JPH09293679A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH09293679A
JPH09293679A JP13091096A JP13091096A JPH09293679A JP H09293679 A JPH09293679 A JP H09293679A JP 13091096 A JP13091096 A JP 13091096A JP 13091096 A JP13091096 A JP 13091096A JP H09293679 A JPH09293679 A JP H09293679A
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region
impurity
concentration
ions
low
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constitution which corrects irregularity in the characteristics of the transistors in the case where a multitude of thin film transistors are formed. SOLUTION: A low-concentration impurity region 115 deped with impurities giving a conductivity type higher than that of a drain region 112 at a low concentration is formed between a channel formation region 114 and the drain region 112. At this time, an impurity ion implantation is performed by a method of using mass separation. By performing such a way, an irregularity in the resistance values of the region 115, which are obtained as the result of activation of the region 115, can be inhibited and a constitution, comprising the characteristics of a multitude of thin film transistors, can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
薄膜トランジスタの構成に関する。またその作製方法に
関する。
TECHNICAL FIELD [0001] The invention disclosed in the present specification is:
The present invention relates to a structure of a thin film transistor. Further, the present invention relates to a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりアクティブマトリクス型の液晶
表示装置が知られている。これは、マトリクス状に配置
された画素電極のそれぞれに薄膜トランジスタを配置し
た構成を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an active matrix type liquid crystal display device has been known. This has a configuration in which a thin film transistor is arranged on each of the pixel electrodes arranged in a matrix.

【0003】このような構成においては、表示される画
面のムラや縞模様が問題となる。これらの問題は、アク
ティブマトリクス領域に配置される薄膜トランジスタの
特性のバラツキに起因するものと考えられる。
In such a structure, the unevenness of the displayed screen and the striped pattern become a problem. It is considered that these problems are caused by variations in characteristics of thin film transistors arranged in the active matrix region.

【0004】即ち、ガラス基板や石英基板上に数百×数
百個というマトリクス状に形成される薄膜トランジスタ
の特性が、場所毎にばらついてしまうことが問題とな
る。
That is, there is a problem in that the characteristics of a thin film transistor, which is formed in a matrix of several hundreds × several hundreds on a glass substrate or a quartz substrate, varies from place to place.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らの研究によ
れば、表示のムラや縞模様は以下のようなメカニズムで
で発生するものと考えられる。
According to the research conducted by the present inventors, it is considered that display unevenness and striped patterns are caused by the following mechanism.

【0006】アクティビマトリクス領域に配置される薄
膜トランジスタには、OFF電流特性を改善するために
LDD(ライトドープドレイン)領域と称される領域が
配置されている。
In the thin film transistor arranged in the active matrix region, a region called an LDD (lightly doped drain) region is arranged in order to improve the OFF current characteristic.

【0007】これは、チャネル形成領域とドレイン領域
との間にドレイン領域よりも低濃度に導電型を付与する
不純物を添加した低濃度不純物領域(一般にLDD領域
と称されている)を配置した構成を有している。
In this structure, a low-concentration impurity region (generally referred to as an LDD region) in which an impurity imparting a conductivity type is added at a concentration lower than that of the drain region is arranged between the channel forming region and the drain region. have.

【0008】この低濃度不純物領域は、チャネル形成領
域とドレイン領域との間に形成される高電界を緩和させ
る機能を有している。
The low-concentration impurity region has a function of relaxing a high electric field formed between the channel forming region and the drain region.

【0009】LDD領域は、弱い導電型を有するように
(ドレイン領域となってしまってはいけない)構成され
る。具体的には、1×1016〜1×1019cm-3といっ
た濃度で導電型を付与する不純物を含んだ領域として形
成される。この不純物濃度は、ドレイン領域よりも低い
濃度で不純物を含むように設定される。
The LDD region is constructed to have a weak conductivity type (it must not become a drain region). Specifically, it is formed as a region containing an impurity imparting a conductivity type at a concentration of 1 × 10 16 to 1 × 10 19 cm −3 . This impurity concentration is set so as to contain impurities at a concentration lower than that of the drain region.

【0010】一般的に薄膜トランジスタを構成する珪素
膜は、レーザー光の照射によって得られた結晶性珪素膜
(多結晶珪素膜や微結晶珪素膜の総称)が利用される。
In general, a crystalline silicon film (generally referred to as a polycrystalline silicon film or a microcrystalline silicon film) obtained by irradiation with laser light is used as a silicon film forming a thin film transistor.

【0011】このレーザー光の照射を利用した結晶性珪
素膜は、その表面に凹凸が形成されてしまう。
The crystalline silicon film utilizing the irradiation of this laser light has irregularities formed on its surface.

【0012】この凹凸の状態を原子間力顕微鏡で観察し
た写真を図8に示す。図8は、レーザー光の照射が行わ
れた珪素膜の表面状態を示す写真である。
FIG. 8 shows a photograph of the unevenness observed by an atomic force microscope. FIG. 8 is a photograph showing the surface state of the silicon film irradiated with laser light.

【0013】また、大面積へのレーザー光の照射を高い
効率でもって行う方法として、線上にビーム加工したレ
ーザー光を照射する技術がある。この技術を用いた場合
にも上述した表面の凹凸が形成されてしまう。
As a method of irradiating a large area with a laser beam with high efficiency, there is a technique of irradiating a beam with a beam-processed laser beam. Even when this technique is used, the above-mentioned surface irregularities are formed.

【0014】この現象を模式的に示したものが図3であ
る。図3に示すのは、非晶質珪素膜303に対して、線
状にビーム加工されたパルス発振型のエキシマレーザー
光(図面の奥行き方向と手前側に長手状を有する)を3
00で示される方向に走査して照射した場合の状態であ
る。
FIG. 3 schematically shows this phenomenon. FIG. 3 shows that a pulse oscillation type excimer laser beam (having a long shape in the depth direction and the front side of the drawing) linearly beam-formed to the amorphous silicon film 303 is used.
This is the state when scanning is performed in the direction indicated by 00 and irradiation is performed.

【0015】図3において、301は基板である。通常
は、基板としてガラス基板が利用される。302は下地
膜である。下地膜としては、酸化珪素膜が利用される。
304はレーザー光の照射が行われた後の領域であり、
レーザー光の照射により結晶化された領域である。
In FIG. 3, reference numeral 301 is a substrate. Usually, a glass substrate is used as the substrate. 302 is a base film. A silicon oxide film is used as the base film.
304 is a region after laser light irradiation,
It is a region crystallized by the irradiation of laser light.

【0016】この状況において、レーザー光の照射され
た跡には305で示されるような荒れ(凹凸)が形成さ
れてしまう。この荒れの状態は、レーザー光の照射時の
加熱温度、照射エネルギー密度、発振周波数、スキャン
スピード、非晶質珪素膜に依存する。
In this situation, roughness (unevenness) indicated by 305 is formed on the trace of the laser beam irradiation. This rough state depends on the heating temperature, the irradiation energy density, the oscillation frequency, the scan speed, and the amorphous silicon film when the laser beam is irradiated.

【0017】図面では荒れが等間隔に形成されているか
の如く示されているが、実際にはその間隔はランダムで
ある。
In the drawings, the roughness is shown as if it were formed at equal intervals, but in reality the intervals are random.

