專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。更詳細(xì)地說(shuō)，涉及 一種適合用于液晶顯示裝置等顯示裝置中的半導(dǎo)體裝置及其制造 方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置是具備利用半導(dǎo)體的電氣特性的有源元件的電子 裝置，廣泛應(yīng)用于例如音頻設(shè)備、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、家電設(shè)備等
中。其中，具備薄膜晶體管(Thin Film Trasistor; TFT)的半導(dǎo)體 裝置廣泛應(yīng)用于有源矩陣型液晶顯示裝置中的像素開(kāi)關(guān)元件、驅(qū)動(dòng) 電路等中。
近年來(lái)，在移動(dòng)使用的顯示裝置(顯示器)中，低功耗化、高 功能化、高速動(dòng)作化、高可靠性、高精細(xì)化、小型化等的要求逐漸 增加，正積極地開(kāi)發(fā)滿足這種要求的顯示器。針對(duì)這種問(wèn)題，提高 構(gòu)成顯示裝置的各種電路的TFT的性能和分開(kāi)制造具有最適合于 各種電路的特性的TFT的技術(shù)變得重要。因此，開(kāi)發(fā)了在同一基板 上形成具有不同特性的TFT的技術(shù)。
目前，為了分開(kāi)制造用低電壓(例如5V以下)驅(qū)動(dòng)的TFT (以 下還稱作"低電壓晶體管")和用高電壓(例如10V以上)驅(qū)動(dòng)的TFT (以下還稱作"高電壓晶體管")，開(kāi)發(fā)了改變兩種TFT的柵極絕緣膜 的膜厚的方法。更具體地說(shuō)，開(kāi)發(fā)了如下技術(shù)在低電壓晶體管中， 使柵極絕緣膜成為由第一柵極絕緣膜構(gòu)成的單層構(gòu)造，另一方面， 在高電壓晶體管中，使柵極絕緣膜成為由第一柵極絕緣膜和第二柵 極絕緣膜構(gòu)成的層疊構(gòu)造。然而，在這種情況下，存在以下情況 當(dāng)蝕刻第一柵極絕緣膜時(shí)，處于柵極絕緣膜下的半導(dǎo)體層的端部露 出，處于半導(dǎo)體層下的基底層絕緣膜被蝕刻(在基底層絕緣膜中形 成锪孔)，之后形成的第二柵極絕緣膜的被覆性變差，柵極絕緣膜 的擊穿耐壓下降。對(duì)此，作為防止在半導(dǎo)體層下的基底層絕緣膜中形成锪孔的技 術(shù)，公開(kāi)了如下半導(dǎo)體裝置的制作方法(例如參照專利文獻(xiàn)1。) 在基底層絕緣膜上形成第1半導(dǎo)體層和第2半導(dǎo)體層，在上述第l半 導(dǎo)體層和上述第2半導(dǎo)體層上形成絕緣膜，將上述第l半導(dǎo)體層作為
蝕刻停止層(etching stopper),蝕刻去除位于上述第1半導(dǎo)體層的 溝道形成區(qū)域上的上述絕緣膜。
在此，更詳細(xì)地說(shuō)明專利文獻(xiàn)l所記載的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。 圖ll是表示專利文獻(xiàn)l的以往的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的截面示意圖， (a)表示低電壓晶體管，(b)表示高電壓晶體管。如圖11所示， 以往的半導(dǎo)體裝置在同一基板111上具有TFT 110a和TFT 110b。 TFT 110a發(fā)揮低電壓晶體管的功能，TFT 110b發(fā)揮高電壓晶體管的功 能。
TFT 110a具有從基板lll側(cè)按順序形成島狀的半導(dǎo)體層120a、 第一絕緣膜112、第二絕緣膜113以及柵極電極114a的構(gòu)造，并且具 有覆蓋它們的層間絕緣膜115和形成在層間絕緣膜115上的配線 116a以及配線117a。半導(dǎo)體層120a具有溝道區(qū)域121a以及源極/漏極 區(qū)域123a。
另一方面，TFT 110b與TFT 110a同樣，具有從基板lll側(cè)按順 序形成島狀的半導(dǎo)體層120b、第一絕緣膜112、第二絕緣膜113以及 柵極電極114b的構(gòu)造，并且具有覆蓋它們的層間絕緣膜115和形成 在層間絕緣膜115上的配線116b以及配線117b。半導(dǎo)體層120b具有 溝道區(qū)域121b以及源極/漏極區(qū)域123b。這樣，在TFT 110b中，柵 極絕緣膜由第一絕緣膜112和第二絕緣膜113所構(gòu)成。
另外，為了防止在形成于基板lll和半導(dǎo)體層120a以及半導(dǎo)體 層120b之間的層間中的基底層絕緣膜(未圖示)中形成锪孔，第一 絕緣膜112形成為覆蓋半導(dǎo)體層120a和半導(dǎo)體層120b的端部。并且， 在第一絕緣膜112中，通過(guò)蝕刻來(lái)僅除去位于TFT 110a的溝道區(qū)域 121a上的區(qū)域。即，在TFT110a中，除了溝道區(qū)域121a上之外，柵 極絕緣膜由第一絕緣膜112和第二絕緣膜113構(gòu)成。
專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2005-183774號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
然而，在專利文獻(xiàn)l中，源極/漏極區(qū)域123a以及源極/漏極區(qū) 域123b上方的絕緣膜被分為2層，使得能夠同時(shí)進(jìn)行低電壓晶體管 (TFT 110a)和高電壓晶體管(TFT 110b)的源極/漏極區(qū)域123a 和源極/漏極區(qū)域123b的摻雜。在這種情況下，TFT 110a的溝道區(qū) 域121a上的絕緣膜成為單層，TFT 110a的源極/漏極區(qū)域123a上的絕 緣膜成為2層。因此如圖12所示，當(dāng)形成用于對(duì)第一絕緣膜112進(jìn)行 蝕刻的抗蝕劑時(shí)產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)(alignment)偏移的情況下，可能發(fā)生如 下情況在柵極電極114a的端部區(qū)域中，溝道區(qū)域121a上的柵極絕 緣膜成為2層，或者在柵極電極114a的端部外側(cè)，源極/漏極區(qū)域123a 上的柵極絕緣膜成為單層。這種溝道區(qū)域121a上的柵極絕緣膜的不 均勻的2層化會(huì)造成TFT 110a的閾值電壓的偏差。另外，這種源極/ 漏極區(qū)域123a上的柵極絕緣膜的膜厚不均勻?qū)⑹乖礃O/漏極區(qū)域 123a的電阻值發(fā)生異常。特別是如圖12那樣，在具有用于形成與配 線116a的接觸的接觸部的源極/漏極區(qū)域123a上，柵極絕緣膜成為2 層的情況下，為了使配線U6a與源極/漏極區(qū)域123a之間的接觸電阻 為低電阻，需要使接觸部中的雜質(zhì)摻雜量最佳化。因此，在位于柵 極電極114a的端部外側(cè)的柵極絕緣膜的單層區(qū)域中摻雜量過(guò)剩，有 可能導(dǎo)致構(gòu)成半導(dǎo)體層120a的硅結(jié)晶成為非晶態(tài)，從而有在該區(qū)域 中發(fā)生電阻值異常等特性異常的情況。
此外，為了避免發(fā)生柵極電極114a的端部外側(cè)的源極/漏極區(qū) 域123a的電阻值異常，還研究了使位于柵極電極114a的端部?jī)?nèi)側(cè)的 柵極絕緣膜為2層的方法。然而，考慮到在這種情況下，會(huì)在低電 壓晶體管中發(fā)生閾值電壓上升和漏極電流下降。即，通常越是低電 壓晶體管，需要使溝道長(zhǎng)度越細(xì)，但是當(dāng)使低電壓晶體管的溝道長(zhǎng) 度例如為2(im時(shí)，考慮到定位偏移，位于柵極電極114a的端部?jī)?nèi)側(cè) 的柵極絕緣膜的2層區(qū)域的長(zhǎng)度需要至少確保單側(cè)0.5)am左右。因 此，柵極絕緣膜由單層構(gòu)成的溝道區(qū)域的長(zhǎng)度成為lpm。其結(jié)果是， 在低電壓晶體管中會(huì)發(fā)生閾值電壓上升、漏極電流下降等特性降低。
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的，其目的在于提供一種在同一 基板上形成不同特性的薄膜晶體管、并且具有高性能且高可靠性的 半導(dǎo)體裝置及其制造方法。 用于解決問(wèn)題的方案 本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)在同一基板上形成不同特性薄膜晶體管并 且具有高性能和高可靠性的半導(dǎo)體裝置及其制造方法進(jìn)行了種種
研究，關(guān)注在不同特性的TFT之間改變柵極絕緣膜的膜厚的方法。 并且，發(fā)現(xiàn)通過(guò)如下方式形成半導(dǎo)體裝置能夠抑制由于特性異常、 特性下降等而引起的問(wèn)題的產(chǎn)生，并且能夠在同一基板上形成發(fā)揮 低電壓晶體管、高電壓晶體管等不同特性的晶體管，由此想到能夠 很好地解決上述問(wèn)題而完成了本發(fā)明。所述半導(dǎo)體裝置具有在基板 的一方主面?zhèn)葟幕鍌?cè)起按順序?qū)盈B有半導(dǎo)體層、絕緣膜以及配線 的構(gòu)造，半導(dǎo)體層具有第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一半導(dǎo)體 層具有第一溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第一接觸部的第一源極/ 漏極區(qū)域，第二半導(dǎo)體層具有第二溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第 二接觸部的第二源極/漏極區(qū)域，絕緣膜具有從基板側(cè)起按順序?qū)?疊的第一絕緣膜和第二絕緣膜，第一絕緣膜形成在包含第二溝道區(qū) 域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域 上，第二絕緣膜形成在第一溝道區(qū)域和第一絕緣膜的與第二溝道區(qū) 域相對(duì)的區(qū)域上，并且與除了第一接觸部之外的第一源極/漏極區(qū) 域和除了第二接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成。
艮口，本發(fā)明是具有在基板的一方主面?zhèn)葟幕鍌?cè)起按順序?qū)盈B 有半導(dǎo)體層、絕緣膜以及配線的構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置，上述半導(dǎo)體層 具有第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，上述第一半導(dǎo)體層具有第一溝 道區(qū)域和包含與配線接觸的第一接觸部的第一源極/漏極區(qū)域，上 述第二半導(dǎo)體層具有第二溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第二接觸
部的第二源極/漏極區(qū)域，上述絕緣膜具有從基板側(cè)起按順序?qū)盈B 的第一絕緣膜和第二絕緣膜，上述第一絕緣膜形成在包含第二溝道 區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域上，上述第二絕緣膜形成在第一溝道區(qū)域和第一絕緣膜的與第二 溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上，并且與除了第一接觸部之外的第一源極/ 漏極區(qū)域和除了第二接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形 成。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在同一基板上形成不同特性的薄膜晶體管并且 具有高性能和高可靠性的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)只要是以這種結(jié)構(gòu)為必要要素而 形成的即可，可以包含也可以不包含其它結(jié)構(gòu)要素，沒(méi)有特別限定。 此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置也可以具有在基板的一方主面?zhèn)葟幕?側(cè)起按順序?qū)盈B有半導(dǎo)體層、絕緣膜、柵極電極、層間絕緣膜以及 配線的構(gòu)造。
下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的優(yōu)選方式。此外，也可以 適當(dāng)組合以下所示的各方式。
從使用具有適合作為低電壓晶體管的LDD (Lightly Doped Drain;輕慘雜漏極)構(gòu)造的TFT和適合作為高電壓晶體管的LDD構(gòu) 造的TFT來(lái)實(shí)現(xiàn)具有高性能和高可靠性的半導(dǎo)體裝置的觀點(diǎn)出發(fā)， 優(yōu)選上述第一半導(dǎo)體層還具有雜質(zhì)濃度低于第一源極/漏極區(qū)域的 第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域，上述第二半導(dǎo)體層還具有雜質(zhì)濃度低于第二 源極/漏極區(qū)域的第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域，上述第一絕緣層形成在包 含第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第 一低濃度雜質(zhì)區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域上，上 述第二絕緣膜形成在第一溝道區(qū)域和第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域以及第 一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上， 并且與除了第一接觸部之外的第一源極/漏極區(qū)域和除了第二接觸 部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成，上述第一低濃度雜質(zhì)區(qū) 域的薄層電阻小于第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域。
上述第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域的薄層電阻優(yōu)選是20 50KQ/口左右， 上述第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域的薄層電阻優(yōu)選是40 150KQ/口左右。另 外，優(yōu)選上述第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度大于第二低濃度雜質(zhì) 區(qū)域。并且，優(yōu)選上述第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度小于第一源 極/漏極區(qū)域，優(yōu)選上述第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度小于第二源極/漏極區(qū)域。
