JPH05283696A - Thin film transistor - Google Patents
Thin film transistorInfo
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- JPH05283696A JPH05283696A JP11068692A JP11068692A JPH05283696A JP H05283696 A JPH05283696 A JP H05283696A JP 11068692 A JP11068692 A JP 11068692A JP 11068692 A JP11068692 A JP 11068692A JP H05283696 A JPH05283696 A JP H05283696A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタに関
し、特に薄膜トランジスタのソース・ドレインの領域の
構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor, and more particularly to a structure of a source / drain region of the thin film transistor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の薄膜トランジスタ(Thin F
ilm Transistor:以下、TFTという)
について図4を用いて説明する。2. Description of the Related Art A conventional thin film transistor (Thin F)
ilm Transistor: hereinafter referred to as TFT)
Will be described with reference to FIG.
【0003】図4において、201はシリコンの半導体
基板、202はCVD法により堆積した膜厚100nm
程度の酸化シリコン膜である。203は、公知の手段を
用いてパターニングした100nm〜150nmの膜厚
を有する多結晶シリコンからなるTFT用ゲート電極で
ある。204は、CVD法によってゲート電極203を
覆うようにして堆積された膜厚20nm程度の酸化シリ
コン膜からなるゲート絶縁膜である。In FIG. 4, 201 is a silicon semiconductor substrate, and 202 is a film thickness 100 nm deposited by a CVD method.
It is a silicon oxide film of a certain degree. Reference numeral 203 denotes a TFT gate electrode made of polycrystalline silicon having a film thickness of 100 nm to 150 nm which is patterned by using a known means. Reference numeral 204 is a gate insulating film made of a silicon oxide film with a film thickness of about 20 nm deposited by the CVD method so as to cover the gate electrode 203.
【0004】TFTのチャネル部用として、CVD法に
より多結晶シリコン膜205を50nm程度の膜厚で形
成し、イオン注入法によって、例えばp型チャネルトラ
ンジスタの場合は、リンを全体に導入する。次にフォト
レジストを使用して、多結晶シリコン膜205の所望す
る領域にボロンをイオン注入法により導入し、ソース領
域206,ドレイン領域207を形成する。For the channel portion of the TFT, a polycrystalline silicon film 205 is formed to a thickness of about 50 nm by the CVD method, and phosphorus is introduced into the entire area by the ion implantation method, for example, in the case of a p-type channel transistor. Next, using a photoresist, boron is introduced into a desired region of the polycrystalline silicon film 205 by an ion implantation method to form a source region 206 and a drain region 207.
【0005】このTFTを例えばスタティックRAMの
負荷素子として使用する場合は、一導電型シリコン基板
の主表面に、1個のフリップフロップ型スタティックR
AMを構成する2個のアクセストランジスタ用n型MO
SFETと、2個のドライバトランジスタ用n型MOS
FETとを有する半導体基板の主表面を絶縁膜を介して
積層する。When this TFT is used as, for example, a load element of a static RAM, one flip-flop type static R is provided on the main surface of one conductivity type silicon substrate.
N-type MO for two access transistors forming AM
SFET and n-type MOS for two driver transistors
A main surface of a semiconductor substrate having an FET is laminated with an insulating film interposed.
【0006】この場合、TFTのソース領域を構成する
多結晶シリコン膜をスタティックRAMの電源配線とし
て使用する。さらに、その上層に層間絶縁膜,配線用金
属膜等を形成すれば、負荷素子にTFTを用いたスタテ
ィックRAMセルが完成する。In this case, the polycrystalline silicon film forming the source region of the TFT is used as the power wiring of the static RAM. Further, by forming an interlayer insulating film, a wiring metal film and the like on the upper layer thereof, a static RAM cell using a TFT as a load element is completed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来のTFTは、例え
ば「1990年 秋季応用物理学会予稿集.28a−S
ZM−11」に見られるように、ドレイン領域に導入す
る不純物の濃度を希薄にすると、オフ電流が減少するこ
とが知られており、TFTを例えばスタティックRAM
の負荷素子として用いた場合、データ保持電流を低減す
ることが可能である。The conventional TFT is described in, for example, "1990 Autumn Proceedings of the Applied Physics Proceedings. 28a-S".
