專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)晶半導(dǎo)體，更具體地說是涉及以薄膜硅半導(dǎo)體和使用該種硅半導(dǎo)體制造的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明還涉及制造它們的方法。
用作薄膜器件的薄膜晶體管大致劃分為兩類平面型和臺階型。正如公知的那樣，臺階TFT具有如圖5(A)-5(E)和6(A)-6(C)的形狀。
這種無沿(edgeless)型TFT具有和柵電極的形狀相同的島形的有源層。結(jié)果，不存在任何超越柵電極的臺階。由于沒有上面所說的臺階，所以取名為無沿型。
由于上述的不存在超越柵電極的臺階，這將有利于TFT的特性和提高產(chǎn)量?？梢杂^察到，由于超越柵極電極(相對它們大致為直角)的臺階的存在使得柵電極破損。在無沿型的TFT中所不同的是沒有由于上面所說的臺階所引起的相互連接的破損。
由于等離子體的損傷或其他的原因，使得島形的有源層的邊沿處的半導(dǎo)體特性變壞。因此存在流過該邊沿的漏電流。當(dāng)我們所關(guān)心的柵電極是未選擇的(即在N型溝道的情況下，零電壓或負(fù)電壓加到柵電極上)，有大量的電流流過(也稱之為截止(OFF)電流)。因此集成電路的特性變壞。
嚴(yán)格地說，即使是無沿型的TFT在有源層也有邊沿。源極和漏極沿著柵電極通過很長的回路使之內(nèi)部電連接。在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，源極和漏極幾乎是通過最短的距離實(shí)現(xiàn)互連的。因此，比起現(xiàn)有技術(shù)的類型的TFT，在減小截止電流方向無沿型就更有效。
在無沿型中，存在有平行于柵電極的臺階。這些臺階主要?dú)w納于源極或漏極的臺階。由于與柵電極平行的臺階幾乎與柵電極的損傷或截止電流沒關(guān)系，所以TFT的特性幾乎不受這些平行的臺階的影響。
因此，用圖5(A)-5(E)的工藝順序已經(jīng)生產(chǎn)出無沿型TFT。圖6(A)-6(C)是圖5(A)-5(E)中所示的無沿型TFT的頂視圖。首先，一對N型或P型的非結(jié)晶的或者結(jié)晶的半導(dǎo)體區(qū)53直接地或者通過由適當(dāng)?shù)慕^緣材料構(gòu)成的緩沖層52形成在玻璃襯底51上。形成非結(jié)晶或結(jié)晶本征(N型或P型雜質(zhì)不是有意注入的)半導(dǎo)體層54，以致覆蓋半導(dǎo)體區(qū)53。由于半導(dǎo)體層54是由與源極/漏極相同的材料制成，半導(dǎo)體層54最好是比源極/漏極53要充分地薄，所以以后不會發(fā)生過蝕刻(見圖5(A)和圖6(A))。
然后形成介質(zhì)膜55和導(dǎo)電膜55(圖5(B))?？涛g導(dǎo)電膜56，介質(zhì)膜55和半導(dǎo)體層54以形成柵電極/內(nèi)部連接62，63，柵絕緣膜60，61和半導(dǎo)體層58，59。為了完成刻蝕只有一個(gè)光刻的步驟，于是柵電極/內(nèi)部連接，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層基本上有相同的形狀(圖5(C)和6(C))。
此后，淀積內(nèi)部絕緣層64。在絕緣體64上形成接觸孔。形成源極/漏極電極/互連65，66(圖5(D))。按照圖5(E)所示的狀態(tài)獲得疊層的TFT的結(jié)構(gòu)。
