專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管及其制造方法，以及使用該薄膜晶體管的陣列襯底、圖像顯示裝置、例如有源矩陣型液晶顯示裝置、有源矩陣型有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)顯示裝置。
背景技術(shù)：
以前，作為液晶顯示裝置等象素開關(guān)元件，多使用在半導(dǎo)體層中使用多晶硅(polysilicon)的薄膜晶體管(TFT)。
圖14表示多晶硅TFT的代表結(jié)構(gòu)。在該TFT中，在玻璃襯底81上形成內(nèi)涂層82，在該層表面的規(guī)定位置上形成多晶硅半導(dǎo)體層83。該半導(dǎo)體層83包括溝道區(qū)域84、配置成夾持該區(qū)域的源極區(qū)域85和漏極區(qū)域86。在溝道區(qū)域84、源極區(qū)域85和漏極區(qū)域86之間分別夾雜LDD(輕滲雜漏)區(qū)域87a、87b。除接觸孔外，多晶硅層83覆蓋在柵極絕緣層88上，在柵極絕緣層88上的溝道區(qū)域上方配置柵極89。源極區(qū)域和漏極區(qū)域86通過(guò)接觸孔與分別連接在兩個(gè)區(qū)域上的源極91a和漏極91b連接。形成夾層絕緣膜90和鈍化膜93，以便各電極間和與上部結(jié)構(gòu)的電絕緣等。
參照?qǐng)D15和圖16來(lái)說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的制造方法。
(a)首先，在襯底81上的內(nèi)涂層82的表面上堆積非結(jié)晶硅層，形成非結(jié)晶硅層(a-Si層)100(圖16A)。
(b)其次，向該a-Si層100照射激光，熔融結(jié)晶(激光退火)，通過(guò)光刻和腐蝕形成布圖，形成島狀的(孤立化的)多晶硅層(p-Si層)101(圖16B)。
(c)接著，形成柵極絕緣層88，覆蓋島狀的p-Si層101(圖16C)。
(d)之后，在作為柵極絕緣層88上成為溝道區(qū)域的區(qū)域上方形成柵極89(圖16D)。
(e)之后，將柵極89作為掩模，通過(guò)摻雜比襯底上側(cè)方向劑量低的雜質(zhì)離子(例如磷離子)(一次摻雜)，將p-Si層的除去柵極89正下的區(qū)域作為低雜質(zhì)濃度區(qū)域。該低雜質(zhì)濃度區(qū)域變?yōu)閚-區(qū)域102a、102b，柵極89正下的區(qū)域變?yōu)闇系绤^(qū)域84(圖16E)。
(f)接著，形成將源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域作為開口的光刻膠掩模30，摻雜比上側(cè)方向劑量高的雜質(zhì)離子(例如磷離子)(二次摻雜)。由此，在p-Si層的溝道區(qū)域84兩側(cè)形成低雜質(zhì)濃度的LDD區(qū)域87a、87b，并在其兩側(cè)上形成高雜質(zhì)濃度的源極區(qū)域85和漏極區(qū)域86(圖16F)。
(g)另外，去除光刻膠掩模，例如在600度左右的高溫下進(jìn)行1小時(shí)左右的熱處理。由此，修復(fù)(結(jié)晶)因雜質(zhì)離子注入產(chǎn)生的源極區(qū)域85和漏極區(qū)域86的結(jié)晶缺陷，同時(shí)激活雜質(zhì)離子(圖16G)。
(h)之后，形成夾層絕緣層90，以覆蓋柵極89(圖16H)。
(i)接著，形成貫通夾層絕緣層90和柵極絕緣層88的接觸孔103a、103b(圖16I)。
(j)另外，在接觸孔103的內(nèi)部填充金屬，形成源極91a和漏極91b，形成鈍化層93以覆蓋這些電極(圖16J)。
由此，獲得使用多晶硅的薄膜晶體管(TFT)。因?yàn)樵揟FT在半導(dǎo)體層中使用包含大量大直徑結(jié)晶顆粒的多晶硅，所以電子遷移率高至10-數(shù)100cm2/Vs。
在該TFT中，因?yàn)樵陔s質(zhì)離子注入后結(jié)晶(激活)半導(dǎo)體層，所以必需進(jìn)行600度左右以上的高溫?zé)崽幚?。?dāng)執(zhí)行這種高溫?zé)崽幚頃r(shí)，因?yàn)樽⑷朐礃O區(qū)域、漏極區(qū)域和LDD區(qū)域中的雜質(zhì)離子容易擴(kuò)散到溝道區(qū)域，所以TFT間的驅(qū)動(dòng)特性離散大。
TFT越細(xì)微，則驅(qū)動(dòng)特性的離散越顯著。因此，該離散成為在一個(gè)襯底上配置多個(gè)細(xì)微TFT的圖像顯示裝置中的大問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在硅系列半導(dǎo)體層的熱處理工序中，若在該層中生成硅化物，則可降低結(jié)晶溫度，至此完成本發(fā)明。
即，本發(fā)明的TFT包括硅系列半導(dǎo)體層，包含溝道區(qū)域和配置成夾持該溝道區(qū)域的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；源極，電連接于源極區(qū)域上；漏極，電連接于漏極區(qū)域上；和柵極，與源極和漏極絕緣。其特征在于，源極區(qū)域和漏極區(qū)域包括硅化物。
本發(fā)明還提供制造上述TFT的方法。該制造方法的特征在于，包括形成硅系列半導(dǎo)體層的工序；向該硅系列半導(dǎo)體層的至少源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域中注入雜質(zhì)離子的工序；和通過(guò)加熱硅系列半導(dǎo)體層，結(jié)晶硅系列半導(dǎo)體層的至少一部分的加熱工序，通過(guò)加熱工序的加熱，在硅系列半導(dǎo)體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域中，生成硅化物。
在加熱工序中，若在層中生成硅化物，則硅化物變?yōu)榫Ш?，進(jìn)行結(jié)晶，所以可以在比以前低的溫度下執(zhí)行硅系列半導(dǎo)體層的結(jié)晶、例如結(jié)晶缺陷的修復(fù)。因此，可制造驅(qū)動(dòng)特性離散比以前小的TFT。
另外，在本說(shuō)明書中，所謂硅系列半導(dǎo)體層是指包含硅的半導(dǎo)體層，特別是硅和作為與硅同族的元素的鍺合計(jì)量占50原子％以上的半導(dǎo)體層。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的薄膜晶體管(TFT)的制造方法一實(shí)例的流程圖。
圖2A-2L分別是進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖1所示制造方法的剖面圖。
圖3A-3C分別是說(shuō)明圖1和圖2所示制造方法的變更實(shí)例的剖面圖。