【0018】この荒れは、非晶質珪素膜を加熱より結晶
化させ、さらにレーザー光の照射によるアニールを行っ
た場合にも同様に形成される。
This roughness is also formed when the amorphous silicon film is crystallized by heating and further annealed by irradiation with laser light.

【0019】また、線状のレーザー光を用いたアニール
方法を利用すると、完成した液晶パネルに縞模様が表示
されてしまう現象が観察される。
Further, when an annealing method using a linear laser beam is used, it is observed that a striped pattern is displayed on the completed liquid crystal panel.

【0020】この縞模様は、アクティブマトリクス回路
に配置された薄膜トランジスタの特性のバラツキを反映
したものである。これは、LDD領域の抵抗のバラツキ
が大きいことから裏付けられる。
The striped pattern reflects variations in characteristics of thin film transistors arranged in the active matrix circuit. This is supported by the large variation in resistance in the LDD region.

【0021】また、LDD領域のバラツキは、ソース及
びドレイン領域の抵抗のバラツキよりもはるかに大き
い。
The variation in the LDD region is much larger than the variation in the resistance of the source and drain regions.

【0022】これは、大面積へのドーピング手段として
知られているプラズマドーピング法を用いることと、不
純物イオンの注入を低ドーズ量で行うことに起因する。
This is because the plasma doping method known as a means for doping a large area is used and the impurity ions are implanted at a low dose amount.

【0023】プラズマドーピング法というのは、プラズ
マを利用して加速注入せんとするイオンを引出し、それ
を電気的に加速することにより被ドーピング領域に注入
する方法である。
The plasma doping method is a method of extracting ions for accelerated implantation using plasma and electrically accelerating the ions to implant them in a doped region.

【0024】この方法においては、注入されるイオンに
各種のものが含まれる関係で、被照射領域の結晶性が不
均一になりやすい。換言すれば、微結晶性を有する成分
が不特定に残存する状態となりやすい。
In this method, the crystallinity of the irradiated region is likely to be non-uniform because the implanted ions contain various types of ions. In other words, the component having microcrystalline properties tends to remain unspecified.

【0025】そして、この傾向は、LDD領域のように
低ドーズ量でのドーピングを行った場合に特に顕著にな
る。
This tendency is particularly remarkable when the LDD region is doped with a low dose amount.

【0026】この微結晶成分の存在密度は、面内バラツ
キが大きい。従って、不純物イオンの注入を行った後に
行われるレーザー光の照射によるアニール工程におい
て、この結晶状態のバラツキがそのまま反映され、部分
部分において抵抗値が異なるものとなってしまう。
The abundance density of this microcrystalline component has a large in-plane variation. Therefore, in the annealing process by the irradiation of the laser beam performed after the implantation of the impurity ions, the variation of the crystal state is reflected as it is, and the resistance value becomes different in the partial portion.

【0027】このようにして、各画素毎において、LD
D領域の抵抗のバラツキが大きいものとなってしまう。
In this way, the LD for each pixel is
The variation in resistance in the D region becomes large.

【0028】また前述した結晶性珪素膜を得る際におけ
るレーザー光の照射に起因する表面の荒れが上記LDD
領域の抵抗のバラツキを助長するものとなる。即ち、図
3に示されるような表面状態の荒れがLDD領域を形成
に際する抵抗値のバラツキを大きく助長するものとな
る。
Further, the surface roughness caused by the irradiation of the laser beam in obtaining the above-mentioned crystalline silicon film causes the above LDD.
This promotes the variation in the resistance of the area. That is, the roughness of the surface state as shown in FIG. 3 greatly promotes the dispersion of the resistance value when forming the LDD region.

【0029】また、特開平06−232059に記載さ
れているニッケル等の珪素の結晶化を助長する金属元素
を利用して結晶性珪素膜を得る方法が知られている。こ
の方法を利用すると、従来より低い加熱温度による処理
で高い結晶性を有した結晶性珪素膜を得ることができ
る。しかし、この方法を用いた場合における当該金属元
素の存在も上記LDD領域の抵抗値のバラツキを助長す
る要因となる。
Further, there is known a method of obtaining a crystalline silicon film by utilizing a metal element such as nickel which promotes crystallization of silicon as described in JP-A 06-232059. By using this method, it is possible to obtain a crystalline silicon film having high crystallinity by a treatment at a heating temperature lower than that in the past. However, when this method is used, the presence of the metal element also contributes to the variation in the resistance value of the LDD region.

【0030】上記金属元素は、結晶化の際の核となる性
質を有する。この性質は、レーザーアニールの際にも当
然現れる。従って、非質量分離による不純物イオンの注
入が行われ、結晶性にムラが生じているLDD領域に上
記金属元素が含まれていると、レーザー光の照射による
活性化アニールの際における抵抗値のバラツキがさらに
助長されたものとなる。
The above metal element has the property of becoming a nucleus during crystallization. This property naturally appears during laser annealing. Therefore, when the impurity ions are implanted by non-mass separation and the metal element is contained in the LDD region where the crystallinity is uneven, the resistance value varies during the activation annealing by the laser light irradiation. Will be further promoted.

【0031】即ち、珪素の結晶化を助長する金属元素を
利用して結晶性珪素膜を得る方法は、高い結晶性を得ら
れるという有意性がある一方で、LDD領域にような抵
抗値にバラツキが生じやすい領域に対して、その抵抗値
のバラツキを助長するような働きを有している。
That is, the method of obtaining a crystalline silicon film by utilizing a metal element that promotes crystallization of silicon has the significance that high crystallinity can be obtained, while the resistance value varies in the LDD region. It has a function of promoting the variation of the resistance value in the region where the phenomenon is likely to occur.

【0032】[0032]

【発明が解決しようとす課題】本明細書で開示する発明
は、多数の薄膜トランジスタを同一基板上に作製した際
にその特性のバラツキが生じないような構成を提供する
ことを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the invention disclosed in this specification is to provide a structure in which variations in characteristics do not occur when a large number of thin film transistors are manufactured over the same substrate.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明者らの知見によれ
ば、LDD領域の抵抗値のバラツキに最も大きく寄与し
ているのは、ドーピング工程における微結晶性分の残存
による結晶状態のバラツキにある。
According to the findings of the present inventors, the largest contribution to the variation in the resistance value of the LDD region is the variation in the crystalline state due to the residual microcrystalline component in the doping process. It is in.

【0034】そこで本明細書で開示する発明は、LDD
領域を形成する際に、不純物イオンの注入を質量分離を
行う方法を利用する。
Therefore, the invention disclosed in this specification is based on LDD.
When forming the region, a method of mass-separating the implantation of impurity ions is used.

【0035】こうすることにより、レーザー光の照射を
用いたプロセスや、珪素の結晶化を助長する金属元素を
利用したプロセスを用いた場合にLDD領域に代表され
る低濃度不純物領域の抵抗値のバラツキを是正すること
ができる。
By doing so, when a process using laser light irradiation or a process using a metal element that promotes crystallization of silicon is used, the resistance value of the low-concentration impurity region represented by the LDD region is reduced. Variations can be corrected.