從提高第一絕緣膜和第二絕緣膜的擊穿耐壓的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選 上述半導(dǎo)體裝置還具備與第一溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕緣膜 上的第一柵極電極和與第二溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕緣膜上 的第二柵極電極，上述第一絕緣膜形成在如下區(qū)域上包含第二溝 道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的 區(qū)域；第一半導(dǎo)體層端部的與第一柵極電極相對(duì)的區(qū)域；以及第二
半導(dǎo)體層端部的與第二柵極電極相對(duì)的區(qū)域。
此外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，可以形成也可以不形成第一 絕緣膜以及第二絕緣膜中未明示的區(qū)域。
艮口，也可以是上述第一絕緣膜至少形成在包含第二溝道區(qū)域 并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域 上，上述第二絕緣膜至少形成在第一溝道區(qū)域、第一絕緣膜的與第 二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上，并且至少與除了第一接觸部之外的第一 源極/漏極區(qū)域和除了第二接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而 形成。
另外，也可以是上述第一絕緣層至少形成在包含第二溝道區(qū)
域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一低濃度雜質(zhì)
區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域上，上述第二絕緣膜
至少形成在第一溝道區(qū)域和第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域以及第一絕緣膜 的與第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上，并且至少
與除了第一接觸部之外的第一源極/漏極區(qū)域和除了第二接觸部之 外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成。
并且，上述第一絕緣膜也可以至少形成在如下區(qū)域上包含第 二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之
外的區(qū)域；第一半導(dǎo)體層端部的與第一柵極電極相對(duì)的區(qū)域；以及
第二半導(dǎo)體層端部的與第二柵極電極相對(duì)的區(qū)域上。
本發(fā)明還是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置具有在 基板的一方主面?zhèn)葟幕鍌?cè)起按順序?qū)盈B有半導(dǎo)體層、絕緣膜以及 配線的構(gòu)造，上述半導(dǎo)體層具有第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，上述第一半導(dǎo)體層具有第一溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第一接觸 部的第一源極/漏極區(qū)域，上述第二半導(dǎo)體層具有第二溝道區(qū)域和 包含與配線接觸的第二接觸部的第二源極/漏極區(qū)域，上述絕緣膜 具有從基板側(cè)起按順序?qū)盈B的第一絕緣膜和第二絕緣膜，上述制造 方法包含如下工序在包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、 第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域上形成第一絕緣膜的工序； 以及在第一溝道區(qū)域和第一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域 上形成第二絕緣膜，并且與第一源極/漏極區(qū)域和第二源極/漏極區(qū) 域相對(duì)而形成第二絕緣膜的工序。由此，能夠制造在同一基板上形 成特性不同的薄膜晶體管并且具有高性能和高可靠性的半導(dǎo)體裝 置。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法只要具有上述工序即可，沒(méi)有 特別限定其它工序。此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以 是具有在基板的一方主面?zhèn)葟幕鍌?cè)起按順序?qū)盈B有半導(dǎo)體層、絕 緣膜、柵極電極、層間絕緣膜以及配線的構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置的制造 方法。以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的優(yōu)選方 式。此外，也可以適當(dāng)組合以下所示的各方式。
從使用具有適合作為低電壓晶體管的LDD構(gòu)造的TFT和適合 作為高電壓晶體管的LDD構(gòu)造的TFT來(lái)制作具有高性能和高可靠 性的半導(dǎo)體裝置的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述第一半導(dǎo)體層還具有雜質(zhì)濃 度低于第一源極/漏極區(qū)域的第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域，上述第二半導(dǎo) 體層還具有雜質(zhì)濃度低于第二源極/漏極區(qū)域的第二低濃度雜質(zhì)區(qū) 域，上述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括如下工序在包含第二溝道區(qū) 域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一低濃度雜質(zhì) 區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域上形成第一絕緣膜的 工序；在第一溝道區(qū)域和第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域以及第一絕緣膜的與 第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第二絕緣 膜、并且與除了第一接觸部之外的第一源極/漏極區(qū)域和除了第二
接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成第二絕緣膜的工序； 在第二絕緣膜的與第一溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第一柵極電極、并且在第二絕緣膜的與第二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第二柵極 電極的工序；以及以第一柵極電極和第二柵極電極為掩模，對(duì)第一 半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層慘雜雜質(zhì)的工序。
優(yōu)選上述第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域的薄層電阻是20 50KQ/口左右， 優(yōu)選上述第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域的薄層電阻是40 150KQ/口左右。另 外，優(yōu)選上述第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度大于第二低濃度雜質(zhì) 區(qū)域。并且，優(yōu)選上述第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度小于第一源 極/漏極區(qū)域，優(yōu)選上述第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度小于第二 源極/漏極區(qū)域。
從提高第一絕緣膜和第二絕緣膜的擊穿耐壓的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選 上述半導(dǎo)體裝置還具備與第一溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕緣膜 上的第一柵極電極和與第二溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕緣膜上 的第二柵極電極，上述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括在如下區(qū)域上形 成第一絕緣膜的工序包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、 第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域；第一半導(dǎo)體層端部的與第 一柵極電極相對(duì)的區(qū)域；以及第二半導(dǎo)體層端部的與第二柵極電極 相對(duì)的區(qū)域。
此外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以形成也可以 不形成第一絕緣膜和第二絕緣膜中未明示的區(qū)域。
艮口，上述半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以包括如下工序至少在
包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接
觸部之外的區(qū)域上形成第一絕緣膜的工序；以及至少在第一溝道區(qū) 域和第一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第二絕緣膜、 并且至少與第一源極/漏極區(qū)域和第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成第 二絕緣膜的工序。
另外，上述半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以包括如下工序至少
在包含第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域并且除了第一溝道區(qū) 域、第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域
上形成第一絕緣膜的工序；至少在第一溝道區(qū)域和第一低濃度雜質(zhì) 區(qū)域以及第一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第二絕緣膜、并且至少與除了第一接觸部之外的第 一源極/漏極區(qū)域和除了第二接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì) 而形成第二絕緣膜的工序。
并且，上述半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以包含至少在如下區(qū)域 上形成第一絕緣膜的工序包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū) 域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域；第一半導(dǎo)體層端部的 與第一柵極電極相對(duì)的區(qū)域；以及第二半導(dǎo)體層端部的與第二柵極 電極相對(duì)的區(qū)域。 發(fā)明效果
通過(guò)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)在同一基板上形成不同特 性的薄膜晶體管、并且具有高性能且高可靠性的半導(dǎo)體裝置。


圖l是示出實(shí)施方式l的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是(c) 中的具有單漏極(single drain)構(gòu)造的低電壓晶體管的X1-Y1線處 的截面示意圖，(b)是(d)中的具有單漏極構(gòu)造的高電壓晶體管 的X2-Y2線處的截面示意圖，(c)是具有單漏極構(gòu)造的低電壓晶體 管的平面示意圖，(d)是具有單漏極構(gòu)造的高電壓晶體管的平面示 意圖。
圖2是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是示 出具有單漏極構(gòu)造的低電壓晶體管的變形例的平面示意圖，(b)是 示出具有單漏極構(gòu)造的高電壓晶體管的變形例的平面示意圖。
圖3是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的截面示 意圖，(a)示出具有GOLD構(gòu)造的高電壓晶體管，(b)示出具有LDD 構(gòu)造的高電壓晶體管，(c)示出具有LDD構(gòu)造的低電壓晶體管。
圖4是示出制造工序中的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的變形例的 結(jié)構(gòu)的截面示意圖，(a)示出具有LDD構(gòu)造的低電壓晶體管，(b) 示出具有LDD構(gòu)造的高電壓晶體管。
圖5是示出具有LDD構(gòu)造的TFT中的LDD區(qū)域的電阻和導(dǎo)通電 流(電流驅(qū)動(dòng)力)以及熱載流子劣化率(導(dǎo)通電流劣化率)之間的圖6的(a) ~ (d)是示出制造工序中的實(shí)施方式l的半導(dǎo)體裝 置的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
圖7的(e) (h)是示出制造工序中的實(shí)施方式l的半導(dǎo)體裝 置的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
圖8是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的截面示 意圖，示出具有GOLD構(gòu)造的低電壓晶體管。
