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)明涉及薄膜晶體管(TFT)的結(jié)構(gòu)及其制造工藝。本發(fā)明也涉及到一種在絕緣基片上制造絕緣柵半導(dǎo)體器件的工藝和通過在絕緣基片上組裝上許多所說的絕緣柵半導(dǎo)體器件來得到集成電路(IC)的制造工藝。這里提到的術(shù)語“絕緣基片”指的是任何有絕緣表面的制品，如果不特別說明，它不僅包括由絕緣材料例如玻璃制成的產(chǎn)品，而且也包括其上有絕緣層的由例如半導(dǎo)體和金屬等材料制成的產(chǎn)品。按照本發(fā)明的半導(dǎo)體器件作為液晶顯示有源陣列的TFTs、圖象傳感器的驅(qū)動電路或SOI(在絕緣材料上的硅)集成電路和常規(guī)半導(dǎo)體集成電路(例如微處理器和微控制器，微計算機，和半導(dǎo)體存儲器)是有用的。
近來，對在絕緣基片上制造絕緣柵半導(dǎo)體器件(MOSFET)的工藝進行了深入仔細的研究。在絕緣基片上形成的這種型式的集成電路(ICs)考慮到有利于高速驅(qū)動，因為在絕緣材料上的這種ICs不會有雜散電容的影響。與這些ICs相反，常規(guī)IC的工作速度受雜散電容即連線和基片之間的電容的限制。此已在絕緣基片上形成并包括薄膜有源層的MOSFETs叫作薄膜晶體管(TFT)。這些TFTs在形成多層集成電路中是必有可少的。現(xiàn)在，TFT能在常規(guī)半導(dǎo)體JC中提到，例如作為(SRAM)的負載晶體管。
某些新產(chǎn)品，例如像液晶顯示這樣光學(xué)器件和圖象傳感器的驅(qū)動電路，要求將半導(dǎo)體IC形成在透明基片上。
然而可能發(fā)覺TFTs已組裝在其中，此ICs必須形成在較寬大的區(qū)域上，因而制造TFTs需要低溫處理。此外，在有許多引互端的器件中，每條都與在絕緣基片上的半導(dǎo)體ICs連接，建議通過形成更低層的半導(dǎo)體IC或者整個半導(dǎo)體IC自身整體地形成在同樣的絕緣基片上來降低安裝密度。
按常規(guī)，高質(zhì)量的TFTs已通過在450～1200℃溫度范圍內(nèi)熱退火非晶膜、半非晶膜或微晶膜用制造一高性能半導(dǎo)體膜(即一有足夠高遷移率的半導(dǎo)體膜)而得到。也能制造一種使用半導(dǎo)體非晶材料膜的非晶TFT，然而，因為非常低的5cm2/vs的遷移率或者通常約1cm2/vs的更低的遷移率造成的低下的工作速度，或者因為不能提供P溝道TFT(PTFT)，使其應(yīng)用范圍受到極大地限制。有5cm2/vs或更高遷移率的TFT僅在450～1200℃溫度范圍進行過熱退火后才能得到。PTFT僅在使膜經(jīng)過這樣的退火處理才能制造出來。
然而在包括加熱至高溫的熱處理工藝中僅能使用嚴格挑選的基片材料。更準確地說，包括在900～1200℃范圍高溫加熱的所謂高溫處理是有益的，因為它允許使用能通過熱氧化作用得到的像柵介電層那樣的高質(zhì)量膜，但適用于高溫處理的基片只限于使用昂貴的材料如石英、藍寶石和尖晶石制成的基片、它們不適合廣泛使用。
與上述高溫工藝相比，最高溫度范圍為450～750℃低溫工藝允許使用從更廣的變化范圍選擇的基片材料。但是這樣的工藝要求長時間的退火處理、而且源/漏區(qū)的薄層電阻由于雜質(zhì)的激活不足而維持高阻值。還力求使有源層結(jié)晶化和通過激光束或類似能量束照射使源極/源區(qū)活化(這種工藝在下文中稱為激光處理)，但發(fā)現(xiàn)難以降低薄層電阻。在所制造的場遷移率高于150cm2/vs的TFT中，最重要的是，使薄層電阻不高于200Ω/cm2。
在器件中，例如在包括其上有集成元件的玻璃基片的圖象傳感器和有源陣列驅(qū)動的液晶顯示器件中，使用TFT也是公知的。圖9示意性地示出常規(guī)TFT的橫截面圖。

圖12示意性地示出另一常規(guī)TFT的橫截面圖和制造此TFT的相連工藝步驟的實例。圖9(A)示出了一使用制作在玻璃基片上的薄膜硅半導(dǎo)體的絕緣柵效應(yīng)晶體管(下文中簡稱為“TFT”)。參看圖9(A)，作為基底的厚約2000
硅氧化膜62形成在玻璃基片61上，在硅氧化膜62上形成由硅半導(dǎo)體膜構(gòu)成的有源層，此硅半導(dǎo)體膜具有源/漏區(qū)63和65以及溝道形成區(qū)64。所制作的非晶的或結(jié)晶(多晶或微晶)的硅半導(dǎo)體層厚約1000
。
作為柵絕緣膜的厚約1000
的氧化硅膜66形成在有源層上。在其上設(shè)置鋁柵接觸區(qū)67，此接觸區(qū)為通過陽極氧化形成厚約2000
的氧化層68所包圍。層間絕緣體69用氧化硅等形成、并在其中制成源/漏觸區(qū)70和71以及連接到柵極接觸區(qū)67的接觸孔72。在圖9(A)中，連接到柵級接觸區(qū)67的接觸孔72與源/漏接觸70和71所在的平面不在同一平面，而是超出該平面或在平面之前。
圖9(A)所示結(jié)構(gòu)的特征在于偏移的柵極區(qū)能夠通過控制鋁柵極接觸區(qū)67的陽極氧化，以自對準的方式來形成。環(huán)繞柵極接觸區(qū)67的氧化層68的厚度73取決于這種由受控制的陽極氧化所產(chǎn)生的厚度。更準確地說，與氧化層68的厚度相應(yīng)的偏移區(qū)能通過在形成氧化層68后注入雜質(zhì)離子以形成源/漏區(qū)來建立。
但是，因為雜質(zhì)的擴散，溝道形成區(qū)64與源/漏區(qū)63和65之間的界線實際上位于比相應(yīng)的氧化層68的邊界更接近溝道形成部分。因而氧化層68的厚度必須考慮到擴散的影響來確定。通常，氧化層68必須比所要求的偏移柵的長度形成的更厚。
連接到源/漏區(qū)63和65的接觸孔必須小心打穿而不要過腐蝕。在形成鋁接觸70和71時在氧化硅膜66之間的邊界以外并浸蝕到接觸孔周邊部分的過腐蝕，會使鋁擴散進已蝕刻的周邊部，在極個別的情況下，鋁擴散進溝道形成區(qū)64附近會損害TFT的特性和可靠性。
從另一方面說，由于其間的距離74增加，溝道形成區(qū)64和源/漏區(qū)的接觸部分之間的薄層電阻會成為問題。這個問題可以通過縮短距離74來解決，但是這種解決辦法只限制到一定程度，因太短的距離在套合掩模時相反會影響精度，當使用玻璃基片時這是一重要的問題，因為在加熱步驟(各種形式的熱處理步驟是必不可少的)期間玻璃基片產(chǎn)生收縮，套合掩模時會有不利的結(jié)果。例如，在約600℃下進行熱處理時，10平方厘米或更大的玻璃基片能很快收縮幾微米。因此，在現(xiàn)代工藝中，距離74總要留約20μm的余量。
考慮到在形成連接到源/漏區(qū)的接觸孔時過腐蝕的問題，相反，也不可能過分地縮短距離74。如上所述，常規(guī)TFTs有如下缺陷
(1)這些問題與連接到源/漏區(qū)的接觸孔的形成有關(guān);和
(2)鑒于上述問題(1)，因為接觸孔不能設(shè)置在溝道形成區(qū)附近，源/漏區(qū)的薄層電阻也是一個問題。
作為克服上述常規(guī)TFTs的缺陷(1)和(2)的方法，推薦圖9(B)所示的TFT結(jié)構(gòu)。這種TFT包括一由鋁作為主要成分構(gòu)成的柵極接觸67，并以象在9(A)所示的TFT中類似的方式，用通過陽極氧化形成的氧化層包圍。因此，源/漏接觸區(qū)70和71設(shè)置得與氧化層68緊密接觸。但在這種結(jié)構(gòu)中，柵極接觸設(shè)置得鄰近源/漏接觸區(qū)70和71，其間僅間隔氧化層68。由于與氧化層68結(jié)合形成的寄生電容使工作不穩(wěn)定并降低TFT的可靠性。這種問題能夠通過增加氧化層68的厚度解決。但由于氧化層68的厚度相當于偏移柵極的長度，因而厚度不能簡單地象所希望那樣地增加。而且，氧化層68中的針孔引起柵極接觸和源/漏接觸之間的電泄漏。總之，這種TFT型式實際上是不適用的。
圖12示出另一種由在玻璃基片上的薄膜硅半導(dǎo)體構(gòu)成的絕緣柵埸效應(yīng)晶體管(下文簡稱為“TFT”)。下面將討論這種結(jié)構(gòu)的制造工藝。參看圖12(A)，厚約2000
的氧化硅膜1302形成在玻璃基片1301上，再在氧化硅膜1302上形成由氧化硅膜構(gòu)成厚約500～2000
的島狀有源層1303。此硅半導(dǎo)體膜可以是非晶的也可以是結(jié)晶的(即多晶和微晶)。厚約1000～1500
的氧化硅膜1304進一步形成在有源層上以產(chǎn)生柵極絕緣膜。
然后，柵極接觸1305由摻雜的多晶硅、鉭、鈦、鋁等形成(見圖12(B))。
通過摻進雜質(zhì)，例如磷和硼，以自對準方式，在有源層1303中形成源/漏區(qū)(摻雜區(qū))。這要用例如離子摻雜工藝來完成，而應(yīng)用柵極接觸區(qū)做掩模。在柵極接觸區(qū)下面無摻雜的有源區(qū)提供一溝道形成區(qū)1307(見圖12(C))。
再通過照射激光束或者通過使用熱源，例如閃光燈來使摻入的雜質(zhì)活化(見圖12(D))。