ZM-11 ”, it is known that when the concentration of the impurity introduced into the drain region is reduced, the off current is reduced.
When used as a load element of, it is possible to reduce the data holding current.
【0008】しかし、導入する不純物の濃度の希薄化に
より、ソース・ドレインの領域の抵抗が増大し、TFT
のオン電流も減少する。特に、TFTをスタティックR
AMの負荷素子として用いる場合、TFTのソース領域
を構成している多結晶シリコンを電源からの配線として
利用するため、動作電流が減少し、スタティックRAM
の動作上、問題であった。However, the resistance of the source / drain region is increased due to the dilution of the concentration of the introduced impurities, and
The on-current of is also reduced. Especially, the TFT is static R
When used as a load element of AM, the polycrystalline silicon forming the source region of the TFT is used as the wiring from the power source, so that the operating current is reduced and the static RAM
It was a problem in operation.
【0009】本発明の目的は、前記課題を解決した薄膜
トランジスタを提供することにある。An object of the present invention is to provide a thin film transistor that solves the above problems.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る薄膜トランジスタは、半導体基板の一
主面上に設けたゲート電極と、該ゲート電極の表面を覆
うように設けたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に設
けた第1の導電型からなる多結晶シリコン膜と、該多結
晶シリコン膜中に設けられた、第1の導電型と反対の第
2の導電型からなる領域とを有し、前記領域は、シリサ
イドと多結晶シリコンの2層構造からなるソース・ドレ
イン領域としたものである。In order to achieve the above object, a thin film transistor according to the present invention comprises a gate electrode provided on one main surface of a semiconductor substrate and a gate insulation provided so as to cover the surface of the gate electrode. A film, a polycrystalline silicon film of the first conductivity type provided on the gate insulating film, and a second conductivity type opposite to the first conductivity type provided in the polycrystalline silicon film Regions, and the regions are source / drain regions having a two-layer structure of silicide and polycrystalline silicon.
【0011】また、前記領域に導入される不純物の濃度
は、1×1019atoms/cm3以下としたものであ
る。The concentration of impurities introduced into the region is set to 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less.
【0012】[0012]
【作用】本発明のTFTは、その多結晶シリコンとシリ
サイドの2層構造から構成されるソース領域,ドレイン
領域とを備えており、ソース,ドレイン領域に導入した
不純物の濃度が1×1019atoms/cm3以下とし
てある。The TFT of the present invention is provided with the source region and the drain region composed of the two-layer structure of polycrystalline silicon and silicide, and the concentration of the impurities introduced into the source and drain regions is 1 × 10 19 atoms. / Cm 3 or less.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1,図2,図3は、本発明の一実施例を工程順に
示す断面図である。本実施例は、p型チャネルトランジ
スタの場合を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1, 2 and 3 are cross-sectional views showing an embodiment of the present invention in the order of steps. In this example, a case of a p-type channel transistor will be described.
【0014】図1において、半導体基板101上にCV
D法により膜厚100nm程度の酸化シリコン膜102
を堆積した後に、多結晶シリコン膜を100nm〜15
0nmの膜厚で形成し、イオン注入法により、n型とす
る場合はリン、p型とする場合はボロンを導入し、公知
の手段によるパターニングを行って、ゲート電極103
を形成する。In FIG. 1, a CV is formed on a semiconductor substrate 101.
The silicon oxide film 102 having a thickness of about 100 nm is formed by the D method.
And then depositing a polycrystalline silicon film from 100 nm to 15 nm.
The gate electrode 103 is formed with a film thickness of 0 nm, and by ion implantation, phosphorus is introduced for n-type and boron is introduced for p-type, and patterning is performed by a known means.
To form.
【0015】しかる後に、CVD法によって膜厚20n
m程度の酸化シリコン膜を、ゲート電極103を覆うよ
うにして堆積し、ゲート絶縁膜104とする。Thereafter, a film thickness of 20 n is formed by the CVD method.
A silicon oxide film of about m is deposited so as to cover the gate electrode 103 to form a gate insulating film 104.
