專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。本發(fā)明特別涉及一種在絕緣表面，例如，在玻璃之類的絕緣襯底或形成于硅片上的氧化硅之類的絕緣膜的表面上形成的絕緣柵場效應(yīng)晶體管(1GFET)。再有，本發(fā)明有利于絕緣柵場效應(yīng)晶體管，特別是以較高電壓驅(qū)動的N溝型場效應(yīng)晶體管的形成。還應(yīng)理解到，本發(fā)明對在轉(zhuǎn)變溫度(即扭變點)低于750℃的玻璃襯底上形成TFT特別有利。
此外，本發(fā)明還涉及液晶器件的有源矩陣、圖象傳感器的驅(qū)動電路或使用前述半導(dǎo)體器件的三維集成電路(混合集成電路)。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，已知TFT用來驅(qū)動矩陣式液晶器件或圖象傳感器或類似器件。特別是，在使用非晶硅作有源層的非晶TFT的場合下，為了提高驅(qū)動速度，現(xiàn)正在開發(fā)高遷移率的晶體TFT。此外，為了進一步改善器件特性，并提高高壓驅(qū)動能力，已提出在有源區(qū)內(nèi)形成具有高阻區(qū)(高阻漏區(qū))的TFT。本發(fā)明中的″高阻區(qū)″或″高阻漏區(qū)″包括具有高電阻率的雜質(zhì)區(qū)(漏區(qū))，輕摻雜漏區(qū)(LDD)及柵電極與雜質(zhì)區(qū)不重疊的偏移區(qū)。
然而，在N溝型TFT中由熱載流子所引起的負(fù)電荷易于被靠近漏區(qū)的那部分柵絕緣膜所俘獲，因而高阻區(qū)的導(dǎo)電類型變換成P型。其結(jié)果，阻礙了源/漏電流。
再有，還必須使用光刻技術(shù)來形成高阻區(qū)。這就意味著，不可能改善所得到的TFT的成品率和特性的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，通過解決前述問題來改善TFT的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。特別是，本發(fā)明的目的在于防止由熱載流子所引起的性能下降，不用光刻工藝以自對準(zhǔn)方式產(chǎn)生高阻區(qū)。
本發(fā)明的又一個目的在于使用本發(fā)明的TFT來制造液晶器件。
本發(fā)明的再一個目的在于制作具有高度防水性的TFT，這種水份特別是包含在用TEOS氣體形成的層間絕緣體內(nèi)。
本發(fā)明的再一個目的在于，利用層間絕緣膜中存在的電荷來穩(wěn)定TFT的特性。
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括在襯底上具有絕緣表面的硅島所述硅島包括源極、漏極和位于所述源極和所述漏極之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極，所述柵電極和所述溝道之間有柵絕緣層；摻雜區(qū)，其摻雜濃度比所述源極和配置在所述溝道和所述源極和所述漏極中的至少一個之間的所述漏極的濃度要低；和在所述柵電極和所述硅島上具有氮化硅的層，所述層具有與柵絕緣層接觸的部分，其中所述柵絕緣層具有在所述溝道上的第一部分和在所述摻雜區(qū)上的第二部分，且所述第二部分的厚度比所述第一部分的厚度要薄。
在圖1中，一個N-區(qū)介于N-型源區(qū)110與溝道區(qū)3之間。一個柵絕緣膜104位于N-區(qū)111之上。另外，一層能俘獲膜內(nèi)正離子的氮化硅膜114形成在源區(qū)和柵絕緣膜104之上。應(yīng)理解到，即使熱電子從靠近源區(qū)的有源層注入到柵絕緣膜，也能被存在于氮化硅膜內(nèi)的正電荷所中和。所以，高阻區(qū)能適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用。另外，圖1所示的TFT還包括位于溝道區(qū)3和高阻區(qū)111之間的偏移區(qū)。該偏移區(qū)是溝道區(qū)的延伸部分，它的導(dǎo)電類型與溝道區(qū)相同(本征的)。


以本發(fā)明的優(yōu)選實施方案并參照附圖來描述本發(fā)明的前述目的及特點。
圖1表示依本發(fā)明的TFT的部分剖面圖；圖2A～2D表示依本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的剖面圖；圖3A～3H表示依本發(fā)明第一實施例的TFT制作工藝過程；圖4A～4C表示依本發(fā)明第二實施例的TFT的制作工藝過程；圖5A～5C表示采用了本發(fā)明的TFT的單片電路的例子；圖6A～6F表示依本發(fā)明第三實施例的TFT的制作工藝過程；圖7A～7F表示依本發(fā)明第四實施例的TFT的制作工藝過程；圖8A～8F表示依本發(fā)明第五實施例的TFT的制作工藝過程；圖9A～9G表示依本發(fā)明第六實施例的TFT的制作工藝過程；圖10是表示依本發(fā)明的液晶器件的原理圖；圖11A～11D表示依本發(fā)明第七實施例的TFT的制作工藝過程。
具體實施例方式
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，在高阻區(qū)上形成一層能俘獲正電荷的膜，例如氮化硅膜，直接與高阻區(qū)或與位于其間的柵絕緣氧化硅膜接觸。正電荷俘獲層的厚度例如是200～2000。被膜所俘獲的正電荷使鄰近俘獲層的高阻區(qū)的導(dǎo)電類型變?yōu)檩p摻雜的N型，或中和注入到柵絕緣膜中的負(fù)電荷，從而避免了由熱載流所引起的性能下降。例如，在高阻區(qū)上若未設(shè)置氧化硅膜，為給漏區(qū)施加+15V，給柵施加-20V電壓時，由碰撞離化所引起的負(fù)電荷不能被氧化硅膜所俘獲。當(dāng)在高阻區(qū)上設(shè)有氧化硅膜時，負(fù)電荷即被氧化硅膜俘獲，該電荷將被正電荷所中和。因而可以防止高阻區(qū)變?yōu)镻型。