圖4A-4H分別是說(shuō)明圖1和圖2所示制造方法的其它變更實(shí)例的剖面圖。
圖5是說(shuō)明圖1和圖2所示制造方法的再一變更例的流程圖。
圖6是表示TFT的熱處理溫度和導(dǎo)通電流的關(guān)系的圖表。
圖7A-7D分別是說(shuō)明圖1和圖2所示制造方法又一變更例的剖面圖。
圖8A-8C分別是說(shuō)明圖1和圖2所示制造方法又一變更例的剖面圖。
圖9是表示溝道區(qū)域的厚度和TFT的電流值的關(guān)系的圖表。
圖10是表示源極區(qū)域和漏極區(qū)域的厚度與TFT電流值的關(guān)系的圖表。
圖11是表示本發(fā)明的TFT一實(shí)例的剖面圖。
圖12是表示本發(fā)明的TFT另一實(shí)例的剖面圖。
圖13是表示本發(fā)明的TFT再一實(shí)例的剖面圖。
圖14是現(xiàn)有的TFT的剖面圖。
圖15是表示現(xiàn)有TFT的制造方法的一實(shí)例的流程圖。
圖16A-16J分別是進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖15所示現(xiàn)有方法的剖面圖。
圖17是表示使用本發(fā)明的TFT的液晶顯示裝置一實(shí)例中布線的圖。
圖18是表示使用本發(fā)明TFT的有機(jī)EL顯示裝置一實(shí)例中的布線的圖。
具體實(shí)施例方式
下面說(shuō)明本發(fā)明TFT的最佳實(shí)施例。
硅系列半導(dǎo)體層可以是多晶硅(polysilicon)，可以包含硅和鍺。在后者的情況下，源極區(qū)域和漏極區(qū)域包含硅和鍺，溝道區(qū)域最好是硅層。通過(guò)注入鍺，源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的離散變小。
源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的鍺濃度(Ge)最好是1原子％以上，80原子％以下。當(dāng)Ge濃度比1原子％少時(shí)，不能充分得到Ge添加的效果，當(dāng)Ge濃度超過(guò)80原子％時(shí)，因?yàn)樵礃O區(qū)域等缺陷急劇增大，所以TFT的特性惡化多。Ge濃度的更好范圍是20原子％以上60原子以下。
包含硅和鍺的半導(dǎo)體層最好是鍺硅層，具體而言是多晶硅鍺層。
至少在源極區(qū)域中的與源極的界面和漏極區(qū)域中的與漏極的界面上形成硅化物。當(dāng)在與各電極的界面上形成硅化物時(shí)，源極和漏極與半導(dǎo)體層的接觸電阻降低。接觸電阻的降低對(duì)增大導(dǎo)通電流有效。此時(shí)，最好在除源極區(qū)域中的與源極的界面和漏極區(qū)域中的與漏極的界面以外的界面上不形成硅化物。換言之，在源極區(qū)域和漏極區(qū)域的界面中，最好僅在源極區(qū)域中的與源極的界面和漏極區(qū)域中的與漏極的界面上形成硅化物?？煞乐箤?dǎo)通電流的增大。
為了抑制導(dǎo)通電流，最好在源極區(qū)域和漏極區(qū)域中與溝道區(qū)域(此時(shí)為L(zhǎng)DDF區(qū)域)接觸的部分中不形成硅化物。特別是，在源極區(qū)域和漏極區(qū)域分別包含硅和鍺的情況下，因?yàn)殡娮柚当裙鑼拥停愿枰⒁庑纬晒杌锏牟糠帧?br> 當(dāng)沿硅系列半導(dǎo)體層的厚度方向觀察時(shí)，溝道區(qū)域最好包含比源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的任一部分薄的部分。根據(jù)該最佳實(shí)例，可抑制硅化物形成導(dǎo)致的導(dǎo)通電流的增大。另外，當(dāng)沿上述厚度方向觀察時(shí)，源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的部分的厚度最好大于100nm，溝道區(qū)域包含厚度大于40nm、小于70nm的部分。根據(jù)該最佳實(shí)例，可容易得到具備充分高的導(dǎo)通電流和充分低的截止電流的TFT。
硅系列半導(dǎo)體層在溝道區(qū)域和源極區(qū)域之間以及溝道區(qū)域和漏極區(qū)域之間還分別包含雜質(zhì)濃度比溝道區(qū)域高、但比源極區(qū)域和漏極區(qū)域低的區(qū)域，例如LDD區(qū)域。
也可在柵極的側(cè)面上形成絕緣性則壁(side wall)。該側(cè)壁最好配置成至少連接于柵極彼此相對(duì)的一對(duì)側(cè)面上。該側(cè)壁對(duì)于降低截止電流有效。因此，在元件細(xì)微化的情況下，例如，側(cè)壁連接的一對(duì)側(cè)面間的距離例如小于2微米、特別是小于1微米的情況下，最好如上所述形成側(cè)壁。另外，將柵極的側(cè)面設(shè)定為底面時(shí)的側(cè)壁的厚度(在硅半導(dǎo)體層的面內(nèi)方向上測(cè)定的厚度)最好小于1微米，例如0.3-0.5微米。
在加熱工序中，最好將硅系列半導(dǎo)體層加熱到450℃以下。若加熱溫度為450℃以下，則因?yàn)榭蓪⒎峭嘶鸩ＡЩ蚴д纥c(diǎn)溫度低(例如500℃以下)玻璃襯底用作襯底，所以容易提供便宜的制品。另外，雖然不特別限制加熱溫度的下限，但為了結(jié)晶，最好大于350℃。
在本發(fā)明的制造方法中，基于上述理由，形成硅系列半導(dǎo)體層，當(dāng)沿其厚度方向觀察時(shí)，溝道區(qū)域中包含比源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的任一部分薄的部分。另外，還包含在柵極側(cè)面中形成絕緣性側(cè)壁的工序。
在本發(fā)明的制造方法中，在加熱工序前，執(zhí)行形成金屬層的工序，以連接于硅系列半導(dǎo)體層上，在加熱工序中，由包含于金屬層中的金屬和包含于硅系列半導(dǎo)體層中的硅來(lái)生成硅化物(金屬硅化物)。此時(shí)，在形成金屬層的工序前，還執(zhí)行形成絕緣層(掩模)的工序，以覆蓋硅系列半導(dǎo)體層的一部分，在形成金屬層的工序中，最好形成金屬層，使之不連接到未由掩模覆蓋的硅系列半導(dǎo)體層的表面上。在規(guī)定位置上形成硅化物。另外，形成源(漏極)，與利用上述掩模形成金屬層的區(qū)域相同的區(qū)域連接。
在本發(fā)明的制造方法中，在加熱工序前，還包括向硅系列半導(dǎo)體層中注入金屬離子的工序，由該金屬離子和硅系列半導(dǎo)體層中包含的硅來(lái)生成硅化物。
在襯底上形成硅系列半導(dǎo)體層。也可不在襯底上直接形成，而通過(guò)內(nèi)涂層來(lái)形成。