【0016】さらに、例えば、p型チャネルトランジス
タの場合は、リンを導入した多結晶シリコン105を5
0nm程度の膜厚で形成し、フォトレジストをマスクと
して、ボロンのイオン注入を行い、多結晶シリコン膜1
05中にp型領域106,107を形成する。Further, for example, in the case of a p-type channel transistor, the polycrystalline silicon 105 containing phosphorus is added to 5
The polycrystalline silicon film 1 is formed with a film thickness of about 0 nm, and boron ions are implanted using the photoresist as a mask.
The p-type regions 106 and 107 are formed in 05.
【0017】次に図2に示すように、窒化シリコン膜1
08をパターニングし、しかる後に、全面に例えば、チ
タンのような高融点金属のスパッタリングを行い、10
0nm程度の金属膜109を成長させる。ここで、60
0℃程度の熱処理を行うと、金属膜と多結晶シリコンが
接触しているp型領域106及び107では、高融点金
属がシリコン中に導入される。Next, as shown in FIG. 2, a silicon nitride film 1 is formed.
08 is patterned, and thereafter, a refractory metal such as titanium is sputtered on the entire surface.
A metal film 109 of about 0 nm is grown. Where 60
When the heat treatment is performed at about 0 ° C., the refractory metal is introduced into the silicon in the p-type regions 106 and 107 where the metal film and the polycrystalline silicon are in contact with each other.
【0018】しかる後に図3に示すように、ウエットエ
ッチング法によって未反応金属膜の除去を行うと、p型
領域106及び107は、シリサイドと多結晶シリコン
の2層構造(サリサイド)110となり、窒化シリコン
膜108上の金属膜は、そのまま取り除かれる。Thereafter, as shown in FIG. 3, when the unreacted metal film is removed by the wet etching method, the p-type regions 106 and 107 become a two-layer structure (salicide) 110 of silicide and polycrystalline silicon, and are nitrided. The metal film on the silicon film 108 is removed as it is.
【0019】最後に、ウェットエッチング法により、窒
化シリコン膜108を除去すると、シリサイドと多結晶
シリコンの2層構造(サリサイド)により構成されるソ
ース領域111,ドレイン領域112を有する図3の形
状となる。Finally, when the silicon nitride film 108 is removed by the wet etching method, the shape shown in FIG. 3 having a source region 111 and a drain region 112 having a two-layer structure (salicide) of silicide and polycrystalline silicon is obtained. ..
【0020】このTFTをスタティックRAMの負荷素
子として使用する場合は、一導電型シリコン基板の主表
面に、1個のフリップフロップ型スタティックRAMを
構成する2個のアクセストランジスタ用n型MOSFE
Tと、2個のドライバトランジスタ用n型MOSFET
とを有する半導体基体の主表面を絶縁膜を介して積層す
る。さらに、その上層に層間絶縁膜,配線用金属膜等を
形成すれば、負荷素子にTFTを用いたスタティックR
AMセルが完成する。When this TFT is used as a load element of a static RAM, two n-type MOS transistors for access transistors forming one flip-flop static RAM are formed on the main surface of one conductivity type silicon substrate.
T and n-type MOSFET for two driver transistors
And a main surface of a semiconductor substrate having is laminated with an insulating film interposed. Further, if an interlayer insulating film, a metal film for wiring, etc. are formed on the upper layer, static R using a TFT as a load element is formed.
The AM cell is completed.
【0021】本実施例のTFTのソース・ドレインの領
域は、サリサイド構造となっているため、多結晶シリコ
ンに導入されるボロンの濃度が1×1019atoms/
cm3以下と希薄であっても、その電気伝導性は同等も
しくは、それ以上とすることが可能である。Since the source / drain regions of the TFT of this embodiment have a salicide structure, the concentration of boron introduced into polycrystalline silicon is 1 × 10 19 atoms /
Even if it is as thin as cm 3 or less, its electrical conductivity can be equal or higher.
【0022】したがって、サリサイド構造にすることに
より、オン電流を減少させることなしに、導入ボロンの
希薄化によるオフ電流の低減を実現することができ、T
FTのオン/オフ比の向上が期待できる。Therefore, the salicide structure makes it possible to reduce the off-current by diluting the introduced boron without decreasing the on-current.