圖2A～2D表示各實施例正電荷俘獲層與柵絕緣膜之間的局部關(guān)系圖。在圖2A中，TFT具有一個溝道區(qū)3，源區(qū)和漏區(qū)1和5，一層?xùn)沤^緣膜6，一個柵電極7及環(huán)繞柵電極的陽極氧化膜12，還有一對高阻區(qū)2和4。另外，在TFT上表面上形成一層間絕緣體8，并通過該絕緣體設(shè)置源、漏電極9和10。再有如圖所示設(shè)置了電荷俘獲膜11。
特別在圖2A中，該柵絕緣膜6覆蓋了包括源區(qū)和漏區(qū)1和5的整個有源層。而電荷俘獲層11疊加于該柵絕緣膜之上。
在圖2B中，該柵絕緣膜6延伸到溝道區(qū)3的邊緣之外，覆蓋了高阻區(qū)2和4，但未覆蓋源區(qū)和漏區(qū)。因而，電荷俘獲層11由柵絕緣膜6與高阻區(qū)2和4分開，但與源區(qū)和漏區(qū)1和5直接接觸。
在圖2C中，該柵絕緣膜僅覆蓋了溝道區(qū)，因而，電荷俘獲層11直接與源、漏區(qū)及高阻區(qū)接觸。再有，圖2D所示的結(jié)構(gòu)是對圖2B(或圖2A)所示結(jié)構(gòu)的改型，其中延伸到柵電極之外那部分柵絕緣層被減薄了。
就圖2A或2B所示的結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)由于熱載流子注入到靠近漏區(qū)5的高阻區(qū)4(圖中標(biāo)有″a″)的部分柵絕緣膜而俘獲負(fù)電荷時，該負(fù)電荷就被電荷俘獲層11中所俘獲的正電荷中和。為了將俘獲層11中的正電荷的作用延伸到高阻層，該柵絕緣膜不應(yīng)該這么厚。例如，最好使該柵絕緣膜的厚度在500或以下。
就圖2C而言，高阻層2和4上未設(shè)有柵絕緣膜。因而，該高阻層2的導(dǎo)電類型總是弱N型，這是因為在電荷俘獲層有被俘獲的正電荷的存在。希望不用等離子CVD，而用光CVD或熱CVD形成氮化硅膜，以免有源層被等離子體損傷。
再就圖2D而論，位于高阻層之上的那部份柵絕緣膜6被腐蝕、變得比位于溝道區(qū)之上的那分柵絕緣膜薄，以便增強被電荷俘獲層所俘獲的正電荷的作用。這種結(jié)構(gòu)是有利的，因為，可以使溝道之上的柵絕緣膜的厚度厚些，因而不必?fù)?dān)心柵絕緣膜的可靠性受到影響?；蛘撸菇^緣膜可覆蓋源、漏區(qū)的整個表面。
本發(fā)明中的高阻區(qū)是利用柵電極和由電極陽極氧化柵電極所形成的陽極氧化膜，以自對準(zhǔn)方式而形成的。陽極氧化膜的厚度可以精確地和非常均勻地控制。例如，可按要求使膜薄于1000，或厚于5000(例如1μm)。所以，高阻區(qū)的厚度(寬度)可以自由地精確地利用陽極氧化膜來控制。
另外，本發(fā)明中所用的陽極氧化層分兩種。一種是阻擋型陽極氧化層而另一種是多孔陽極氧化層。當(dāng)腐蝕阻擋型陽極氧化層時，必須使用包含氫氟酸的腐蝕劑。然而，對多孔陽極氧化層可以用含磷酸的腐蝕劑腐蝕。因而可以只腐蝕多孔陽極氧化層，而不損傷構(gòu)成TFT的硅或氧化硅。另外，多孔陽極氧化層和阻擋型陽極氧化層均難以用干法腐蝕。特別是多孔陽極氧化物與氧化硅相比，其選擇率特別高。所以，按下述方法可以得到圖2B所示的結(jié)構(gòu)。
例如至少在柵電極的側(cè)表面首先形成1μm的多孔陽極氧化層。用陽極氧化層作掩模，通過腐蝕去掉延伸到柵電極以外的那部分柵絕緣膜，接著去掉多孔陽極氧化層。結(jié)果，柵絕緣膜延伸到超出柵電極側(cè)邊1μm，如圖2B所示。為了獲得高阻區(qū)2和源、漏區(qū)1和5，從柵電極的上部引入N型雜質(zhì)離子。對具有一定能量的雜質(zhì)離子，如對30KeV的磷離子而言，在深度方向上的雜質(zhì)分布遵守Gauss分布，最大濃度大約距表面100深。所以，在上方未設(shè)置柵絕緣層的那部分有源層的雜質(zhì)會增加到相當(dāng)高的濃度，然而在柵絕緣膜下方的半導(dǎo)體區(qū)域，由于大量的雜質(zhì)被該絕緣膜阻擋，其雜質(zhì)未增加這么多。
所以，形成了以高濃度雜質(zhì)摻雜的源區(qū)和漏區(qū)1和5，而在延伸的柵絕緣膜下方，同時形成了以低1位或2位數(shù)的低濃度雜質(zhì)摻雜的高阻區(qū)2。當(dāng)降低雜質(zhì)離子的加速能量時，通過絕緣膜被引入到高阻區(qū)的雜質(zhì)總量變得更少，而其導(dǎo)電類型變?yōu)榕c溝道區(qū)相同。

參照圖3A～3H，解釋依本發(fā)明的TFT的制作工藝過程。
首先，給無堿玻璃襯底101，例如Corning 7059(300mm×400mm或100mm×100mm)涂覆一層厚1000～3000的氧化硅膜102。該氧化硅膜可以氧氣氛中通過濺射形成。然而，最好利用等離子CVD，以TEOS(四乙氧基硅烷)氣體作原材料，以改善生產(chǎn)效率。可以使用其它材料代替氧化硅，例如，單層氮化鋁，雙層氮化硅和氮化鋁。氮化鋁可在氮氣氛中，通過反應(yīng)濺射形成。
然后，在氧化硅膜102上形成一有源層103，例如結(jié)晶硅。本發(fā)明中的″結(jié)晶硅″可以是至少部分地包括晶體的任何形式的硅，例如，單晶、多晶、或半非晶。在本實施例中，通過等離子CVD或LPCVD形成厚300～5000，最好500～1000的非晶硅膜，然后將該膜放入550～600℃的還原氣氛中24小時，使其結(jié)晶化。該步驟可使用激光退火來完成。最后，把結(jié)晶的膜刻成圖形，得到有源層103。
然后，形成例如由氧化硅形成的絕緣膜104覆蓋住有源層103，形成柵絕緣膜。絕緣膜的厚度為300～1500，例如500或更薄些?？捎脼R射方法形成此膜。
在絕緣膜104上，形成可陽極氧化的材料用來形成柵電極。可陽極氧化的材料例如有鋁，鉭，鈦及硅。這些材料可以分別以單層形式使用?；蛘撸部梢岳脙?、三種材料多層形式，例如，由鋁及疊加于其上的硅化鈦組成的雙層結(jié)構(gòu)，或由氮化鈦及疊加于其上的鋁組成的雙層結(jié)構(gòu)。各層的厚度隨所要求的器件特性而變化。在本實施例中，使用了由電子束蒸發(fā)或濺射所形成的含1wt％的Si或0.1～0.3wt％的SC的鋁膜。
再有，在鋁膜上形成一層在后續(xù)陽極氧化步驟起掩模作用的膜。將用旋涂形成的光刻膠材料(即OFPR800/30cp，Tokyo Oka產(chǎn))用作掩模。為改善光刻膠材料和粘合性，最好在形成光刻膠材料之前，在鋁膜的表面上形成厚100～1000的阻擋型陽極氧化膜。另外，該阻擋型陽極氧化膜防止在后一步驟中在鋁的上部形成多孔陽極氧化物。