然后，通過例如等離子體CVD和APCVD工藝形成氧化硅膜，以制成層間絕緣體1307。而且接觸孔在源/漏區(qū)貫穿層間絕緣體以實現(xiàn)互連，而接觸1308使用金屬材料例如鋁，連接到源/漏區(qū)(見圖12(E))。
在上述的常規(guī)TFT中，重要的是要降低源/柵區(qū)的薄層電阻以提高TFT性能，特別是埸遷移率和次閾值特性(S值)。曾建議用如下措施來達到要求
(1)增加摻入雜質(zhì)的濃度;
(2)將激活能量(激光束或閃光燈的強度)增加到足夠高的值;和
(3)減少溝道形成區(qū)1307的金屬接觸1308之間的距離(圖12(E)中用“Z”表示)。
對于上述措施(1)，摻入雜質(zhì)濃度的增加意味著處理時間增加，從而降低了生產(chǎn)率。而且有源層和柵極絕緣膜1304的損傷隨后摻入雜質(zhì)濃度的增加而增加。一種例如包括生產(chǎn)摻雜等離子體并使雜質(zhì)加速注入的離子摻雜和等離體摻雜的工藝是大量生產(chǎn)的良好方法，但是，已加速的離子包括許多原子例如氫原子，導(dǎo)致基片溫度上升。這問題與增加等離子體的密度不同。所以問題產(chǎn)生在摻雜時，包括器件的熱度上升從而使之損壞，而且如果使用光刻膠還會使它碳化造成去除困難。
就上述措施(2)來說，太強的能量不僅造成有源層或柵極接觸剝落而使TFT的成品率降低，而且還減少產(chǎn)量。在使用激光時，例如，必須高度會聚激光束以增加能量密度，因為該能量自行不會大大增強。這不可避免地減少束的面積因而就需要用更長的照射時間來處理以照遍同樣尺寸的面積。
措施(3)取決于套合掩膜的精度，而不能期望有顯著的改進。特別是當使用玻璃基片時，這是一嚴重問題，因為在加熱步驟(各種退火步驟在工藝中是必不可少的)期間發(fā)生玻璃基片收縮，使在套合掩膜時出現(xiàn)不利的結(jié)果。例如，在約600℃下熱處理時，10cm2或更大的玻璃基片很快收縮了幾個微米。因此在現(xiàn)代工藝中距離Z總是有約20μm的余量。而且當Z小時在柵極接觸1305的源/漏接觸1308之間產(chǎn)生較大的寄生電容，損害TFT的性能。
關(guān)于在源/漏區(qū)1306形成接觸孔，要求操作稍稍有點過腐蝕，以保證接觸孔的形成。因此，距離Z不會有很大程度的縮短。如上所述，進一步降低源/漏區(qū)的寄生電阻幾乎是不可能的，因此才長期以來都采用這樣的現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明解決了上述問題。因此，本發(fā)明的一個任務(wù)是提供一種TFT，這種TFT的制造工藝與用高溫工藝不同，能用最高溫度為750℃或更低溫度的工藝制造，而且其薄層電阻可降到足夠低，基片材料也不受限制。
本發(fā)明的另一個任務(wù)是提供一種制造上述TFT的工藝。
本發(fā)明的又一個任務(wù)是提供一種有優(yōu)良特性的TFT，這種TFT實質(zhì)上是通過縮短溝道形成區(qū)和源/漏接觸之間的距離從而降低其間的電阻。本發(fā)明另外的任務(wù)是通過適合大量生產(chǎn)的工藝完成上述任務(wù)。
本發(fā)明再一個任務(wù)是提供一種帶接觸的TFT，此接觸連接到精確地形成在接近溝道形成區(qū)位置的源/漏區(qū)，或者通過在源/漏區(qū)形成的接觸孔而提供一種高可靠的TFT。
圖1示出按照本發(fā)明的一實施例制造TFT的工藝步驟;
圖2是按照本發(fā)明的另一實施例制造另一種TFT的工藝步驟;
圖3是按照本發(fā)明的再一實施例制造再一種TFT的工藝步驟;
圖4是按照本發(fā)明的又一實施例制造又一種TFT的工藝步驟;
圖5是按照本發(fā)明制造一種TFT實例的工藝步驟;
圖6是按照本發(fā)明制造另一種TFT實例的工藝步驟;
圖7是按照本發(fā)明制造再一種TFT實例的工藝步驟;
圖8是按照本發(fā)明制造又一種TFT實例的工藝步驟;
圖9示出現(xiàn)有技術(shù)的TFT的結(jié)構(gòu);
圖10示出按照本發(fā)明的其他實施例制造其他TFT的工藝步驟;
圖11示出按照本發(fā)明的另一其他實施例制造另一其他種TFT的工藝步驟;
圖12示出制造現(xiàn)有技術(shù)TFT的工藝步驟;
圖13示出制造有源陣列基片的工藝步驟。
常規(guī)的低溫工藝(最高溫度為750℃或更低)或激光工藝僅能生產(chǎn)出其源/漏激活不足的TFT，它造成器件有最小值在100～1KΩ/cm2范圍內(nèi)的高薄層電阻。因此TFT不能呈現(xiàn)出其固有特性(特別是遷移率)。
更準確地說，由于在源接觸和漏接觸之間存在大的源/漏寄生電阻，使器件的ON電流如工作速率降低。然而從另一方面來說，因為在圖形形成中的最小極限(最小設(shè)計規(guī)則)如必須降低柵接觸如其它互連線之間的寄生電容，使源接觸像所希望那樣更靠近漏接觸是不可能的也是困難的。
鑒于上述情況，本發(fā)明的特征在于，通過將由金屬和硅的合金，并使之與源/漏區(qū)實質(zhì)上有同樣形狀的硅化物層緊密地粘附到源/漏區(qū)上，而將源/漏區(qū)的薄層電阻降低到100Ω/cm2或更低。因硅化物層呈分層狀，它和柵極接觸點之間的寄生電容大體保持和常規(guī)源/漏相同。本發(fā)明顯著的特征是柵極接觸區(qū)用陽極氧化物覆蓋，源/漏區(qū)以自準方式相對于柵極接觸形成，形成薄膜硅化物并緊密地粘附到源/漏區(qū)。
在硅化物中所用的金屬材料最好是這樣一種材料，即當用作硅化物并形成在硅半導(dǎo)體上時，能形成歐姆接觸或類似的低阻接觸。更準確地說，這樣適用的金屬材料是鉬(Mo)、鎢(W)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、鈦(Ti)和鈷(Co)。本發(fā)明能通過使以上列舉的金屬同硅起反應(yīng)以得到硅化物來完成。
絕緣的陽極氧化物在本發(fā)明中起重要作用。陽極氧化物防止源區(qū)/漏區(qū)上的硅化物與柵極接觸區(qū)形成短路。就是說，實質(zhì)上硅化物覆蓋著整個源/漏區(qū)的表面，結(jié)果它可以被帶到柵極接觸區(qū)附近。源/漏區(qū)用柵極絕緣膜與柵極接觸區(qū)隔離。但是，由于按照本發(fā)明的工藝要求硅化物在從源/漏區(qū)上除去柵極絕緣之后立即形成，所以很可能造成硅化物與柵極接觸區(qū)接觸。如果陽極氧化物至少存在在柵極接觸區(qū)側(cè)邊上，則防止硅化物和柵極接觸區(qū)之間的接觸是可能的，而能得到有良好絕緣性能的非常致密的陽極氧化物，會顯著地減少形成短路的可能性。
此外，考慮到連接的各工藝步驟，通過形成具有與柵極接觸區(qū)不同的腐蝕特性的陽極氧化物，能顯著提高所獲得的工藝成品率。如果硅化物膜是在沒有用陽極氧化物覆蓋柵極接觸區(qū)時形成的，如果非硅化的金屬膜具有近似與柵極接觸相同的腐蝕率，則在除去非硅化金屬膜時，部分或整個柵極接觸會被腐蝕。因此，從腐蝕的角度來看，陽極氧化物最好形成在柵極接觸的上表面。
按照本發(fā)明制造TFT的工藝包括如下四個基本步驟
(1)陽極氧化柵極接觸區(qū);
(2)為在元件的暴露表面(連硅半導(dǎo)體區(qū)在內(nèi))上形成硅化物，而形成一金屬涂層;
(3)通過照射強光，例如激光束，使硅與所說的金屬涂層起反應(yīng)，而在硅和所說的金屬涂層之間的界面形成硅化物;和
(4)除去留下的未反應(yīng)的金屬涂層。
本發(fā)明中可以應(yīng)用單獨使用上述材料的單層?xùn)艠O接觸，或者由二層或更多疊層組成的多層的柵極接觸，例如，由在鋁層上的硅化鎢層組成的，或者由在氮化鈦層上的鋁層組成的雙層結(jié)構(gòu)。每一層的厚度可以按照要求的元件特性來確定。
本發(fā)明中的硅化物是通過對金屬膜照射像激光束這樣的強光使之與在下面的硅半導(dǎo)體膜起反應(yīng)而形成的。如果用激光作為強光源，最好用脈沖激光。因為激光照射時間太長，所以不推薦連接波方式工作的激光。不僅擔(dān)心由于熱膨脹會使所照射的膜剝落，而且對該結(jié)構(gòu)也怕基片受熱損壞。
關(guān)于在本發(fā)明中使用的在脈沖方式下工作的激光器指的是發(fā)射紅外光的激光器，如Nd∶YAG激光器(最好是Q開關(guān)脈沖激光器)，或者發(fā)射可見光激光器，如其二次諧波或KrF、XeCl、ArF等各種類型的發(fā)射紫外光準分子激光器。然而，當從金屬膜的上邊照射激光時，應(yīng)選擇工作該激光束不會被金屬膜反射的波長范圍的激光器。當然，如果使用很薄的金屬膜，這種選擇是不必要的。此外，激光束可以從基片側(cè)照射。但如果激光束從基片側(cè)照射，就必須選擇能穿透在金屬膜下面的硅半導(dǎo)體膜的激光束。
硅化物層的厚度取決于源/漏區(qū)所要求的薄層電阻?？紤]到硅化物的電阻率在0.1～1mΩ·cm范圍，硅化物層的厚度最好在10nm～1μm的范圍;以使薄層的電阻在10～100Ω/cm2范圍。
