发明名称 薄膜电晶体及其制造方法
摘要 本发明之目的是提供薄膜电晶体及其制造方法,在连接有不同导电型之聚矽层之构造之薄膜电晶体中,可以防止由于不纯物之扩散而产生之问题。本发明之解决手段是在第2氧化膜4之表面上,以聚矽一体形成吸极6,通道7和源极8。吸极6经由达到衬垫层3(第2多结晶半导体层)之上面之接触孔洞5,形成连接到衬垫层3。然后在位于接触孔洞5(开口部)之底部之衬垫层3,形成硼注入区域BR。
申请公布号 TW342534 申请公布日期 1998.10.11
申请号 TW086104385 申请日期 1997.04.03
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 一法师隆志;岩松俊明;金逸中;前川繁登;前田茂伸;栗山忠;塘一仁
分类号 H01L27/11 主分类号 H01L27/11
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号白宫企业大楼一一一二室
主权项 1.一种薄膜电晶体,具备有:第1导电型之第1多结晶半导体层,形成在绝缘膜上,作为规定通道层之源极/吸极层之一方;第2导电型之第2多结晶半导体层,电连接到上述之第1多结晶半导体层;其特征是具备有:导电型改变防止构造,用来防止从上述第2多结晶半导体层朝向上述第1多结晶半导体层之第2导电型不纯物之侵入所造成之导电型之改变。2.如申请专利范围第1项之薄膜电晶体,其中上述之第1多结晶半导体层和上述之第2多结晶半导体层经由形成在上述绝缘膜之开口部直接连接;和上述之导电型改变防止机构是第1导电型之半导体区域,其形成是在上述第1多结晶半导体层之形成之前,经由上述之开口部,将第1导电型不纯物之离子注入到上述第2多结晶半导体层内之连接上述第1多结晶半导体层之部份。3.如申请专利范围第1项之薄膜电晶体,其中上述之第1多结晶半导体层和上述之第2多结晶半导体层经由形成在上述绝缘膜之开口部直接连接;和上述之导电型改变防止构造是上述之第1多结晶半导体层,经由过度的注入第1导电型不纯物之离子,直至所具有之不纯物浓度高于上述第2多结晶半导体层之不纯物浓度。4.如申请专利范围第1项之薄膜电晶体,其中上述之第1多结晶半导体层和上述之第2多结晶半导体层经由形成在上述绝缘膜之开口部直接连接;和上述之导电型改变防止构造是被导入有氮之上述第1多结晶半导体层。5.如申请专利范围第1项之薄膜电晶体,其中上述之第1多结晶半导体层和上述之第2多结晶半导体层经由形成在上述绝缘膜之开口部直接连接;和上述之导电型改变防止构造是在上述第2多结晶半导体上之先形成在上述绝缘膜之第1导电型之第3多结晶半导体层。6.如申请专利范围第1项之薄膜电晶体,其中上述之第1多结晶半导体层和上述之第2多结晶半导体层经由形成在上述绝缘膜之开口部直接连接;和上述之第1多结晶半导体层具备有偏移部,在与上述通道层连接之连接部近傍具有比其他部份低之不纯物浓度;上述之导电型改变防止构造是上述之偏移部,其形成是经由注入第1导电型不纯物之离子,用来使其不纯物浓度成为1-5010-18cm-3。7.如申请专利范围第1项之薄膜电晶体,其中上述之第1多结晶半导体层和上述之第2多结晶半导体层使埋入到开口部之至少之一部份经由第3多结晶半导体层产生电连接,该开口部形成贯穿上述之第1多结晶半导体层和上述之绝缘膜;和上述之导电型改变防止构造是上述之第3多结晶半导体层,经由过度的注入第1导电型不纯物之离子,直至所具有之不纯物浓度高于上述第2多结晶半导体层之不纯物浓度。8.一种薄膜电晶体,具备有:第1导电型之第1多结晶半导体层,形成在绝缘膜上,作为规定通道层之源极/吸极层之一方;第2导电型之第2多结晶半导体层,电连接到上述之第1多结晶半导体层;其特征是实质上的延长从上述之第2多结晶半导体层表面到上述通道层与上述第1多结晶半导体层之境界部之境界间距离,用来防止从上述第2多结晶半导体层朝向上述第1多结晶半导体层之第2导电型不纯物之侵入所造成之导电型之改变。9.如申请专利范围第8项之薄膜电晶体,其中上述之第1多结晶半导体层和上述之第2多结晶半导体层使埋入到开口部之至少之一部份经由第1导电型之第3多结晶半导体层产生电连接,该开口部形成贯穿上述之第1多结晶半导体层和上述之绝缘膜;和在上述之绝缘膜形成凹凸部,经由使上述之第1多结晶半导体层之形成长度变长,用来实质上的延长上述之境界间距离。