然后，將鋁與光刻膠膜一起刻成柵電極105及掩模106圖形，如圖3A所示。
參照圖3B，在電解液中給柵電極105施加電流，僅在柵電極的側(cè)表面形成多孔型陽極氧化膜107。使用酸性電解液，例如用3-20％的檸檬酸、草酸、磷酸、鉻酸或硫酸的水溶液可得到多孔型陽極氧化膜。所加的電壓是比較低的，例如在10-30V的范圍，此時保持電流恒定。采用這種低的電壓，多孔陽極氧化物可生長到0.3～25μm厚，例如到1.0μm厚。
在本實施例中，陽極氧化物107的厚度優(yōu)選為0.3～2μm，例如0.5μm。草酸的溫度保持在30℃。外加電壓為10V。陽極氧化進行～40分鐘。用陽極氧化的時間來控制該膜的厚度。
另外，在形成多孔陽極氧化物107之后，最好按下列方式進行陽極氧化，在柵電極的側(cè)表面及上表面上形成阻擋型陽極氧化物108。
即，去掉掩模106之后，在電解液中給柵電極施加電流。在此次陽極氧化中，使用含3～10％的酒石酸、硼酸或硝酸的乙二醇溶液。溶液的溫度最好保持低于室溫(20℃)，例如，10℃左右，以改善膜的質(zhì)量。陽極氧化物108的厚度與外加電壓幅度成正比增加。當(dāng)外加電壓為150V時，膜厚可達2000。該膜的厚度應(yīng)根據(jù)偏移或重疊區(qū)所要求的尺寸來確定。但是，必須施加高于250V的電壓，以使膜的厚度增加超過3000。所以，厚度是最好不厚于3000，以避免使用這樣高的對TFT特性有害的電壓(圖3C)。
應(yīng)注意，即使在形成多孔陽極氧化物之后再形成阻擋型陽極氧化物108，它也是形成在多孔陽極氧化物107的內(nèi)側(cè)。使用磷酸腐蝕劑，對多孔陽極氧化物的腐蝕速率比對阻擋型陽極氧化物的腐蝕速率大10倍。因此，阻擋型陽極氧化物幾乎不被磷酸腐蝕劑腐蝕，所以在后面步驟腐蝕多孔型陽極氧化物107時，它能保護鋁柵電極。
在形成多孔型陽極氧化物之后，用多孔陽極氧化物作掩模，將絕緣膜104刻成如圖3D所示的柵絕緣膜104′的圖形。腐蝕深度可隨意確定。即，可以完全去掉絕緣膜露出有源層的表面，如附圖所示，也可以僅去掉絕緣膜的上部，不使有源層露出。但從生產(chǎn)率、生產(chǎn)量、均勻性來看，希望完全腐蝕絕緣膜。位于柵電級和多孔陽極氧化物下方的那部分絕緣膜104保持了與原來形成時相同的厚度。
采用等離子干法腐蝕絕緣膜104，即可各向同性腐蝕，也可各向異性腐蝕(RIE)。必須使硅與氧化硅的選擇比充分的大，以使有源層不被腐蝕那么多。在本實施例中，用CF4氣體作腐蝕劑。
另外，當(dāng)柵電極主要由鋁、鉭或鈦形成，而絕緣膜104主要由氧化硅形成時，用含氟的腐蝕氣體是合適的，因為氧化硅易被腐蝕，而對鋁、氧化鉭及氧化鈦的腐蝕速率極小。另外，也可使用含氫氟酸，如含1/100氫氟酸的腐蝕劑，采用濕法腐蝕。
在形成柵絕緣膜104′之后，使用含磷酸的腐蝕劑去掉多孔陽極氧化物107。例如一種包括磷酸、乙酸及磷酸的混合酸。腐蝕速率大約為600/分鐘。下面的柵絕緣層104′不被腐蝕地保留下來，如圖3E所示。
就這樣形成了柵絕緣層104′，它的寬度超出了阻擋型陽極氧化物108的外緣一段距離″y″，如圖3D所示。由前邊的說明可知，該段距離″y″是由自對準(zhǔn)工藝中的多孔陽極氧化膜107的厚度(寬度)確定的。
然后，參照圖3F，用柵電極105及在其上形成的陽極氧化物108以及柵絕緣層104′的延伸部分作掩模，通過離子摻雜，將N型雜質(zhì)離子，例如磷離子引入有源層部位。劑量為1×104～5×1015at/cm2，例如2×1015at/cm2。加速能量為10～60keV，例如40keV。摻雜氣體是磷化氫(PH3)。在此條件下，使區(qū)域110和113的雜質(zhì)濃度增加到足夠的高，例如1×1020～2×1021at/cm3，形成源區(qū)和漏區(qū)，同時區(qū)域111和112的雜質(zhì)濃度也增加一些，例如1×1017～2×1018at/cm3，因為在其上有柵絕緣膜的存在。雜質(zhì)濃度是用二次離子質(zhì)譜議(SIMS)測量的。另外，這些濃度分別與5×1014～5×1015at/cm2及2×1013～5×1014at/cm2劑量相對應(yīng)。一般說來，源、漏區(qū)110和113的雜質(zhì)濃度應(yīng)比高電阻率區(qū)111和112的雜質(zhì)濃度高0.5～3位數(shù)。
其結(jié)果，形成了電阻率較低的源、漏區(qū)110和113及高電阻率區(qū)111和112。
隨后，如圖3G所示，通過等離子CVD在整個表面上形成厚200～2000的氮化硅膜114。使用硅烷與銨的組分比為1∶5的混合物襯底溫度為250～400℃，例如350℃。其增加硅烷的組分，氮化硅中就含有過量的硅，導(dǎo)致形成高濃度的正電荷俘獲中心。若硅烷的組分增加過多，則有害于絕緣特性。
或者，通過低壓CVD，或?qū)⒌x子注入到硅膜中，也能形成氮化硅膜。
在形成氮化硅膜114之后，用xeF準(zhǔn)分子激光(波長為355nm，脈沖寬度為40nsec)輻照，以便使已注入到有源層的雜質(zhì)離子激活。應(yīng)選擇激光的波長，使激光能透射氮化硅膜。
代替準(zhǔn)分子激光，使用其它激光也可。但脈沖激光比連續(xù)波激稱(CW激光)更可取，因為CW激光的輻照時間長，有使被照膜受熱膨脹和起皮的危險。
致于脈沖激光的例子，有紅外線激光器，如Nd:YAG激光器(優(yōu)選Q開關(guān)脈沖振蕩)，Nd:YAG的二次諧波(可見光)，及紫外光激光器，如KrF，XeCl和ArF準(zhǔn)分子激光器。當(dāng)從金屬膜上面照射激光束時，必須選擇激光的波長，以使不被金屬膜反射。但當(dāng)金屬膜十分薄時，則不成問題。另外，還可從襯底側(cè)面照射激光。在此情況下，必須選擇能透射硅的激光。
還可以采用可見光或近紅外光燈退火來替代激光退火。在此情況下，為將表面區(qū)加熱到600～1000℃，例如在600℃實施退火數(shù)分鐘，或在1000℃退火數(shù)十秒鐘。用近紅外線(1.2μm)退火不能使玻璃襯加熱到這么高的溫度，因為該近紅外線被硅半導(dǎo)體選擇吸收了。再有，縮短輻照時，可防止玻璃受熱。