圖9的(a) (e)是示出制造工序中的實(shí)施方式l的半導(dǎo)體裝 置的變形例的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
圖10的(f) (j)是示出制造工序中的實(shí)施方式l的半導(dǎo)體裝 置的變形例的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
圖ll是示出專利文獻(xiàn)l的以往的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的截面示意 圖，(a)示出低電壓晶體管，(b)示出高電壓晶體管。
圖12是示出專利文獻(xiàn)1的以往的半導(dǎo)體裝置中的低電壓晶體管 的結(jié)構(gòu)的截面示意圖，示出第一絕緣膜的配置位置偏移的情況。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10a 10f、 10d/p、 10d/n、 110a、 110b:薄膜晶體管(TFT); 11、 111:基板；12、 112:第一絕緣膜；13、 113:第二絕緣膜；14a 14f、 14d/p、 14d/n、 114a、 114b:柵極電極；15、 115:層間絕緣膜；16a 16f、 17a~17、 16d/p、 16d/n、 17d/p、 17d/n、 116a、 116b、 117a、 117b: 配線；20a 20f、 20d/p、 20d/n、 120a、 120b:半導(dǎo)體層；21a 21f、 21d/p、 21d/n、 121a、 121b:溝道區(qū)域；22c 22f、 22d/p、 22d/n: 低濃度雜質(zhì)區(qū)域；23a 23f、 23d/p、 23d/n、 123a、 123b:源極/漏 極區(qū)域(高濃度雜質(zhì)區(qū)域)；24a 24f:接觸部；25a、 25b:最佳雜 質(zhì)濃度區(qū)域；26b:低劑量(dose)區(qū)域；31a 31h:抗蝕劑。
具體實(shí)施例方式
下面揭示實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但是本 發(fā)明并非僅限定于這些實(shí)施方式。實(shí)施方式l
圖l是示出實(shí)施方式l的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是(c) 中的低電壓晶體管的X1-Y1線處的截面示意圖，(b)是(d)中的 高電壓晶體管的X2-Y2線處的截面示意圖，(c)是低電壓晶體管的 平面示意圖，(d)是高電壓晶體管的平面示意圖。此外，圖l的(c) 和(d)中的粗線示出第一絕緣膜的端部的位置。
如圖1所示，實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置在同一基板11上具有TFT 10a和TFT 10b。 TFT 10a和TFT 10b是平面型(頂柵型)TFT，具有 單漏極構(gòu)造。
TFT 10a具有從基板ll側(cè)按順序形成島狀的半導(dǎo)體層20a、第一 絕緣膜12、第二絕緣膜13以及柵極電極14a的構(gòu)造，并且具有覆蓋 它們的層間絕緣膜15和形成在層間絕緣膜15上的配線16a以及配線 17a。
另一方面，TFT 110b與TFT 110a同樣，具有從基板ll側(cè)按順序 形成島狀的半導(dǎo)體層20b、第一絕緣膜12、第二絕緣膜13以及柵極 電極14b的構(gòu)造，并且具有覆蓋它們的層間絕緣膜15和形成在層間 絕緣膜15上的配線16b、 17b。
這樣，第一絕緣膜12、第二絕緣膜13以及層間絕緣膜15被TFT 10a和TFT 10b共用。即，構(gòu)成TFT 10a的第一絕緣膜12、第二絕緣 膜13以及層間絕緣膜15和構(gòu)成TFT 10b的第一絕緣膜12、第二絕緣 膜13以及層間絕緣膜15分別由同一工序來(lái)形成。
首先，說(shuō)明TFT 10a的各結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體層20a具有位于與柵極電 極14a相對(duì)的區(qū)域的溝道區(qū)域21a和位于溝道區(qū)域21a以外的區(qū)域的 源極/漏極區(qū)域23a。即，源極/漏極區(qū)域23a在溝道長(zhǎng)度方向上與溝 道區(qū)域21a相鄰配置。另外，源極/漏極區(qū)域23a包含與配線16a接觸 的接觸部24a。
此外，在本說(shuō)明書(shū)中，源極/漏極區(qū)域是發(fā)揮晶體管的源極和/ 或漏極的功能的區(qū)域。即，在一方源極/漏極區(qū)域發(fā)揮源極的功能 的情況下，另一方源極/漏極區(qū)域發(fā)揮漏極的功能。
第一絕緣膜12在TFT 10a中形成在除了溝道區(qū)域21a和接觸部24a之外的區(qū)域。更具體地說(shuō)，如圖l的(c)所示，當(dāng)俯視基板ll 時(shí)，第一絕緣膜12在TFT 10a中形成在除了包含溝道區(qū)域21a和接觸 部24a的島狀半導(dǎo)體層20a的內(nèi)部區(qū)域之外的區(qū)域上。另外，第一絕 緣膜12在TFT 10a中形成為覆蓋半導(dǎo)體層20a的端部。
第二絕緣膜13在TFT 10a中形成在至少包含溝道區(qū)域21b和除 了接觸部24a之外的源極/漏極區(qū)域23a的區(qū)域。更優(yōu)選的是，第二 絕緣膜13在TFT 10a中形成在除了接觸部24a之外的半導(dǎo)體層20a和 第一絕緣膜12上。
柵極電極14a隔著第二絕緣膜13與溝道區(qū)域21a相對(duì)形成。因 此，在TFT10a中，第二絕緣膜13發(fā)揮柵極絕緣膜的功能。
配線16a通過(guò)形成在層間絕緣膜15中的接觸孔與源極/漏極區(qū) 域23a連接。更詳細(xì)地說(shuō)，配線16a通過(guò)與源極/漏極區(qū)域23a的接觸 部24a接觸，從而連接到源極/漏極區(qū)域23a。另一方面，配線17a通 過(guò)形成在層間絕緣膜15中的接觸孔與柵極電極14a連接。
這樣，在TFT10a中，柵極絕緣膜只由第二絕緣膜13構(gòu)成。因 此，TFT 10a能夠進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)，另外，適合作為例如用5V以下的 低電壓(例如2 5V)驅(qū)動(dòng)的TFT (低電壓晶體管)。具體地說(shuō)，TFT 10a能夠合適地用于邏輯電路中。另外，在將本實(shí)施方式的半導(dǎo)體 裝置用于液晶顯示裝置等顯示裝置的情況下，TFT 10a能夠合適地 用于移位寄存器電路、源極驅(qū)動(dòng)器等中。
然后，說(shuō)明TFT 10b的各結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體層20b具有位于與柵極電 極14b相對(duì)的區(qū)域的溝道區(qū)域21b和位于溝道區(qū)域21b以外的區(qū)域的 源極/漏極區(qū)域23b。 g卩，源極/漏極區(qū)域23b在溝道長(zhǎng)度方向上與溝 道區(qū)域21b相鄰配置。另外，源極/漏極區(qū)域23b包含與配線16b接觸 的接觸部24b。
如圖l的(d)所示，第一絕緣膜12在TFT 10b中形成在包含溝 道區(qū)域21a并且除了接觸部24b之外的區(qū)域。另外，第一絕緣膜12 在TFT 10b中形成為覆蓋半導(dǎo)體層20a的端部。并且，將第一絕緣膜 12的位于溝道區(qū)域21b上的區(qū)域的溝道長(zhǎng)度方向上的寬度設(shè)定為比 溝道長(zhǎng)度大0.5 4(im (優(yōu)選l 2iim)左右。第二絕緣膜13在TFT 10b中形成在至少包含溝道區(qū)域21b和除 了接觸部24b的源極/漏極區(qū)域23a之外的區(qū)域。更優(yōu)選的是，第二 絕緣膜13在TFT 10b中形成在除了接觸部24b之外的半導(dǎo)體層20b和 第一絕緣膜12上。
柵極電極14b隔著第一絕緣膜12和第二絕緣膜13與溝道區(qū)域 21b相對(duì)形成。因此，在TFT10b中，第一絕緣膜12和第二絕緣膜13 發(fā)揮柵極絕緣膜的功能。
配線16b通過(guò)形成在層間絕緣膜15中的接觸孔與源極/漏極區(qū) 域23b連接。更詳細(xì)地說(shuō)，配線16b與源極/漏極區(qū)域23b的接觸部24b 接觸從而連接到源極/漏極區(qū)域23b。另一方面，配線17b通過(guò)形成 在層間絕緣膜15中的接觸孔與柵極電極14b連接。
這樣，在TFT10b中，柵極絕緣膜由第一絕緣膜12和第二絕緣 膜13構(gòu)成，因此，適合作為例如用10V以上的高電壓驅(qū)動(dòng)的TFT(高 電壓晶體管)。具體地說(shuō)，TFT 10b適合作為發(fā)揮模擬開(kāi)關(guān)作用的晶 體管。
如以上所說(shuō)明的那樣，在具有TFT 10a和TFT 10b的本實(shí)施方式 的半導(dǎo)體裝置中，第一絕緣膜12形成在包含溝道區(qū)域21b、并且除 了溝道區(qū)域21a、接觸部24a以及接觸部24b之外的區(qū)域上。另外， 第二絕緣膜13形成在溝道區(qū)域21a和第一絕緣膜12的與溝道區(qū)域 21b相對(duì)的區(qū)域上，并且與除了接觸部24a之外的源極/漏極區(qū)域23a 和除了接觸部24b之外的源極/漏極區(qū)域23b相對(duì)而形成。因此，能 在TFT 10a中使柵極絕緣膜為單層構(gòu)造，在TFT 10b中使柵極絕緣膜 為層疊構(gòu)造(2層構(gòu)造)。因此，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置能夠在同 一基板11上具有發(fā)揮低電壓晶體管的優(yōu)良特性的TFT 10a和發(fā)揮高 電壓晶體管的優(yōu)良特性的TFT 10b。
另外，能夠在不與接觸部24b重疊的范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)定位于溝道 區(qū)域21b上的區(qū)域的第一絕緣膜12在溝道長(zhǎng)度方向上的寬度。艮P， 能夠?qū)Φ谝唤^緣膜12提供相對(duì)于第一絕緣膜12圖案化時(shí)的對(duì)準(zhǔn)偏 移的余量。因此，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置即使在例如第一絕緣膜 12圖案化時(shí)產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)偏移，也能抑制柵極絕緣膜在TFT 10b中不均勻地(部分地)成為單層的情況。其結(jié)果是，能夠在TFT 10b中抑 制閾值中產(chǎn)生偏差。另一方面，在TFT10a中，溝道區(qū)域21a和除了 接觸部24a之外的源極/漏極區(qū)域23a被單層的第二絕緣膜13覆蓋， 因此TFT 10a不受第一絕緣膜12圖案化時(shí)的對(duì)準(zhǔn)偏移的影響。這樣， 本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置能夠在同一基板ll上具有可靠性優(yōu)良的 TFT 10a禾口TFT 10b。
另外，在除了接觸部24a之外的源極/漏極區(qū)域23a和除了接觸 部24b之外的源極/漏極區(qū)域23b的上方，設(shè)置有單層的第二絕緣膜 13。此外，當(dāng)對(duì)源極/漏極區(qū)域23a和源極/漏極區(qū)域23b摻雜雜質(zhì)時(shí)， 在接觸部24a和接觸部24b上也設(shè)置第二絕緣膜13。因此，當(dāng)對(duì)源極 /漏極區(qū)域23a和源極/漏極區(qū)域23b進(jìn)行摻雜時(shí)，在包含接觸部24a 和接觸部24b的源極/漏極區(qū)域23a和源極/漏極區(qū)域23b的上方設(shè)置 有單層的第二絕緣膜13。因此，能夠?qū)υ礃O/漏極區(qū)域23a和源極/ 漏極區(qū)域23b—起摻雜雜質(zhì)，并且能夠容易地使高濃度雜質(zhì)(N+或 者P+)對(duì)源極/漏極區(qū)域23a和源極/漏極區(qū)域23b的摻雜量為最佳。 其結(jié)果是，能夠使接觸部24a和接觸部24b的接觸電阻為低電阻。即， TFT 10a和TFT 10b能夠分別具有作為以最佳濃度摻雜了雜質(zhì)的區(qū) 域的最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25a和最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25b。
另外，在TFT10b中，在極電極14b (溝道區(qū)域21b)的端部的 外側(cè)、且層疊有第一絕緣膜12和第二絕緣膜13的區(qū)域的源極/漏極 區(qū)域23b，與最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25b相比摻雜量變少。即，該區(qū)域成 為與最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25b相比雜質(zhì)摻雜量少的低劑量區(qū)域26b。因 此，能夠在TFT 10b中有效地抑制發(fā)生過(guò)剩摻雜引起的電阻值異常 的情況。
此外，低劑量區(qū)域26b與最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25a和最佳雜質(zhì)濃度 區(qū)域25b相比雜質(zhì)的摻雜量較少，因此薄層電阻值比最佳雜質(zhì)濃度 區(qū)域25a和最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25b大。更具體地說(shuō)，低劑量區(qū)域26b 的電阻值為l 2KQ/口，另一方面，最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25a和最佳雜 質(zhì)濃度區(qū)域25b的電阻值為0.5 lKQ/口。艮卩，低劑量區(qū)域26b具有最 佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25a和最佳雜質(zhì)濃度區(qū)域25b的2倍左右的電阻值。然而，低劑量區(qū)域26b的電阻值是不影響晶體管特性的導(dǎo)通電流程
度的大小，TFT 10b的特性不會(huì)惡化。
另外，以往在島狀半導(dǎo)體層的端部附近，在柵極電極和半導(dǎo)體 層之間容易發(fā)生絕緣擊穿。這是因?yàn)樵诎雽?dǎo)體層的端部中，柵極絕 緣膜的被覆性惡化，其膜厚變薄的緣故。然而，在本實(shí)施方式中， 第一絕緣膜12覆蓋半導(dǎo)體層20a的端部，并且覆蓋半導(dǎo)體層20b的端 部。因此，半導(dǎo)體層20a的與柵極電極14a相對(duì)的區(qū)域的端部被第一 絕緣膜12和第二絕緣膜13兩個(gè)絕緣層覆蓋。同樣地，半導(dǎo)體層20b 的與柵極電極14b相對(duì)的區(qū)域的端部被第一絕緣膜12和第二絕緣膜 13兩個(gè)絕緣層覆蓋。因此，能夠在TFT 10a和TFT 10b中提高柵極絕 緣膜的擊穿耐壓。