【0036】本明細書で開示する発明の一つは、チャネ
ル形成領域とドレイン領域との間にドレイン領域よりも
導電型を付与する不純物が低濃度で添加された低濃度不
純物領域を有し、該低濃度不純物領域は質量分離がなさ
れた不純物イオンが注入され、前記低濃度不純物領域の
表面はレーザー光の照射により形成された凹凸を有する
ことを特徴とする。
One of the inventions disclosed in this specification has a low-concentration impurity region in which an impurity imparting a conductivity type is added at a low concentration between the channel formation region and the drain region, Mass-separated impurity ions are implanted into the low-concentration impurity region, and the surface of the low-concentration impurity region has unevenness formed by laser light irradiation.

【0037】他の発明の構成は、チャネル形成領域とド
レイン領域との間にドレイン領域よりも導電型を付与す
る不純物が低濃度で添加された低濃度不純物領域を有
し、該低濃度不純物領域は質量分離がなされた不純物イ
オンの注入と、その後レーザー光の照射により作製され
たものであることを特徴とする。
According to another aspect of the invention, a low concentration impurity region in which an impurity imparting a conductivity type is added at a lower concentration than the drain region is provided between the channel forming region and the drain region. Is characterized by being manufactured by implanting impurity ions separated by mass and then irradiating laser light.

【0038】また上記構成において、低濃度不純物領域
には珪素の結晶化を助長する金属元素が1×1016cm
-3〜5×1019cm-3の濃度で含まれていることを特徴
とする。
Further, in the above-mentioned structure, the metal element for promoting the crystallization of silicon is 1 × 10 16 cm in the low concentration impurity region.
It is characterized in that it is contained at a concentration of −3 to 5 × 10 19 cm −3 .

【0039】また他の発明の構成は、チャネル形成領域
とドレイン領域との間にドレイン領域よりも導電型を付
与する不純物が低濃度で添加された低濃度不純物領域の
作製工程であって、前記低濃度不純物領域は、質量分離
がなされた不純物イオンの注入とその後レーザー光の照
射により作製されることを特徴とする。
According to another aspect of the invention, there is provided a step of forming a low concentration impurity region in which an impurity imparting a conductivity type is added between the channel forming region and the drain region at a lower concentration than in the drain region. The low-concentration impurity region is characterized by being manufactured by implanting mass-separated impurity ions and then irradiating laser light.

【0040】他の発明の構成は、レーザー光の照射を利
用して結晶性珪素膜を形成する工程と、前記結晶性珪素
膜を利用して活性層を形成する工程と、を有し、前記活
性層の形成は、チャネル形成領域とドレイン領域との間
にドレイン領域よりも導電型を付与する不純物を低濃度
でドーピングする工程を有し、該工程において、質量分
離がなされた不純物イオンの注入とその後レーザー光の
照射が行われることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a step of forming a crystalline silicon film using laser light irradiation and a step of forming an active layer using the crystalline silicon film. The formation of the active layer includes a step of doping an impurity imparting a conductivity type between the channel formation region and the drain region at a lower concentration than that of the drain region, and in the step, implantation of impurity ions subjected to mass separation is performed. Then, laser light irradiation is performed.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】LDD領域を配置する薄膜トラン
ジスタの作製工程においては、不純物イオンの注入を質
量分離によって生成された不純物イオンの注入によって
行う。質量分離によって形成した不純物イオンを加速注
入した場合、当該不純物イオンを注入した領域はほぼ非
晶質化する。従って、それが低濃度に不純物が注入され
るLDD領域であってもレーザー光の照射によるアニー
ル効果を均一なものとすることができる。そしてその結
果として、LDD領域の抵抗のバラツキを少ないものと
することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a manufacturing process of a thin film transistor in which an LDD region is arranged, impurity ions are implanted by implanting impurity ions generated by mass separation. When the impurity ions formed by mass separation are acceleratedly implanted, the region where the impurity ions are implanted becomes substantially amorphous. Therefore, even if it is an LDD region in which impurities are implanted at a low concentration, the annealing effect by laser light irradiation can be made uniform. As a result, the resistance variation in the LDD region can be reduced.

【0042】この構成は、特に線状のレーザー光の照射
により得られた結晶性珪素膜を用いた薄膜トランジスタ
の作製に有効となる。これは、線状のレーザー光を用い
た結晶化においては、潜在的に線状の結晶化のムラが存
在しており、この結晶化のムラが不純物イオンの注入と
その後のレーザーアニールの工程において顕在化しやい
からである。
This structure is particularly effective for manufacturing a thin film transistor using a crystalline silicon film obtained by irradiating a linear laser beam. This is because in crystallization using a linear laser beam, there is a potential linear crystallization unevenness, and this crystallization unevenness is caused in the impurity ion implantation and the subsequent laser annealing process. This is because it is easy to realize.

【0043】また、LDD領域でないソース領域やドレ
イン領域の形成であれば、プラズマからイオンを直接引
き出す方式の不純物イオンの注入方法を利用することが
できる。これは、高濃度に不純物の注入されるソース及
びドレイン領域においては、レーザー光の照射による結
晶化工程において、結晶化の潜在的なムラが抵抗値のバ
ラツキとして現れにくいからである。
If a source region and a drain region other than the LDD region are formed, an impurity ion implantation method of directly extracting ions from plasma can be used. This is because in the source and drain regions where impurities are implanted at a high concentration, potential unevenness of crystallization does not easily appear as a variation in resistance value in the crystallization process by irradiation with laser light.

【0044】[0044]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕図1にLDD領域を配置した薄膜トランジ
スタの作製工程を示す。まずガラス基板101上に下地
膜102として酸化珪素膜をスパッタ法により3000
Åの厚さに成膜する。基板としては石英基板を用いるの
でもよい。(図1(A))
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a manufacturing process of a thin film transistor having an LDD region. First, a silicon oxide film is formed as a base film 102 on a glass substrate 101 by a sputtering method at 3000
The film is formed to a thickness of Å. A quartz substrate may be used as the substrate. (Fig. 1 (A))

【0045】次に非晶質珪素膜103を減圧熱CVD法
で500Åの厚さに成膜する。非晶質珪素膜の成膜方法
としては、プラズマCVD法を用いるのでもよい。
Next, an amorphous silicon film 103 is formed to a thickness of 500Å by a low pressure thermal CVD method. A plasma CVD method may be used as a method for forming the amorphous silicon film.

【0046】次に加熱処理を行うことにより非晶質珪素
膜を結晶化させ、図示しない結晶性珪素膜を得る。さら
に線状にビーム加工されたレーザー光を走査して照射す
ることにより、図示しない結晶性珪素膜の結晶性を助長
させる。
Next, heat treatment is performed to crystallize the amorphous silicon film to obtain a crystalline silicon film (not shown). Further, by scanning and irradiating a laser beam linearly processed into a beam, the crystallinity of a crystalline silicon film (not shown) is promoted.

【0047】またレーザー光の照射を行った後にさらに
加熱処理を行うことは有効である。この加熱処理はレー
ザー光の照射の際に生じた膜中の応力を緩和し、欠陥を
減少させる効果がある。
Further, it is effective to further perform heat treatment after the irradiation of the laser beam. This heat treatment has the effect of relaxing the stress in the film generated at the time of laser light irradiation and reducing defects.

【0048】次にパターニングを施すことにより、薄膜
トランジスタの活性層104を形成する。こうして図1
(B)に示す状態を得る。
Next, patterning is performed to form the active layer 104 of the thin film transistor. Thus, FIG.
The state shown in (B) is obtained.