在雜質(zhì)激活之后，用離子摻雜，將氫離子引入到有源層。加速電壓為10～50kV，例如20kV。劑量以1×1014～5×1015at/cm2，例如1×10l5at/cm2。這樣做是因為正常的熱退火時氮化硅膜不允許氫透過它。因而，氫可自動摻雜到溝道區(qū)與源、漏區(qū)之間的區(qū)域。另外，在增添雜質(zhì)的激光激活之后，最好實施氫離子摻雜。
參照圖3H，通過等離子CVD淀積氧化硅膜形成厚2000～1μm，例如3000的層間絕緣體115。隨后，通過層間絕緣體形成接觸孔，通過接觸孔形成鋁電極或布線116或117。然后，在200～400℃的氮氣氛中將整個結(jié)構(gòu)退火，以使前步引入的氫原子激活。于是完成制造TFT。
本實施例采用與實施例1所述的直至得到圖3F所示結(jié)構(gòu)的相同工藝過程。略去多余的解釋。但本實施例中絕緣膜104的厚度比實施例1的厚。例如，絕緣膜為1000～1500，例如1200厚，以便能使柵極漏電流減至最小，并在陽極氧化過程中能承受高電壓。
參照圖4A，它對應(yīng)于圖3E，用柵電極和絕緣膜104′作掩模，用1×1014～3×1016at/cm2，例如2×1015at/cm2的劑量，以50～100kV，例如80kV的加速電壓進行氮離子的離子摻雜。要使加速電壓到使氮離子幾乎完全穿過其上面不存在絕緣膜104′的有源層區(qū)域110和113。因而，該區(qū)域110和113未被氮有效地?fù)诫s。當(dāng)用SIMS測量時，氮的濃度低于1×1019at/cm3。另一方面，在柵絕緣膜104′伸展部分下方的區(qū)域121和122中，氮濃度具有它的最大值，即5×1019～2×1021at/cm3(根據(jù)深度)。這樣，區(qū)域121和122將起高阻區(qū)的作用。
然后，參照圖4B，根據(jù)阻擋型陽極氧化物108按自對準(zhǔn)方式，將柵絕緣膜104′進一步刻成柵絕緣膜104″的圖形。然后，通過等離子CVD以與實施例1相同的方式形成厚200～2000，例如厚1000的氮化硅膜114。再用離子摻雜將磷離子引入到有源層內(nèi)。其劑量為5×1014～5×1015at/cm2。加速電壓為50～100kV，例如為80kV。用磷化氫作摻雜劑氣體。其結(jié)果，使區(qū)域110，113和121、122摻入了相同量的磷。當(dāng)用SIMS測量時，測得磷的濃度為1×1020～2×1021at/cm3，這對應(yīng)于5×1014～5×1015at/cm2的劑量。但因有氮存在，區(qū)域121和122的電阻率比區(qū)域110和113高。另外，氮化硅膜在磷離子摻雜時，防止了有源區(qū)的表面被損傷。
磷離子和氮離子被隨后的退火步驟，例如用準(zhǔn)分子激光(波長355nm，脈寬40ns)激活。然后，按與實施例1相同的方式，通過離子摻雜引入氫離子。
最后，參照圖4C，通過CVD形成含氧化硅的厚3000的層間絕緣體115。通過形成于層間絕緣體中的接觸孔形成鋁電極或布線116和117。再在200～400℃的氮氣中進行退火。這樣就完成了實施例2的TFT。
參照圖5A，描述使用依本發(fā)明的TFT的單片電路實施例。單片電路例如被用作有源矩陣液晶器件的電路基片，其中的象素TFT及由TFT形成的外圍電路都集成在同一基片上。在圖中示出了TFT1～TFT3。TFT1和TFT2被用作驅(qū)動級TFTS，其阻擋型陽極氧化物為200～2000，例如1000厚。因在離子摻雜過程中的雜質(zhì)離子的繞射，柵電極和高阻區(qū)相互間有輕微重疊。N溝型TFT1的漏極經(jīng)過布線503與P溝型TFT2的漏極相互連接。另外，TFT1的源極接地，而TFT2的源極與電源連接，以構(gòu)成一個CMOS反相器。應(yīng)注意，其它類型的CMOS電路可以用作外圍電路。
另一方面，TFT3被用作驅(qū)動象素的象素TFT。其陽極氧化物的厚度為1000，TFT1及TFT2亦然。TFT1和TFT2的高電阻率區(qū)的寬度″y″(例如)薄至0.2μm，TFT3的高電阻率區(qū)的寬度做成0.4～2μm，例如0.5μm之厚，以便降低漏電流及柵漏間的寄生電容。如上所述為改變高電阻率區(qū)的寬度，應(yīng)控制多孔陽極氧化物的厚度。因此，最好將各TFT的柵電極相互分開，以便針對各個TFT柵電極獨立地進行陽極氧化過程。
另外，雖然TFT1和TFT3是N溝型的，而TFT2是P溝型的。所以，實施例1和實施例2的工藝過程不適用于形成TFT2。因此，雖然將柵絕緣膜104′刻成如圖4C所示的膜104″圖形，但本步驟不應(yīng)對TFT2實施，以使氮化硅膜114不直接與高電阻率區(qū)接觸。如果氮化硅膜與高電阻率區(qū)直接接觸，被氮化硅膜所俘獲的正電荷會把高電阻率區(qū)的導(dǎo)電類型轉(zhuǎn)變?yōu)镹型，導(dǎo)致阻礙源、漏電流。因此，P溝TFT具有如圖所示的結(jié)構(gòu)。
參照圖6A，按與實施例1相同的方法，在Corning 7059玻璃襯底101上形成含氧化硅的底膜102、具有一定結(jié)晶度的800厚島狀硅膜103、厚1200的氧化硅膜104、由鋁制成的200nm～1μm厚的柵電極105、以及在柵電極側(cè)表面上的多孔陽極氧化膜107(3000～1μm，如5000厚)。
再按與實施例1的方法形成厚1000～2500的阻擋型陽極氧化膜108(圖6B)。
用多孔陽極氧化物107作掩膜，將氧化硅膜104腐蝕成柵絕緣膜104′。然后用阻擋型陽極氧化物108作掩膜，腐蝕掉多孔陽極氧化物107。隨后，用柵電極及在其上形成的阻擋型陽極氧化物以及柵絕緣膜作掩模，通過離子摻雜引入雜質(zhì)，形成低阻雜質(zhì)區(qū)110和113及高阻雜質(zhì)區(qū)111和112。劑量為1～5×1014at/cm2。加速電壓為30～90kV。雜質(zhì)元素是磷(圖6C)。
再用濺射在整個表面上形成一層金屬膜123，例如厚50～500的鈦膜。也可使諸如鎳、鉬、鎢、鉑及鈀之類的其它金屬。結(jié)果形成直接與低阻區(qū)110和113接觸的金屬膜123(圖6D)。