參看圖5，下面討論按照本發(fā)明的另一個實施例。以鋁為基的柵極接觸15被氧化鋁層16包圍，氧化鋁層又被近似三角形的絕緣體(氧化硅)22包圍。此絕緣體22決定了在源/漏區(qū)17和19與接觸29和30之間接觸位置。此近似三角形的絕緣體能通過沿垂直方向各向異性地蝕刻氧化硅膜20(沿垂直方向有選擇地蝕刻)而被形成在標號21所指出的部分上。
此近似為三角形的絕緣體的尺寸，特別是寬度，取決于預(yù)先設(shè)置的絕緣層20的厚度、蝕刻條件，和柵極接觸層15的高度(包括絕緣層16的厚度)。絕緣體22的寬度通常在2000～20000
范圍，但它能按照相應(yīng)實施例的要求來確定，而不考慮上述規(guī)定的范圍。此外，絕緣體22的形狀不限于三角形，可按照氧化物22的臺階覆蓋范圍和膜的厚度來改變。例如，如果縮短用25所指示的尺寸，就使形狀成為矩形。在本說明書中，這里所涉及的絕緣體22用“絕緣體近似為三角形”來說明，或者為簡單起見如在圖中所示簡稱為“三角形絕緣體”。
硅與金屬的化合物(下文中稱作硅化物)28形成在源/漏接觸29和30與源/漏區(qū)之間的接觸部分。接觸電阻和源/漏區(qū)的薄層電阻由于有這層硅化物而降低。此硅化物28能通過在硅膜上沉積構(gòu)成硅化物的金屬膜并按照要求對其進行熱處理而制成。更準確地說硅化物包括作為其構(gòu)成金屬所用的Ti(TiSi和TiSi2)、Mo(MoSiO2)、W(WSi2、W(SiAl)2)、TiSi2(Ti7Si12Al5)和Pd2Si(Pd4SiAl3)。但從處理溫度、接觸電阻和薄層電阻等方面來看，最好使用TiSi和TiSi2形式的Ti。
圖5所示的TFT包括被絕緣層16包圍的柵極接觸。但絕緣層16可以省略，絕緣體22可以與柵極接觸緊密接觸。
參看圖7，下面討論本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例。圖7所示的結(jié)構(gòu)包括一個用以降低源/漏區(qū)薄層電阻的硅化物層90。源/漏接觸區(qū)以類似常規(guī)TFT結(jié)構(gòu)的方式設(shè)置在與溝道形成區(qū)87間隔開的位置處(用94指出)。源/漏區(qū)的薄層電阻可通過這種結(jié)構(gòu)形式降低。因此，即使源極/漏極接觸設(shè)置在圖7(D)所示的原來的位置，也能得到提高了性能的TFT。
在柵極接觸的兩側(cè)以自對準方式形成三角形絕緣體，而省去在源/漏區(qū)的接觸孔。這種三角形絕緣體的存在允許在更靠近溝道形成區(qū)的位置在源/漏區(qū)上形成接觸。此外，在源/漏區(qū)表面上形成硅化物不僅降低了它們與源/漏區(qū)接觸之間的接觸電阻，也降低了源/漏區(qū)的薄層電阻。
而且，甚至當采用常規(guī)結(jié)構(gòu)的TFT時，由于在源/漏區(qū)的表面上形成金屬硅化物層，源/漏區(qū)的薄層電阻也能降低。從而也能得到提高了性能的TFT。
此外，帶接觸孔的層間接絕緣體也可以制作在硅化物層上，源極/漏極接觸可以通過接觸孔以同硅化物層直接接觸的方式連接到源/漏區(qū)。
按照本發(fā)明的工藝包括用至少氧化柵極接觸的兩側(cè)，最好是上表面和兩側(cè)形成一氧化物覆蓋層。氧化物覆蓋層最好是良好的絕緣體。三角形絕緣體進一步形成在柵極接觸上的氧化物的外側(cè)。三角形絕緣體的寬度最好少于1μm。所形成的硅化物，以對三角形絕緣體自對準的方式緊密地粘附到源/漏區(qū)。因為硅化物有遠比多晶硅為低的電阻率，制成很薄也能獲得足夠低的電阻率。
圖10涉及上述技術(shù)思想的實例，它給出用以制造上述結(jié)構(gòu)的TFT的幾個連續(xù)步驟。參看圖10，作為主要組成部分，基底氧化膜1102、源/漏區(qū)1103、溝道形成區(qū)1104、柵極絕緣膜1105和由金屬，如鋁、鈦和鉭或其合金組成的柵極接觸1106，使用公知的方法按這種順序依次形成在基片1011上。然后，環(huán)繞柵極接觸區(qū)形成柵極接觸的氧化層1107。熱氧化工藝或陽極氧化工藝適用于形成氧化層。當以鋁、鈦或鉭;或者由它們作為主要成分組成的合金為基的金屬用做柵極接觸時，氧化層最好用陽極氧化來形成。由于雜質(zhì)是以自對準的方式相對于氧化層1107摻入，源/漏區(qū)和柵極接觸是偏移的(圖10(A))。
當使用陽極氧化時，柵極接觸材料的選擇是關(guān)鍵，因為陽極氧化物的類型取決于柵極接觸材料。本發(fā)明中使用的柵極接觸材料包括純金屬(如鋁、鈦、鉭和硅)，及其內(nèi)添加有小量其他摻雜物的合金(如包括用1～3%的硅作為摻雜物的鋁基合金和含有0.1～5%的磷的硅基合金)、導(dǎo)電的硅化物如硅化鎢(WSi2)和硅化鉬(MoSi2)，以及以氮化鈦為代表的導(dǎo)電的氮化物。這里所說的“鋁”，其意思不僅指純鋁，也包括含10%或更少摻雜物的鋁合金這也同樣適用于硅和其他材料。隨后形成絕緣涂層1108。此絕緣涂層必須對柵極接觸區(qū)兩邊有良好的覆蓋(圖10(B))。
然后，此絕緣涂層須經(jīng)例如干法腐蝕的工藝進行各向異性腐蝕。也就是說，僅沿垂直方向有選擇地腐蝕。結(jié)果，露出源/漏區(qū)的表面而在連周圍氧化物涂層1107在內(nèi)的柵極接觸的兩邊剩下三角形絕緣體1109。
三角形絕緣體1109的尺寸，特別是寬度取決于預(yù)先淀積的絕緣涂層1108的厚度、腐蝕條件和柵極接觸的高度(包括環(huán)繞的氧化層1107)。在這種情況下高度包括絕緣層1107的厚度。絕緣涂層1108的厚度通常在2000～20000
的范圍內(nèi)，但它可根據(jù)各個實施例的情況來確定而不受上述規(guī)定范圍的限制。此外，絕緣體1109的形狀不限于三角形，是根據(jù)絕緣涂層1108的臺階覆蓋范圍和膜的厚度而變化的。例如，如果是薄的涂層，加工出的形狀是一矩形。但為簡化起見，下文所涉及到的絕緣體1109都用圖示的近似三角形的絕緣體來說明。
適當金屬如鈦、鉬、鎢、鉑和鈀的涂層1110形成在基片的前表面(圖10(D))。
然后，通過所形成的金屬膜與源/漏區(qū)的硅起反應(yīng)而形成硅化物層。這種工藝可通過在適當溫度下退火或者通過使用激光、閃光燈等退火工藝來實現(xiàn)。由于金屬不與其他材料如氧化硅和氮化硅或者構(gòu)成柵極接觸的氧化層1107的材料如氧化鋁、氧化鈦和氧化鉭起反應(yīng)，金屬膜保留下來了。因此，硅化物和金屬膜同時保留在基片上，但僅金屬膜能用適當?shù)母g劑有選擇地被腐蝕去。在這種情況下重點是要使氧化層1107形成在柵極接觸的上表面。此氧化層1107防止金屬膜1110和柵極接觸1106直接發(fā)生反應(yīng)。就這樣，僅留下硅化物層1111與源/漏區(qū)形成接觸(圖10(E))。
當通過對金屬膜照射強光如激光以使其與下面的硅半導(dǎo)體膜起反應(yīng)來形成硅化物時，最好選用脈沖方式工作的激光器，而不用連續(xù)波方式工作的激光器，因為激光的照射時間太長，會由于熱膨脹而使被激光照射的膜剝離。
當然，硅化物層可以與有源層的厚度相同，盡管圖中例示的硅化物層比有源層薄。問題是在絕緣體1109下面的有源層區(qū)是一層摻雜半導(dǎo)體、其中有源/漏區(qū)。硅化物層1111中的硅化物包括其構(gòu)成金屬為Ti(TiSi和TiSi2)、Mo(MoSiO2)、W(WSi2，W(SiAl)2)、TiSi2(Ti7Si12Al5)和Pd2Si(Pd4SiAl3)的硅化物。但從處理溫度、接觸電阻和薄層電阻等方面來看，最好使用結(jié)果是TiSi和TiSi2的Ti。
隨后，淀積層間絕緣體1112，在硅化物層1111中開出接觸孔，并形成互連線1113的金屬接觸，從而得到完整的TFT，其最終結(jié)構(gòu)示于圖10(F)。
如上所述，本發(fā)明的TFT包括有很低電阻的硅化物層1111。因此，溝道形成區(qū)和金屬接觸之間的電阻基本上由圖10(F)中用X所指出的距離決定。因為距離X優(yōu)選為10μm或更小，所以能顯著地降低電阻。當然，接觸孔和柵極接觸之間的距離可設(shè)置成與現(xiàn)有技術(shù)的TFTs相同。
像上述那樣的偏移(在圖10(F)中用Y標示)對減少TFT的漏電流是有效的。
下面將參照圖11說明本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例。在本實施例中以圖10所例舉的實施例同樣的方式在基片1201(見圖11(A))上形成基底氧化膜1202、包括源/漏區(qū)1203和溝道形成區(qū)1204的有源層、柵極絕緣膜1205、和氧化層包圍的的柵極接觸1206。
以自對準的方式使用柵極接觸及其包圍的氧化層1207做掩模來蝕刻柵極絕緣膜1205。如果形成以氧化鋁作為主要成分組成的氧化層1207和以氧化硅為基礎(chǔ)的柵極絕緣膜，則可實現(xiàn)使用以氟為基的腐蝕氣體(如NF3和SF6)的干法腐蝕。在這些腐蝕氣體的作用下，以氧化硅為基礎(chǔ)的柵極絕緣膜被迅速腐蝕，而氧化鋁基底層腐蝕得足夠慢以實現(xiàn)有選擇的腐蝕。
絕緣涂層1208隨后淀積在其前表面，以提供圖11(B)所示的結(jié)構(gòu)。