【0049】次にゲイト絶縁膜105として、酸化珪素
膜のプラズマCVD法により1000Åの厚さに成膜す
る。
Next, as the gate insulating film 105, a silicon oxide film having a thickness of 1000 Å is formed by the plasma CVD method.

【0050】さらにゲイト電極を構成するための図示し
ないアルミニウム膜を4000Åの厚さにスパッタ法に
よって形成する。(このアルミニウム膜はゲイト電極1
06を構成する出発膜となる)
Further, an aluminum film (not shown) for forming a gate electrode is formed to a thickness of 4000Å by a sputtering method. (This aluminum film is the gate electrode 1
It becomes the starting film that constitutes 06)

【0051】このアルミニウム膜中にはスカンジウムを
0.12重量%含有させる。これは後の工程においてアルミ
ニウムの異常成長によるヒロックやウィスカーの発生を
抑制するためである。
Scandium is contained in this aluminum film.
Contains 0.12% by weight. This is to suppress the generation of hillocks and whiskers due to abnormal growth of aluminum in the subsequent process.

【0052】ヒロックやウィスカーというのは、アルミ
ニウムの異常成長によって形成される角状あるいは針状
の突起物のことである。
Hillocks and whiskers are angular or needle-like protrusions formed by abnormal growth of aluminum.

【0053】次に陽極酸化を行うことにより、図示しな
い緻密な膜質を有する陽極酸化膜を形成する。この工程
は、電解溶液として3%シュウ酸水溶液を用い、この溶
液中において、アルミニウム膜を陽極、白金を陰極とし
て両電極間に電流を流すことによって行う。膜厚の制御
は印加電圧によって行うことができる。ここでは、この
図示しない緻密な膜質を有する陽極酸化膜の膜厚を10
0Åとする。
Next, by performing anodic oxidation, an anodic oxide film having a dense film quality (not shown) is formed. This step is performed by using a 3% oxalic acid aqueous solution as an electrolytic solution, and passing an electric current between the two electrodes in the solution using an aluminum film as an anode and platinum as a cathode. The film thickness can be controlled by the applied voltage. Here, the film thickness of the anodic oxide film having a dense film quality (not shown) is set to 10
0 °.

【0054】次にレジストマスク109を配置し、アル
ミニウム膜をパターニングする。こうして図1(C)の
106で示されるゲイト電極106の原型を形成する。
Next, the resist mask 109 is arranged and the aluminum film is patterned. Thus, a prototype of the gate electrode 106 shown by 106 in FIG. 1C is formed.

【0055】次に上記レジストマスク109を利用して
パターニングを行うことにより、アルミニウムパターン
を形成する。(このアルミニウムパターンがゲイト電極
106の原型となる)
Next, patterning is performed using the resist mask 109 to form an aluminum pattern. (This aluminum pattern becomes the prototype of the gate electrode 106)

【0056】そして再度の陽極酸化を行うことにより、
多孔質状の陽極酸化膜107を形成する。ここでは、電
解溶液として3%のシュウ酸を含んだ水溶液を用いる。
この多孔質状の陽極酸化もアルミニウムパターンを陽
極、白金を陰極として両電極間に電流を流すことによっ
て行われる。
Then, by performing anodic oxidation again,
A porous anodic oxide film 107 is formed. Here, an aqueous solution containing 3% oxalic acid is used as the electrolytic solution.
This porous anodic oxidation is also carried out by using an aluminum pattern as an anode and platinum as a cathode and applying a current between both electrodes.

【0057】この工程では、レジストマスク109が存
在する関係で電解溶液がアルミニウムパターンの上面に
接触しない。従って、図1(C)の107で示されるよ
うにゲイト電極106の側面に陽極酸化膜が形成され
る。
In this step, the electrolytic solution does not come into contact with the upper surface of the aluminum pattern due to the existence of the resist mask 109. Therefore, as shown by 107 in FIG. 1C, an anodic oxide film is formed on the side surface of the gate electrode 106.

【0058】この多孔質状の陽極酸化膜107の膜厚の
制御は、陽極酸化時間によって行うことができる。この
多孔質状の陽極酸化膜107の膜厚は、2μm程度まで
行わすことができる。ここでは、その膜厚を5000Å
とする。
The thickness of the porous anodic oxide film 107 can be controlled by the anodic oxidation time. The thickness of the porous anodic oxide film 107 can be up to about 2 μm. Here, the film thickness is set to 5000 Å
And

【0059】こうして図1(C)に示す状態を得る。次
にレジストマスク109を除去し、再度緻密な膜質を有
する陽極酸化膜を形成する条件で陽極酸化を行う。
Thus, the state shown in FIG. 1C is obtained. Next, the resist mask 109 is removed, and anodic oxidation is performed again under the condition that an anodic oxide film having a dense film quality is formed.

【0060】この陽極酸化工程において、緻密な膜質を
有する陽極酸化膜108を1000Åの厚さに成膜す
る。この工程において、ゲイト電極106が画定する。
この工程においては、電解溶液が多孔質状の陽極酸化膜
107中に侵入する。従って、ゲイト電極106の周囲
に緻密な膜質を有する陽極酸化膜108が形成される。
In this anodic oxidation step, the anodic oxide film 108 having a dense film quality is formed to a thickness of 1000Å. In this step, the gate electrode 106 is defined.
In this step, the electrolytic solution penetrates into the porous anodic oxide film 107. Therefore, the anodic oxide film 108 having a dense film quality is formed around the gate electrode 106.

【0061】次に図4に示す装置(構成は後述する)を
用いて、Pイオンの注入を行う。ドーズ量は2×1015
/cm2 とする。この工程において、110と112の
領域に自己整合的にPイオンが注入される。ここで、1
10の領域がソース領域となる。また112の領域がド
レイン領域となる。なお、111の領域には不純物イオ
ンが注入されない。
Next, P ions are implanted by using the apparatus shown in FIG. 4 (the structure of which will be described later). The dose amount is 2 × 10 15
/ Cm 2 . In this step, P ions are implanted in the regions 110 and 112 in a self-aligned manner. Where 1
The area 10 is the source area. Further, the region 112 becomes the drain region. Impurity ions are not implanted into the region 111.

【0062】図4に示す装置は、非質量分離によって、
ドーパントイオンを得る形式を有している。即ち、質量
分離を行わずに得た不純物イオンを加速注入する構成を
有している。
The apparatus shown in FIG. 4 uses non-mass separation to
It has a form of obtaining dopant ions. That is, the structure is such that the impurity ions obtained without mass separation are accelerated and injected.

【0063】ここでは、高濃度に不純物イオンが注入さ
れるソース及びドレイン領域への注入工程であるから、
非質量分離の方法を用いてもよい。勿論、質量分離を行
う手段によりこの工程を実施してもよい。
Since this is the step of implanting the source and drain regions in which the impurity ions are implanted at a high concentration,
Non-mass separation methods may be used. Of course, this step may be carried out by means of mass separation.

【0064】次に多孔質状を有するレジストマスク10
7を除去し、再度のPイオンの注入を行う。このPイオ
ンの注入は、そのドーズ量を0.5 〜1×1014/cm2
として行う。
Next, the resist mask 10 having a porous shape is formed.
7 is removed, and P ions are implanted again. This P ion implantation has a dose amount of 0.5 to 1 × 10 14 / cm 2.
Do as.