硅系列半導(dǎo)體層形成為非結(jié)晶層，并使用使該非結(jié)晶層結(jié)晶的層。在加熱工序前，例如注入雜質(zhì)離子的工序前，通過(guò)例如激光退火來(lái)進(jìn)行結(jié)晶。當(dāng)結(jié)晶后注入雜質(zhì)離子時(shí)，在硅系列半導(dǎo)體層的至少一部分中生成結(jié)晶缺陷(非結(jié)晶化)。此時(shí)，在加熱工序中修復(fù)(結(jié)晶)源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的結(jié)晶缺陷。
硅系列半導(dǎo)體層形成為非結(jié)晶層，也可在上述加熱工序中進(jìn)行該非結(jié)晶層的結(jié)晶。此時(shí)，在同一加熱工序中進(jìn)行非結(jié)晶整體的結(jié)晶和硅化物的生成?？赏ㄟ^(guò)照射激光來(lái)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行非結(jié)晶層整體的結(jié)晶和硅化物的生成情況下的加熱。不特別限定本發(fā)明的加熱工序中的加熱分式。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，執(zhí)行在襯底上形成硅系列半導(dǎo)體層的工序；向?qū)?yīng)于該層的源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的區(qū)域中注入雜質(zhì)離子的工序；在對(duì)應(yīng)于該層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域表面的至少一部分中形成金屬層的工序；和通過(guò)加熱與注入了雜質(zhì)離子的金屬層連接的硅系列半導(dǎo)體層，結(jié)晶該半導(dǎo)體層，并在該半導(dǎo)體層中使硅和金屬層中包含的金屬反應(yīng)生成硅化物的工序。
根據(jù)本方法，金屬?gòu)慕饘賹訑U(kuò)散到硅系列半導(dǎo)體后與硅反應(yīng)，生成硅化物。之后，該硅化物變?yōu)榫Ш撕筮M(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。因此，即使是比以前熱處理低的溫度，也可修復(fù)硅系列半導(dǎo)體層的結(jié)晶缺陷。另外，因?yàn)樵谠礃O區(qū)域和漏極區(qū)域的表層附近生成硅化物，所以接觸電阻容易變低。
在上述方法中，既可在形成金屬層之前進(jìn)行雜質(zhì)離子的注入，也可邊形成金屬層邊進(jìn)行。
在本發(fā)明的另一實(shí)例中，執(zhí)行在襯底上形成硅系列半導(dǎo)體層的工序；向?qū)?yīng)于該層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域中注入雜質(zhì)離子的工序；向?qū)?yīng)于該層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域中注入金屬離子的工序；和通過(guò)加熱注入雜質(zhì)離子和金屬離子后的硅系列半導(dǎo)體層，結(jié)晶該半導(dǎo)體層，并在該半導(dǎo)體層中使硅和金屬離子反應(yīng)生成硅化物的工序。
即使在該方法中，在硅系列半導(dǎo)體層中，生成硅化物，因?yàn)樵摴杌镉米骶Ш?，所以可以比以前低的溫度?lái)執(zhí)行結(jié)晶。在該方法中，若控制金屬離子的注入能量，則可以任意濃度將金屬離子注入到源極區(qū)域和漏極區(qū)域的任意深度。因此，有利于方便進(jìn)行結(jié)晶控制。
在該方法中，既可在形成金屬離子注入之前進(jìn)行雜質(zhì)離子的注入，也可邊注入金屬離子邊進(jìn)行。另外，即使同時(shí)注入雜質(zhì)離子和金屬離子也無(wú)妨。
在本發(fā)明的再一實(shí)例中，執(zhí)行在對(duì)應(yīng)于襯底上的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的至少一部分區(qū)域中形成金屬層的工序；形成硅系列半導(dǎo)體層以覆蓋該金屬層的工序；向?qū)?yīng)于該層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域中注入雜質(zhì)離子的工序；和通過(guò)加熱注入了雜質(zhì)離子的硅系列半導(dǎo)體層，結(jié)晶該半導(dǎo)體層，并在該半導(dǎo)體層中使硅和金屬層中包含的金屬反應(yīng)生成硅化物的工序。
即使在該方法中，在層中生成硅化物，因?yàn)樵摴杌镒鳛榫Ш诉M(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)，所以可以比以前低的溫度來(lái)進(jìn)行結(jié)晶。在該方法中，其優(yōu)點(diǎn)因首先形成面積小的金屬層，所以便于以高精度容易制造細(xì)微的TFT。
在本發(fā)明的再一實(shí)例中，在形成硅系列半導(dǎo)體層的工序中，形成硅系列半導(dǎo)體層，使成為溝道區(qū)域的區(qū)域比源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的各區(qū)域的至少一部分薄。另外，在源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的上述至少一部分中形成硅化物。根據(jù)該方法，可容易抑制硅化物引起的截止電流。
因此，在本發(fā)明的TFT中，配置成硅化物不與溝道區(qū)域連接。因此，在上述各實(shí)例中，金屬層最好形成于不連接于溝道區(qū)域的區(qū)域中，向不連接于溝道區(qū)域的區(qū)域中注入金屬離子。
不特別限制膜厚上存在差別的硅系列半導(dǎo)體層的形成方法，但是例如也可在事先形成薄膜后，僅在該層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域中形成膜。另外，例如，在事先形成厚層后，以去除該層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域的區(qū)域中，去除層的一部分。
另外，在本發(fā)明的其它實(shí)例中，還可包含向硅系列半導(dǎo)體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域中注入鍺離子的工序。根據(jù)該方法，可制造源極區(qū)域和漏極區(qū)域是鍺硅層、溝道區(qū)域是硅層的TFT。
本發(fā)明的TFT例如可適用于如下所示的器件中。以下的圖像顯示裝置包含將本發(fā)明的TFT配置在襯底上的陣列襯底。