然后，使所得到的結(jié)構(gòu)以像在圖10中所例舉的同樣的方式經(jīng)各向?qū)愿g，以便將三角形絕緣體1209留在柵極接觸的兩側(cè)面。這步驟之后是淀積適當金屬的涂層1210(見圖11(C))。
隨后，通過進行適當?shù)臒崽幚怼⒓す庹丈涞仁菇饘偻繉优c硅起反應(yīng)，以獲得硅化物層1211(圖11(D))。
再形成層間絕緣體1212和有互連線1213的金屬接觸，以獲得圖11(E)所示的結(jié)構(gòu)。
與圖10所示的情況類似，溝道形成區(qū)和源極/漏極接觸之間的電阻在本實施例中也可做得足夠低。
如上所述，本發(fā)明提供了一種性能優(yōu)良的TFT，這種TFT主要通過縮短溝道形成區(qū)和源極/漏極接觸之間的距離而能方便地降低其間的電阻。但本發(fā)明的優(yōu)點不限于此。足夠低的電阻能減少摻進源/漏區(qū)的雜質(zhì)量。更準確地說，例如，通常所說的摻雜質(zhì)的劑量1×1015～8×1015/cm2可減少一個數(shù)量級，即減少到5×1013～1×1015/cm2。甚至用更低的摻雜劑量也能用本發(fā)明方法確保得到改進了特性的TFT。通過簡單的計算可以知道，由于應(yīng)用本發(fā)明，摻雜步驟可縮短到十分之一。
更有利的是，溝道形成區(qū)和源/漏區(qū)之間的界面所造成的損傷會隨導(dǎo)電摻雜劑的濃度降低而減少。特別是，在用激光束之或類退火來激活雜質(zhì)的情況下，已考慮到由于以高濃度摻雜造成的性能退化是一嚴重問題，因為柵極接觸和起遮蔽作用的類似物造成溝道形成區(qū)和源/漏區(qū)之間的界面處激活不足。像本發(fā)明這樣低濃度的摻雜物能有效地阻止這樣的問題發(fā)生。
此外，有源層可做得更薄。在現(xiàn)有技術(shù)中因為源/漏區(qū)的薄層電阻高，要將有源層的厚度減少到1000
或更低，特別是減少到500
或更低是困難的。但本發(fā)明的TFT不受這樣的限制。更準確地，舉例說硅化物層厚100
，就能實現(xiàn)薄層電阻在10Ω～1KΩ范圍內(nèi)，因為其電阻率已小到在10-3～10-5Ω·cm范圍。
使有源層更薄是有利的，這不僅因為它能使淀積膜層所需的時間更短，而且也因為能防止由于柵極絕緣膜和柵極接觸的臺階覆蓋程度不足而發(fā)生漏電流和互連線斷開(臺階斷裂)。確實能提高成品率。
下面將參照非限定性的實施例和附圖對本發(fā)明進行更詳細地說明。應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于所說的實施例。
實例1
下面將參照圖1討論按照本發(fā)明的一種實施例制造TFT的工藝。通過在氧氣的氣氛中濺射，在Corning7059基片100(尺寸為300mm×400mm或100mm×100mm)上淀積出厚度為100～300nm的氧化硅膜作為基底的氧化膜。作為更適于大量生產(chǎn)的工藝，基底氧化膜可以通過使用等離子體CVD分解和淀積TEOS(四乙氧基硅烷)來形成，并在450～650℃溫度范圍內(nèi)退火所生成的膜。
然后，通過等離子體CVD或LPCVD淀積成30～500nm厚最好是100～300nm厚的非晶硅膜，并使其在還原的氣氛中，在550～600℃的溫度下維持24小時以實現(xiàn)結(jié)晶化。此步驟也可用激光照射來完成。所得到的結(jié)晶化硅膜被刻成圖形，產(chǎn)生島狀部分102。進而通過濺射在其上淀積出70～150nm厚的氧化硅膜103，作為柵絕緣膜。
隨后，通過電子束淀積形成200nm～5μm厚的含99%鋁和1%硅的鋁膜并刻成圖形以得到與柵極絕緣膜接觸的柵電極104。所得的柵電極通過對其加電，在電解液中加以陽極氧化。這樣以來至少在柵電極的一側(cè)得到50～250nm厚的陽極氧化物105并構(gòu)成柵電極材料，如圖1(A)所示。與極氧化是在日本專利申請公開Hei-4-30220(1992·1·21申請)所披露的條件下完成的。
柵電極可由至少兩種材料的合金構(gòu)成，而陽極氧化物可以包括至少兩種材料中的至少一種。
由于除去了除在柵極接觸和陽極氧化物下面部分之外的氧化硅膜103露出硅半導(dǎo)體102的表面。氧化硅膜103可用使用氫氟酸為基的腐蝕液的濕法腐蝕或用干法腐蝕來除去。
雜質(zhì)通過用柵極接觸(即柵極接觸和環(huán)繞的陽極氧化膜)做掩模的離子摻雜工藝以自對準的方式摻進位于每個TFTs上的島狀硅膜，以獲得摻雜區(qū)106，如圖1(B)所示。就形成NMOSTFT來說，通過摻進磷化烷(PH3)中的磷作為摻雜氣體來形成摻雜區(qū)，或者通過摻進硼化烷(B2H6)中的硼作為摻雜氣體來形成摻雜區(qū)，以獲得PMOSTFT。此離子摻雜在10～60Kev加速能量下完成。
用濺射法淀積成5～50nm厚的鎢膜107以獲得圖1(C)所示的結(jié)構(gòu)。隨后通過照射波長為248nm，脈寬為20nsec的KrF受激準分子激光使已淀積的鎢膜與硅起反應(yīng)。這樣就獲得二個硅化鎢區(qū)，并同二個制作在基片上的具有P型或N型導(dǎo)電性的硅半導(dǎo)體摻雜區(qū)接觸。對兩個半導(dǎo)體區(qū)來說，具有本征導(dǎo)電或相反類型導(dǎo)電的硅半導(dǎo)體構(gòu)成的有源區(qū)制作在兩個硅半導(dǎo)體區(qū)之間。通過將激光能量密度控制在200～400mJ/cm2，最好在250～300mJ/cm2來完成適當?shù)募す馓幚?。照射的激光束大部分被鎢膜吸收，因此難以用來對已在前面的離子摻雜步驟中嚴重損傷的硅摻雜區(qū)結(jié)晶度進行修復(fù)。但由于硅化鎢有低至30～100μΩ cm的電阻率，因此源和漏區(qū)(即108區(qū)及其中的摻雜區(qū))的薄層電阻為10Ω/cm2或更低。當然，通過在離子注入后立即對其進行激光照射或退火等，能消除摻雜區(qū)的退化。
通過腐蝕來除去激光照射后未起反應(yīng)而殘留的鎢膜為圖1(E)所示。通過在氟化碳的氣氛中對其進行反應(yīng)腐蝕，將鎢變成六氟化鎢而去除。
最后，用CVD法在所制成結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積一層厚300nm的氧化硅膜，以提供一中間絕緣層109。在打開TFT的源/漏接觸孔后，形成與接觸110和111的鋁互連線。就這種方法加工完成TFT的這種結(jié)構(gòu)。還在200～400℃溫度范圍進行氫退火以激活摻雜區(qū)。
實例2
將參照圖2，下面將說明按照本發(fā)明的實施例制造TFT的工藝，用像實例1同樣的方法將基底氧化膜202、島狀半導(dǎo)體區(qū)、和起柵極氧化膜作用的氧化硅膜204順序地形成在Corning7059基片100上。然后，用厚200nm～5μ的鋁膜形成柵極接觸區(qū)205。如圖2(A)所示，通過用柵極接觸區(qū)做掩模注入雜質(zhì)來形成摻雜區(qū)203。
然后，通過用實例1所用的相同方法進行陽極氧化、環(huán)繞柵極接觸(即在柵極接觸區(qū)的兩邊和上表面)形成陽極氧化物206。但應(yīng)注意，與實例1的情況比較，摻雜區(qū)更遠進入陽極氣化物層的內(nèi)側(cè)。隨后，通過除去除柵極接觸區(qū)下面部分以外的氧化硅膜使摻雜區(qū)的表面暴露出來。所加工成的結(jié)構(gòu)示于圖2(B)。在進行下一步驟之前，可以進行激光照射和熱退火，以消除因上述離子摻雜所接納而成摻雜區(qū)所受的損傷來恢復(fù)結(jié)晶度。
通過濺射淀積5～50nm厚的鉬膜207，以獲得圖2(C)所示的結(jié)構(gòu)。隨后，淀積成的鉬膜通過被波長為248nm，脈寬為20nsec的KrF準分子激光照射而與硅起反應(yīng)，從而在摻雜區(qū)(源/漏)上獲得硅化鉬區(qū)208。
通過腐蝕而將照射后未起反應(yīng)殘留下來的鉬膜除去。最后，用CVD法淀積成厚300nm的氧化硅膜，以便在所得的結(jié)構(gòu)的整個表面上提供一中間氧化層209。在制成TFT的源/漏接觸孔之后，形成與接觸區(qū)210和211接觸的鋁互連線。就用這種方法得到完整的TFT。
實例3
參照圖3，下面將說明按照本發(fā)明的實施例制造TFT的工藝。參看圖3(A)，用像上述實例1同樣的方法，將基底氧化膜301、島狀半導(dǎo)體區(qū)302、起柵極氧化膜作用的氧化硅膜303、和作為柵極接觸點的厚200nm～5μm的鋁膜順序地形成在Corning7059基片300上。然后，用下述的象實例1中同樣過程的陽極氧化，在柵極接觸區(qū)的周邊(兩邊和上表面)上形成陽極氧化物305。
然后，將除接觸下面部分之外的氧化硅膜303除去，并通過濺射淀積成厚5～50nm的鉑膜306，以獲得圖3(B)所示的結(jié)構(gòu)。用離子摻雜法通過鉑膜摻進雜質(zhì)，以獲得圖3(C)所示的摻雜區(qū)307。隨后，淀積成的鉑膜通過照射波長為248nm，脈寬為20nsec的KrF準分子激光而與硅起反應(yīng)，從而在摻雜區(qū)(源/漏)上得到硅化鉑區(qū)308。