【0065】この比較的低濃度に不純物イオンを注入す
る工程は、図5に示す質量分離によりドーパントイオン
を選択する形式の装置を用いる。
The step of implanting impurity ions at a relatively low concentration uses an apparatus of the type shown in FIG. 5 in which dopant ions are selected by mass separation.

【0066】この装置を用いた場合、P+ イオンのみ選
択して注入することができる。そして、Pイオンの被注
入領域をほぼ完全に非晶質化することができる。
When this device is used, only P + ions can be selected and implanted. Then, the P ion-implanted region can be almost completely made amorphous.

【0067】即ち、ライトドープ(ソース/ドレインに
比較して)される113と115の領域をほぼ完全に非
晶質化することができる。なお、113と115の領域
が低濃度不純物領域となる。特にドレイン側の115で
示される領域がLDD(ライトドープドレイン)領域と
なる。(図1(E))
That is, the regions 113 and 115 which are lightly doped (compared to the source / drain) can be made almost completely amorphous. The regions 113 and 115 are low-concentration impurity regions. In particular, a region denoted by 115 on the drain side is an LDD (lightly doped drain) region. (FIG. 1 (E))

【0068】なお上記工程において、チャネル形成領域
114が画定する。
In the above process, the channel forming region 114 is defined.

【0069】この後、レーザー光の照射を行うことによ
り、(D)と(E)の工程において不純物イオンが注入
された領域を活性化する。この工程において、Pイオン
の注入が行われた領域の結晶化と注入された元素の活性
化とが同時に行われる。
Thereafter, laser light irradiation is performed to activate the regions into which the impurity ions have been implanted in the steps (D) and (E). In this step, crystallization of the region where P ions are implanted and activation of the implanted element are performed simultaneously.

【0070】この工程において、質量分離によって得た
Pイオンの注入によって形成された低濃度不純物領域1
13と115は、ほぼ完全に非晶質化しているので、レ
ーザー光のアニール効果を基板各所において均一なもの
とすることができる。
In this step, the low-concentration impurity region 1 formed by implanting P ions obtained by mass separation
Since 13 and 115 are almost completely amorphized, the annealing effect of the laser light can be made uniform in various parts of the substrate.

【0071】また、高濃度にPイオンが注入された11
0と112の領域が注入量が多いので十分低抵抗化して
おり、特に面内バラツキが生じずにアニールすることが
できる。
Further, P ions were implanted at a high concentration 11
Since the regions 0 and 112 have a large implantation amount, the resistance is sufficiently low, and annealing can be performed without causing in-plane variations.

【0072】ついで図2に示すように層間絶縁膜116
を形成する。層間絶縁膜116はプラズマCVD法で成
膜される酸化珪素膜、または窒化珪素膜でもって構成す
る。
Then, as shown in FIG. 2, the interlayer insulating film 116 is formed.
To form The interlayer insulating film 116 is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by a plasma CVD method.

【0073】そしてコンタクトホールの形成を行い、ソ
ース電極117とドレイン電極118の形成を行う。そ
して最後に350℃の水素雰囲気中において1時間の加
熱処理を行い薄膜トランジスタを完成させる。
Then, contact holes are formed, and a source electrode 117 and a drain electrode 118 are formed. Finally, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere at 350 ° C. for 1 hour to complete the thin film transistor.

【0074】〔装置の説明1〕以下の質量分離を行うこ
とによって不純物のイオンを得、そのイオンを注入する
装置の構成について示す。
[Explanation 1 of Apparatus] The configuration of an apparatus for obtaining ions of impurities by performing the following mass separation and implanting the ions will be described.

【0075】図5に装置の概略の構成を示す。まず、不
純物イオンは、イオン発生源905から発生される。発
生された不純物イオンは引出し電極を備えた引出し系系
900で加速室916に引き出される。そして加速室9
16で電気的に加速されたイオンは磁石907が発生す
る磁場中を通過する。この際受けるローレンツ力の違い
から質量分離され、その軌道が各イオン(発生されたイ
オンには各種のものが含まれる)によって異なるものと
なる。
FIG. 5 shows a schematic structure of the apparatus. First, the impurity ions are generated from the ion generation source 905. The generated impurity ions are extracted into the acceleration chamber 916 by the extraction system 900 equipped with extraction electrodes. And acceleration room 9
The ions electrically accelerated by 16 pass through the magnetic field generated by the magnet 907. Due to the difference in Lorentz force received at this time, they are mass-separated, and their trajectories are different for each ion (the generated ions include various kinds).

【0076】所定の軌道を有した各イオンが電磁的なレ
ンズ909によって収束される。そして分離室908内
のスリット910によって必要とするイオンの軌道が選
択され、他のイオンは遮蔽される。
Each ion having a predetermined orbit is converged by the electromagnetic lens 909. Then, a slit 910 in the separation chamber 908 selects a required ion trajectory, and shields other ions.

【0077】スリット910で選択されたイオンは基板
ホルダー(または基板ステージ)912上に配置された
試料に照射される。
The ions selected by the slit 910 are applied to the sample placed on the substrate holder (or substrate stage) 912.

【0078】図において、902は不純物イオンを発生
させるための電力を供給する電源である。903は引出
し電極に印加される電圧を制御する電源である。904
は加速電圧を与えるための電源である。
In the figure, 902 is a power supply for supplying electric power for generating impurity ions. A power source 903 controls the voltage applied to the extraction electrode. 904
Is a power supply for giving an accelerating voltage.

【0079】図5に示すような装置は、質量分離によ
り、ドーピングせんとする不純物イオンを選別できる。
The device as shown in FIG. 5 can select impurity ions to be doped by mass separation.

【0080】図5に示す装置を用いて、結晶性珪素膜に
対してドーピングを行った場合、被ドーピング面の結晶
性を均一性良く破壊することができる。この点が、プラ
ズマから直接引き出された質量分離していないイオンを
用いた図4に示すような装置を用いた場合とのそのドー
ピング効果の違いとなる。
When the crystalline silicon film is doped using the apparatus shown in FIG. 5, the crystallinity of the doped surface can be destroyed with good uniformity. This point is the difference in the doping effect from the case of using the apparatus as shown in FIG. 4 which uses the mass-separated ions directly extracted from the plasma.

【0081】〔装置説明2〕以下に非質量分離により不
純物のイオンを得、そのイオンの注入を行う装置の構成
について示す。図4に装置の概要を示す。この装置は、
プラズマドーピング装置と称される形式を有している。
[Description of Apparatus 2] The configuration of an apparatus for obtaining impurity ions by non-mass separation and implanting the ions will be described below. FIG. 4 shows an outline of the device. This device is
It has a type called a plasma doping apparatus.

【0082】図4に示すプラズマドーピング装置は、気
密性を有する筐体215で構成されている。装置には、
必要とする減圧状態を得るための排気系218が配置さ
れている。
The plasma doping apparatus shown in FIG. 4 comprises a housing 215 having airtightness. The equipment includes
An exhaust system 218 for arranging the required reduced pressure state is arranged.