另外，以往在進(jìn)行溝道摻雜的N溝道型TFT的情況下，半導(dǎo)體 層的端部膜厚比溝道中央部薄，因此半導(dǎo)體層端部的寄生晶體管的 閾值電壓變低。另外，在半導(dǎo)體層的端部，柵極絕緣膜的膜厚變薄， 因此寄生晶體管的閾值電壓變低。其結(jié)果是存在柵極電壓為O伏特 時(shí)泄漏電流增大的問(wèn)題。該問(wèn)題在需要低閾值電壓的低電壓晶體管 的情況下更加顯著。與此相對(duì)，在本發(fā)明中半導(dǎo)體層端部的柵極絕 緣膜厚變厚，因此能夠改善這種問(wèn)題。
另外，以往半導(dǎo)體層的端部的柵極絕緣膜膜厚較薄，因此在 TFT形成工藝過(guò)程中容易受到等離子損傷的影響和靜電影響，容易 捕獲固定電荷。其結(jié)果是，半導(dǎo)體層端部的寄生晶體管的閾值變化、 泄漏電流增大，或者TFT的閾值電壓的偏差增大。與此相對(duì)，在本 發(fā)明中半導(dǎo)體層端部的柵極絕緣膜厚變厚，因此能夠改善這種問(wèn) 題。
圖2是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是示 出低電壓晶體管的變形例的平面示意圖，(b)是示出高電壓晶體管 的變形例的平面示意圖。此外，圖2的(a)和(b)中的粗線示出 第一絕緣膜的端部的位置。從提高柵極絕緣膜的擊穿耐壓的觀點(diǎn)出 發(fā)，第一絕緣膜12只要至少形成在與半導(dǎo)體層20a的端部的柵極電 極14a相對(duì)的區(qū)域和半導(dǎo)體層20b的端部的與柵極電極14b相對(duì)的區(qū)域上即可。因此，在源極/漏極區(qū)域23a和源極/漏極區(qū)域23b中沒(méi)有 足夠面積的情況下，如圖2的(a)和(b)所示，第一絕緣膜12也 可以形成為覆蓋與柵極電極14a交叉的半導(dǎo)體層20a的端部和與柵 極電極14b交叉的半導(dǎo)體層20b的端部。由此，也能夠得到足夠的柵 極絕緣膜的擊穿耐壓。此外，在源極/漏極區(qū)域23a和源極/漏極區(qū)域 23b足夠大的情況下，從防止在半導(dǎo)體層端部形成的锪孔部中容易 產(chǎn)生的柵極電極的蝕刻殘?jiān)?、光抗蝕劑的殘?jiān)斐傻念w粒的觀點(diǎn)出 發(fā)，如圖l的(c)和(d)所示，優(yōu)選第一絕緣膜12的端部全部配 置在半導(dǎo)體層20a和半導(dǎo)體層20b上。 下面說(shuō)明本實(shí)施方式的變形例。
圖3是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的截面示 意圖，(a)示出具有GOLD構(gòu)造的高電壓晶體管，(b)示出具有LDD 構(gòu)造的高電壓晶體管，(c)示出具有LDD構(gòu)造的低電壓晶體管。
如圖3所示，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置也可以在同一基板ll上 具有具有GOLD (Gate Overlapped LDD:柵極覆蓋輕摻雜漏極) 構(gòu)造的TFT 10c、具有LDD構(gòu)造的TFT 10d和具有LDD構(gòu)造的TFT 10e。
TFT 10c具有半導(dǎo)體層20c，該半導(dǎo)體層20c具有位于與柵極電 極14c相對(duì)的區(qū)域內(nèi)的溝道區(qū)域21c、配置在溝道長(zhǎng)度方向上的溝道 區(qū)域21c的兩外側(cè)的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c以及位于溝道區(qū)域21c和低 濃度雜質(zhì)區(qū)域22c以外的區(qū)域上的源極/漏極區(qū)域23c。即，低濃度 雜質(zhì)區(qū)域22c在溝道長(zhǎng)度方向上與溝道區(qū)域21c相鄰配置，源極/漏 極區(qū)域23c在溝道長(zhǎng)度方向上與低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c相鄰配置。另 外，源極/漏極區(qū)域23c包含與配線16c接觸的接觸部24c。低濃度雜 質(zhì)區(qū)域22c發(fā)揮LDD區(qū)域的功能。
另外，在TFT 10c中，第一絕緣膜12形成在包含溝道區(qū)域21c 和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c并且除了接觸部24c之外的區(qū)域中。另外，第 一絕緣膜12在TFT 10c中形成為覆蓋半導(dǎo)體層20c的端部。并且，將 位于第一絕緣膜12的溝道區(qū)域21c和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c上的區(qū)域 在溝道長(zhǎng)度方向上的寬度設(shè)定為比溝道區(qū)域21c和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c在溝道長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度大0.5 4iim (優(yōu)選l 2pm)左右。
另外，在TFT10c中，第二絕緣膜13至少形成在包含溝道區(qū)域 21c、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c以及除了接觸部24c之外的源極/漏極區(qū)域 23c的區(qū)域。進(jìn)一步優(yōu)選第二絕緣膜13在TFT 10c中形成在除了接觸 部24c之外的半導(dǎo)體層20c和第 一 絕緣膜12上。
柵極電極14c隔著第一絕緣膜12和第二絕緣膜13與溝道區(qū)域 21c和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c相對(duì)形成。因此，在TFT 10b中，第一絕 緣膜12和第二絕緣膜13發(fā)揮柵極絕緣膜的功能。
此外，TFT 10c與TFT 10a等同樣，還具有層間絕緣膜15、與接 觸部24c連接的配線16c以及與柵極電極14c連接的配線17c。
這樣，在TFT10c中，柵極絕緣膜由第一絕緣膜12和第二絕緣 膜13構(gòu)成。另外，TFT 10c具有GOLD構(gòu)造。因此，TFT 10c與TFT 10b 相比驅(qū)動(dòng)速度差，但是具有非常良好的可靠性和對(duì)熱載流子劣化的 非常良好的抗性，并且能夠非常有效地抑制短溝道效果。另外，TFT 10c適合作為高電壓晶體管。具體地說(shuō)，TFT 10c能夠合適地用于電 源電壓較高、例如電源電壓是8 16V (高電壓)電路中。另外，在 將本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置用于液晶顯示裝置等顯示裝置的情況 下，TFT 10c能夠合適地用于柵極驅(qū)動(dòng)器等中。
TFT 10d具有半導(dǎo)體層20d，該半導(dǎo)體層20d具有位于與柵極電 極14d相對(duì)的區(qū)域的溝道區(qū)域21d、配置在溝道長(zhǎng)度方向上的溝道區(qū) 域21d的兩外側(cè)的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d以及位于溝道區(qū)域21d和低濃 度雜質(zhì)區(qū)域22d以外的區(qū)域的源極/漏極區(qū)域23d。 gp，低濃度雜質(zhì) 區(qū)域22d在溝道長(zhǎng)度方向上與溝道區(qū)域21d相鄰配置，源極/漏極區(qū) 域23d在溝道長(zhǎng)度方向上與低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d相鄰配置。另外，源 極/漏極區(qū)域23d包含與配線16d接觸的接觸部24d。低濃度雜質(zhì)區(qū)域 22d發(fā)揮LDD區(qū)域的功能。
另外，在TFT 10d中，第一絕緣膜12形成在包含溝道區(qū)域21d 和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d并且除了接觸部24d之外的區(qū)域。另外，第一 絕緣膜12在TFT 10d中形成為覆蓋半導(dǎo)體層20d的端部。并且，位于 第一絕緣膜12的溝道區(qū)域21d和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d上的區(qū)域在溝道長(zhǎng)度方向的寬度設(shè)定為比溝道區(qū)域21d的溝道長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度
大0.5 4iim (優(yōu)選l 2pm)左右。第 一 絕緣膜12設(shè)定為比溝道區(qū)域 21d在溝道長(zhǎng)度方向上的寬度大0.5 2jam (優(yōu)選l 1.5^im)左右。
另外，在TFT10d中，第二絕緣膜13形成在至少包含溝道區(qū)域 21d、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d以及除了接觸部24d之外的源極/漏極區(qū)域 23d的區(qū)域。進(jìn)一步優(yōu)選第二絕緣膜13在TFT 10d中形成在除了接觸 部24d之外的半導(dǎo)體層20d和第一絕緣膜12上。
柵極電極14d隔著第一絕緣膜12和第二絕緣膜13與溝道區(qū)域 21d相對(duì)形成。因此，在TFT10d中，第一絕緣膜12和第二絕緣膜13
發(fā)揮柵極絕緣膜的功能。
此外，TFT 10d與TFT 10a等同樣，還具有層間絕緣膜15、與接 觸部24d連接的配線16d以及與柵極電極14d連接的配線17d。
這樣，在TFT10d中，柵極絕緣膜由第一絕緣膜12和第二絕緣 膜13的層疊膜構(gòu)成。另外，TFT 10d具有LDD構(gòu)造。因此，TFT 10d 與TFT 10b相比驅(qū)動(dòng)速度差，但 是具有非常良好的可靠性和對(duì)熱載 流子劣化的非常良好的耐性，并且能夠有效地抑制短溝道效果。另 外，TFT 10d適合作為高電壓晶體管。具體地說(shuō)，在將本實(shí)施方式 的半導(dǎo)體裝置用于液晶顯示裝置等顯示裝置中的情況下，TFT 10c 適合用作像素開(kāi)關(guān)用晶體管等。
TFT 10e具有半導(dǎo)體層20e，該半導(dǎo)體層20e具有位于與柵極電 極14e相對(duì)的區(qū)域內(nèi)的溝道區(qū)域21e、配置在溝道長(zhǎng)度方向上的溝道 區(qū)域21e的兩外側(cè)的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e以及位于溝道區(qū)域21e和低 濃度雜質(zhì)區(qū)域22e以外的區(qū)域上的源極/漏極區(qū)域23e。 S卩，低濃度 雜質(zhì)區(qū)域22e在溝道長(zhǎng)度方向上與溝道區(qū)域21e相鄰配置，源極/漏 極區(qū)域23e在溝道長(zhǎng)度方向上與低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e相鄰配置。另 外，源極/漏極區(qū)域23e包含與配線16e接觸的接觸部24e。低濃度雜 質(zhì)區(qū)域22e發(fā)揮LDD區(qū)域的功能。
另外，在TFT10e中，第一絕緣膜12形成在除了溝道區(qū)域21e、 低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e以及接觸部24e之外的區(qū)域上。更具體地說(shuō)，當(dāng) 俯視基板ll時(shí)，第一絕緣膜12在TFT 10e中形成在島狀半導(dǎo)體層20e的除了包含溝道區(qū)域21e、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e以及接觸部24e的內(nèi) 部區(qū)域之外的區(qū)域上。另外，第一絕緣膜12在TFT 10e中形成為覆 蓋半導(dǎo)體層20e的端部。
另外，在TFT10e中，第二絕緣膜13至少形成在包含溝道區(qū)域 21e、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e以及除了接觸部24e之外的源極/漏極區(qū)域 23e的區(qū)域。進(jìn)一步優(yōu)選第二絕緣膜13在TFT 10e中形成在除了接觸 部24e之外的半導(dǎo)體層20e和第一絕緣膜12上。
柵極電極14e隔著第二絕緣膜13與溝道區(qū)域21e相對(duì)形成。因 此，在TFT10e中，第二絕緣膜13發(fā)揮柵極絕緣膜的功能。
此外，TFT 10e與TFT 10a等同樣，還具有層間絕緣膜15、與接 觸部24e連接的配線16e以及與柵極電極14e連接的配線17e。
這樣，在TFT10e中，柵極絕緣膜僅由第二絕緣膜13構(gòu)成。另 外，TFT 10d具有LDD構(gòu)造。因此，TFT 10d與TFT 10a相比驅(qū)動(dòng)速 度較差，但是驅(qū)動(dòng)速度比TFT 10b等優(yōu)良。另外，TFT10e具有非常 良好的可靠性和對(duì)熱載流子劣化的非常良好的耐性，并且能夠有效 地抑制短溝道效果。并且，TFT 10e適合作為低電壓晶體管。具體 地說(shuō)，TFT 10e能夠合適地用于以比TFT 10a稍高的電壓驅(qū)動(dòng)的電路 等中。例如，TFT 10a適合于在電源電壓5V以下的電路中使用的情 況，TFT 10e適合于在電源電壓4 8V (更優(yōu)選是6 8V)的電路中使 用的情況。
如以上所說(shuō)明的那樣，在具有TFT 10c、 TFT 10d以及TFT 10e
的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中，第一絕緣膜12形成在包含溝道區(qū)域 21c、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c、溝道區(qū)域21d以及低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d、 并且除了溝道區(qū)域21e、接觸部24c、接觸部24d以及接觸部24e之外 的區(qū)域上。另外，第二絕緣膜13形成在溝道區(qū)域21e和低濃度雜質(zhì) 區(qū)域22e上、第一絕緣膜12的與溝道區(qū)域21c和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c 相對(duì)的區(qū)域上以及第一絕緣膜12的與溝道區(qū)域21d和低濃度雜質(zhì)區(qū) 域22d相對(duì)的區(qū)域上，并且與除了接觸部24c之外的源極/漏極區(qū)域 23c、除了接觸部24d之外的源極/漏極區(qū)域23d以及除了接觸部24e 之外的源極/漏極區(qū)域23e相對(duì)形成。因此，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置能夠在同一基板ll上具有發(fā)揮高電壓晶體管的良好特性的TFT