通過腐蝕清除激光照射后未起反應(yīng)的殘留鉑膜，如圖3(E)所示。最后，用CVD法在所得的結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積成300nm厚的氧化硅膜，以提供一中間絕緣層309。在打成TFT的源/漏接觸孔之后，形成與接觸區(qū)310和311的鋁互連線。
實例4
參照圖4，下面將說明按照本發(fā)明的實施例制造TFT的工藝。參看圖4(A)，用像上述實例1同樣的方法，將基底氧化膜401、島狀半導(dǎo)體區(qū)402、起柵極氧化膜作用的氧化硅膜403、和作為柵極接觸的厚200nm～5μm的鋁膜404順序地形成在Corning7059基片400上。然后，用下述象實例1同樣過程的陽極氧化，在柵極接觸區(qū)的周邊(兩側(cè)和上表面)上形成陽極氧化物405。
然后，將除接觸區(qū)下面部分之外的氧化硅膜403清除掉，并通過濺射淀積成厚5～50nm的鈦膜406，以獲得圖4(B)所示的結(jié)構(gòu)。隨后，淀積的鈦膜由于被波長為248nm，脈寬為20nsec的KrF準分子激光照射而與硅起反應(yīng)，從而得到硅化鈦區(qū)407。通過激光照射而末起反應(yīng)的剩下的鈦膜以圖4(D)所示的蝕刻方法清除掉。這之后再用柵接觸區(qū)作為掩膜采用離子注入法以自對準方式在硅化鈦區(qū)407下引入摻雜物。最后，如圖4(E)所示，用CVD法在所得，的結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積成厚300nm的氧化硅膜以提供一層間絕緣體409。在洞穿TFT的源/漏接觸孔之后，形成與接觸區(qū)410和411的鋁互連線。用這種方法加工成完整的TFT。
實例5
參照圖5中示意性的加工順序步驟，下面將說明按照本發(fā)明的實施例制造N溝道TFT(NTFT)的工藝。當然，通過使用源/漏區(qū)P型半導(dǎo)體簡單地交換本實例的TFT能很容易地得到P溝道TFT(PTFT)。盡管本實例具體涉及使用硅半導(dǎo)體的情況，但其他半導(dǎo)體也同樣可以使用。本實例的TFT可以用作，液晶顯示器件的象素，或者用于周邊電路，用于圖象傳感器和其它集成電路。
在本實例中使用玻璃基片11。通過濺射，在玻璃基片11的表面上淀積2000
厚的氧化硅膜作為基底膜12。隨后用等離子體CVD方法淀積成厚1000
的非晶硅膜13。膜淀積方法和膜厚度無特殊限制，而取決于不同的實施例。此外，結(jié)晶硅膜(如微晶硅膜和多晶硅膜)可用以取代非晶硅膜。
隨后使非晶硅膜13法化以獲得一結(jié)晶硅膜。通過在600℃加熱24小時能很容易地進行結(jié)晶化處理，但也可用其他方法如照射激光或強光來代替。然后將膜刻成圖形以隔離各元件，從而形成有源層區(qū)。這里所說的有源層區(qū)相應(yīng)于島狀半導(dǎo)體區(qū)，而源/漏區(qū)和溝道形成區(qū)都在其中形成。
通過濺射再淀積成1000
厚的氧化硅膜14作為柵極絕緣膜。該氧化硅膜14可以通過使用有機硅烷(如TEOS)和氧的等離子體CVD法等其他方法來淀積。隨后淀積厚為6000～8000
的柵極接觸用的鋁膜，更準確地說，在本實例中厚為6000
。所淀積的鋁膜中包含0.1～2%的硅。柵極接觸可建立在硅、金屬硅化物、或者硅和金屬的疊層上。
所得到的鋁膜被刻成圖形以得到柵極接觸15。鋁柵極接觸15的表面隨后用陽極氧化法以形成氧化層16。陽極氧化在含1～5%酒石酸的乙二醇溶液中完成。這樣，在本實例中就能在兩側(cè)得到厚2000
的氧化膜16，因此在下一個注入雜質(zhì)離子的步驟中就能利用膜的厚度形成偏移的柵極區(qū)。圖5(A)示出所加工成的結(jié)構(gòu)。
作為有源層淀積的結(jié)晶硅膜13，摻雜進磷離子使結(jié)晶硅膜B成為N型導(dǎo)電。這種方法，通過使用柵極接觸15和環(huán)繞的氧化層16做掩模，以自對準的方式形成源/漏區(qū)17和19以及溝道形成區(qū)18。隨后進行激光退火以激活摻進的磷雜質(zhì)，并對由于摻雜工藝使結(jié)晶性受損害的硅膜進行退火。這種退火可用燈照射紅外光來完成。此外，也可能應(yīng)用公知的的加熱退火工藝。但最好的和最有效的退火工藝是使用紅外光(如波長為1.2μm的光)，因為紅外光能有選擇地被硅半導(dǎo)體吸收而不會明顯加熱玻璃基片。而且通過縮短照射時間還能防止玻璃基片溫度上升。由于在退火工藝期間磷一定程度上擴散進溝道形成區(qū)，使溝道形成區(qū)18與源/漏區(qū)17和19之間的而從氧化層16的外側(cè)移動到更靠近溝道形成區(qū)18處。
然后通過濺射淀積成2000
～2μm厚的氧化硅膜20，在本實例中具體為9000
厚。此氧化硅膜20也能通過使用TEOS和氧的等離子體CVD法等其它方法淀積。加工成的氧化膜在柵極接觸15的上部有較大的臺階差，而示于圖5(B)。而這是定性地表示，其變化取決于氧化硅膜20的厚度和臺階覆蓋范圍。
然后，用公知的各向異性腐蝕即RIE(反應(yīng)離子腐蝕)工藝來腐蝕所得到的氧化硅膜20，由于在高度為9000
的柵極接觸15兩側(cè)上的厚度達到近兩倍的膜厚度(即氧化硅膜厚度，9000
)，剩余的氧化硅最終形成圖中虛線21所繪出的形狀。繼續(xù)腐蝕氧化硅柵極絕緣膜14以暴露出源/漏區(qū)17和19?？梢钥吹揭慌_階形成在作為有源層已刻成圖形的結(jié)晶硅膜13的邊緣部分。但由于這臺階高度僅約1000
，實質(zhì)上在這部分上沒有殘留氧化硅膜20。在圖5所示例舉的實施例中，所剩下的氧化硅呈虛線21所繪的形狀，因為氧化硅膜20以圖5(B)所示的形狀剩下。但如果氧化硅膜20淀積成反映柵極接觸的形狀(如突出的矩形形狀)，則用虛線所指出區(qū)域的形狀最終形成矩形或有角形狀。
于是，可得到近似三角形的氧化硅22。在本實施例中三角形氧化硅22的寬度約3000
，但實際上此寬度由氧化硅膜20的膜厚和腐蝕條件確定，還要考慮柵極接觸15(包括氧化層16)的高度。
接著淀積鈦或硅化鈦(TiSi2)膜并對其熱退火以獲得鈦的硅化物28。在本實例中通過濺射淀積成500
的厚度，而通常淀積成的厚度范圍為100
～1000
。所生成的膜在450℃下退火以獲得硅化物層28。此退火工藝可用發(fā)射紅外光的燈來完成。用燈退火的工藝可將表面照射加熱到600～1000℃溫度范圍來完成。若是在600℃下退火，其加熱持續(xù)時間需幾分鐘。若在1000℃高溫下退火則持續(xù)時間是幾秒鐘。在本實施例中，淀積鈦膜后在450℃下退火，因為柵極接觸是鋁的。但如果柵極接觸使用含硅作為主要成分的材料，則退火溫度最好不低于500℃。
然后用含有比例為5∶2∶2的過氧化氫、氨水和水的混合物的腐蝕液腐蝕鈦膜。未腐蝕的剩下的硅化鈦層28用對其照射輸出能量為200～400mJ/cm2激光束的方法退火。
這就在源/漏區(qū)的表面上形成硅化物28，通過進一步在其上形成源/漏接觸29和30而得到圖5(D)中所示的NTFT。
源/漏接觸29和30最好由氮化鈦/鋁雙層膜形成，此雙層膜包括氮化鈦基底膜和其上的鋁膜。因為源/漏區(qū)的表面是由硅化鈦制成，所以用這種方法形成極良好的接觸。
而所得到的NTFT包括三角形氧化硅22以所謂自對準方式在源/漏區(qū)和接觸之間確定接觸部分。而且接觸部分位置的設(shè)置可以不考慮玻璃基片11的收縮。接觸部分可被設(shè)置得很靠近溝道形成區(qū)。更有利的是由于包括有硅化物層28而使源/漏區(qū)的薄層電阻減少。用這種方法可得到性能優(yōu)良的TFT。此外，由于能省去用以制造源/漏接觸的柵極絕緣膜的開孔步驟，就能避免發(fā)生與此步驟有關(guān)的問題。
本實施例其它的優(yōu)點是在柵極接觸15的兩側(cè)面上存在用陽極氧化而生成的氧化鋁(Al2O3)和氧化硅(SiO2)22。能減少柵極接觸和源/漏接觸之間的寄生電容。
實例6
下面將參照圖6說明按照本發(fā)明的實施例制造N溝道TFT(NTFT)的工藝。圖6中與圖5中相同符號所指出的部分，用實例5中相同的方法制造。
首先，通過濺射在玻璃基片11上淀積出厚2000
的氧化硅膜。然后用等離子體CVD法在其上淀積1000
厚的非晶硅膜13。再將所獲得的非晶硅膜13在600℃下進行24小時的結(jié)晶化熱退火以獲得結(jié)晶的硅膜。
再淀積上6000
厚的鋁膜，并對其進行實例5中所實施的類似的工藝步驟以獲得鋁柵極接觸15，其表面上有2000
厚的氧化層16。通過腐蝕除去柵極接觸區(qū)以外的柵極氧化膜14以獲得圖6(A)所示的結(jié)構(gòu)。隨后通過以自對準的方式注入磷離子形成源/漏區(qū)17和19以及溝道形成區(qū)18?？稍诔パ趸钖艠O絕緣膜14之前完成離子注入步驟。然后通過用激光束照射、用燈加熱或熱退火來激活源/漏區(qū)17和19。
通過濺射淀積成6000
厚的氧化硅膜20，并以實例5同樣的方法完成腐蝕，以便在用21所指出的部分上獲得三角形氧化硅22。