在圖17所示的有源矩陣形液晶顯示裝置100中，通過(guò)配置成矩陣形的開關(guān)晶體管113來(lái)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)于該晶體管的液晶114。開關(guān)晶體管113分別連接于柵極線111、數(shù)據(jù)線112和地線115上。各柵極線111連接于柵極線驅(qū)動(dòng)電路101上，各數(shù)據(jù)線112連接于數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路102上。通過(guò)將開關(guān)晶體管113作為本發(fā)明的TFT，可實(shí)現(xiàn)良好的顯示特性。
在圖18所示的有機(jī)EL顯示裝置200中，通過(guò)配置成矩陣形的開關(guān)晶體管214和保持晶體管215，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)于該晶體管的有機(jī)EL元件217。開關(guān)晶體管214分別連接于柵極線211和數(shù)據(jù)線212上，另外，通過(guò)保持電容元件216連接到電源線213上。保持晶體管215連接到開關(guān)晶體管214、電源線213和有機(jī)EL元件217上。有機(jī)EL元件217也連接于地線218上。各柵極線211連接于柵極線驅(qū)動(dòng)電路201上，各數(shù)據(jù)線212連接于數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路202上。通過(guò)將開關(guān)晶體管214和保持晶體管215作為本發(fā)明的TFT，可實(shí)現(xiàn)良好的顯示特性。
下面將具有LDD區(qū)域的頂柵極型的薄膜晶體管(柵長(zhǎng)1微米)作為實(shí)例，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
(a1)首先，通過(guò)等離子體CVD法或減壓CVD法，在玻璃襯底1的SiO2層(內(nèi)涂層)2上形成厚度為50nm的非結(jié)晶硅層(a-Si層)3，并在氮?dú)鈿夥障乱?50℃的溫度進(jìn)行脫氫處理(圖2A)。
(b1)其次，通過(guò)使用將XeCl、KrF等作為激發(fā)氣體的激元激光的激光退火，進(jìn)行a-Si層3的熔融結(jié)晶(多晶硅)，并進(jìn)行光刻和腐蝕，在規(guī)定的位置上形成島狀的多晶硅層(p-Si層)4(圖2B)。
(c1)接著，形成厚度為100nm的SiO2層，作為柵極絕緣層5，覆蓋p-Si層4(圖2C)。
(d1)之后，通過(guò)濺射法等將MoW合金形成厚度約為400-500nm的膜，通過(guò)光刻和腐蝕，形成MoW合金層，作為柵極6(圖2D)。另外，也可使用Ta和MoW合金的疊層結(jié)構(gòu)體來(lái)代替MoW合金作為柵極。
(e1)之后，將柵極6作為掩模，進(jìn)行一次摻雜。例如，以劑量為5*1012個(gè)/cm2來(lái)注入磷離子。由此，柵極6的正下變?yōu)槲磽诫s的溝道區(qū)域7，除去該溝道區(qū)域7以外的部分為摻雜的n-區(qū)域8a、8b(圖2E)。
(f1)接著，形成將源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域表面作為開口的光刻膠掩模30，進(jìn)行二次摻雜。例如，以劑量為1*1014個(gè)/cm2來(lái)注入磷離子。由此，作為一次摻入雜質(zhì)離子的區(qū)域而在二次未摻入雜質(zhì)離子的區(qū)域變?yōu)殡s質(zhì)濃度低的區(qū)域(n-區(qū)域；LDD區(qū)域9a、9b)，二次摻雜的區(qū)域變?yōu)殡s質(zhì)濃度高的區(qū)域(n+區(qū)域；源極區(qū)域10、漏極區(qū)域11)(圖2F)。
(g1)另外，在去除光刻膠掩模后，在源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11上的柵極絕緣層5中實(shí)施腐蝕，露出源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11的部分表面(圖2G)。實(shí)施腐蝕的部分最好是后述的接觸孔的開口部、即與源極和漏極的接合部相同的部分。
(h1)之后，在腐蝕形成開口的部分中通過(guò)濺射法等形成厚度約為20nm左右的鈦膜，作為金屬層102a、102b(圖2H)。也可使用鈷、鎳等金屬層來(lái)代替鈦膜。
(i1)接著，在例如450℃下進(jìn)行約1小時(shí)的熱處理。由此，向源極區(qū)域和漏極區(qū)域擴(kuò)散鈦膜中的鈦。另外，在由擴(kuò)散后的鈦和硅生成金屬硅化物(硅化鈦)的同時(shí)，生成的硅化鈦?zhàn)優(yōu)榫Ш?，通過(guò)注入雜質(zhì)離子結(jié)晶非結(jié)晶的半導(dǎo)體層。
之后，用120℃左右的酸(例如熱硫酸)去除未反應(yīng)的金屬層(鈦層)。因此，在源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11的表面附近形成包含金屬硅化物的部分(硅化物部)13a、13b(圖2I)。
在圖2I中，雖然用明確的邊界線來(lái)區(qū)分硅化物部13a、13b，但通過(guò)金屬(鈦)的擴(kuò)散程度，硅化物部的邊界線也不必明確(以下相同)。
(j1)另外，形成氧化硅膜，作為夾層絕緣層14，覆蓋柵極6(圖2J)。
(k1)接著，形成貫通夾層絕緣層14(厚度為300nm)和柵極絕緣層5的接觸孔16a、16b(圖2K)。
(l1)接著，形成鈦/鋁膜(厚度為80nm/4000nm)，作為源極17a和漏極17b，另外，形成氮化硅膜(厚度為500nm)，作為鈍化膜18。之后，在氫氣氣氛或氮?dú)鈿夥罩性?50℃左右下進(jìn)行1小時(shí)左右的熱處理。由此，向多晶硅和多晶硅與柵極絕緣層的界面內(nèi)導(dǎo)入氫。由此，得到源極區(qū)域和漏極區(qū)域包含硅化物的TFT。
圖1中集中表示上述工序(a1)-(l1)。
因?yàn)閺纳鲜龈鞴ば虻玫降腡FT的與源極(漏極)接觸的源極(漏極)區(qū)域中包含硅化物，所以接觸電阻變低，導(dǎo)通電流變高。另外，因?yàn)檫吷晒杌镞呥M(jìn)行結(jié)晶，所以可降低熱處理的溫度。另外，因?yàn)樵O(shè)置LDD區(qū)域，抑制離散的產(chǎn)生，所以可提高可靠性。
另外，不必將各工序的順序限定為上述情況。例如，雖然在二次摻雜后形成金屬層(鈦膜)，但也可在二次摻雜之前形成金屬層。因此，若在形成金屬層后進(jìn)行摻雜，則因?yàn)闃?gòu)成金屬層的金屬(鈦)與硅高效混合，所以可改善硅化鈦部的均勻性。
(實(shí)施例2)在本實(shí)施例中，首先，與實(shí)施例1相同，進(jìn)行(a1)-(e1)(參照?qǐng)D1、2)。