An improvement in the on / off ratio of FT can be expected.
【0023】また、本実施例のTFTをスタティックR
AMの負荷素子として用いれば、動作時電流を減少させ
ることなしに、データ保持電流を減少させることがで
き、スタティックRAMの動作上の優位性を期待でき
る。In addition, the TFT of this embodiment has a static R
If it is used as a load element of AM, the data holding current can be reduced without reducing the current during operation, and an operational advantage of the static RAM can be expected.
【0024】本薄膜トランジスタをn型チャネルトラン
ジスタとして使用する場合も、同様の方法で構成でき
る。When the present thin film transistor is used as an n-type channel transistor, the same method can be used.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、TFT
のソース領域,ドレイン領域をシリサイドと多結晶シリ
コンの2層構造にすることによって、ソース・ドレイン
の領域の抵抗を減少し、かつ、ソース・ドレインの領域
に導入する不純物の濃度を1×1019atoms/cm
3以下としたので、TFTのオン電流を減少させること
なしに、あるいは増大させ、かつオフ電流を低減するこ
とが可能となり、TFTのオン/オフを向上させること
ができるという効果を有する。As described above, according to the present invention, the TFT
By making the source region and the drain region of the device have a two-layer structure of silicide and polycrystalline silicon, the resistance of the source / drain region is reduced, and the concentration of impurities introduced into the source / drain region is 1 × 10 19. atoms / cm
Since it is set to 3 or less, it is possible to increase or increase the OFF current without decreasing the ON current of the TFT, and it is possible to improve ON / OFF of the TFT.
【図1】本発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図2】本発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図3】本発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図4】従来例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional example.
101 半導体基板 102 酸化シリコン膜 103 ゲート電極 104 ゲート絶縁膜 105 多結晶シリコン膜 106 p型領域 107 p型領域 108 窒化シリコン膜 109 高融点金属膜 110 シリサイドと多結晶シリコンの2層構造(サリ
サイド) 111 ソース領域 112 ドレイン領域Reference Signs List 101 semiconductor substrate 102 silicon oxide film 103 gate electrode 104 gate insulating film 105 polycrystalline silicon film 106 p-type region 107 p-type region 108 silicon nitride film 109 refractory metal film 110 two-layer structure (salicide) of silicide and polycrystalline silicon 111 Source region 112 Drain region
Claims (2)
極と、 該ゲート電極の表面を覆うように設けたゲート絶縁膜
と、 該ゲート絶縁膜上に設けた第1の導電型からなる多結晶
シリコン膜と、 該多結晶シリコン膜中に設けられた、第1の導電型と反
対の第2の導電型からなる領域とを有し、 前記領域は、シリサイドと多結晶シリコンの2層構造か
らなるソース・ドレイン領域としたものであることを特
徴とする薄膜トランジスタ。1. A gate electrode provided on one main surface of a semiconductor substrate, a gate insulating film provided so as to cover the surface of the gate electrode, and a first conductivity type provided on the gate insulating film. A polycrystalline silicon film, and a region of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, which is provided in the polycrystalline silicon film, and the region has two layers of silicide and polycrystalline silicon. A thin film transistor having a source / drain region having a structure.
って、 前記領域に導入される不純物の濃度は、1×1019at
oms/cm3以下としたものであることを特徴とする
薄膜トランジスタ。2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the concentration of impurities introduced into the region is 1 × 10 19 at.
A thin film transistor, characterized in that it has a thickness of oms / cm 3 or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11068692A JPH05283696A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11068692A JPH05283696A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Thin film transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283696A true JPH05283696A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=14541881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11068692A Pending JPH05283696A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Thin film transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283696A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7842520B2 (en) | 2005-12-28 | 2010-11-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor inspection device, and program including color imaging of metal silicide and calculations thereof |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP11068692A patent/JPH05283696A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7842520B2 (en) | 2005-12-28 | 2010-11-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor inspection device, and program including color imaging of metal silicide and calculations thereof |
| US8358144B2 (en) | 2005-12-28 | 2013-01-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor inspection device, and program including color imaging of metal silicide |
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