート電極にサイドウォールを形成する工程、該低濃度の
不純物を含む領域の少なくとも一部の上に選択的にソー
ス・ドレイン領域を成す高濃度の不純物を含む薄膜を形
成する工程を少なくとも有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
9. A method for manufacturing a semiconductor device in which a channel region of an insulated gate semiconductor device is formed of a non-single-crystalline semiconductor mainly composed of silicon, including a step of forming a non-single-crystalline semiconductor layer, and forming a gate insulating film. a step of forming a gate electrode and forming a region containing a low concentration impurity in a part of the non-single crystal semiconductor layer by a self-alignment method; a step of forming a sidewall on the gate electrode; 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least a step of forming a thin film containing a high concentration of impurity to selectively form a source/drain region on at least a part of the region.
【請求項10】  前記ソース・ドレイン領域を成す薄
膜を形成する工程において、前記薄膜が少なくともサイ
ドウォール上には成膜しない条件で選択的に成膜するこ
とを特徴とする請求項9記載の半導体装置の製造方法。
10. The semiconductor according to claim 9, wherein in the step of forming the thin film forming the source/drain region, the thin film is selectively formed under conditions that the thin film is not formed on at least sidewalls. Method of manufacturing the device.
【請求項11】  チャンネル領域を成すシリコンを主
体とする非単結晶半導体層を、弗素、塩素の内の少なく
とも一方の元素を含むガスを少なくとも用い、更にジボ
ラン等のドーピングガスを添加し、前記ガスをプラズマ
状に励起分解し、成膜する工程を少なくとも有すること
を特徴とする請求項9または請求項10記載の半導体装
置の製造方法。
11. A non-single-crystal semiconductor layer mainly composed of silicon forming a channel region is prepared by using at least a gas containing at least one of fluorine and chlorine, and further adding a doping gas such as diborane. 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, further comprising at least the step of exciting and decomposing into a plasma state and forming a film.
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