10c和TFT 10d以及發(fā)揮低電壓晶體管的良好特性的TFT 10e。
另外，可以在不與接觸部24c重疊的范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)定位于溝道 區(qū)域21c和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c上的區(qū)域在第一絕緣膜12的溝道長(zhǎng) 度方向上的寬度。因此，與TFT10b同樣，在TFT 10c中能夠抑制閾 值產(chǎn)生偏差的情況。
另外，可以在不與接觸部24d重疊的范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)定位于溝道 區(qū)域21d和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d上的區(qū)域在第一絕緣膜12的溝道長(zhǎng) 度方向上的寬度。因此，與TFT10b同樣，在TFT 10d中能夠抑制閾 值產(chǎn)生偏差的情況。
另一方面，在TFT 10e中，溝道區(qū)域21e、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e 以及除了接觸部24e之外的源極/漏極區(qū)域23e被單層的第二絕緣膜 13覆蓋，因此TFT 10e不受對(duì)第一絕緣膜12圖案化時(shí)的對(duì)準(zhǔn)偏移的 影響。這樣，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置能夠在同一基板ll上具有可 靠性良好的TFT10c、 TFT 10d以及TFT 10e。
另外，在除了接觸部24c之外的源極/漏極區(qū)域23c、除了接觸 部24d之外的源極/漏極區(qū)域23d以及除了接觸部24e之外的源極/漏 極區(qū)域23e的上方設(shè)置有單層的第二絕緣膜13。因此，與TFT10a和 TFT10b同樣，能夠使對(duì)源極/漏極區(qū)域23c、源極/漏極區(qū)域23d以及 源極/漏極區(qū)域23e的雜質(zhì)摻雜量最佳化，能夠使接觸部c、接觸部 24d以及接觸部24e的接觸電阻為低電阻。
另外，與TFT10b同樣，在TFT 10c、 TFT 10d中，能夠有效抑 制發(fā)生由過(guò)剩摻雜引起的電阻值異常。
另外，第一絕緣膜12形成為覆蓋半導(dǎo)體層20c、半導(dǎo)體層20d 以及半導(dǎo)體層20e端部。因此，與TFT 10a和TFT 10b同樣，能夠在 TFT 10c、 TFT 10d以及TFT 10e中提高柵極絕緣膜的擊穿耐壓。
在此，進(jìn)一步說(shuō)明具有LDD構(gòu)造的TFT 10d禾QTFT 10e。
圖4是示出制造工序中的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的變形例的 結(jié)構(gòu)的截面示意圖，(a)示出具有LDD構(gòu)造的低電壓晶體管，(b) 示出具有LDD構(gòu)造的高電壓晶體管。如圖4所示，發(fā)揮LDD區(qū)域的功能的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d和低濃 度雜質(zhì)區(qū)域22e是在形成柵極電極14d和柵極電極14e之后通過(guò)進(jìn)行 低濃度雜質(zhì)的摻雜來(lái)形成的。此時(shí)，在TFT 10e中，越過(guò)第二絕緣 膜13對(duì)半導(dǎo)體層20e進(jìn)行摻雜，另一方面，在TFT10d中，越過(guò)第一 絕緣膜12和第二絕緣膜13對(duì)半導(dǎo)體層20d中成為低濃度雜質(zhì)區(qū)域 22d的區(qū)域進(jìn)行摻雜。因此，TFT 10e的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e被摻雜 為相對(duì)高濃度，另一方面，TFT 10d的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d被摻雜為 較低濃度。其結(jié)果是，能夠?qū)⑦m合用作低電壓晶體管的TFT 10e的 低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e的薄層電阻設(shè)為20 50KQ/口，將適合用作高電 壓晶體管的TFT 10d的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d的薄層電阻設(shè)為 40 150KQ/口。
此外，薄層電阻是通過(guò)2端子或者4端子的電阻值評(píng)價(jià)圖案 (TEG)測(cè)量的。
通常，低電壓晶體管是以低電壓驅(qū)動(dòng)的，因此要求高電流驅(qū)動(dòng) 力而不是高可靠性。在這種情況下，優(yōu)選LDD區(qū)域的電阻設(shè)定為低 電阻。另外，為了進(jìn)行高電流驅(qū)動(dòng)，優(yōu)選單漏極構(gòu)造，但是單漏極 構(gòu)造對(duì)熱載流子劣化的可靠性弱，例如在具有溝道長(zhǎng)度是4(im的單 漏極構(gòu)造的晶體管中，無(wú)法保證6V以上的可靠性。另外，單漏極構(gòu) 造容易產(chǎn)生短溝道效果，因此難以設(shè)定為低閾值。與此相對(duì)，LDD 構(gòu)造與單漏極構(gòu)造相比，對(duì)熱載流子劣化的耐性強(qiáng)，另外能夠抑制 短溝道效果。這樣，在TFT 10e中，能夠相對(duì)加大電流驅(qū)動(dòng)力，并 且還能夠確保對(duì)中電壓例如電源電壓是4 8V (更優(yōu)選是6 8V)的 情況下的可靠性。
另一方面，高電壓晶體管是以高電壓驅(qū)動(dòng)的，因此要求高可靠 性。相對(duì)于基板面垂直的方向上產(chǎn)生的電場(chǎng)(柵極電壓造成的電場(chǎng)) 所引起的劣化能夠通過(guò)加厚柵極絕緣膜來(lái)抑制。即，能夠通過(guò)將柵 極絕緣膜設(shè)為層疊構(gòu)造來(lái)提高可靠性。另外，相對(duì)于基板面平行的 方向(橫向)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)(漏極電壓造成的電場(chǎng))所引起的劣化 能夠通過(guò)使LDD區(qū)域的電阻為高電阻來(lái)抑制。即，由此能夠提高對(duì) 熱載流子劣化的耐性。另一方面，在作為液晶顯示裝置等顯示裝置的開(kāi)關(guān)元件使用的 像素開(kāi)關(guān)用晶體管中，需要抑制泄漏電流。對(duì)于這種像素開(kāi)關(guān)用晶
體管，能夠通過(guò)使用LDD區(qū)域的電阻較大的TFT 10d來(lái)抑制泄漏電
流的發(fā)生。
這樣，通過(guò)將具有單漏極構(gòu)造、GOLD構(gòu)造或者LDD構(gòu)造的各
種晶體管根據(jù)其特點(diǎn)應(yīng)用于適當(dāng)用途，能夠形成高性能且高可靠性 的電路。
圖5是示出具有LDD構(gòu)造的TFT中的LDD區(qū)域的電阻和導(dǎo)通電 流(電流驅(qū)動(dòng)力)以及熱載流子劣化率(導(dǎo)通電流劣化率)之間關(guān) 系的曲線。如此，在LDD構(gòu)造中，LDD區(qū)域的電阻越大，熱載流子 的劣化越小。
此外，在GOLD構(gòu)造的情況下，存在熱載流子劣化率最小的 LDD區(qū)域的電阻，GOLD構(gòu)造的劣化耐性非常強(qiáng)。另外，與LDD構(gòu) 造相比,GOLD構(gòu)造具有電流驅(qū)動(dòng)力高的特征，但是也有負(fù)載容量大 而功耗變大的缺點(diǎn)。
另一方面，LDD構(gòu)造與GOLD構(gòu)造相比，對(duì)熱載流子劣化的耐 性弱，電流驅(qū)動(dòng)力也低。然而，LDD構(gòu)造與GOLD構(gòu)造相比，負(fù)載 容量小，對(duì)于進(jìn)行低功耗化的電路有利。另外，LDD構(gòu)造能夠抑制 泄漏電流的發(fā)生，因此適合于需要保持輸出電壓的電路。在具有以 往的LDD構(gòu)造的TFT中，為了提高對(duì)熱載流子劣化的耐性，需要增 大LDD區(qū)域的電阻。然而，在具有以往的LDD構(gòu)造的TFT中，當(dāng)增 大LDD區(qū)域的電阻時(shí)會(huì)導(dǎo)致電流驅(qū)動(dòng)力下降，因此以往通過(guò)一種晶 體管來(lái)改善兩者(熱載流子劣化和電流驅(qū)動(dòng)力)是非常困難的。
此外，在用幾V左右的低電壓驅(qū)動(dòng)的低電壓晶體管中，對(duì)熱載 流子劣化的耐性不是那么重要，反而用于電路高速驅(qū)動(dòng)的電流驅(qū)動(dòng) 力是必須的。另一方面，在以10V以上的高電壓驅(qū)動(dòng)的高電壓晶體 管中，從抑制功耗的觀點(diǎn)出發(fā)，不能進(jìn)行高頻的高速驅(qū)動(dòng)，因此電 流驅(qū)動(dòng)力不是很重要，對(duì)熱載流子劣化的耐性變得重要。因此，只 要形成具有低電阻的LDD區(qū)域的LDD構(gòu)造的晶體管作為低電壓用 晶體管，另一方面，形成具有高電阻的LDD區(qū)域的LDD構(gòu)造的晶體管作為高電壓用晶體管，就能夠構(gòu)成最佳電路。
與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式的TFT 10d和TFT 10e，如上所述， 不經(jīng)過(guò)光刻工序而進(jìn)行一次摻雜，就能夠同時(shí)形成以相對(duì)高濃度摻 雜雜質(zhì)的、即具有相對(duì)低電阻的LDD區(qū)域的低電壓晶體管和以相對(duì) 低濃度摻雜雜質(zhì)的、即具有相對(duì)高電阻的LDD區(qū)域的高電壓晶體管。
此外，在本實(shí)施方式中，如后面所述，主要說(shuō)明由光刻法得到 的掩模LDD構(gòu)造，但是作為L(zhǎng)DD構(gòu)造，也可以是形成側(cè)壁的LDD構(gòu)
造、用在對(duì)源極/漏極區(qū)域的高濃度雜質(zhì)區(qū)域進(jìn)行摻雜后使柵極電 極變細(xì)的方法所形成的自對(duì)準(zhǔn)型LDD構(gòu)造等。
下面說(shuō)明本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
圖6的(a) ~ (d)和圖7的(e) ~ (h)是示出制造工序中的實(shí) 施方式l的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
在此，如圖7的(h)所示，說(shuō)明除了上述TFT 10a、 TFT 10b、 TFT 10c、 TFT 10d以及TFT 10e以外在同 一基板11上還具有TFT 10f 的半導(dǎo)體裝置。另外，主要說(shuō)明各TFT10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 10f是N溝道型TFT的情況。
首先說(shuō)明TFT 10f的結(jié)構(gòu)。圖8是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置 的變形例的結(jié)構(gòu)的截面示意圖，示出具有GOLD構(gòu)造的低電壓晶體 管。如圖8所示，TFT 10f具有半導(dǎo)體層20f，該半導(dǎo)體層20f具有 位于與柵極電極14f相對(duì)的區(qū)域內(nèi)的溝道區(qū)域21f、配置在溝道長(zhǎng)度 方向上的溝道區(qū)域21f的兩外側(cè)上的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f以及位于 溝道區(qū)域21f和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f以外的區(qū)域上的源極/漏極區(qū)域 23f。即，低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f在溝道長(zhǎng)度方向上與溝道區(qū)域21f相鄰 配置，源極/漏極區(qū)域23f在溝道長(zhǎng)度方向上與低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f 相鄰配置。另外，源極/漏極區(qū)域23f包含與配線16f接觸的接觸部 24f。低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f發(fā)揮LDD區(qū)域的功能。
另外，在TFT10f中，第一絕緣膜12形成在除了溝道區(qū)域21f、 低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f以及接觸部24f之外的區(qū)域上。更具體地說(shuō)，當(dāng) 俯視基板ll時(shí)，第一絕緣膜12在TFT 10f中形成在除了包含溝道區(qū)域21f、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f以及接觸部24f的島狀半導(dǎo)體層20f的內(nèi) 部區(qū)域之外的區(qū)域上。另外，第一絕緣膜12在TFT 10f中形成為覆 蓋半導(dǎo)體層20f的端部。
另外，在TFT 10f中，第二絕緣膜13至少形成在包含溝道區(qū)域 21f、低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f以及除了接觸部24f之外的源極/漏極區(qū)域 23f的區(qū)域上。進(jìn)一步優(yōu)選第二絕緣膜13在TFT 10f中形成在除了接 觸部24f之外的半導(dǎo)體層20f和第一絕緣膜12上。
柵極電極14f隔著第二絕緣膜13與溝道區(qū)域21f和低濃度雜質(zhì) 區(qū)域22f相對(duì)形成。因此，在TFT10f中，第二絕緣膜13發(fā)揮柵極絕 緣膜的功能。
此外，TFT 10f與TFT 10a等同樣，還具有層間絕緣膜15、與接 觸部24f連接的配線16f以及與柵極電極14f連接的配線17f。
這樣，在TFT 10f中，柵極絕緣膜僅由第二絕緣膜13構(gòu)成。另 外，TFT 10f具有GOLD構(gòu)造。因此，TFT 10f與TFT 10a相比驅(qū)動(dòng)速 度差，但是具有非常良好的可靠性和對(duì)熱載流子劣化的非常良好的 耐性，并且能夠非常有效地抑制短溝道效果。并且，TFT 10f適合 作為低電壓晶體管。具體地說(shuō)，關(guān)于TFT 10f，在如開(kāi)關(guān)電路等那 樣需要電流驅(qū)動(dòng)力，但是在向柵極和源極之間的電壓施加與導(dǎo)通狀 態(tài)相反的電壓的情況下、即在N溝道型TFT中施加負(fù)偏置、在P溝道 型TFT中施加正偏置的情況下，在單漏極構(gòu)造中可靠性存在問(wèn)題， 因此能夠合適地使用電流驅(qū)動(dòng)力和可靠性都良好的TFT 10f。