(f2)接著，形成將源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域表面作為開口的光刻膠掩模30，進(jìn)行二次摻雜。形成光刻膠30來(lái)覆蓋柵極6。例如，通過(guò)以劑量為1×1014個(gè)/cm2注入磷離子來(lái)進(jìn)行摻雜。由此，在形成溝道區(qū)域7的同時(shí)，形成LDD區(qū)域9a、9b、源極區(qū)域10、漏極區(qū)域11(圖3A)。
(g2)接著，不去除光刻膠掩模30，注入金屬離子(鈦離子)。當(dāng)如此注入鈦離子時(shí)，向與二次導(dǎo)入雜質(zhì)離子的區(qū)域(源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域)相同的區(qū)域中注入鈦離子。也可使用鈷、鎳等其它金屬離子來(lái)代替鈦離子(圖3B)。
(h2)之后，去除光刻膠掩模30，在例如450℃的溫度下進(jìn)行約1小時(shí)的熱處理。由此，在源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11內(nèi)硅與鈦離子反應(yīng)，形成硅化鈦部13a、13b，通過(guò)摻雜雜質(zhì)離子，結(jié)晶非結(jié)晶的半導(dǎo)體層(圖3C)。
之后，進(jìn)行實(shí)施例1中的(j1)-(l1)(參照?qǐng)D1、圖2)。由此，得到源極區(qū)域和漏極區(qū)域包含硅化物的TFT。
在本實(shí)施例中，因?yàn)椴槐貫榱诵纬山饘賹佣吢冻鲈礃O(漏極)區(qū)域邊去除多余的金屬層，所以可簡(jiǎn)化制造過(guò)程。另外，若控制金屬離子的注入能量，因?yàn)榭梢匀我鉂舛葘⒔饘匐x子注入到源極(漏極)區(qū)域的任意濃度，所以可容易控制結(jié)晶。
這里，也可在注入二次雜質(zhì)離子前注入金屬離子。另外，同時(shí)注入二次雜質(zhì)離子和注入金屬離子也無(wú)妨。若同時(shí)注入，則可提高制造效率。
(a3)首先，在玻璃襯底1的SiO2層(內(nèi)涂層)2上，通過(guò)濺射法，在對(duì)應(yīng)于以后工序形成的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的位置上形成厚度為20nm的島狀金屬層(鈦膜)12a、12b。這里，也可使用鈷、鎳等其它金屬層來(lái)代替鈦膜(圖4A)。
(b3)其次，通過(guò)等離子體CVD法或減壓CVD法，在金屬層(鈦膜)2上形成厚度為50nm的非結(jié)晶硅層(a-Si層)3，并在氮?dú)鈿夥障乱?50度的溫度進(jìn)行脫氫處理(圖4B)。
(c3)接著，通過(guò)使用將XeCl、KrF等作為激發(fā)氣體的激元激光的激光退火，進(jìn)行a-Si層3的熔融結(jié)晶(多晶硅)，并進(jìn)行光刻和腐蝕，形成島狀的多晶硅層(p-Si層)4(圖4C)。
(d3)之后，形成厚度為100nm的SiO2層，作為柵極絕緣層5，覆蓋p-Si層4(圖4D)。
(e3)之后，例如通過(guò)濺射法等形成厚度約為400-500nm的MoW膜，并通過(guò)光刻和腐蝕，形成柵極6(圖4E)。另外，也可使用Ta和MoW合金的疊層結(jié)構(gòu)體來(lái)代替MoW合金作為柵極。
(f3)接著，將柵極6作為掩模，進(jìn)行一次摻雜。例如，以劑量為5×1012個(gè)/cm2來(lái)注入磷離子來(lái)進(jìn)行摻雜。由此，位于柵極正下的溝道區(qū)域7變?yōu)槲磽诫s的區(qū)域，除去溝道區(qū)域以外的部分變?yōu)閾诫s的n-區(qū)域8a、8b(圖4F)。
(g3)另外，形成將源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域作為開口的光刻膠掩模30，進(jìn)行二次摻雜。例如，以劑量為1×1014個(gè)/cm2來(lái)注入磷離子來(lái)進(jìn)行摻雜。由此，作為一次摻入雜質(zhì)離子的區(qū)域而在二次未摻入雜質(zhì)離子的區(qū)域變?yōu)殡s質(zhì)濃度低的區(qū)域(LDD區(qū)域)9a、9b。另外，二次摻雜的區(qū)域變?yōu)殡s質(zhì)濃度高的區(qū)域(n+區(qū)域；源極區(qū)域10、漏極區(qū)域11)(圖4G)。
(h3)之后，在去除光刻膠掩模后，在450度的溫度下進(jìn)行約1小時(shí)的熱處理。由此，在源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11內(nèi)硅與鈦反應(yīng)，形成硅化鈦部13a、13b(圖4H)。
之后，進(jìn)行實(shí)施例1中的(j1)-(l1)(參照?qǐng)D1、圖2)。由此，得到源極區(qū)域和漏極區(qū)域包含硅化物的TFT。
在本實(shí)施例中，因?yàn)槭孪炔紙D金屬層，所以優(yōu)點(diǎn)在于容易適用于細(xì)微的TFT。
在本實(shí)施例中，如圖5所示，首先進(jìn)行實(shí)施例1中的(a1)-(e1)(參照?qǐng)D1、圖2)。
(f4)接著，形成將源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域表面作為開口的光刻膠掩模，進(jìn)行二次摻雜。例如，以劑量為1×1014個(gè)/cm2注入磷離子來(lái)進(jìn)行摻雜。由此，區(qū)分為L(zhǎng)DD區(qū)域和源極區(qū)域與漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域。
(f4’)接著，不去除光刻膠掩模，在與進(jìn)行二次摻雜的位置相同的位置上例如以劑量為1×1015個(gè)/cm2注入鍺離子。之后，向源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域中注入鍺離子，由多晶硅鍺構(gòu)成源極區(qū)域和漏極區(qū)域。
之后，進(jìn)行實(shí)施例1中的(g1)-(l1)(參照?qǐng)D1、圖2)。由此，由多晶硅鍺構(gòu)成源極區(qū)域和漏極區(qū)域，并得到包含硅化物的TFT。
在本實(shí)施例中，因?yàn)樵礃O區(qū)域和漏極區(qū)域由離散比多晶硅小的多晶硅鍺構(gòu)成，所以可容易去除溝道下部積累的載流子。因此，可提供電子遷移度高的TFT。
在本實(shí)施例中，各工序的順序不限于上述，例如，也可在二次雜質(zhì)離子注入之前注入鍺離子。另外，在形成鈦膜后注入鍺離子也無(wú)妨。若在形成鈦膜后注入二次雜質(zhì)離子或注入鍺離子，則可高效混合鈦和硅，容易得到均勻的硅化鈦。另外，例如，在注入二次雜質(zhì)離子的同時(shí)，也注入鍺離子。