【0083】ドーピングは、ドーピングガスを高周波エ
ネルギーによってイオン化(プラズマ化)させ、そこか
らイオン化したイオンを電気的に引出し、さらに加速し
試料に注入することによって行われる。
The doping is performed by ionizing (plasmaizing) the doping gas by high frequency energy, electrically extracting the ionized ions from the ionization gas, further accelerating the ionized ion, and injecting it into the sample.

【0084】ガス導入系200から導入されるドーピン
グガスは、ガス放出口206から207の領域に均一性
良く放出され、そこでイオン化される。
The doping gas introduced from the gas introduction system 200 is uniformly emitted to the regions of the gas emission ports 206 to 207 and ionized there.

【0085】207の領域では、一対の電極206と2
02との間で高周波放電が行われ、ドーピングガスが分
解するとともにイオン化される。この高周波放電は、高
周波電源211からインピーダンスマッチング装置21
0を介して供給される高周波電力によって行われる。
In the region 207, a pair of electrodes 206 and 2
A high-frequency discharge is performed between the two and the doping gas is decomposed and ionized. This high-frequency discharge is generated by the high-frequency power source 211 from the impedance matching device 21.
It is performed by the high frequency power supplied via 0.

【0086】イオン化されたドーパントイオンは、引出
し電極202によって加速領域220に引き出される。
そして引出し電極202によって加速領域220に引き
出されたドーパントイオンは加速電極203によって加
速される。また、減速電極208において必要とする注
入エネルギー(加速電圧)に調整される。
The ionized dopant ions are extracted to the acceleration region 220 by the extraction electrode 202.
Then, the dopant ions extracted to the acceleration region 220 by the extraction electrode 202 are accelerated by the acceleration electrode 203. Further, the injection energy (acceleration voltage) required for the deceleration electrode 208 is adjusted.

【0087】なお、各電極は209で示される電極を基
準として電位が設定される。
The potential of each electrode is set with reference to the electrode indicated by 209.

【0088】加速領域220で加速されたドーパントイ
オンは、試料216に所定の加速電圧でもって注入され
る。なお、注入の均一性を高めるために試料216を載
せたステージ217は回転する機構を有している。
The dopant ions accelerated in the acceleration region 220 are implanted into the sample 216 with a predetermined acceleration voltage. The stage 217 on which the sample 216 is placed has a rotating mechanism in order to improve the uniformity of injection.

【0089】219で示すのは、イオン電流を計測する
ための電流計である。この電流計219で計測されるイ
オン電流に基づいて試料216に注入されるイオンの量
を計測することができる。
Reference numeral 219 denotes an ammeter for measuring the ion current. The amount of ions injected into the sample 216 can be measured based on the ion current measured by the ammeter 219.

【0090】図4に示す装置において、212で示され
るのが引出し電圧を加えるための電源である。また、2
13で示されるのが減速電圧を加えるための電源であ
る。また、214で示されるのが加速電圧を加えるため
の電源である。
In the apparatus shown in FIG. 4, reference numeral 212 is a power source for applying the extraction voltage. Also, 2
Reference numeral 13 is a power source for applying a deceleration voltage. Reference numeral 214 is a power supply for applying an acceleration voltage.

【0091】図4に示す装置を用いて、本明細書に開示
する発明を実施するには、まずドーピングガスとして水
素をガス導入系200から導入し、水素イオンの注入を
試料216に対して行う。
In order to carry out the invention disclosed in this specification using the apparatus shown in FIG. 4, hydrogen is first introduced as a doping gas from the gas introduction system 200, and hydrogen ions are implanted into the sample 216. .

【0092】この水素イオンの注入によって、試料は所
定の温度に予備加熱される。次にドーピングガスを所定
のドーパント(リンやボロン)を含んだガスに切替え、
所定のドーパントのドーピングを行う。
By this hydrogen ion implantation, the sample is preheated to a predetermined temperature. Next, switch the doping gas to a gas containing the specified dopant (phosphorus or boron),
Doping with a predetermined dopant is performed.

【0093】なお、所定のドーパントを含んだガスは、
必要とす濃度に水素ガスによって希釈されるのが普通で
ある。
The gas containing the predetermined dopant is
It is usually diluted with hydrogen gas to the required concentration.

【0094】なお、ステージ217内に加熱手段を配置
し、水素イオンの注入による加熱を助長させる構成とし
てもよい。即ち、加熱の均一性を水素イオンの注入によ
って維持し、補助的にステージ217内の加熱手段を利
用する構成としてもよい。
A heating means may be arranged in the stage 217 to promote heating by implantation of hydrogen ions. That is, the uniformity of heating may be maintained by implanting hydrogen ions, and the heating means in the stage 217 may be used supplementarily.

【0095】この形式の装置は、大面積に渡り一括して
不純物イオンの注入を行える特徴を有している。さらに
装置全体の構成が簡単で小型化できるという特徴も有し
ている。
The device of this type has a feature that it is possible to implant impurity ions collectively over a large area. Further, it has a feature that the whole structure of the device is simple and can be downsized.

【0096】しかしながら、原料ガスをプラズマ化し、
電界によってイオンを引出し、加速する形式のために以
下のような欠点を有している。
However, the source gas is turned into plasma,
Due to the method of extracting and accelerating ions by an electric field, it has the following drawbacks.

【0097】例えば、P(リン)をドーピングしようと
する場合、原料ガスとしてPH3 (フォスフィン)と希
釈用の水素ガスが利用される。この際、ソースプラズマ
中から加速領域220に引き出されるドーパントイオン
には、P+ 、PH+ 、H+ 、H2 + などの多数の種類の
ものが含まれる。そしてそれらは被ドーピング試料に加
速注入されることになる。
For example, when doping P (phosphorus), PH 3 (phosphine) and hydrogen gas for dilution are used as source gases. At this time, the dopant ions extracted from the source plasma to the acceleration region 220 include a large number of types such as P + , PH + , H + , and H 2 + . Then, they are acceleratedly injected into the sample to be doped.

【0098】このような状態で不純物イオンの注入が結
晶性を有する珪素膜に対して行われた場合、珪素膜は注
入されるイオンにより損傷するのであるが、その損傷は
均一なものではなく、局所的に結晶成分が残る状態とな
る。特に、LDD領域の形成のようにライトドーピング
を行う場合には、その傾向が強い。
When the impurity ions are implanted into the crystalline silicon film in such a state, the silicon film is damaged by the implanted ions, but the damage is not uniform. The crystal component remains locally. This tendency is particularly strong when light doping is performed as in the formation of LDD regions.

【0099】また、レーザー光の照射により結晶化、あ
るいは結晶化の助長を行った珪素膜のようにその表面が
荒れていると、上記の傾向が一層強くなる。
If the surface is roughened like a silicon film crystallized by laser light irradiation, or promoted for crystallization, the above tendency becomes stronger.

【0100】この状態は、不純物イオン注入後の活性化
の際の効果のバラツキの主な要因となる。従って、LD
D領域の形成に図4で示すような非質量分離により被注
入イオンを生成する方法を利用することは好ましくな
い。
This state is the main cause of variations in the effect upon activation after the impurity ion implantation. Therefore, LD
It is not preferable to use the method of generating implanted ions by non-mass separation as shown in FIG. 4 for forming the D region.