然后，用KrF準(zhǔn)分子激光(波長248nm、脈寬20ns)照射該膜，以便激活引入的雜質(zhì)，并使金屬膜與有源層的硅反應(yīng)。這樣就形成了金屬硅化物區(qū)(硅化鈦)l25和126。激光的能量密度為200～400mJ/cm2，優(yōu)選250～300mJ/cm2。另外，在激光輻照過程中襯底被加熱至200～500℃，以免金屬膜起皮。然后用含過氧化氫、氨和水、組分為5∶2∶2的混合液腐蝕劑腐蝕掉殘留在柵電極上的金屬膜及未與硅反應(yīng)的柵絕緣膜。這就形成了硅化金屬區(qū)125和126。
然后，用柵電極部分作掩模，腐蝕柵絕緣膜104′，形成如圖6E所示具有較薄部位(200～500厚)的新柵絕緣膜104″。再通過等離子CVD在整個表面上形成厚200～2000的氮化硅膜114。因高阻區(qū)111和112被柵絕緣膜的較薄部分所覆蓋，即可避免由等離子CVD所招致的損傷。
然后，按與實施例1相同的方法，通過離子摻雜，將氫離子引入有源層。
最后，參照圖6F，用CVD形成2000～1μm，例如3000含氧化硅的層間絕緣體115。通過形成于層間絕緣體的接觸孔形成厚2000～1μm，如5000的鋁電極或布線116或117。
在本實施例中，因鋁電極116和117與硅化鈦接觸，因而可以改善源、漏區(qū)與電極116和117之間界面，并改善接觸的可靠性。另外最好在鋁電極與硅化鈦之間形成氮化鈦層作為勢壘金屬。硅化金屬區(qū)的薄層電阻為10～50Ω/口。高阻區(qū)111和112的薄層電阻為10～500Ω/口。
另外，形成在高阻區(qū)111和112上的氮化硅膜114憑借柵絕緣膜防止如鈉一類游離的離子從外部侵入。
再有，摻入高濃度磷雜質(zhì)的區(qū)域110和113大致與硅化金屬區(qū)125和126一致。另外，低阻區(qū)110和113與高阻區(qū)111和112的各邊界是與柵絕緣膜104′的側(cè)緣同時擴張的。還有，柵絕緣膜104′的側(cè)緣還與硅化金屬區(qū)125和126的內(nèi)側(cè)緣同時擴張。
圖5B表示一種使用圖6A～6F所示工藝的TFT的單片電路的實施例。圖5B的單片電路被用作，例如有源矩陣液晶器件，其中由TFT形成的象素TFT和外圍電路集成在同一襯底上。在圖中，表示出TFT1～TFT3。用TFT1和TFT2作為驅(qū)動級TFT，其阻擋型陽極氧化物厚為200～2000，例如1000厚。另一方面，用TFT3作象素晶體管，其阻擋型陽極氧化物也是1000厚。TFT3的源、漏電極與由ITO形成的象素電極505連接。標(biāo)號506表示反相器的輸出端子。
阻擋型陽極氧化物的厚度是這樣選擇的，使柵電極的邊緣對準(zhǔn)源、漏區(qū)的邊緣，要考慮注入雜質(zhì)的擴散。當(dāng)TFT1和TFT2高阻區(qū)的寬度″y″為0.2μm(例如)，使TFT3高阻區(qū)的寬度為0.4～5μm，例如0.5μm。為了改變高阻區(qū)的寬度，應(yīng)按上述解釋控制多孔陽極氧化物的厚度。為此，要求各TFT的柵電極相互分開，以便能對各TFT的柵電極單獨進行陽極氧化。因為TFT3的高阻區(qū)寬度寬些，當(dāng)施加電壓時可以減小柵電極與漏之間存在的寄生電容。
另外，當(dāng)TFT1和TFT3為N溝型時，TFT2為P溝型。因而，實施例1和實施例2的工藝不適于制作TFT2，解釋同前例。
此外，在雜質(zhì)離子注入前，可以形成鈦膜。在此情況下，這有助于鈦膜防止表面在離子摻雜過程中充電。另外，可以在離子摻雜步驟之后，用激光或類似光進行退火，然后形成鈦膜。在鈦膜形成步驟之后，用光輻照或熱退火可形成硅化鈦。
參照圖7A，按與實施例1相同的方法，在Corning 7059玻璃襯底101上形成包括氧化硅的底膜102，結(jié)晶硅島狀區(qū)103，氧化硅膜104，由鋁制作的厚2000～1μm的柵電極105，以及在柵電極側(cè)表面的多孔陽極氧化膜107(6000寬)。再參照實施例1所描述的方法，形成阻擋型陽極氧化膜108。
用多孔陽極氧化物107作掩模，腐蝕氧化硅膜104，形成柵絕緣膜104′。然后，用阻擋型陽極氧化物108作掩膜，腐蝕掉多孔陽極氧化物107。然后，用濺射法在整個表面上形成厚50～500的如鈦之類的金屬膜123。
隨后用離子摻雜引入雜質(zhì)元素。其劑量為5×1014～5×1015at/cm2。加速電壓為10～30kV。雜質(zhì)元素為磷。因為加速電壓十分低，當(dāng)區(qū)域110和113摻入足夠量的雜質(zhì)時，摻入到區(qū)域111和112的雜質(zhì)濃度卻比較低，因為有柵絕緣膜的存在。就這樣形成了低阻區(qū)(源、漏區(qū))110和113及高阻區(qū)111和112用磷化氫(PH3)作摻雜氣體(圖7C)。
然后，將KrF準(zhǔn)分子激光(波長248nm脈沖寬度20ns)照射到該膜上，以便激活區(qū)域111和112已引入的雜質(zhì)，并使鈦膜與有源層的硅反應(yīng)。這樣就形成了硅化鈦層125和126。激光的能量密度為200～400mJ/cm2，優(yōu)選為250～300mJ/cm2。另外，在激光輻照期間，最好將襯底加熱到200～500℃，以免金屬膜起皮?？梢允褂每梢姽饣蚪t外燈退火替代激光(圖7D)。
然后，用含過氧化氫、銨和水組分比5∶2∶2的混合物的腐蝕劑，腐蝕掉未與硅反應(yīng)尚留在柵電極和柵絕緣膜上的金屬膜。就這樣形成了硅化金屬區(qū)125和126。
此后，用柵電極部作掩模，通過干腐蝕將柵絕緣膜104形成圖形，形成新的如圖7E所示的柵絕緣膜104″。再用等離子CVD在整個表面上形成厚200～2000的氮化硅膜114。
此后，通過離子摻雜將氫離子引入有源層，接著將該結(jié)構(gòu)在氮氣氛中退火。再通過CVD形成包括氧化硅的，例如6000的層間絕緣體115。通過在層間絕緣體形成的接觸孔形成鋁電極或布線116和117。這就完成具有高阻區(qū)的TFT。
圖5C表示將按照第四實施例的TFT用于有源矩陣液晶器件象素的一個實例。在圖中，區(qū)域507表示一個TFT區(qū)域，區(qū)域508表示補助象素電極的電容的輔助電容器，區(qū)域509表示第一和第二布線的接觸區(qū)。氮化硅膜512覆蓋住TFT的有源層、柵電極以及在與柵電極相同的平面上形成的布線510和511(其上全設(shè)有陽極氧化膜)。再在氮化硅膜上形成層間絕緣體513。