另外，也在向?qū)?yīng)于LDD區(qū)域的區(qū)域中注入鍺離子。此時(shí)，例如也可在注入一次雜質(zhì)離子后注入鍺離子。
另外，在上述各工序中，雖然使用金屬層來(lái)形成硅化物，但不限于此，例如，如實(shí)施例2所述，也可采用注入金屬離子。
圖6表示上述實(shí)例(實(shí)施例4)制作的TFT的熱處理溫度和導(dǎo)通電流的關(guān)系。其中，比較在熱處理時(shí)生成硅化物的TFT和通過(guò)未生成硅化物進(jìn)行熱處理的TFT。
樣品A是源極區(qū)域和漏極區(qū)域包含硅化物，且由多晶硅鍺(Ge濃度40原子％)構(gòu)成的TFT。樣品B是源極區(qū)域和漏極區(qū)域包含硅化物，且由多晶硅構(gòu)成的TFT。相反，樣品C是源極區(qū)域和漏極區(qū)域不包含硅化物，且由多晶硅鍺(Ge濃度40原子％)構(gòu)成的TFT。樣品D是源極區(qū)域和漏極區(qū)域不包含硅化物，且由多晶硅構(gòu)成的TFT。在圖6中，比較樣品A和樣品C，樣品B和樣品D，可知通過(guò)形成硅化物，相對(duì)降低得到規(guī)定導(dǎo)通電流用的熱處理溫度。
(a5)首先，通過(guò)等離子體CVD法或減壓CVD法，在玻璃襯底1的SiO2層(內(nèi)涂層)2上形成厚度為100nm的a-Si層3(圖7A)。
(b5)其次，通過(guò)對(duì)a-Si層3進(jìn)行光刻和腐蝕，去除對(duì)應(yīng)于源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域3a、3b以外的區(qū)域(圖7B)。
(b5’)接著，在用稀氟酸腐蝕去除a-Si層3a、3b表面的自然氧化膜后，迅速通過(guò)等離子體CVD法形成厚度為50nm左右的a-Si層3c。另外，在氮?dú)鈿夥障乱?50度對(duì)該層進(jìn)行脫氫處理。a-Si層中對(duì)應(yīng)于源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域3a、3b厚(厚度為150nm)，此外的部分薄(厚度為50nm)(圖7C)。
(b5”)并且，通過(guò)使用將XeCl、KrF等作為激發(fā)氣體的激元激光的激光退火，進(jìn)行a-Si層3的熔融結(jié)晶(p-Si化)，通過(guò)光刻和腐蝕，形成島狀的p-Si層4。該島狀的p-Si層4中由源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的部分相對(duì)厚，而連接兩區(qū)域的區(qū)域相對(duì)薄(圖7D)。
之后，進(jìn)行實(shí)施例1中的(c1)-(l1)(參照?qǐng)D1、圖2)。由此，得到厚膜化的源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的TFT。
在本實(shí)施例中，因?yàn)樵礃O區(qū)域和漏極區(qū)域相對(duì)厚膜化，所以在源極區(qū)域和漏極區(qū)域中，可不存在于與兩區(qū)域之間存在的區(qū)域的接合部中來(lái)容易地形成硅化物。當(dāng)從接合部中排除硅化物時(shí)，可實(shí)現(xiàn)良好的接合。另外，因?yàn)榭煞乐构杌镒優(yōu)槁┬闺娏鞯陌l(fā)生源，所以可抑制截止電流的增大。
(a6)首先，通過(guò)等離子體CVD法或減壓CVD法，在玻璃襯底1的SiO2層(內(nèi)涂層)2上形成厚度為150nm的a-Si層3(圖8A)。
(b6)其次，通過(guò)光刻和腐蝕，形成薄膜化的a-Si層3d，使對(duì)應(yīng)于溝道區(qū)域和LDD區(qū)域的區(qū)域(連接源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域)厚度為50nm左右(圖8B)。之后，用稀氟酸腐蝕去除該層表面的自然氧化膜，并在氮?dú)鈿夥障乱?50度進(jìn)行脫氫處理。
(b5’)接著，通過(guò)使用將XeCl、KrF等作為激發(fā)氣體的激元激光的激光退火，進(jìn)行a-Si層3的熔融結(jié)晶(多晶硅化)，通過(guò)光刻和腐蝕，形成島狀的p-Si層4。該島狀的p-Si層4中由源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的部分相對(duì)厚，而連接兩區(qū)域的區(qū)域相對(duì)薄(圖8C)。
之后，進(jìn)行實(shí)施例1中的(c1)-(l1)(參照?qǐng)D1、圖2)。根據(jù)本實(shí)施例，與實(shí)施例5相同，可得到厚膜化的源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的TFT。在本實(shí)施例中，一次完成a-Si的成膜。該TFT也具有良好的接合，可抑制截止電流的增大。
在實(shí)施例5、6中，雖然使用金屬層來(lái)形成硅化物，但對(duì)于通過(guò)注入金屬離子來(lái)生成硅化物的TFT，也可得到同樣的效果。
在本實(shí)例(實(shí)施例)6中測(cè)定抑制硅系列半導(dǎo)體層的各區(qū)域厚度的TFT的導(dǎo)通電流和截止電流。圖9中表示將包含硅化物的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的厚度設(shè)為一定(100nm)的情況下的溝道區(qū)域厚度與導(dǎo)通電流和截止電流的關(guān)系。如圖9所示，當(dāng)溝道區(qū)域的厚度大于40nm小于70nm時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的導(dǎo)通電流和低的截止電流。
圖10中表示將溝道區(qū)域(正確地應(yīng)為溝道區(qū)域和LDD區(qū)域)的厚度設(shè)為一定(50nm)的情況下的包含硅化物的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的厚度與導(dǎo)通電流和截止電流的關(guān)系。如圖10所示，當(dāng)源極區(qū)域和漏極區(qū)域的厚度大于100nm時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的導(dǎo)通電流和低的截止電流。
由圖9和圖10可知，當(dāng)溝道區(qū)域的厚度大于40nm小于70nm、包含硅化物的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的厚度大于100nm時(shí)，可得到充分的導(dǎo)通電流和充分低的截止電流，成為具有良好驅(qū)動(dòng)特性的薄膜晶體管。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明將同時(shí)進(jìn)行硅化物的生成和a-Si的結(jié)晶的方法適用于在膜厚中產(chǎn)生差別的a-Si層的實(shí)例。