10.一种薄膜电晶体,具备有:第1导电型之第1多结晶半导体层,形成在绝缘膜上,作为规定通道层之源极/吸极层之一方;第2导电型之第2多结晶半导体层,电连接到上述之第1多结晶半导体层;其特征是具备有不纯物侵入防止构造,用来防止从上述之第2多结晶半导体层朝向上述第1多结晶半导体层之第2导电型不纯物之侵入。11.如申请专利范围第10项之薄膜电晶体,其中上述之不纯物侵入防止构造是用以阻止上述第2导电型不纯物之侵入之侵入阻止层;和上述之侵入阻止层是膜厚1-10nm之矽氮化膜或膜厚0.5-5nm之矽氧化膜,至少形成在上述之第2多结晶半导体层上。12.如申请专利范围第10项之薄膜电晶体,其中上述之不纯物侵入防止构造是用以阻止上述第2导电型不纯物之侵入之侵入阻止层;和上述之侵入阻止层是氮化钛膜,至少形成在上述之第2多结晶半导体层上。13.如申请专利范围第10项之薄膜电晶体,其中上述之不纯物侵入防止构造是用以阻止上述第2导电型不纯物之侵入之侵入阻止层;和上述之侵入阻止层是表面由TiSiN合金层形成之钛矽化物膜,至少形成在上述之第2多结晶半导体层上。14.一种薄膜电晶体之制造方法,其中之薄膜电晶体具备有:第1导电型之第1多结晶半导体层,形成在绝缘膜上,作为规定通道层之源极/吸极层之一方;第2导电型之第2多结晶半导体层,连接到上述之第1多结晶半导体层;该制造方法之特征包含有:(a)形成开口部使其贯穿上述之第1多结晶半导体层和上述之绝缘膜后达到上述之第2多结晶半导体层之表面;(b)至少在上述开口部之壁面和底面,利用喷溅法形成钛膜;(c)利用灯泡退火法使露出到上述开口部内之上述第1多结晶半导体层之表面和露出到上述开口部底部之上述第2多结晶半导体层表面产生矽化,用来使上述之钛膜变成矽化物;(d)利用氨水除去末被矽化之上述汰膜;和(e)在氨气之环境中进行退火,使被矽化后之上述钛膜变质成表面为TiSiN合金层之汰矽化物膜。15.一种薄膜电晶体之制造方法,其中之薄膜电晶体具备有:第1导电型之第1多结晶半导体层,形成在绝缘膜上,作为规定通道层之源极/吸极层之一方;第2导电型之第2多结晶半导体层,连接到上述之第1多结晶半导体层;该制造方法之特征包含有:(a)在上述之第2多结晶半导体层上形成钛矽化物层;(b)形成开口部使其达到上述钛矽物层之第2多结晶半导体层之表面;和(c)在氨气之环境中进行退火,使露出到上述开口部底部之上述钛矽化膜变质成表面为TiSiN合金层之钛矽化物膜。图式简单说明:第一图是剖面图,用来说明实施形态1之半导体装置之构造。第二图是平面图,用来说明TFT之构造。第三图是用来说明实施形态1之半导体装置之制造工程。第四图是用来说明实施形态1之半导体装置之制造工程。第五图是用来说明实施形态1之半导体装置之制造工程。第六图是用来说明实施形态1之半导体装置之制造工程。第七图是用来说明实施形态1之半导体装置之制造工程。第八图是用来说明实施形态1之半导体装置之制造工程。第九图是剖面图,用来说明实施形态2之半导体装置之构造。第十图是剖面图,用来说明实施形态3之半导体装置之制造工程。第十一图是剖面图,用来说明实施形态4之半导体装置构造。第十二图用来说明实施形态4之半导体装置之制造工程。第十三图用来说明实施形态4之半导体装置之制造工程。第十四图是剖面图,用来说明实施形态5之半导体装置构造。第十五图用来说明实施形态5之半导体装置之制造工程。第十六图用来说明实施形态5之半导体装置之制造工程。第十七图表示吸极偏移部之硼浓度和泄漏电流之关系。第十八图是剖面图,用来说明实施形态6之半导体装置之构造。第十九图用来说明实施形态6之半导体装置之制造工程。第二十图用来说明实施形态6之半导体装置之制造工程。第二十一图用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之制造工程。第二十二图用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之制造工程。第二十三图是剖面图,用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之构造。