該TFT設(shè)有源電極516和漏電極517。該電極517與IT0象素電極514連接。在區(qū)域515去掉覆蓋布線510的層間絕緣體513。象素電極514和布線510通過中間的陽極氧化膜和氮化硅膜512相互面對形成電容器。在此情況下，因為電極間隔小，而氮化硅和陽極氧化物(氧化鋁)的介電常數(shù)大，因而可用小面積獲得大電容。
參照圖8，在Corning 7059玻璃襯底101上，按與實施例1相同的方法，形成包括氧化硅的底膜102，結(jié)晶半導(dǎo)體島狀區(qū)103，例如，硅半導(dǎo)體區(qū)氧化膜104，以及由鋁制成的厚2000～1μm的柵電極105。
然后，用與實施例1相同的條件，在柵電極的上表面和側(cè)表面，形成多孔陽極氧化膜107(6000厚)(圖8B)。
再在柵電極和多孔陽極氧化物之間形成阻擋型陽極氧化膜108(圖8C)。
隨后，用柵電極及其上形成的阻擋型陽極氧化物作掩模，通過離子摻雜，以5×1014～5×1015at/cm2的劑量引入N型雜質(zhì)元素。加速電壓為40～100kV。用磷作摻雜氣體。因此形成低電阻率雜質(zhì)區(qū)110和113。溝道區(qū)超出柵電極側(cè)邊的距離″Z″，形成基本上本征的偏移區(qū)。該距離由多孔和阻擋型陽極氧化物107和108的寬度決定。就這樣形成高阻區(qū)(圖8D)。
然后，用腐蝕法去掉多孔型陽極氧化物107，露出阻擋型陽極氧化物108的表面。
然后，將KrF準(zhǔn)分子激光(波長355nm，脈寬40ns)照射到膜上，使引入的雜質(zhì)激活。激光能量密度為200～400mJ/cm2，優(yōu)選250～300mJ/cm2。另外，在激光輻照期間，可將襯底加熱到200～500℃，以免金屬膜起皮。再有，可用可見光或近紅外線燈退火進行該步工藝。再通過等離子CVD在整個表面上形成厚200～2000例如1000的氮化硅膜114。
此后，通過離子摻雜將氫離子引入有源層，接著將該結(jié)構(gòu)在氮氣氛中退火，以激活氫(圖8E)。
最后，參照圖8F，用CVD形成包括氧化硅的6000的層間絕緣體115。在層間絕緣體上形成接觸孔，再通孔接觸形成由氮化鈦和鋁多層膜制成的電要和布線116和117。這樣就完成了本發(fā)明第四實施例的TFT。
圖9A～9F表示依本發(fā)明第六實施例TFT的制造方法。在玻璃襯底101上面通過濺射或等離子CVD形成厚3000的氧化硅膜102。在該氧化硅膜102上，通過等離子CVD或LPCVD形成500厚的非晶硅膜，接著通過加熱或激光輻照使硅膜結(jié)晶化。然后將硅膜刻成絕緣柵場效應(yīng)晶體管的有源層103。并非必須如此不可，非晶硅膜也可不經(jīng)結(jié)晶化而直接作有源層(圖9A)。
然后，通過等離子CVD或減壓熱CVD形成1000厚的氧化硅膜104作層間絕緣體。再用電子束蒸發(fā)形成含0.18％鈧的鋁膜。然后，陽極氧化該鋁膜表面，在含5％酒石酸的乙二醇溶液中形成薄到100的氧化層127。
將鋁膜與陽極氧化膜一起刻成島狀鋁膜105圖形，形成柵電極(圖9B)。
然后，用10％的檸檬酸溶液，通過陽極氧化形成寬600的多孔陽極氧化膜107(圖9C)。
隨后，去掉致密氧化膜127，接著用含5％酒石酸的乙二醇溶液，再次進行陽極氧化，形成阻擋陽極氧化膜108。
用柵電極105、阻擋型陽極氧化物108及多孔陽極氧化物107作掩模，腐蝕一部分氧化硅膜104(圖9D)。
下面參照圖9E，以5×1014～5×1015at/cm2的劑量，將N型雜質(zhì)元素磷引入，以形成源、漏區(qū)110和113。同時，形成輕摻雜區(qū)111和112，因為在其上有氧化硅存在。另外，也形成了偏移柵區(qū)128和129，其導(dǎo)電類型與溝道區(qū)相同，即本征型。此后，用熱處理，激光或強光輻照來激活添入的雜質(zhì)。
磷在源、漏區(qū)110和113的濃度高于輕摻雜區(qū)111和112二至三數(shù)位。例如，源、漏區(qū)的濃度為1×1020～2×1021at/cm3，而在輕摻雜區(qū)為1017～2×1018at/cm3。
參照圖9F，在整個表面上再形成氮化硅膜114。作為形成氮化硅膜的方法，可使用等離子CVD。然而，為改善表面條件，也可使用光CVD或熱CVD。另外，可用硅烷和銨、硅烷和N2O或二者的混合物作為原材料?？捎枚裙柰樘娲柰椤５枘ず?00～2000，例如1000。
在氮化硅膜形成之后，對疊層結(jié)構(gòu)在350℃進行2小時熱退火處理，以便消除由雜質(zhì)添入步驟所引起的對氧化硅柵絕緣膜104、源、漏區(qū)110和113的損傷。在退火過程中，含在氮化硅中的氫會擴散，經(jīng)退火可消除存在于氧化硅膜104及源、漏區(qū)110和113表面的缺陷。
然后，通過等離子CVD，用TEOS作原始氣體，淀積5000或更厚的氧化硅，形成層間絕緣膜115。應(yīng)理解，由TEOS形成的氧化硅膜有俘獲電子的趨勢。然而，氮化硅膜114俘獲正電荷，這樣就中和了電子。因而，毗鄰由TEOS形成的氧化硅形成氮化硅膜是極為有利的。
本發(fā)明的實施例7涉及使用依照本發(fā)明形成的電路基片制造TFT的液晶器件。圖10表示液晶器件的意示電路圖，內(nèi)有一對基片，在雙基片間設(shè)置液晶，其中的一個基片設(shè)有通常裝配在計算機主板上的半導(dǎo)體芯片。因而，是一種小型的輕而薄的元件。
在圖中，標(biāo)號15表示液晶單元的基片。在基片15上，形成有源矩陣電路14，它包括若干象素，每個象素都包括一個TFT11、象素電極12以及輔助電容13。另外，在基片上由TFT形成x-譯碼器/驅(qū)動器，Y-譯碼器/驅(qū)動器以及XY-驅(qū)動器，用以驅(qū)動象素。當(dāng)然，可以使用前述各實施例描述的TFT。再通過布線鍵合法或COG(把芯片裝在玻璃上)法，在基片上形成半導(dǎo)體芯片。在圖中，由這些芯片構(gòu)成校正存儲器、存儲器、CPU以及輸入端口。也可形成其它芯片。