首先，通過(guò)等離子體CVD法或減壓CVD法，在玻璃襯底的SiO2層(內(nèi)涂層)上形成厚度為100nm的a-Si層，在氮?dú)鈿夥障乱?50℃進(jìn)行退火后，進(jìn)行脫氫處理。接著，通過(guò)濺射法形成厚度約為20nm的金屬層(鈦膜)，并布圖鈦膜，以在源極區(qū)域和漏極區(qū)域構(gòu)成的位置上殘留膜。接著，將源極區(qū)域和漏極區(qū)域以外的a-Si層腐蝕約50nm左右，在該層中產(chǎn)生厚度差。
另外，去除用于腐蝕的光刻膠膜，使用將XeCl、KrF等作為激發(fā)氣體的激元激光進(jìn)行激光退火。通過(guò)該激光退火，邊在a-Si層上生成金屬硅化物(硅化鈦)，邊熔融結(jié)晶該層。
之后，例如與上述實(shí)施例相同，順序形成柵極絕緣膜等(例如順序進(jìn)行實(shí)施例3中的d3-h3和實(shí)施例1中的j1-l1)。
當(dāng)在以后的工序中注入雜質(zhì)離子時(shí)，非結(jié)晶注入了離子的硅系列半導(dǎo)體層，但也可通過(guò)之后的加熱工序來(lái)再次結(jié)晶該非結(jié)晶部分。即使在該加熱工序中，因?yàn)閷⒐杌镉米骶Ш?，所以熱處理溫度低?br> 如本實(shí)施例所述，當(dāng)通過(guò)金屬層照射激光時(shí)，或從事先向半導(dǎo)體層的表層中注入鈦離子開始照射激光時(shí)，通過(guò)激光照射生成硅化物。當(dāng)連接金屬層和通過(guò)激光照射熔融的半導(dǎo)體層時(shí)，可容易形成硅化物。
可通過(guò)實(shí)施例1、2來(lái)制造圖11所示的TFT。在實(shí)施例2中，可通過(guò)控制鈦離子的注入來(lái)控制硅化物部的深度。
在該TFT中，在玻璃襯底1的內(nèi)涂層2的表面上順序積累半導(dǎo)體層20、柵極絕緣層5、柵極6、夾層絕緣層14、鈍化膜18。半導(dǎo)體層20包括位于柵極6正下方的溝道區(qū)域7、配置成夾持溝道區(qū)域7的雜質(zhì)濃度高的源極區(qū)域(n+區(qū)域)11、配置在溝道區(qū)域7和源極區(qū)域10與漏極區(qū)域11之間的雜質(zhì)濃度低的區(qū)域(LDD區(qū)域、n-區(qū)域)9a、9b。
在源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11的表面中分別存在硅化物部13a、13b。在該TFT中，形成為硅化物部13a、13b與源極17a或漏極17b連接。源極17a和漏極17b分別通過(guò)貫通柵極絕緣層5和夾層絕緣層4的接觸孔與源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11連接。
在圖12所示的TFT中，除硅半導(dǎo)體層20中源極區(qū)域10和漏極區(qū)域11比其它區(qū)域膜厚外，與圖11所示的TFT相同。通過(guò)實(shí)施例5、6的制造方法可得到該TFT。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明在柵極的側(cè)面上配置絕緣性側(cè)壁(side wall)的TFT。如圖13所示，當(dāng)配置側(cè)壁21a、21b時(shí)，可提供絕緣性提高、截止電流小的TFT。
側(cè)壁在例如第一次摻雜后，通過(guò)等離子體CVD法形成厚度約為500nm的氧化硅膜，之后，在充分確保與多晶硅的腐蝕選擇比的條件下，若通過(guò)干腐蝕法各向異性地腐蝕，則可在柵極的側(cè)面上自調(diào)整地形成氧化硅膜。
側(cè)壁不限于氧化硅膜，也可是氧化硅膜與氮化硅膜的疊層膜。此時(shí)，與柵極或柵極絕緣膜的緊密性良好的氧化硅膜最好位于柵極等側(cè)。
除形成側(cè)壁外，可用與實(shí)施例1、2中說(shuō)明的方法相同地制造圖13所示的TFT。
側(cè)壁在柵長(zhǎng)(圖13中的GL)為2微米的情況下的絕緣性提高上具有大的效果。
本發(fā)明不限于以上說(shuō)明的實(shí)例，例如也可是如下的TFT。
(1)除了頂柵極型外，也可是底柵極型的TFT。
(2)不限于n溝道型TFT，也可是使用硼等作用雜質(zhì)的p溝道型TFT。
(3)也可在溝道區(qū)域和源極區(qū)域與漏極區(qū)域之間配置與溝道區(qū)域的雜質(zhì)濃度相同濃度的區(qū)域(可不形成LDD區(qū)域)。
(4)在硅系列半導(dǎo)體層中，不僅多晶硅或多晶硅鍺，也可使用多晶硅鍺碳。
(5)也可使用多晶硅鍺碳，作為柵極。當(dāng)將其作用柵極時(shí)，可能在p型TFT中使用p型柵極，在n型TFT中使用n型柵極。因此，可降低閾值電壓。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)硅系列半導(dǎo)體層的熱處理，生成硅化物。因?yàn)樵摴杌镒饔镁Ш?，所以可以比以前低的溫度?lái)結(jié)晶硅系列半導(dǎo)體層。因此，即使是細(xì)微的TFT，驅(qū)動(dòng)特性的離散也變少。通過(guò)使用該TFT，可廉價(jià)提供小型輕量的液晶顯示裝置或有機(jī)EL顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，包括硅系列半導(dǎo)體層，包含溝道區(qū)域和配置成夾持所述溝道區(qū)域的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；源極，電連接于所述源極區(qū)域上；漏極，電連接于所述漏極區(qū)域上；和柵極，與所述源極和所述漏極絕緣，其特征在于所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域包含硅化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于硅系列半導(dǎo)體層包含硅和鍺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于源極區(qū)域和漏極區(qū)域包括硅和鍺，溝道區(qū)域?yàn)楣鑼印?