然后，說(shuō)明在同一基板上具有TFT 10a、 TFT 10b、 TFT 10c、 TFT 10d、 TFT 10e以及TFT 10f的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造 方法。
首先，如圖6的(a)所示，在基板ll的一方主面上形成膜厚 30~100nm (優(yōu)選40 50nm)的島狀半導(dǎo)體層(活性層)20a、半導(dǎo) 體層(活性層)20b、半導(dǎo)體層(活性層)20c、半導(dǎo)體層(活性層) 20d、半導(dǎo)體層(活性層)20e以及半導(dǎo)體層(活性層)20f。更詳 細(xì)地說(shuō)，各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f是在由濺射法、 LPCVD( Low Pressure CVD:低壓化學(xué)氣相沉積)法或者等離子CVD(Chemical Vapor Deposition:化學(xué)氣相沉積)法形成具有非晶態(tài) 構(gòu)造的非晶態(tài)半導(dǎo)體膜后，通過(guò)光刻工序?qū)⒗眉す膺M(jìn)行結(jié)晶化得 到的結(jié)晶態(tài)半導(dǎo)體膜形成為所期望的形狀而形成的。半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的材料沒(méi)有特別限定，但是優(yōu)選硅、硅 鍺合金等。
此外，作為各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的結(jié)晶 化工序，也可以將鎳(Ni)等催化劑金屬涂布在非晶態(tài)半導(dǎo)體膜上 后，進(jìn)行激光等的熱處理的固相生長(zhǎng)工序。由此，能夠形成連續(xù)微 粒硅膜(CG硅膜)。
另外，利用激光進(jìn)行的結(jié)晶化可以是在包含約20%氧氣的大氣 環(huán)境下照射一次激光的方法，也可以是在大氣環(huán)境下照射激光后在 氮?dú)猸h(huán)境下再次照射激光的方法。利用后一方法，能夠使半導(dǎo)體層 20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的表面更平坦。
此外，基板ll的材質(zhì)沒(méi)有特別限定，可舉出玻璃基板、石英基 板、硅基板、在金屬板或者不銹鋼板的表面形成絕緣膜的基板、具 有能夠耐受處理溫度的耐熱性的塑料基板等，其中優(yōu)選玻璃基板。 另外，基板ll是適合用于液晶顯示裝置等顯示裝置的基板。這樣， 本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置適合用作顯示裝置所具備的半導(dǎo)體裝置， 特別適合用作設(shè)置在顯示裝置用基板上的半導(dǎo)體裝置。
此外，也可以在基板ll和各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f之間形成基底層。作為基底層，可以使用包含硅的絕緣膜(例 如SiO,、 SiN、 SiNO)等。另外，基底層除了具有絕緣膜的單層構(gòu) 造以外，還可以具有層疊2層以上絕緣膜的構(gòu)造。由此，在將玻璃 基板用作基板ll的情況下，能夠防止以來(lái)自基板ll的堿性金屬元素 為首的雜質(zhì)的擴(kuò)散，并且能夠降低各TFT 10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 lOf的電氣特性的偏差。
然后，形成膜厚10 70nm (優(yōu)選30 50nm)的第一絕緣膜12。 作為第一絕緣膜12，能夠使用由等離子CVD法或者濺射法形成的包 含硅的絕緣膜(例如SiOj莫、SiN膜、SiNO膜)。其中，作為第一絕 緣膜12優(yōu)選SiO,膜。另外，第一絕緣膜12除了單層構(gòu)造之外，也可以是由多個(gè)絕緣材料構(gòu)成的絕緣膜層疊2層以上的構(gòu)造。在這種情
況下，優(yōu)選使與各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f相接的 層為SiOj莫。這樣，在通過(guò)按順序?qū)盈B各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f和SiO2膜使各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f成為硅層的情況下，能夠降低第一絕緣膜12與各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f之間的界面的界面態(tài)，因此能夠提高各 TFT 10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 10f的電氣特性。
然后，為了控制各TFT10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 10f的閾值 電壓，通過(guò)離子注入法對(duì)各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的整個(gè)面摻雜(溝道摻雜)硼(B)等雜質(zhì)元素。更詳細(xì)地說(shuō)， 對(duì)N溝道型和P溝道兩方TFT以50kV、 5X 1012 3X 10 m—2的條件進(jìn) 行摻雜后，在通過(guò)抗蝕劑遮掩成為P溝道型的TFT的半導(dǎo)體層的狀 態(tài)下，對(duì)成為N溝道型的TFT的半導(dǎo)體層以50kV 、 5X1012~3X1013cm-2的條件進(jìn)行摻雜。另外，關(guān)于此時(shí)的各半導(dǎo)體
層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f中的雜質(zhì)元素濃度，成為N溝道 型的TFT為2X 1016 2X 1017cm—3左右，成為P溝道型的TFT為 lX1016 1X1017cm—3左右。
此外，在TFT 10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 10f中的任一個(gè)為P 溝道型TFT的情況下，也可以僅對(duì)成為N溝道型的TFT的半導(dǎo)體層進(jìn) 行上述溝道摻雜，也可以對(duì)N溝道型和P溝道型兩方TFT的半導(dǎo)體層 進(jìn)行上述溝道摻雜。另外，為了在各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f中分別得到所期望的閾值電壓，也可以對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體層 20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f分別適當(dāng)進(jìn)行摻雜，由此使半導(dǎo)體 層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f中的雜質(zhì)元素的濃度不同。并且， 上述溝道摻雜也可以在第二絕緣膜13形成后進(jìn)行。由此，能夠使適 合用作低電壓晶體管的TFT 10a、 10e、 10f的閾值和適合用作高電 壓晶體管的TFT 10b、 10c、 10d的閾值不同。另一方面，在適合用 作低電壓晶體管的TFT 10a、 10e、 10f和適合用作高電壓晶體管的 TFT 10b、 10c、 10d中，使溝道區(qū)域的雜質(zhì)濃度相同，并且在最佳 摻雜條件下進(jìn)行溝道慘雜，從這一觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選溝道摻雜如上所述那樣在第一絕緣膜12形成后、并且第一絕緣膜12圖案化之前進(jìn) 行。
然后，如圖6的(b)所示，在由抗蝕劑31a遮掩TFT 10c、 10f 的成為溝道區(qū)域的區(qū)域和TFT 10c、 10f以外的TFT的半導(dǎo)體層(半 導(dǎo)體層20a、 20b、 20d、 20e)的狀態(tài)下，通過(guò)離子注入法對(duì)TFT 10c 的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c和成為源極/漏極區(qū)域23c的區(qū)域以及TFT 10f 的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f和成為源極/漏極區(qū)域23f的區(qū)域以50kV、 2X1013 5X1013cm-2的條件摻雜(GOLD構(gòu)造用低濃度慘雜)磷(P)
等雜質(zhì)元素。另外，使此時(shí)在TFT 10c的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c和成為 源極/漏極區(qū)域23c的區(qū)域以及TFT 10f的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f和成為 源極/漏極區(qū)域23f的區(qū)域中的雜質(zhì)元素濃度為5X 1017~2X 1018cm—3 左右。由此，在具有GOLD構(gòu)造的TFT 10c、 10f中，形成發(fā)揮LDD 區(qū)域的功能的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22f。然后除去 抗蝕劑31a。這樣，分別進(jìn)行GOLD構(gòu)造用低濃度慘雜和后述的LDD 構(gòu)造用低濃度摻雜，由此能夠?qū)⒌蜐舛入s質(zhì)區(qū)域22c和低濃度雜質(zhì) 區(qū)域22f設(shè)定為最佳濃度。
此外，GOLD構(gòu)造用低濃度摻雜也可以在第二絕緣膜形成后進(jìn) 行。由此，能夠使具有GOLD構(gòu)造的TFT 10c的LDD區(qū)域(低濃度雜 質(zhì)區(qū)域22c)的電阻值和具有GOLD構(gòu)造的TFT 10f的LDD區(qū)域(低 濃度雜質(zhì)區(qū)域22f)的電阻值不同。
然后，如圖6的(c)所示，在形成抗蝕劑31b的圖案后，通過(guò) 進(jìn)行蝕刻來(lái)進(jìn)行第一絕緣膜12的圖案化。由此，在TFT10a、 10e、 10f中，與半導(dǎo)體層20a、 20e、 20f的端部重疊的區(qū)域的第 一 絕緣膜 12殘留，并且，成為溝道區(qū)域21a、 21e、 21f、源極/漏極區(qū)域23a、 23e、 23f和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e、 22f的第一絕緣膜12被除去。另外， 在TFT10b、 10c、 10d中，與半導(dǎo)體層20b、 20c、 20d的端部重疊的 區(qū)域的第一絕緣膜12和成為溝道區(qū)域21b、 21c、 21d以及低濃度雜 質(zhì)區(qū)域22c、 22d的第一絕緣膜12殘留，并且，成為源極/漏極區(qū)域 23b、 23c、 23d的接觸部24b、 24c、 24d的區(qū)域的第一絕緣膜12被除 去。另外，當(dāng)通過(guò)光刻工序進(jìn)行抗蝕劑31b的圖案化時(shí)，考慮到發(fā)生光掩模的對(duì)準(zhǔn)偏移和/或圖案的尺寸偏差的情況，如下形成第一
絕緣膜12圖案，使得與半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的 端部重疊的第一絕緣膜12的端部位于從半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的端部起0 2u m (優(yōu)選0.5~1 P m)內(nèi)側(cè)，另外，成 為溝道區(qū)域21b的區(qū)域上的第一絕緣膜12的端部位于從柵極電極 14b (即溝道區(qū)域21b)的端部起0 2pm (最好是0.5 lum)外偵U。 此外，第一絕緣膜12在單漏極構(gòu)造、GOLD構(gòu)造的情況下，只要位 于從柵極電極的端部起0 2u m (優(yōu)選0.5~1 u m)外側(cè)即可，在LDD 構(gòu)造的情況下，只要位于從柵極電極的端部起0.5 2u m (優(yōu)選 l~1.5pm)外側(cè)即可。之后除去抗蝕劑31b。
此外，如圖2所示，與各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的端部重疊的區(qū)域的第一絕緣膜12也可以僅與在溝道寬度方向 上的各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的端部重疊。
然后，如圖6的(d)所示，在基板ll的整個(gè)面上形成膜厚 10~70nm (最好是30 50nm)的第二絕緣膜13。作為第二絕緣膜13， 能夠使用由等離子CVD法或者濺射法形成的包含硅的絕緣膜(例如 SiO,膜、SiN膜、SiNO膜)。其中，作為第二絕緣膜13優(yōu)選Si02膜。 另外，除了單層構(gòu)造以外，第二絕緣膜13也可以是由多個(gè)絕緣材料 構(gòu)成的絕緣膜層疊2層以上的構(gòu)造。在這種情況下，優(yōu)選使連接各 半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的層為SiO2膜。由此，通 過(guò)按順序?qū)盈B各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f和SiOj莫， 與第一絕緣膜12的情況同樣地能夠提高各TFT 10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 10f的電氣特性。
然后，通過(guò)濺射法形成膜厚200 600nm (優(yōu)選300 400nm)的 導(dǎo)電膜后，通過(guò)光刻工序?qū)?dǎo)電膜圖案化為期望的形狀，從而如圖 7的(e)所示，形成柵極電極14a、 14b、 14c、 14d、 14e、 14f。此 時(shí)，柵極電極14a與成為溝道區(qū)域21a的區(qū)域相對(duì)形成，柵極電極14b 與成為溝道區(qū)域21b的區(qū)域相對(duì)形成，柵極電極14c與成為溝道區(qū)域 21c的區(qū)域相對(duì)形成，柵極電極14d與成為溝道區(qū)域21d的區(qū)域相對(duì) 形成，柵極電極14e與成為溝道區(qū)域21e的區(qū)域相對(duì)形成，柵極電極14f與成為溝道區(qū)域21f的區(qū)域相對(duì)形成。各柵極電極14a、 14b、 14c、 14d、 14e、 14f的材料優(yōu)選鉭(Ta)、鴨(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo) 等高熔點(diǎn)金屬、或者以這些高熔點(diǎn)金屬為主成份的合金材料或者化 合物材料等。另外，以高熔點(diǎn)金屬為主成份的化合物優(yōu)選氮化物。 此外，各柵極電極14a、 14b、 14c、 14d、 14e、 14f也可以是層疊了 使用這些材料而形成的導(dǎo)電膜的構(gòu)造。