輸入端口讀取從外邊輸入的信號，并轉(zhuǎn)變?yōu)轱@示信號。校正存儲器根據(jù)有源矩陣板的具體特性來校正每個象素的輸入信號或類似信號。尤其，校正存儲器包括存貯了該板的每個象素特別信息的非易失存儲器，例如，當(dāng)在一個電光器件中有一個點缺陷時，給缺陷周圍的象素提供校正信號，這樣就顯不出缺陷。另外，當(dāng)一個象素的亮度比其它象素低時，為補償亮度，將一較強信息送到該象素。因為每個板內(nèi)的象素的缺陷信息不同，故每個板內(nèi)存貯在校正存儲器內(nèi)的信息也不同。
CPU和存儲器的作用與常規(guī)計算機所用的相同。特別是，存儲器包括一個具有與每個象素相對應(yīng)的顯示存儲的RAM。這些芯片全是CMOS型的。
另外，一部分前述芯片是由本發(fā)明的TFT構(gòu)成的。本實施例的液晶基片具有一個CPU和裝配于其上的存儲器，可與簡單電子器件，如個人計算機相比。這對使液晶顯示系統(tǒng)小型化及擴大應(yīng)用是很有利的。
按下述方法形成象素TFT11。
參照圖11A，在玻璃襯底101上通過濺射形成底層氧化硅膜102。然后，通過等離子CVD或低壓熱CVD形成厚500的非晶硅膜。以加熱或激光輻照使非晶硅膜結(jié)晶化，接著，將該膜刻成有源層103的圖形。
參照圖11B，通過等離子CVD或濺射，形成厚1000的氧化硅膜104，作柵絕緣膜。再通過淀積含0.18wt％鈧的厚6000鋁膜并刻圖，形成柵電柵105。將該鋁電極105在含5％酒石酸的乙二醇溶液中進行陽極氧化，形成厚2000的密實的陽極氧化膜108。
用柵電極和陽極氧化膜108作掩模，通過等離子摻雜，將磷離子，N型雜質(zhì)引入部分有源層103，形成源、漏區(qū)110和113。因為有陽極氧化膜108存在，在溝道區(qū)3和源、漏區(qū)110和113之間形成一對偏移區(qū)128和129在摻入磷離子之后，用熱處理或激光或強光輻照激活源、漏區(qū)。
參照圖11C，用硅烷和銨，通過等離子CVD形成厚1000的氮化硅膜114。隨后，在300～500℃例如400℃的惰性氣氛中加熱整個結(jié)構(gòu)。加熱持續(xù)1小時。由此加熱，含在氮化硅膜中的氫原子擴散到氧化硅膜104中，消除了由于磷摻雜步驟給氧化硅膜帶來的缺陷。
再通過等離子CVD，用TEOS和氧做原始材料形成厚5000的氧化硅膜115。在等離子CVD過程中襯底溫度為300～550℃。通過氧化硅膜115形成接觸孔，通過接觸孔形成源、漏電極116和117，如圖11D所示。漏電極117與ITO制成的象素電極130連接。
依照本發(fā)明的N溝TFT的高阻區(qū)可以是N型導(dǎo)電區(qū)，摻C、N或O的區(qū)，也可是偏移柵區(qū)。再有還可以是它們中的二種或二種以上的組合。不管怎樣，由于鄰近高阻區(qū)，或與之直接接觸，或有氧化硅膜介于其間，有能俘獲正電荷的膜存在，則可避免在高阻區(qū)內(nèi)出現(xiàn)寄生溝道。特別是，本發(fā)明有效地避免了在柵電壓為數(shù)伏時遷移率的降低。因此，為使用N溝TFT作液晶器件的象素體管時，可控制精細電壓，并重現(xiàn)具有灰度柔和的圖象。
另外，本發(fā)明的TFT對三維IC的TFT是適合的，其中的TFT是形成在有集成電路形成的基片上。本發(fā)明的TFT也可形成在玻璃或樹脂襯底上。無論如何，本發(fā)明的TFT是形成在絕緣襯底上的。
當(dāng)本發(fā)明的TFT被用作電子光學(xué)器件的TFT，例如，用在同一襯底上具有外圍電路的單片型有源矩陣電路時是極為有利的，因為本發(fā)明的TFT的漏電流(I截止電流)低，能用高電壓驅(qū)動，并且可靠性高，而這些正是有源矩陣電路象素TFT所要求的。
可以用其它材料如氮化硅、氮氧化硅(SiON)來替代氧化硅作柵絕緣膜。另外，可使用這些材料的多層材料。
再有，用于本發(fā)明的氮化硅膜可有多層結(jié)構(gòu)。例如，該膜包括第一和第三氮化硅層，其中的Si∶N比近似3∶4，及介于第一和第三層之間的第二氮化硅層。第二層膜中的Si∶N比為10∶1～10∶5。另外，第一層的厚度在10～100的范圍內(nèi)，例如50，第二層為20～200例如100，而第三層為100～5000如500。這種結(jié)構(gòu)可通過在淀積過程中改變含氮氣體對含硅氣體的流量比來形成。
雖然公開了關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的幾種實施例，但應(yīng)理解，本發(fā)明不應(yīng)限于這些特別的實施例，在不脫離權(quán)利要求的精神實質(zhì)前提下，普通技術(shù)人員可以作出許許多多的改型。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極，所述柵電極和所述溝道之間有氧化硅膜；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間。
2.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極，所述柵電極和所述溝道之間有含氧化硅的柵絕緣膜；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中含氧化硅的所述柵絕緣膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間。
3.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；毗鄰所述輕摻雜區(qū)配置的氧化硅膜；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間。
4.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；與所述柵電極配置在同一平面之上的第一布線；配置在所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；毗鄰所述輕摻雜區(qū)配置的第一氧化硅膜；毗鄰所述輕摻雜區(qū)配置的第二氧化硅膜；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述第一氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間；以及所述絕緣區(qū)配置在所述第一氧化硅膜和所述第二氧化硅膜之間。