淀積成500
厚的鈦膜27。然后，在450℃下熱退火之后，通過在按實例5中所說的有選擇腐蝕除去鈦膜27。通過再對膜照射激光束進行退火以獲得硅化鈦層28。隨后通過形成與源/漏接觸29和30相應(yīng)的鋁接觸而加工成NTFT。
本實施例的NTFT提供極好的結(jié)構(gòu)和在實例5獲得的類似的效果。因為三角形氧化硅22的寬度25能減少到約3000
，不僅源/漏區(qū)17和19與接觸29和30之間能獲得良好接觸，而且源/漏區(qū)17和19的接觸部分能形成在盡可能靠近溝道形成區(qū)18的位置。因此能實現(xiàn)性能優(yōu)良的TFT。
25所示部分的尺寸根據(jù)氧化硅膜20的膜厚、氧化硅膜20的腐蝕條件和包括氧化層16在內(nèi)的柵極接觸15的高度來確定。
由于能省卻源/漏區(qū)的開孔步驟，所以能避免發(fā)生與此步驟有關(guān)的問題。
實例7
下面將參照圖7說明按照本發(fā)明的實施例制造TFT的工藝。本實例的特征在于用與已有技術(shù)類似的工藝形成按照本實施例的TFT的源/漏接觸，而在源/漏區(qū)的表面90上形成硅化物層以減少源/漏區(qū)86和88的薄層電阻。
首先通過濺射在玻璃基片80上淀積上1000
厚的氧化硅膜作為基底膜81。然后用等離子CVD法在其上淀積1000
厚的非晶硅膜82。所得到的非晶硅膜82在600℃下進行48小時的結(jié)晶化熱處理，并使元件隔離以形成有源層。
通過濺射淀積成1000
厚的氧化硅膜83，然后，再通過濺射淀積上6000
厚的含1%硅的鋁膜以給出柵極接觸84。隨后再陽極氧化形成2000
厚的氧化層85。由于注入磷離子，源/漏區(qū)86和88呈N型導(dǎo)電，且以自對準的方式形成溝道形成區(qū)87。從而獲得源/漏區(qū)86和88以及溝道形成區(qū)87。
通過照射激光束或紅外光束激活源/漏區(qū)。除去所得到的已暴露出的氧化硅膜83，并通過濺射形成厚500
的鈦膜89。通過使已淀積成的鈦膜在450℃下退火來形成硅化鈦層90。隨后通過如實例5中所說明的有選擇腐蝕，除去鈦膜89。通過激光照射再使所得到的結(jié)構(gòu)退火。
由氧化硅構(gòu)成層間絕緣體91，再經(jīng)通常的刻圖形步驟以形成源/漏接觸92和93。由于采用本實施例這種結(jié)構(gòu)，能獲得不受源/漏區(qū)薄層電阻影響的TFT。也就是說，本實施例的TFT包括源/漏接觸92和93，它們距溝道形成區(qū)87的距離設(shè)定為94。由于存在硅化物層90使源/漏區(qū)的薄層電阻降低。而距離94有一定配合容差。這就使在為形成源/漏區(qū)而將層間絕緣體開孔的下一工藝步驟中能按容差調(diào)整掩模。可見從實現(xiàn)工藝步驟的觀點看本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是有利的。
在打開連接到源/漏區(qū)的接觸孔的同時給柵極接觸開孔時，在現(xiàn)有技術(shù)工藝中要考慮用腐蝕液(緩沖氫氟酸)處理源/漏區(qū)上表面的問題。但在本實施例的工藝中，因為在源/漏區(qū)的上表面上保留有未被緩沖氫氟酸腐蝕去的硅化物層，可不必考慮上述問題。
實例8
下面將參照圖8說明按照本發(fā)明的實施例，在互補結(jié)構(gòu)包括N溝道TFT(NTFT)和P溝道TFT(PTFT)中制造互補TFT(C/TFT)的工藝。
首先，通過濺射在玻璃基片700上淀積1000
厚的氧化硅膜作為基底膜701。然后用等離子CVD法在其上淀積1000
厚的非晶硅膜。這樣所得到的非晶硅膜在600℃下進行48小時的結(jié)晶化熱退火，并使元件隔離以形成結(jié)晶化的有源區(qū)702和703。
通過濺射淀積成1000
厚的氧化硅膜704作為柵極絕緣膜。然后，淀積上厚6000
的含1%硅的鋁膜，通過刻成圖形產(chǎn)生柵極接觸705和707。接著通過陽極氧化形成2000
厚的氧化層706和708。由于注入硼離子，源/漏區(qū)709和711呈P型導(dǎo)電，以自對準的方式形成溝道形成區(qū)710。通過再將磷離子注入另一有源層703，所以源/漏區(qū)712和714呈N型導(dǎo)電，再以自對準的方式形成溝道形成區(qū)713。如果在此步驟中不需注入離子，則該區(qū)可用保護膜覆蓋。
通過照射激光束或紅外光來激活源/漏區(qū)。除去所得到的已暴露出的氧化硅膜704，并在類似實例5所討論的條件下淀積上鈦膜。通過使已淀積成的鈦膜退火形成硅化鈦膜716。隨后通過像實例5中所說的有選擇性地腐蝕除去未反應(yīng)的鈦膜，接著用激光照射進行退火。就用這種方法獲得了硅化鈦層716。
由氧化硅構(gòu)成層間絕緣體，然后經(jīng)過通常的刻圖形步驟形成PTFT的源/漏接觸718和719以及用NTFT的源/漏接觸720和721。由于采用本實施例的結(jié)構(gòu)能獲得不受源/漏區(qū)薄層電阻影響NTFT。也就是說，本實施例的NTF包括源/漏接觸720和721，此兩個接觸區(qū)位于與溝道形成區(qū)713相距為722處，由于存在硅化物層716，源/漏區(qū)的薄層電阻降低了。而距離722有一定配合容差，這就能在為形成源/漏區(qū)而給層間絕緣體7717開孔的下一步驟中按容差來調(diào)整掩模?？梢姀膶崿F(xiàn)工藝各步驟的觀點來看，按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是有利的，而且在開孔步驟中源/漏區(qū)的表面不需處理或腐蝕。
在上述實例5～8所討論的結(jié)構(gòu)中，鋁用作柵極接觸，通過陽極氧化，環(huán)繞柵極接觸形成氧化層。但此柵極接觸可以是硅或金屬作主要成分。此外，它也可由半導(dǎo)體和金屬的疊層或金屬硅化物和半導(dǎo)體的疊層組成。更準確地說，金屬接觸如鈦、鉻和鉭，它們與硅的疊層或者這些金屬的硅化物可用作柵極接觸，以及這些金屬的疊層或Si-W、Si-Mo和Si-Al等硅化物也可用作柵極接觸。
實例9
下面將參照圖10說明按照本發(fā)明的實施例制造TFT的工藝。通過在氧氣氣氛下濺射，在Corning7059基片1101(尺寸為300mm×400mm或100mm×100mm)上淀積100～300nm厚的氧化硅膜1102作為基底氧化膜。但作為適于大量生產(chǎn)的工藝，基底氧化膜可以通過用等離子CVD法分解和淀積TEOS(四乙氧基硅)，并將所得到的膜在450～650℃溫度范圍內(nèi)退火來形成。
然后，用等離子CVD法或LPCVD法淀積成厚30～500nm，最好是50～100nm的非晶硅膜，并使之在還原氣氛中在550～600℃的溫度范圍保持24小時以達到結(jié)晶化。此步驟可作激光照射來完成。將所得到的已結(jié)晶化的硅膜刻成圖形給出島狀部分。進而通過濺射在其上淀積70～150nm厚的氧化硅膜1105。
然后通過電子束淀積形成厚度為200nm至5μm的含90%鋁和1%硅的鋁膜并刻成圖形以獲得柵極接觸1106。所得到的柵極接觸在電解液中加電流陽極氧化，從而得到50～250nm厚的陽極氧化物1107。此陽極氧化工藝是在日本專利申請公開-4-30220(1992.1.21申請)所披露的條件下進行的。
將雜質(zhì)通過用柵極接觸部分(即柵極接觸和環(huán)繞陽極氧化膜)做掩模的離子摻雜工藝以自對準的方式注入位于每個TFTs上的島狀硅膜以獲得源/漏區(qū)(摻雜區(qū))103，如圖10(A)所示。雜質(zhì)區(qū)可通過如下方法來形成在形成NMOS TFT情況下用磷烷(PH3)作為摻雜氣體注入磷，在形成PMOS TFT情況下用乙硼烷(B2H6)作為摻雜氣體注入硼。此離子摻雜工藝是在加速能量為10～90kev和離子劑量為2×1014～8×1014cm-2下來進行的。
用等離子CVD法淀積厚400nm～1.5μm，例如為900nm的氧化硅膜1108。
然后用公知的各向異性腐蝕即RIE工藝來腐蝕所得到的氧化硅膜1108。在這種情況下在高度900nm的柵極接觸區(qū)1106兩邊的厚度近似達到兩倍的膜厚(即氧化硅膜的膜厚，900nm)。再繼續(xù)腐蝕氧化硅柵極絕緣膜1105使源/漏區(qū)1103暴露出。在上述步驟之后，在柵極接觸兩側(cè)邊產(chǎn)生三角形絕緣體1109，如圖10(C)所示。
通過濺射，淀積上5～50nm厚的鎢膜以獲得圖10(D)所示的結(jié)構(gòu)。隨后通過用波長248nm，脈寬20nsec的KrF準分子激光照射，使所淀積的鎢膜與硅起反應(yīng)，從而在摻雜區(qū)(源/漏)上得到硅化鎢區(qū)1111。通過控制激光的能量強度在200～400mJ/cm2，最好在250～300mJ/cm2可進行適當?shù)募す馓幚?。所照射的激光束大部分被鎢膜吸收，因此難用它修復(fù)在先前的離子摻雜步驟中已嚴重損傷了的硅摻雜區(qū)的結(jié)晶度。然而，由于硅化鎢有低到30～100μΩ·cm范圍的電阻率，源/漏區(qū)(區(qū)1108和其下面的摻雜區(qū))的實際薄層電阻是10Ω/cm2或更低。當然，通過在離子注入步驟之后立即進行激光照射或熱退火等，能解除摻雜區(qū)的退化。