【0101】〔装置の説明3〕以下に線状のレーザー光
の照射を行う装置の概要を示す。図6に示すのは、光学
系によって線状に加工されたレーザー光1200を非晶
質珪素膜1204に照射して、結晶性珪素膜1205に
変成する状態を示す模式図面である。
[Explanation 3 of Apparatus] An outline of an apparatus for irradiating a linear laser beam is shown below. FIG. 6 is a schematic drawing showing a state in which the amorphous silicon film 1204 is irradiated with a laser beam 1200 linearly processed by an optical system to be transformed into a crystalline silicon film 1205.

【0102】図において、非晶質珪素膜1204はガラ
ス基板1203上に成膜されており、基板1203を載
せたステージ1202が矢印1206の方向に移動する
ことにより、ミラー1201で反射されたレーザー光が
走査されて照射される構成を有している。
In the figure, the amorphous silicon film 1204 is formed on the glass substrate 1203, and the stage 1202 on which the substrate 1203 is placed moves in the direction of arrow 1206, whereby the laser light reflected by the mirror 1201 is reflected. Is scanned and irradiated.

【0103】このような構成は、大面積に対してのレー
ザー光の照射を行うことができるという利点がある。し
かし、光学系が複雑になり、またその調整が手間がかか
るという欠点がある。
Such a structure has an advantage that a large area can be irradiated with laser light. However, there are drawbacks in that the optical system becomes complicated and the adjustment is time-consuming.

【0104】こような装置に利用されるレーザー光とし
ては、KrFエキシマレーザー(波長248nm)やX
eClエキシマレーザー(波長308nm)を利用する
ことができる。
The laser light used in such an apparatus is a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or X-ray.
An eCl excimer laser (wavelength 308 nm) can be used.

【0105】アニールの形態としては、非晶質珪素膜を
結晶性珪素膜に変成する工程、結晶性珪素膜の結晶性を
さらに助長する工程、不純物イオンの注入後の活性化工
程、等々がある。
The form of annealing includes a step of transforming the amorphous silicon film into a crystalline silicon film, a step of further promoting the crystallinity of the crystalline silicon film, an activation step after implantation of impurity ions, and the like. .

【0106】〔装置の説明4〕図7に示すのは、スポッ
ト状のレーザー光を照射することにより、アニールを行
う装置である。
[Explanation 4 of Apparatus] FIG. 7 shows an apparatus for performing annealing by irradiating a spot-shaped laser beam.

【0107】図には、矩形状のレーザービーム700を
ミラー701で反射し、非晶質珪素膜704に照射する
状態が模式的に示されている。
The figure schematically shows a state in which a rectangular laser beam 700 is reflected by a mirror 701 to irradiate the amorphous silicon film 704.

【0108】図には、レーザービームを707で示され
るような軌跡でもって照射し、非晶質珪素膜704を結
晶性珪素膜705に変成する状態が示されている。
The figure shows a state in which the amorphous silicon film 704 is transformed into a crystalline silicon film 705 by irradiating the laser beam with a locus shown by 707.

【0109】珪素膜はガラス基板703上に形成さてお
り、ステージ702を706で示すように2次元X−Y
方向に移動させることによって、707で示されるよう
な軌跡でレーザー光が照射される。
The silicon film is formed on the glass substrate 703, and the stage 702 is two-dimensional XY as shown by 706.
By moving in the direction, the laser light is emitted along the locus shown by 707.

【0110】図7に示すような構成は、大面積への照射
には不利であるが、光学系が簡単であり、保守や調整が
容易があるという特徴がある。
The structure as shown in FIG. 7 is disadvantageous in irradiating a large area, but is characterized by a simple optical system and easy maintenance and adjustment.

【0111】〔実施例2〕本実施例は、実施例1に示す
構成において、結晶性珪素膜を得る手段として珪素の結
晶化を助長する金属元素を利用する場合の例である。
[Embodiment 2] This embodiment is an example in which a metal element that promotes crystallization of silicon is used as a means for obtaining a crystalline silicon film in the structure shown in Embodiment 1.

【0112】ここでは、珪素の結晶化を助長する金属元
素として、Ni(ニッケル)を利用する。このような作
用を有する金属元素としては、Fe、Co、Ni、R
u、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Auから選
ばれた一種または複数種類の元素を利用することができ
る。
Here, Ni (nickel) is used as a metal element that promotes crystallization of silicon. Fe, Co, Ni, R are metal elements having such an action.
One or a plurality of elements selected from u, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au can be used.

【0113】本実施例では、Niの導入方法として、酢
酸ニッケル塩溶液を用いた方法を利用する。この方法
は、溶液中のニッケル元素の濃度を制御することによ
り、珪素膜中に導入されるニッケル元素の濃度を調整で
きるという利点がある。また装置の構成が簡単で工程が
簡単であるという特徴がある。
In this example, as a method of introducing Ni, a method using a nickel acetate salt solution is used. This method has an advantage that the concentration of the nickel element introduced into the silicon film can be adjusted by controlling the concentration of the nickel element in the solution. Further, there is a feature that the structure of the device is simple and the process is simple.

【0114】溶液を用いる方法以外には、CVD法、ス
パッタ法、イオン注入法、蒸着法、吸着法、プラズマ処
理を利用することができる。
Other than the method using a solution, a CVD method, a sputtering method, an ion implantation method, a vapor deposition method, an adsorption method, or a plasma treatment can be used.

【0115】ニッケル元素の導入は以下のようにして行
う。まず非晶質珪素膜(図1の103)上に所定の濃度
に調整した酢酸ニッケル塩溶液を塗布し、水膜を形成す
る。そしてスピンコーターを用いて余分な溶液を吹き飛
ばし、非晶質珪素膜の表面にニッケル元素が接して保持
された状態とする。
The nickel element is introduced as follows. First, a nickel acetate salt solution adjusted to a predetermined concentration is applied onto an amorphous silicon film (103 in FIG. 1) to form a water film. Then, the excess solution is blown off by using a spin coater, so that the nickel element is held in contact with the surface of the amorphous silicon film.

【0116】溶液中においてニッケル元素の濃度は、最
終的に残留するニッケル元素の濃度が1×1016cm-3
〜5×1019cm-3の濃度となるようにする。この濃度
範囲以上のニッケル元素が残留すると半導体としての性
質が損なわれるので注意が必要である。また、この濃度
範囲以下の残留濃度とする場合、そもそも結晶化を助長
する効果を得られなくなる。
Regarding the concentration of nickel element in the solution, the concentration of the nickel element remaining finally is 1 × 10 16 cm -3.
The concentration is set to 5 × 10 19 cm -3 . It is necessary to be careful because if the nickel element in the concentration range or higher remains, the properties as a semiconductor will be impaired. Further, when the residual concentration is less than this concentration range, the effect of promoting crystallization cannot be obtained in the first place.

【0117】次に加熱処理を行い非晶質珪素膜を結晶化
させ、結晶性珪素膜を得る。この加熱処理は、640
℃、4時間の条件で行う。
Next, heat treatment is performed to crystallize the amorphous silicon film to obtain a crystalline silicon film. This heat treatment is 640
It is carried out under conditions of 4 ° C. and 4 hours.

【0118】このようにして得られた結晶性珪素膜は、
ニッケル元素を利用しない場合に比較して、より高い結
晶性を有したものとして得られる。
The crystalline silicon film thus obtained is
It is obtained as having higher crystallinity as compared with the case where nickel element is not used.