第二十四图用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之制造工程。第二十五图是剖面图,用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之构造。第二十六图用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之制造工程。第二十七图是剖面图,用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之构造。第二十八图用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之制造工程。第二十九图是剖面图,用来说明实施形态6之半导体装置之变化例之构造。第三十图用来说明实施形态6之半导体装置之适用状态。第三十一图是剖面图,用来说明实施形态7之半导体装置之构造。第三十二图用来说明实施形态7之半导体装置之变化例之制造工程。第三十三图是剖面图,用来说明实施形态7之半导体装置之变化例之构造。第三十四图用来说明实施形态7之半导体装置之变化例之制造工程。第三十五图用来说明实施形态7之半导体装置之变化例之制造工程。第三十六图是剖面图,用来说明实施形态8之半导体装置之构造。第三十七图是剖面图,用来说明实施形态9之半导体装置之构造。第三十八图是剖面图,用来说明实施形态9之半导体装置之变化例之构造。第三十九图是剖面图,用来说明实施形态10之半导体装置之构造。第四十图是剖面图,用来说明实施形态10之半导体装置之变化例之构造。第四十一图是剖面图,用来说明实施形态10之半导体装置之变化例之构造。第四十二图是剖面图,用来说明实施形态11之半导体装置之构造。第四十三图是剖面图,用来说明实施形态11之半导体装置之变化例之构造。第四十四图是剖面图,用来说明实施形态11之半导体装置之变化例之构造。第四十五图是剖面图,用来说明实施形态11之半导体装置之变化例之构造。第四十六图是剖面图,用来说明实施形态12之半导体装置之构造。第四十七图是剖面图,用来说明实施形态13之半导体装置之构造。第四十八图是剖面图,用来说明实施形态13之半导体装置之变化例之构造。第四十九图是剖面图,用来说明实施形态13之半导体装置之变化例之构造。第五十图是剖面图,用来说明实施形态13之变化例之构造。第五十一图是剖面图,用来说明实施形态14之半导体装置之构造。第五十二图是剖面图,用来说明实施形态14之半导体装置之变化例之构造。第五十三图是剖面图,用来说明实施形态14之半导体装置之变化例之构造。第五十四图是剖面图,用来说明实施形态14之半导体装置之变化例之构造。第五十五图是剖面图,用来说明实施形态15之半导体装置之构造。第五十六图用来说明实施形态15之半导体装置之制造工程。第五十七图是剖面图,用来说明实施形态15之半导体装置之变化例之构造。第五十八图是剖面图,用来说明实施形态15之半导体装置之变化例之构造。第五十九图是剖面图,用来说明实施形态15之半导体装置之变化例之构造。第六十图是剖面图,用来说明实施形态16之半导体装置之构造。第六十一图用来说明实施形态16之半导体装置之制造工程。第六十二图是剖面图,用来说明实施形态16之半导体装置之变化例之构造。第六十三图是剖面图,用来说明实施形态17之半导体装置之构造。第六十四图是剖面图,用来说明实施形态17之半导体装置之构造。第六十五图用来表示TFT之泄漏电流,插头之电阻系数之与插头中之磷浓度之相关性。第六十六图用来说明实施形态19之半导体装置之制造工程。第六十七图用来说明实施形态19之半导体装置之制造工程。第六十八图是剖面图,用来说明习知之半导体装置之构造。第六十九图用来说明习知之半导体装置之制造工程。第七十图用来说明习知之半导体装置之制造工程。第七十一图用来说明习知之半导体装置之制造工程。第七十二图用来说明习知之半导体装置之制造工程。第七十三图用来说明习知之半导体装置之制造工程。第七十四图用来说明习知之半导体装置中之磷之动作。第七十五图用来说明由于热处理之不纯物之扩散状态。第七十六图用来说明由于磷之扩散之TFT之泄漏电流特性。
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