如圖10(E)所示，通過腐蝕除去激光照射時未起反應(yīng)的殘留的鎢膜，而僅留下硅化鎢。例如，通過令其在氟化碳的氣氛中反應(yīng)腐蝕，鎢能化作六氟化鎢氣體而去除。
最后，用CVD法淀積成300nm厚的氧化硅膜以便在所得到結(jié)構(gòu)的整個表面上提供層間絕緣體1112。在TFT的源/漏區(qū)開出接觸孔之后，形成與接觸1113的鋁互連線。用這種方法加工成TFT的結(jié)構(gòu)。此外，再在200～400℃溫度范圍進行氫退火，以激活摻雜區(qū)。
實例10
下面將參照圖11說明按照本發(fā)明的實施例制造TFT的工藝。用像上述實例9中同樣的方法在Corning 7059基片1201上順序地形成基底氧化膜1202，島狀半導(dǎo)體區(qū)、起柵極氧化膜1205作用的氧化硅膜、和作為柵極接觸的厚200nm～5μm鋁膜1206。然后，通過按像實例9同樣過程的陽極氧化，在柵極接觸的周邊(兩邊和上表面)上形成陽極氧化物1207。通過用柵極接觸作掩模的離子摻雜，注入劑量為1×1014～5×1014cm-3的雜質(zhì)形成摻雜區(qū)1203。
接著用波長248nm、脈寬20nsec的KrF準分子激光照射，使摻入的雜質(zhì)激活。通過將激光能量密度控制在200～400mJ/cm2，最好在250～300mJ/cm2可獲得適當?shù)募す馓幚?，從而獲得圖11(A)所示的結(jié)構(gòu)。
可通過用燈照射紅外光或通過使用公知的熱退火工藝來進行激活。但最好和最有效的激活工藝是使用紅外光(例如波長為1.2μm的光)，因為紅外光能被硅半導(dǎo)體有選擇地吸收而不會顯著地加熱玻璃基片。而且通過縮短照射時間能避免玻璃基片變熱。在上述激活步驟之后，用陽極氧化物1207作掩模通過干法腐蝕來腐蝕柵極氧化膜。例如，最好用CF4氣體作為腐蝕氣體，因為陽極氧化物能留下不被腐蝕而只腐蝕氧化硅柵極絕緣膜1205。接著再用等離子CVD法淀積上厚400nm～1.5μm的氧化硅膜1208。
通過像上述實例9中同樣的各向異性腐蝕，在柵極接觸兩側(cè)形成氧化硅三角形絕緣體1209。通過濺射，如圖11(C)所示，形成5～50nm厚的鈦膜1210。將此鈦膜加熱到250～650℃范圍使鈦與硅起反應(yīng)，從而在絕緣基底(包括基底氧化膜1202)表面的雜質(zhì)區(qū)(源/漏)上形成硅化鈦區(qū)1211。此步驟最好在這樣的溫度下進行，即在該溫度下在柵極接觸和類似區(qū)域上不應(yīng)產(chǎn)生小丘。
在單晶半導(dǎo)體基片的IC情況下，在硅化物區(qū)下面必須有一N+和基片的結(jié)。但由于本發(fā)明應(yīng)用位于絕緣基片上的薄膜IC，硅化物能直接與玻璃基片(絕緣基片)接觸。因此可很容易地進行形成硅化物。
在本實例中可用燈產(chǎn)生的紅外光來進行退火。用燈退火，可以將所照射的表面加熱到600～1000℃范圍來完成。若退火溫度是600℃，退火時間是幾分鐘，如退火溫度是1000℃的高溫，則退火時間僅需幾秒鐘。在本實例中淀積鈦膜后的熱退火要在650℃或更低溫度下進行，因為柵極接觸是鋁制的。但如果柵極接觸用硅作主要成分，則退火溫度最好是在700℃或更高。
然后使用比例為5∶2∶2的過氧化氫、氨水和水的混合物組成的腐蝕液去腐蝕鈦膜。硅化鈦層1211不受腐蝕而保留下來。最后，如圖11(E)所示，用CVD法淀積成300nm厚的氧化硅膜，從而在所得到結(jié)構(gòu)的整個表面上提供一層間絕緣體1212。在打開TFT的源/漏接觸孔之后形成與接觸1213的鋁此連線。用這種方法得到完整的TFT。
實例11
下面將參照圖13說明制造有源陣列編址液晶顯示基片的工藝。
參看圖13(A)，用上述實例9中同樣的方法在Corning 7059基片1401上順序地形成基底氧化膜1402，島狀半導(dǎo)體區(qū)、和起柵極氧化膜作用的氧化硅膜1405、此外還進一步在同一層與互連線(第一層互連線)1406一起形成厚200nm～5μm鋁膜作柵極接觸1407。然后，按像實例9中同樣過程的陽極氧化，在柵極接觸的周邊(兩側(cè)和上表面)上形成陽極氧化物層1408。通過用離子摻雜法注入雜質(zhì)形成雜質(zhì)區(qū)1403。隨后，用波長248nm、脈寬20nsec的KrF準分子激光對其照射使摻進的雜質(zhì)激活。通過控制激光能量密度在200mJ/cm2～400mJ/cm2，最好在250～300mJ/cm2可得到適當?shù)募す馓幚怼?br> 然后如圖13(B)所示，淀積氧化硅膜1410。再通過像在上述實例9同樣的各向異性腐蝕，在柵極接觸和第一層互連線的兩側(cè)形成三角形絕緣體1411和1412。在使源/漏區(qū)暴露出以后，通過濺射形成5～50nm厚的鈦膜。在膜淀積期間基片溫度保持在200～450℃范圍。最好在250～300℃。以使鈦與硅起反應(yīng)，從而在源/漏區(qū)的表面上形成硅化鈦層1413。
然后，如圖13(C)所示，腐蝕掉殘留的未起反應(yīng)的鈦膜，并用CVD法在整個表面上淀積成厚600nm的氧化硅膜作為層間絕緣體1414。下一步驟是通過濺射淀積一厚50～100nm的ITO膜。再將此ITO膜刻成圖形以提供一象素電極1415。最后形成TFT的源/漏接觸孔，再淀積成多層的鋁膜和氮化鈦并刻成圖形，以獲得與接觸1416的互連線作為第二層。氮化鈦和鋁層的厚度分別是80nm和500nm。就用這種方法可得到完整的有源陣列編址基片。
在本實例所制造的有源陣列中，單個象素電路示于圖13(E)中。源/漏接觸1416和柵極接觸1407之間的薄層電阻，即使期間采取大的距離時估計也不會有問題。此外，由于柵極接觸用作偏移柵，所以柵極接觸和源/漏區(qū)(或源/漏接觸)之間的寄生電容Cp很小。可見能得到理想的有源陣列。于是，通常與象素電容并聯(lián)構(gòu)成維持電容Cs會顯著減少或完全消除。因而能使孔徑比增大。
能使用本實施例的TFT，通過比上述實施例(-象素TFT)更加減少陽極氧化物1409的厚度來制造有源陣列的外圍驅(qū)動電路。用另外的方法還能完全取消陽極氧化物層。象素TFT要求把寄生電容Cp減至最小，而外圍電路的TFT對寄生電容Cp的減少要求并不嚴格。
如上所述，本發(fā)明提供一種顯著減小了源/漏之間的電阻的薄膜半導(dǎo)體器件?，F(xiàn)有技術(shù)的工藝要求長時間的熱退火以降低源/漏之間的電阻。但這樣的現(xiàn)有技術(shù)工藝有產(chǎn)量低的缺陷，而且適用于此工藝的基片材料被限定要能耐受550℃甚至更高的溫度。已推薦一種使用激光照射的工藝，但此工藝要求最佳的能量密度，在比適當值低或高的能量密度下，不能獲得有利的薄層電阻。因此，這樣的工藝造成TFTs的特性十分分散，充其量也不過能得到每方幾百歐(Ω/cm2)的薄層電阻。
與上述現(xiàn)有技術(shù)工藝不同，本發(fā)明提供一種薄層電阻降到100Ω/cm2或者甚至更低的薄膜半導(dǎo)體器件，因為在硅半導(dǎo)體(源/漏)的表面上形成非常薄的硅化物膜，顯著地降低薄層電阻。本發(fā)明要求激光照射以獲得硅化物膜，但不需要像激活硅的現(xiàn)有技術(shù)工藝那樣嚴格控制操作條件。但激光照射顯著地提高了產(chǎn)品的成品率。此制造硅化物膜的工藝也需要淀積金屬膜，但淀積膜的工藝時間可使之適于大量生產(chǎn)的工藝所要求的那樣短。
此外，就在硅化物層下面的硅半導(dǎo)體摻雜區(qū)來說，不必再進行為恢復(fù)被離子注入損傷的結(jié)晶度的激活步驟。例如，在使用離子摻雜注入劑量為1015cm-2或更大的雜質(zhì)之后，就能得到約10KΩ/cm2的薄層電阻，而不需對雜質(zhì)區(qū)進行激活工藝。因此，在本發(fā)明的有與雜質(zhì)區(qū)接觸的低阻硅化物層的實際器件中，源和漏的實際薄層電阻是足夠低的。
但是，未進行激活步驟的硅半導(dǎo)體存在許多缺陷，從可靠性的觀點來看，這樣的硅半導(dǎo)體有時是不利的。在這樣情況下必須進行雜質(zhì)區(qū)激活。應(yīng)注意，加入激活步驟使整個工藝步驟增加。但是，為激活而使用激光照射顯著地減少工藝時間而沒有使工藝復(fù)雜化，因為與使用激光照射來控制最佳雜質(zhì)區(qū)的薄層電阻的情況相比此步驟能在不太嚴格的條件下進行。
如上所述，本發(fā)明在制造改進了特性提高了成品率的TFTs方面是有很大用途的。
除上述外，源/漏區(qū)接觸的位置能通過以自對準方式提供與柵極接觸區(qū)相連的絕緣體而能自動確定。另一優(yōu)點是能獲得對薄層電阻無特殊要求的結(jié)構(gòu)。特別是，當以自對準方式設(shè)定接觸部分和溝道形成區(qū)之間的距離時，可獲得與掩模套合及形成接觸孔問題無關(guān)的器件。