5.一種薄膜晶體管，包括；源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述輕摻雜區(qū)上的氧化硅膜；配置在所述氧化硅膜和所述第一布線之上的含氮化硅的絕緣區(qū)；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間；以及所述絕緣區(qū)形成其中正電荷的俘獲中心。
6.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述輕摻雜區(qū)上的第一氧化硅膜；配置在所述第一氧化硅膜和所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；配置在所述絕緣區(qū)之上的第二氧化硅膜；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上方且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述第一氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間；以及所述絕緣區(qū)中形成正電荷的俘獲中心。
7.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極，所述柵電極和所述溝道之間有氧化硅膜；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間；以及所述絕緣區(qū)包括厚度為200到2000的氮化硅。
8.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；毗鄰所述輕摻雜區(qū)配置的氧化硅膜；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間；以及所述絕緣區(qū)包括厚度為200到2000的氮化硅。
9.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述輕摻雜區(qū)上的氧化硅膜；配置在所述氧化硅膜上的含氮化硅的絕緣區(qū)；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間；以及所述絕緣區(qū)包括厚度為200到2000的氮化硅。
10.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；配置在所述輕摻雜區(qū)上的第一氧化硅膜；配置在所述第一氧化硅膜和所述第一布線上的含氮化硅的絕緣區(qū)；配置在所述絕緣區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述絕緣區(qū)上且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述第一氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述絕緣區(qū)之間；以及所述絕緣區(qū)包括厚度為200到2000的氮化硅。
11.一種薄膜晶體管，包括源區(qū)、漏區(qū)和位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極，所述柵電極和所述溝道之間有氧化硅膜；配置在所述溝道與所述源區(qū)和所述漏區(qū)至少其中之一之間的輕摻雜區(qū)；配置在與所述柵電極同一平面上的第一布線；毗鄰所述輕摻雜區(qū)且在所述第一布線上的氮化硅區(qū)；配置在所述氮化硅區(qū)中的接觸孔；以及配置在所述氮化硅區(qū)上方且通過所述接觸孔與所述第一布線接觸的第二布線，其中所述氧化硅膜配置在所述輕摻雜區(qū)和所述氮化硅區(qū)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求3的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
15.根據(jù)權(quán)利要求4的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求6的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
20.根據(jù)權(quán)利要求9的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
21.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶體管，其中，所述絕緣區(qū)是含過量硅的氮化硅區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括在具有絕緣表面的襯底上的硅島，所述硅島包括源極、漏極和位于所述源極和所述漏極之間的溝道；毗鄰所述溝道配置的柵電極，所述柵電極和所述溝道之間有柵絕緣層；摻雜區(qū)，其摻雜濃度比所述源極和配置在所述溝道和所述源極和所述漏極中的至少一個之間的所述漏極的濃度要低；和在所述柵電極和所述硅島上具有氮化硅的層，所述層具有與柵絕緣層接觸的部分，其中所述柵絕緣層具有在所述溝道上的第一部分和在所述摻雜區(qū)上的第二部分，且所述第二部分的厚度比所述第一部分的厚度要薄。
文檔編號H01L29/66GK1933164SQ200610100800
公開日2007年3月21日 申請日期1994年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月1日
發(fā)明者竹村保彥, 寺本聰 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所