然后，將各柵極電極14a、 14b、 14c、 14d、 14e、 14f作為掩模， 通過(guò)離子注入法對(duì)各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f自對(duì) 準(zhǔn)地以70kV、 lxl013~3X1013cm—2的條件摻雜(LDD構(gòu)造用低濃度 摻雜)磷(P)等雜質(zhì)。另外，使此時(shí)的半導(dǎo)體層20a的成為源極/ 漏極區(qū)域23a的區(qū)域、半導(dǎo)體層20b的成為源極/漏極區(qū)域23b的區(qū) 域、半導(dǎo)體層20c的成為源極/漏極區(qū)域23c的區(qū)域、半導(dǎo)體層20d的 成為源極/漏極區(qū)域23d的區(qū)域、半導(dǎo)體層20e的成為源極/漏極區(qū)域 23e的區(qū)域以及半導(dǎo)體層20f的成為源極/漏極區(qū)域23f的區(qū)域中的雜 質(zhì)元素的濃度為ixl0" ixl0 m—3左右。由此，在具有LDD構(gòu)造 的TFT 10d、 10e中形成發(fā)揮LDD區(qū)域的功能的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d 和低濃度雜質(zhì)區(qū)域22e。
然后，如圖7的(f)所示，在通過(guò)抗蝕劑31c遮掩TFT 10d、 10e 的成為L(zhǎng)DD區(qū)域的區(qū)域的半導(dǎo)體層20d、 20e的狀態(tài)下，通過(guò)離子注 入法對(duì)各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d 、 20e 、 20f以40kV、 5X1015 iX1016cm-2的條件摻雜(源極/漏極用高濃度摻雜)磷(P)
等雜質(zhì)。另外，使此時(shí)的半導(dǎo)體層20a的成為源極/漏極區(qū)域23a的 區(qū)域、半導(dǎo)體層20b的成為源極/漏極區(qū)域23b的區(qū)域、半導(dǎo)體層20c 的成為源極/漏極區(qū)域23c的區(qū)域、半導(dǎo)體層20d的成為源極/漏極區(qū) 域23d的區(qū)域、半導(dǎo)體層20e的成為源極/漏極區(qū)域23e的區(qū)域以及半 導(dǎo)體層20f的成為源極/漏極區(qū)域23f的區(qū)域中的雜質(zhì)元素的濃度為 lX1019 1X102Qcm-3左右。由此，形成發(fā)揮LDD區(qū)域的功能的低濃
度雜質(zhì)區(qū)域22c、 22d、 22e、 22f。另外，形成發(fā)揮源極/漏極區(qū)域的 功能的高濃度雜質(zhì)區(qū)域23a、 23b、 23c、 23d、 23e、 23f。此時(shí)，通 過(guò)第一絕緣膜12和第二絕緣膜13對(duì)TFT 10b、 10c、 10d摻雜雜質(zhì)的區(qū)域如上所述成為雜質(zhì)摻雜量少的低劑量區(qū)域，但是該低劑量區(qū)域
的電阻值比發(fā)揮LDD區(qū)域的功能的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22c、低濃度雜 質(zhì)區(qū)域22d的電阻值小，因此該低劑量區(qū)域不會(huì)影響TFT 10b、 10c、 10d的電流驅(qū)動(dòng)力。
此外，在TFT10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 10f中的任一個(gè)為P 溝道型TFT的情況下，只要進(jìn)行如下工序即可在遮掩成為P溝道 型TFT的半導(dǎo)體層的狀態(tài)下，對(duì)成為N溝道型的TFT的半導(dǎo)體層中成 為源極/漏極區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行高濃度摻雜的工序；以及在遮掩成為N 溝道型TFT的半導(dǎo)體層的狀態(tài)下，對(duì)成為P溝道型的TFT的半導(dǎo)體層
中成為源極/漏極區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行高濃度摻雜的工序。
另外，在此各源極/漏極區(qū)域23a、 23b、 23c、 23d、 23e、 23f 分別僅摻雜單極性的雜質(zhì)，但是在作為半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f形成CG硅膜的情況下，為了吸收Ni等催化劑金屬， 也可以在半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的端部或者半導(dǎo) 體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的接角蟲(chóng)部24a、 24b、 24c、 24d、 24e、 24f以外的不影響TFT特性的區(qū)域中摻雜反極性的雜質(zhì)。
然后，在基板ll的整個(gè)面上形成膜厚0,5 1.5u m (最好是 0.7~1.0Pm)的層間絕緣膜15。作為層間絕緣膜15，能夠使用由等 離子CVD法或者濺射法形成的包含硅的絕緣膜(例如SiOj莫、SiN 膜、SiNO膜)。此外，除了絕緣膜的單層構(gòu)造以外，層間絕緣膜15 也可以是由多個(gè)絕緣材料構(gòu)成的絕緣膜層疊2層以上的構(gòu)造。其中， 作為層間絕緣膜15，優(yōu)選是從基板ll側(cè)層疊膜厚0.2 0.4w m的含有 氫的氮化硅(SiN:H)膜和膜厚0.4 0.6y m的Si02膜的層疊膜。之 后，通過(guò)將基板11整體在400 450。C下加熱0.5 1小時(shí)左右，從而進(jìn) 行各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的氫化和活化。此時(shí)， 氮化硅中包含的氫擴(kuò)散到各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f中，使各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f中的懸空鍵終 止。這樣，通過(guò)使用含有氫的氮化硅膜，能夠有效地進(jìn)行各半導(dǎo)體 層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的氫化。而且，通過(guò)光刻工序， 如圖7的(g)所示，與各源極/漏極區(qū)域23a、 23b、 23c、 23d、 23e、23f和各柵極電極14a、 14b、 14c、 14d、 14e、 14f對(duì)應(yīng)而在層間絕緣 膜15和第二絕緣膜13中形成接觸孔。
此外，各半導(dǎo)體層20a、 20b、 20c、 20d、 20e、 20f的氫化和活 化工序也可以在形成接觸孔后進(jìn)行。
最后，通過(guò)濺射法形成膜厚400 1000nm (優(yōu)選600 800nm) 的導(dǎo)電膜后，通過(guò)光刻工序?qū)?dǎo)電膜圖案化為期望的形狀，從而如 圖7的(h)所示，形成各配線16a、 17a、 16b、 17b、 16c、 17c、 16d、 17d、 16e、 17e、 16f、 17f。由此，能夠完成本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置。此外，各配線16a、 17a、 16b、 17b、 16c、 17c、 16d、 17d、 16e、 17e、 16f、 17f的材料優(yōu)選鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)等低電阻 金屬、或者以這些低電阻金屬為主成份的合金材料或者化合物材料 等。另外，各配線16a、 17a、 16b、 17b、 16c、 17c、 16d、 17d、 16e、 17e、 16f、 17f也可以是將使用這些材料的導(dǎo)電膜層疊而成的構(gòu)造。
此外，形成各配線16a、 17a、 16b、 17b、 16c、 17c、 16d、 17d、 16e、 17e、 16f、 17f后，也可以根據(jù)需要形成多層配線構(gòu)造，或由 樹(shù)脂膜和/或硅氮化膜來(lái)形成保護(hù)膜。
如以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠 制造出在同一基板11上具有性能和可靠性良好的各TFT 10a、 10b、 10c、 10d、 10e、 10f的半導(dǎo)體裝置。
下面說(shuō)明本實(shí)施方式的其它半導(dǎo)體裝置的制造方法。
圖9的(a) (e)和圖10的(f) (j)是示出制造工序中的實(shí) 施方式l的半導(dǎo)體裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
在此，如圖10的(j)所示，說(shuō)明具有與上述TFT 10d相同結(jié)構(gòu) 的TFT 10d/n和TFT 10d/p。但是，TFT 1 Od/n是N溝道型，TFT 10d/p 是P溝道型。
首先，如圖9的(a)所示，與上述方法同樣，在基板ll的一個(gè) 主面上形成膜厚30 10nm(優(yōu)選40 50m)的島狀半導(dǎo)體層(活性層) 20d/n和半導(dǎo)體層(活性層)20d/p。
然后，與上述方法同樣，形成膜厚10 70nm (優(yōu)選30 50nm) 的第一絕緣膜12。然后，為了控制各TFT 10d/n、 10d/p的閾值電壓，通過(guò)離子注 入法對(duì)各半導(dǎo)體層20d/n、 20d/p的整個(gè)面摻雜(溝道摻雜)硼(B) 等雜質(zhì)元素。更詳細(xì)地說(shuō)，對(duì)半導(dǎo)體層20d/n、 20d/p以50kV、 5xl012 3X1013cm-2的條件進(jìn)行摻雜后，在遮掩半導(dǎo)體層20d/p的狀 態(tài)下，對(duì)半導(dǎo)體層20d/n以50kV、 5XlO" 3XlO"cnT2的條件進(jìn)行摻 雜。另外，使此時(shí)的半導(dǎo)體層20d/n中的雜質(zhì)元素濃度為 2X 1016 2X 1017cm-3左右，半導(dǎo)體層20d/p中的雜質(zhì)元素濃度為 lX1016~1X1017cm—3左右。
此外，上述溝道摻雜可以僅對(duì)半導(dǎo)體層20d/n進(jìn)行，也可以對(duì) 半導(dǎo)體層20d/n和半導(dǎo)體層20d/p進(jìn)行。另外，為了在各半導(dǎo)體層 20d/n、 20d/p中分別得到期望的閾值電壓，也可以對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體層 20d/n、 20d/p分別適當(dāng)進(jìn)行摻雜，由此使半導(dǎo)體層20d/n、 20d/p中 的雜質(zhì)元素的濃度不同。并且，在基板11上除了TFT 10d/n、 10d/p 以外還形成低電壓晶體管的情況下，上述溝道摻雜也可以是在第二 絕緣膜13形成后進(jìn)行。由此，能夠使適合用作高電壓晶體管的TFT 10d/n、 10d/p的閾值與低電壓晶體管的閾值不同。另一方面，在低 電壓晶體管和適合用作高電壓晶體管的TFT 10d/n、 10d/p中，從使 溝道區(qū)域的雜質(zhì)濃度相同、并且在最佳摻雜條件下進(jìn)行溝道摻雜的 觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選溝道摻雜如上述那樣在第一絕緣膜12形成后、并且 第一絕緣膜12圖案化之前進(jìn)行。
然后，如圖9的(b)所示，為了形成具有GOLD構(gòu)造的TFT的 LDD區(qū)域，在由抗蝕劑31d遮掩半導(dǎo)體層20d/n、 20d/p的狀態(tài)下，通 過(guò)離子注入法對(duì)具有GOLD構(gòu)造的TFT的半導(dǎo)體層以50kV 、 2xl013~5Xl013cm-2的條件摻雜(GOLD構(gòu)造用低濃度摻雜)磷(P) 等雜質(zhì)元素。另外，使此時(shí)的具有GOLD構(gòu)造的TFT的半導(dǎo)體層中
的低濃度雜質(zhì)區(qū)域和成為源極/漏極區(qū)域的區(qū)域中的雜質(zhì)元素濃度 為5X 1017~2X1018cm-3左右。之后除去抗蝕劑31a。
此外，GOLD構(gòu)造用低濃度摻雜也可以在第二絕緣膜形成后進(jìn) 行。由此，能夠使具有GOLD構(gòu)造的高電壓晶體管的LDD區(qū)域的電 阻值與具有GOLD構(gòu)造的低電壓晶體管的LDD區(qū)域的電阻值不同。另外，在基板上不形成具有GOLD構(gòu)造的TFT的情況下，省略該工 序即可。
然后，如圖9的(c)所示，與上述TFT 10d的情況相同，在形 成抗蝕劑31e的圖案后，通過(guò)進(jìn)行蝕刻來(lái)進(jìn)行第一絕緣膜12的圖案 化。之后除去抗蝕劑31e。
然后，如圖9的(d)所示，與上述方法同樣，形成膜厚10 70rim (優(yōu)選30 50nm)的第二絕緣膜13。
然后，與上述方法相同，通過(guò)濺射法形成膜厚200 600nm (優(yōu) 選300 400nm)的導(dǎo)電膜后，通過(guò)光刻工序?qū)?dǎo)電膜圖案化為期望 形狀，從而如圖9的(e)所示，形成柵極電極14d/n、 14d/p。此時(shí)， 柵極電極14d/p與成為溝道區(qū)域21d/p的區(qū)域相對(duì)形成，柵極電極 14d/n與成為溝道區(qū)域21d/n的區(qū)域相對(duì)形成。
然后，將各柵極電極14d/n、 14d/p作為掩模，通過(guò)離子注入法 自對(duì)準(zhǔn)地對(duì)各半導(dǎo)體層20d/n、 14d/p以70kV、 1 X 1013~3 X 1013cm—2的 條件摻雜(第一LDD構(gòu)造用低濃度慘雜)磷(P)等雜質(zhì)。另外， 使此時(shí)的半導(dǎo)體層20d/n的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d/n和成為源極/漏極 區(qū)域23d/n的區(qū)域中的雜質(zhì)元素的濃度為lX 1017 ixl018cm-3左右。
由此，在TFT 10d/n中形成發(fā)揮LDD區(qū)域的功能的低濃度雜質(zhì)區(qū)域 22d/n。此外，此時(shí)半導(dǎo)體層20d/p的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d/p和成為源 極/漏極區(qū)域23d/p的區(qū)域也被同樣地?fù)诫s。