通過在源/漏區(qū)表面上形成硅化物膜從而降低源/漏區(qū)的薄層電阻，能制造出進一步提高器件性能、可靠性、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成品率的薄膜半導(dǎo)體器件。
以上參照具體實施例對本發(fā)明進行了詳細地討論，但應(yīng)指出，本領(lǐng)域熟練的人員能對其進行各種改變和變換這都不超出本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體器件包括
兩個位于基片上的有P型或N型導(dǎo)電的硅半導(dǎo)體區(qū)；
一個有源區(qū)，它位于所說的兩個硅半導(dǎo)體區(qū)基本上是本征導(dǎo)電或相反導(dǎo)電型的硅半導(dǎo)體；
位于所說的有源區(qū)上的柵極絕緣膜；
與所說的柵極絕緣膜接觸的柵電極；
至少提供在所說柵電極一側(cè)面并包括所說柵電極材料的陽極氧化物；和
與所說的兩個硅半導(dǎo)體接觸并包括硅和金屬的硅化物區(qū)。
2、按照權(quán)利要求1所說的半導(dǎo)體器件，其特征在于所說的兩個硅化物區(qū)是有像所說的兩個硅半導(dǎo)體區(qū)同樣形狀的薄層。
3、按照權(quán)利要求1所說的半導(dǎo)體器件，其特征在于所說的棚電極包括至少兩種材料的合金，所說的陽極氧化物包括所說的至少兩種材料的至少一種。
4、按照權(quán)利要求1所說的半導(dǎo)體器件，其特征在于所說的兩個硅化物區(qū)厚為10nm～1μm。
5、一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括如下步驟
有選擇地在基片上形成包括硅的半導(dǎo)體層;
在所說的半導(dǎo)體層上形成柵極絕緣膜;
在所說的柵極絕緣膜上形成柵電極;
至少在所說的柵電極的一側(cè)面形成陽極氧化物;
通過用所說的柵電極和所說的陽極氧化物做掩模，以自對準方式向其中引入雜質(zhì)，在所說的半導(dǎo)體層中形成源和漏區(qū);
除去所說的柵極絕緣膜的一部分以暴露出所說的源和漏區(qū)的表面;
在已露出的表面上形成由金屬構(gòu)成的金屬膜;
用光照射所說的金屬膜，通過使所說的金屬與所說的硅結(jié)合，形成硅化物;和
除去所說的金屬膜，在所說的源和漏區(qū)上留下所說的硅化物。
6、一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括如下步驟
有選擇地在基片上形成包括硅的半導(dǎo)體層;
在所說的半導(dǎo)體層上形成柵極絕緣膜;
在所說的柵極絕緣膜上形成柵電極;
在所說的形成柵極絕緣膜的步驟之后，通過用所說的柵電極做掩模，以自對準方式引入雜質(zhì)在所說的半導(dǎo)體層中形成源和漏區(qū);
至少在所說的柵電極的一側(cè)面形成陽極氧化物;
在所說的形成源和漏區(qū)的步驟之后除去柵極絕緣膜的一部分，以暴露出所說的源和漏區(qū)的表面;
在所說的源和漏區(qū)形成步驟之后，在已露出的表面上形成由金屬構(gòu)成的金屬膜;
用光照射所說的金屬膜使所說的金屬與所說的硅結(jié)合形成硅化物;和
除去所說的金屬膜，留下在所說的源和漏區(qū)上所說的硅化物。
7、按照權(quán)利要求6所說的方法，其特征在于通過所說的陽極氧化物形成步驟所說的陽極氧化物還形成在所說的柵電極的上表面。
8、按照權(quán)利要求6所說方法，其特征在于所說的光是脈沖激光。
9、一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括如下步驟
在基片上有選擇地形成含硅的半導(dǎo)體層;
在所說的半導(dǎo)體層上形成棚極絕緣膜;
在所說的棚極絕緣膜上形成柵電極;
至少在所說的柵電極的一側(cè)上形成陽極氧化物;
除去柵極絕緣膜的一部分，以暴露出所說的半導(dǎo)體層的表面;
在暴露出的表面上形成由金屬構(gòu)成的金屬膜;
在所說的金屬膜形成步驟之后，通過用所說的柵電極和所說的陽極氧化物做掩模，以自對準方式引入雜質(zhì)在所說的半導(dǎo)體層中形成源和漏區(qū);
用光照射所說的金屬膜，使所說的金屬與所說的硅結(jié)合形成硅化物;和
在所說的源和漏區(qū)形成步驟之后，除去所說的金屬膜，在所說的源和漏區(qū)上留下所說的硅化物。
10、按照權(quán)利要求9所說的方法，其特征在于通過所說的陽極氧化物形成步驟所說的陽極氧化物還形成在所說的柵電極的上表面。
11、按照權(quán)利要求9所說的方法，其特征在于所說的光是脈沖激光。
12、按照權(quán)利要求9所說的方法，其特征在于所說的基片有一絕緣表面，而所說的硅化物形成于所說的絕緣表面。
13、一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括如下步驟
在基片上有選擇地形成含硅的半導(dǎo)體層;
在所說的半導(dǎo)體層上形成柵極絕緣膜;
在所說的柵極絕緣膜上形成柵電極;
至少在所說的柵電極的一側(cè)上形成陽極氧化物;
除去所說的柵極絕緣膜的一部分以暴露出所說的半導(dǎo)體層的表面;
在已露出的表面上形成由金屬構(gòu)成的金屬膜;
用光照射所說的金屬膜使所說的金屬與所說的硅結(jié)合形成硅化物;
除去所說的金屬膜，在所說的半導(dǎo)體層上留下所說的硅化物;和
在所說的金屬膜除去步驟之后，通過用所說的柵電極和所說的陽極氧化物做掩模以自對準方式引入雜質(zhì)，在所說的半導(dǎo)體層中形成源和漏區(qū);
14、一種半導(dǎo)體器件包括
源和漏區(qū);
位于所說的源和所說的漏區(qū)之間的溝道區(qū);
鄰近所說的溝道區(qū)的柵電極;
位于所說的柵電極的一側(cè)面上的絕緣層;
與所說的絕緣層接觸并實質(zhì)上呈三角形的絕緣體;和
分別位于所說的源和所說的漏區(qū)的表面上的硅化物層;
其特征在于至少所說的源和漏區(qū)的一個接觸區(qū)的位置是通過所說的絕緣體自對準的。
15、按照權(quán)利要求14所說的器件，其特征在于所說的柵電極包括鋁，所說的絕緣層包括所說鋁的氧化物。
16、按照權(quán)利要求14所說的器件，其特征在于所說的硅化物層不在位于所說的絕緣體下面的所說的源和漏區(qū)的部分上。
17、按照權(quán)利要求14所說的器件，其特征在于所說的硅化物層由從包括鉬、鎢、鉑、鉻、鈦和鈷的這組材料中所選擇的材料組成。
18、一種半導(dǎo)體器件包括
源和漏區(qū);
位于所說的源和所說的漏區(qū)之間的溝道區(qū);
鄰近所說的溝道區(qū)的柵電極;
與所說的柵電極的一側(cè)接觸而且實質(zhì)上為三角形的絕緣體;和
與所說的源和漏區(qū)的表面接觸的硅化物層，其特征在于至少所說的源和漏區(qū)的一個接觸區(qū)的位置是通過所說的絕緣體自對準的。
19、一種形成半導(dǎo)體器件的方法包括如下步驟
形成覆蓋柵電極的絕緣體;
各向異性地腐蝕所說的絕緣體以暴露出所說的源和漏區(qū)的表面，以及一部分所說的實質(zhì)上呈三角形的絕緣體留在所說的柵電極的一側(cè)面上;和
在已露出的所說的源和漏區(qū)的表面上形成硅化物層。
20、一種形成半導(dǎo)體器件的方法包括如下步驟
在半導(dǎo)體層上形成柵極絕緣膜以便變成源、漏和溝道區(qū);
在所說的柵極絕緣膜上形成柵電極;
暴露出此半導(dǎo)體層使之變成所說的源和漏區(qū);和
在已露出的半導(dǎo)體層上形成硅化物層。
21、一種形成半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟
至少在所說柵電極的一側(cè)面上形成包括柵電極中所用元件的第一絕緣體;
形成覆蓋所說的柵電極和所說的第一絕緣體的第二絕緣體;
各向異性地腐蝕所說的第二絕緣體，在所說的柵電極的一側(cè)面上留下一部分實質(zhì)上呈三角形的所說的第二絕緣體;
暴露出源和漏區(qū)表面，以及一部分所說的源和漏區(qū)用所說的第二絕緣體的留下部分覆蓋;和
在已露出的表面上形成硅化物層。
全文摘要
一種以增加硅化物膜減少源和漏間電阻的薄膜晶體管器件，通過在硅基片上形成柵絕緣膜和柵極接觸區(qū)、用陽極氧化柵極接觸區(qū)、用金屬覆蓋已露出的硅半導(dǎo)體表面和從上面或絕緣基片側(cè)以激光等強光照射金屬膜使金屬涂層與硅反應(yīng)以獲得硅化物膜的工藝來制造。金屬硅化物層還可通過緊密粘附一金屬涂層到已露出的源和漏區(qū)，使用形狀近似三角形、寬度最好是1μm或更小的絕緣體，和使金屬與硅起反應(yīng)而得到。于是能獲得一種性能優(yōu)良的TFT。
文檔編號H01L21/336GK1090427SQ9311466
公開日1994年8月3日 申請日期1993年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月9日
發(fā)明者竹村保彥, 張宏勇, 寺本聰 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所