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，其特征在于源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的鍺濃度大于1原子％、小于80原子％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于至少在源極區(qū)域中的與源極的界面和漏極區(qū)域中與漏極的界面上形成硅化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于在除去源極區(qū)域中的與源極的界面和漏極區(qū)域中與漏極的界面之外的界面上不形成硅化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于當(dāng)沿硅系列半導(dǎo)體層的厚度方向觀察時(shí)，溝道區(qū)域包含比源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的任一部分薄的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于當(dāng)沿硅系列半導(dǎo)體層的厚度方向觀察時(shí)，源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的部分的厚度為大于100nm，溝道區(qū)域包含厚度大于40nm、小于70nm的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于硅系列半導(dǎo)體層在溝道區(qū)域和源極區(qū)域之間以及所述溝道區(qū)域和漏極區(qū)域之間還分別包含雜質(zhì)濃度比所述溝道區(qū)域高、但比所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域低的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于還包含配置成連接到至少柵極的彼此相對(duì)的一對(duì)側(cè)面上的絕緣性側(cè)壁。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管，其特征在于側(cè)壁連接的一對(duì)側(cè)面之間的距離小于2微米。
12.一種薄膜晶體管的制造方法，該薄膜晶體管包括硅系列半導(dǎo)體層，包含溝道區(qū)域和配置成夾持所述溝道區(qū)域的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；源極，電連接于所述源極區(qū)域上；漏極，電連接于所述漏極區(qū)域上；和柵極，與所述源極和所述漏極絕緣，其特征在于，該方法包括形成硅系列半導(dǎo)體層的工序；向所述硅系列半導(dǎo)體層的至少所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域構(gòu)成的區(qū)域中注入雜質(zhì)離子的工序；和通過(guò)加熱所述硅系列半導(dǎo)體層，結(jié)晶所述硅系列半導(dǎo)體層的至少一部分的加熱工序，通過(guò)所述加熱工序的加熱，在所述硅系列半導(dǎo)體層的所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域中，生成硅化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在加熱工序中，將硅系列半導(dǎo)體層加熱到450℃以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于硅系列半導(dǎo)體層包含硅和鍺。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于形成所述硅系列半導(dǎo)體層，當(dāng)沿硅系列半導(dǎo)體層的厚度方向觀察時(shí)，溝道區(qū)域包含比源極區(qū)域和漏極區(qū)域中包含硅化物的任一部分薄的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括在柵極的側(cè)面形成絕緣性側(cè)壁的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在加熱工序前，還包含形成金屬層以連接于硅系列半導(dǎo)體層上的工序，在所述加熱工序中，由所述金屬層中包含的金屬和所述硅系列半導(dǎo)體層中包含的硅來(lái)生成硅化物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在形成金屬層的工序前，還包含形成絕緣層以覆蓋部分硅系列半導(dǎo)體層的工序，在形成所述金屬層的工序中，形成所述金屬層，以連接于未由所述絕緣層覆蓋的所述硅系列半導(dǎo)體層的表面上。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在加熱工序前，還包括向硅系列半導(dǎo)體層中注入金屬離子的工序，在所述加熱工序中，由所述金屬離子和所述硅系列半導(dǎo)體層中包含的硅來(lái)生成硅化物。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在注入雜質(zhì)離子的工序前，還包括結(jié)晶形成為非結(jié)晶層的硅系列半導(dǎo)體層的工序，通過(guò)注入所述雜質(zhì)離子，在源極區(qū)域和漏極區(qū)域中，非結(jié)晶化結(jié)晶后的硅系列半導(dǎo)體層的至少一部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在加熱工序中，結(jié)晶形成為非結(jié)晶層的硅系列半導(dǎo)體層。
22.一種陣列襯底，包含權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管和襯底，在所述襯底上配置所述薄膜晶體管。
23.一種圖像顯示裝置，將權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管作為象素開關(guān)元件。
全文摘要
在本發(fā)明中,提供一種以相對(duì)的低溫來(lái)執(zhí)行制造薄膜晶體管(TFT)時(shí)所需的熱處理的方法。通過(guò)該方法,在結(jié)晶硅系列半導(dǎo)體層的至少一部分的加熱處理中,在硅系列半導(dǎo)體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域中生成硅化物。本發(fā)明的TFT包括硅系列半導(dǎo)體層,包含溝道區(qū)域和配置成夾持該溝道區(qū)域的源極區(qū)域和漏極區(qū)域;源極,電連接于源極區(qū)域上;漏極,電連接于漏極區(qū)域上;和柵極,與源極和漏極絕緣,源極區(qū)域和漏極區(qū)域包括硅化物。
文檔編號(hào)H01L29/786GK1388591SQ02125200
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月30日
發(fā)明者諸澤成浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社