然后，如圖10的(f)所示，在通過(guò)抗蝕劑31f遮掩半導(dǎo)體層20d/n 的狀態(tài)下，通過(guò)離子注入法對(duì)半導(dǎo)體層20d/p摻雜(第二LDD構(gòu)造 用低濃度摻雜)硼(B)等雜質(zhì)。在該第二LDD構(gòu)造用低濃度摻雜 中，需要消除在先前第一LDD構(gòu)造用低濃度摻雜中被摻雜的雜質(zhì) (磷)。因此，在第二LDD構(gòu)造用低濃度摻雜中，以第一LDD構(gòu)造
用低濃度摻雜中的雜質(zhì)兩倍程度的濃度慘雜雜質(zhì)(硼)。更具體地 說(shuō)，第二LDD構(gòu)造用低濃度摻雜是以50kV、 2Xl013~6Xl013cnT2W
條件進(jìn)行的。另夕卜，使此時(shí)的半導(dǎo)體層20d/p的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d/p
和成為源極/漏極區(qū)域23d/p的區(qū)域中的雜質(zhì)元素的濃度為 1 x x 1018cm-3左右。之后除去抗蝕劑31f。此外，在此是先進(jìn)行TFT 10d/n的LDD區(qū)域形成，但是也可以 先進(jìn)行TFT 10d/p的LDD區(qū)域形成。
然后，如圖10的(g)所示，在用抗蝕劑31g遮掩TFT 10d/p、 TFT 10d/n的成為L(zhǎng)DD區(qū)域的區(qū)域的半導(dǎo)體層20d/n的狀態(tài)下，通過(guò) 離子注入法對(duì)半導(dǎo)體層20d/n以40kV、 5Xl015~lX 1016cm—2的條件摻 雜(第一源極/漏極用高濃度摻雜)磷(P)等雜質(zhì)。另外，使此時(shí) 的半導(dǎo)體層20d/n的成為源極/漏極區(qū)域23d/n的區(qū)域中的雜質(zhì)元素 的濃度為ixl0'9 ixl0 m-3左右。由此，形成發(fā)揮LDD區(qū)域的功
能的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d/n。另外，形成發(fā)揮源極/漏極區(qū)域的功能 的高濃度雜質(zhì)區(qū)域23d/n。之后除去抗蝕劑31g。
然后，如圖10的(h)所示，在通過(guò)抗蝕劑31h遮掩TFT 10d/n、 TFT 10d/p的成為L(zhǎng)DD區(qū)域的區(qū)域的半導(dǎo)體層20d/p的狀態(tài)下，通過(guò) 離子注入法對(duì)半導(dǎo)體層20d/p以40kV、 5X 1015~1X 10 nT2的條件摻 雜(第二源極/漏極用高濃度慘雜)硼(B)等雜質(zhì)。另外，使此時(shí) 的半導(dǎo)體層20d/p的成為源極/漏極區(qū)域23d/p的區(qū)域中的雜質(zhì)元素 的濃度為ixl0i9 ixl0 m-3左右。由此，形成發(fā)揮LDD區(qū)域的功
能的低濃度雜質(zhì)區(qū)域22d/p。另外，形成發(fā)揮源極/漏極區(qū)域的功能 的高濃度雜質(zhì)區(qū)域23d/p。之后除去抗蝕劑31h。
此外，在此是先進(jìn)行TFT 10d/n的源極/漏極區(qū)域23d/n的形成， 但是也可以先進(jìn)行TFT 10d/p的源極/漏極區(qū)域23d/p的形成。
另外，在此各源極/漏極區(qū)域23d/p、 23d/n分別只摻雜單極性的 雜質(zhì)，但是在形成CG硅膜作為半導(dǎo)體層20d/p、 20d/n的情況下，為 了吸收Ni等催化劑金屬，也可以在半導(dǎo)體層20d/p、 20d/n的端部或 者半導(dǎo)體層20d/p、 20d/n的接觸部24d/p、 24d/n以外的不影響TFT特 性的區(qū)域中摻雜反極性雜質(zhì)。
然后，與上述方法相同，形成膜厚0.5 1.5" m (優(yōu)選 0.7 1.0um)的層間絕緣膜15。之后，與上述方法相同，進(jìn)行各半 導(dǎo)體層20d/p、 20d/n的氫化和活化。而且，如圖10的(i)所示，通 過(guò)光刻工序，與各源極/漏極區(qū)域23d/p、 23d/n和各柵極電極14d/p、 14d/n對(duì)應(yīng)地在層間絕緣膜15和第二絕緣膜13中形成接觸孔。此外，各半導(dǎo)體層20d/p、 20d/n的氫化和活化工序也可以在形 成接觸孔后進(jìn)行。
最后，與上述方法同樣，通過(guò)濺射法形成膜厚400 1000nm(優(yōu) 選600 800nm)的導(dǎo)電膜后，通過(guò)光刻工序?qū)?dǎo)電膜圖案化為期望 的形狀，從而如圖10的(j)所示地形成各配線16d/p、 17d/p、 16d/n、 17d/n。由此，能夠完成具有TFT 10d/p、 10d/n的本實(shí)施方式的半導(dǎo) 體裝置。
此外，在形成各配線16d/p、 17d/p、 16d/n、 17d/n后，也可以
根據(jù)需要形成多層配線構(gòu)造，或由樹(shù)脂膜和/或硅氮化膜來(lái)形成保 護(hù)膜。
如上所述，根據(jù)本制造方法能夠制造出在同一基板ll上具有性 能和可靠性良好且導(dǎo)電型不同的各TFT 10d/p、 10d/n的半導(dǎo)體裝置。
本申請(qǐng)以2007年5月21日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2007-134465號(hào) 為基礎(chǔ)，主張基于巴黎公約和進(jìn)入國(guó)家的法律的優(yōu)先權(quán)。該申請(qǐng)的 全部?jī)?nèi)容被引用到本申請(qǐng)中作為參照。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，具有在基板的一方主面?zhèn)葟幕鍌?cè)起按順序?qū)盈B有半導(dǎo)體層、絕緣膜以及配線的構(gòu)造，其特征在于該半導(dǎo)體層具有第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，該第一半導(dǎo)體層具有第一溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第一接觸部的第一源極/漏極區(qū)域，該第二半導(dǎo)體層具有第二溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第二接觸部的第二源極/漏極區(qū)域，該絕緣膜具有從基板側(cè)起按順序?qū)盈B的第一絕緣膜和第二絕緣膜，該第一絕緣膜形成在包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域上，該第二絕緣膜形成在第一溝道區(qū)域和第一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上，并且與除了第一接觸部之外的第一源極/漏極區(qū)域和除了第二接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于 前述第一半導(dǎo)體層還具有雜質(zhì)濃度低于第一源極/漏極區(qū)域的第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域，前述第二半導(dǎo)體層還具有雜質(zhì)濃度低于第二源極/漏極區(qū)域的 第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域，前述第一絕緣層形成在包含第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì) 區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域、第一接觸部以 及第二接觸部之外的區(qū)域上，前述第二絕緣膜形成在第一溝道區(qū)域和第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域 以及第一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域相對(duì)的 區(qū)域上，并且與除了第一接觸部之外的第一源極/漏極區(qū)域和除了 第二接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成，該第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域的薄層電阻小于第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于 前述半導(dǎo)體裝置還具備與第一溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕緣膜上的第一柵極電極和與第二溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕緣膜上的第二柵極電極，前述第一絕緣膜形成在如下區(qū)域上包含第二溝道區(qū)域并且除 了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域；第一半 導(dǎo)體層端部的與第一柵極電極相對(duì)的區(qū)域；以及第二半導(dǎo)體層端部 的與第二柵極電極相對(duì)的區(qū)域。
4. 一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置具有在基板的一方主面?zhèn)葟幕鍌?cè)起按順序?qū)盈B有半導(dǎo)體層、絕緣膜以及配線的構(gòu)造，該半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于該半導(dǎo)體層具有第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，該第一半導(dǎo)體層具有第一溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第一接觸部的第一源極/漏極區(qū)域，該第二半導(dǎo)體層具有第二溝道區(qū)域和包含與配線接觸的第二接觸部的第二源極/漏極區(qū)域，該絕緣膜具有從基板側(cè)起按順序?qū)盈B的第一絕緣膜和第二絕 緣膜，該制造方法包括如下工序在包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及 第二接觸部之外的區(qū)域上形成第一絕緣膜的工序；以及在第一溝道區(qū)域和第一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域 上形成第二絕緣膜、并且與第一源極/漏極區(qū)域和第二源極/漏極區(qū) 域相對(duì)而形成第二絕緣膜的工序。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于 前述第一半導(dǎo)體層還具有雜質(zhì)濃度低于第一源極/漏極區(qū)域的第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域，前述第二半導(dǎo)體層還具有雜質(zhì)濃度低于第二源極/漏極區(qū)域的 第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域，前述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括如下工序在包含第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域并且除了第一溝 道區(qū)域、第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的 區(qū)域上形成第一絕緣膜的工序；在第一溝道區(qū)域和第一低濃度雜質(zhì)區(qū)域以及第一絕緣膜的與 第二溝道區(qū)域和第二低濃度雜質(zhì)區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第二絕緣 膜、并且與第一源極/漏極區(qū)域和第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成第 二絕緣膜的工序；在第二絕緣膜的與第一溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第一柵極 電極、并且在第二絕緣膜的與第二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上形成第二柵極電極的工序；以及以第一柵極電極和第二柵極電極為掩模，對(duì)第一半導(dǎo)體層和第 二半導(dǎo)體層摻雜雜質(zhì)的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于前述半導(dǎo)體裝置還具備與第一溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕 緣膜上的第一柵極電極和與第二溝道區(qū)域相對(duì)而形成在第二絕緣 膜上的第二柵極電極，前述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括在如下區(qū)域上形成第一絕緣膜的工序包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域；第一半導(dǎo)體層端部的與第一柵極電極 相對(duì)的區(qū)域；以及第二半導(dǎo)體層端部的與第二柵極電極相對(duì)的區(qū) 域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在同一基板上形成特性不同的薄膜晶體管并且具有高性能和高可靠性的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。本發(fā)明是在基板上層疊第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、第一絕緣膜以及第二絕緣膜的半導(dǎo)體裝置，上述第一半導(dǎo)體層具有第一溝道區(qū)域和包含第一接觸部的第一源極/漏極區(qū)域，上述第二半導(dǎo)體層具有第二溝道區(qū)域和包含第二接觸部的第二源極/漏極區(qū)域，上述第一絕緣膜形成在包含第二溝道區(qū)域并且除了第一溝道區(qū)域、第一接觸部以及第二接觸部之外的區(qū)域上，上述第二絕緣膜形成在第一溝道區(qū)域和第一絕緣膜的與第二溝道區(qū)域相對(duì)的區(qū)域上，并且與除了第一接觸部之外的第一源極/漏極區(qū)域和除了第二接觸部之外的第二源極/漏極區(qū)域相對(duì)而形成。
文檔編號(hào)H01L29/786GK101622715SQ20088000648
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者北角英人 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社