【0119】こうして得られた結晶性珪素膜に対してさ
らにレーザー光の照射を行い、その結晶性を助長させ
る。
The crystalline silicon film thus obtained is further irradiated with laser light to promote its crystallinity.

【0120】こうして結晶性珪素膜を得る。その後の工
程は、図1に示すプロセスに従って行えばよい。
Thus, a crystalline silicon film is obtained. Subsequent steps may be performed according to the process shown in FIG.

【0121】本実施例に示すような珪素の結晶化を助長
する金属元素を利用した場合、図1の113や115の
低濃度不純物領域の抵抗のバラツキが生じやすい。しか
し、これら低濃度不純物領域への不純物イオンの注入を
質量分離による方法を用いて行うことで、113や11
5の低濃度不純物領域の抵抗のバラツキを抑制すること
ができる。
When a metal element that promotes crystallization of silicon as shown in this embodiment is used, the resistance of the low-concentration impurity regions 113 and 115 in FIG. 1 tends to vary. However, by implanting impurity ions into these low-concentration impurity regions by using a method based on mass separation, 113 or 11
It is possible to suppress variations in resistance in the low concentration impurity region 5 of FIG.

【0122】これは、質量分離を用いた方法による不純
物イオンの注入は、被イオン注入領域をほぼ完全に非晶
質化するので、レーザー光の照射による結晶化の工程の
再現性を高いものとできるからである。
This is because the implantation of impurity ions by the method using mass separation almost completely amorphizes the ion implantation region, so that the reproducibility of the crystallization process by laser light irradiation is high. Because you can.

【0123】[0123]

【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
で、多数の薄膜トランジスタを同一基板上に作製した際
にその特性のバラツキが生じないような構成を提供する
ことができる。そしてアクティブマトリクス型の液晶表
示装置を構成した場合に、表示のムラや縞模様が見えて
しまうことを抑制することができる。
By utilizing the invention disclosed in this specification, it is possible to provide a structure in which variations in characteristics do not occur when a large number of thin film transistors are formed on the same substrate. Then, when an active matrix type liquid crystal display device is configured, it is possible to suppress the display unevenness and the appearance of stripe patterns.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。FIG. 1 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor.

【図2】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。FIG. 2 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor.

【図3】 珪素膜にレーザー光を照射する状態を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a silicon film is irradiated with laser light.

【図4】 不純物イオンの注入を行う装置の概要を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an apparatus for implanting impurity ions.

【図5】 不純物イオンの注入を行う装置の概要を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of an apparatus for implanting impurity ions.

【図6】 レーザー光の照射を行う状態を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a state in which laser light irradiation is performed.

【図7】 レーザー光の照射を行う状態を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a state in which laser light irradiation is performed.

【図8】 珪素薄膜の表面状態を示す写真。FIG. 8 is a photograph showing the surface condition of a silicon thin film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 ガラス基板 102 下地膜(酸化珪素膜) 103 非晶質珪素膜 104 活性層のパターン 105 ゲイト絶縁膜(酸化珪素膜) 106 ゲイト電極 107 多孔質状の陽極酸化膜 108 緻密な膜質を有する陽極酸化膜 109 レジストマスク 110 ソース領域 111 不純物イオンが注入されない領域 112 ドレイン領域 113 低濃度不純物領域 114 チャネル形成領域 115 低濃度不純物領域(LDD領域) 116 層間絶縁膜 117 ソース電極 118 ドレイン電極 101 Glass Substrate 102 Base Film (Silicon Oxide Film) 103 Amorphous Silicon Film 104 Active Layer Pattern 105 Gate Insulating Film (Silicon Oxide Film) 106 Gate Electrode 107 Porous Anodic Oxide Film 108 Anodizing with Dense Film Quality Film 109 Resist mask 110 Source region 111 Region where impurity ions are not implanted 112 Drain region 113 Low concentration impurity region 114 Channel formation region 115 Low concentration impurity region (LDD region) 116 Interlayer insulating film 117 Source electrode 118 Drain electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】チャネル形成領域とドレイン領域との間に
ドレイン領域よりも導電型を付与する不純物が低濃度で
添加された低濃度不純物領域を有し、 該低濃度不純物領域は質量分離がなされた不純物イオン
が注入され、 前記低濃度不純物領域の表面はレーザー光の照射により
形成された凹凸を有することを特徴とする半導体装置。
1. A low-concentration impurity region in which an impurity imparting a conductivity type is added at a lower concentration than a drain region is provided between a channel forming region and a drain region, and the low-concentration impurity region is subjected to mass separation. A semiconductor device, in which impurity ions are implanted, and the surface of the low-concentration impurity region has irregularities formed by laser light irradiation.
【請求項2】チャネル形成領域とドレイン領域との間に
ドレイン領域よりも導電型を付与する不純物が低濃度で
添加された低濃度不純物領域を有し、 該低濃度不純物領域は質量分離がなされた不純物イオン
の注入と、その後レーザー光の照射により作製されたも
のであることを特徴とする半導体装置。
2. A low concentration impurity region in which an impurity imparting a conductivity type is added at a lower concentration than the drain region is provided between the channel forming region and the drain region, and the low concentration impurity region is mass-separated. A semiconductor device manufactured by implanting impurity ions and then irradiating laser light.
【請求項3】請求項1または請求項2において、低濃度
不純物領域には珪素の結晶化を助長する金属元素が1×
1016cm-3〜5×1019cm-3の濃度で含まれている
ことを特徴とする半導体装置。
3. The low concentration impurity region according to claim 1 or 2, wherein a metal element which promotes crystallization of silicon is 1 ×.
A semiconductor device, which is contained at a concentration of 10 16 cm −3 to 5 × 10 19 cm −3 .
【請求項4】チャネル形成領域とドレイン領域との間に
ドレイン領域よりも導電型を付与する不純物が低濃度で
添加された低濃度不純物領域の作製工程であって、 前記低濃度不純物領域は、質量分離がなされた不純物イ
オンの注入とその後レーザー光の照射により作製される
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. A process for producing a low-concentration impurity region in which an impurity imparting a conductivity type is added at a low concentration between a channel forming region and a drain region, the low-concentration impurity region comprising: A method for manufacturing a semiconductor device, which is manufactured by implanting impurity ions that have been subjected to mass separation and then irradiating laser light.
【請求項5】レーザー光の照射を利用して結晶性珪素膜
を形成する工程と、 前記結晶性珪素膜を利用して活性層を形成する工程と、 を有し、 前記活性層の形成は、チャネル形成領域とドレイン領域
との間にドレイン領域よりも導電型を付与する不純物を
低濃度でドーピングする工程を有し、 該工程において、質量分離がなされた不純物イオンの注
入とその後レーザー光の照射が行われることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
5. A step of forming a crystalline silicon film using laser light irradiation, and a step of forming an active layer using the crystalline silicon film, wherein the formation of the active layer is performed. A step of doping an impurity imparting a conductivity type between the channel formation region and the drain region at a lower concentration than that of the drain region, and in the step, the ion implantation of the impurity ions subjected to the mass separation and the subsequent laser light irradiation are performed. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein irradiation is performed.
【請求項6】請求項5または請求項6において、レーザ
ー光の照射はビームを線状に加工したものを用いて行う
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the irradiation of the laser light is performed by using a linearly processed beam.
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