正如圖5(E)所示，半導(dǎo)體層具有與柵電極和互連基本相同的形狀。因此，如果柵電極是長的，半導(dǎo)體層相應(yīng)按比例延長。僅僅通過柵絕緣膜這樣一層薄膜使半導(dǎo)體層與柵極互接相隔離。因此在柵電極存在很大的寄生電容。這就導(dǎo)致了電路工作速度的降低。還有損耗功率將增加。更具體地說由結(jié)晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體層比起非結(jié)晶硅更容易感應(yīng)出溝道，所以這是個(gè)嚴(yán)重的問題。在諸如有源矩陣電路的大面積電路的情況下，問題嚴(yán)重到竟不可能實(shí)際上驅(qū)動該電路。
另外，器件的隔離提出了問題。如果每一個(gè)TFT有一個(gè)柵電極就不會出現(xiàn)問題。如果如圖6(C)所示，在2個(gè)或多個(gè)TFT上形成一個(gè)柵極互連，于是問題就出現(xiàn)了。用這種結(jié)構(gòu)，如果柵電極接通，在位于柵電極下面的整個(gè)半導(dǎo)體層就形成溝道。結(jié)合圖7(A)進(jìn)一步詳細(xì)描述之。
在圖7(A)和7(B)中，用一個(gè)柵極互連76形成圖6(C)中所示結(jié)構(gòu)的兩個(gè)TFT的柵電極。當(dāng)柵極互連被接通，接通信號加到第1個(gè)TFT的源極72，截止信號加到第2個(gè)TFT的源極73。在圖7(A)和7(B)中示出了第1個(gè)TFT的漏極74的輸出信號和第2個(gè)TFT的漏極75的輸出信號。
由于柵極電極/互連76被接通，在半導(dǎo)體層77中產(chǎn)生了溝道。從第1個(gè)TFT的源極72到漏極74有電流78流通。由于在半導(dǎo)體層77的整個(gè)表面形成溝道，同時(shí)干擾電流流入第2個(gè)TFT的漏極75。在圖8(A)和8(B)中表示出等效電路。在圖8(A)中，柵電極是截止的。在這時(shí)，沒有形成溝道，所以不產(chǎn)生漏極電流。當(dāng)然也就不產(chǎn)生干擾電流了。在圖8(B)中，柵電極被接通。在這時(shí)就產(chǎn)生漏極電流，溝道就產(chǎn)生了通往鄰近的TFT的導(dǎo)通通路(由電阻的符號表示)。
由于如圖8(B)所示溝道具有有限的電阻，由于第1和第2 TFT間的間隔的增加，干擾電流79減小了。為了提供足夠的器件隔離，每個(gè)器件的尺寸被大大增加了，例如，如果第1源極和第1漏極間的距離是10μm(微米)，為了減小干擾電流為百分之一或更小，必須使相鄰的TFT間的距離設(shè)定大于1mm(毫米)。
為了避開這個(gè)問題，以前必須為每個(gè)TFT僅提供一個(gè)柵電極/互連。如果必須作為一個(gè)單元來驅(qū)動?xùn)烹姌O/互連，柵電極必須通過頂端的金屬化層連接在一起。用這種結(jié)構(gòu)，相鄰的金屬化層間的聯(lián)接將增加。這樣將降低產(chǎn)量。在有源矩陣電路中必須使用頂部的金屬化層作為數(shù)據(jù)線。因此需要另外的導(dǎo)電的內(nèi)部連接。另外，還必須形成這樣一些部分，它們不是橫穿作為數(shù)據(jù)線的相同的金屬化層的數(shù)據(jù)線的部分。在前面的結(jié)構(gòu)中，金屬化層的數(shù)量增加了。這樣又增加了生產(chǎn)的步驟。這就使生產(chǎn)率下降。在后一種結(jié)構(gòu)中，相鄰的金屬化層間的聯(lián)系進(jìn)一步增加了。從而對產(chǎn)量有不好的影響。的確，這些結(jié)構(gòu)中沒有一種能用于實(shí)際。
從前面的問題可以看出，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件，在這些器件中使用公共的柵極互連的TFT彼此間有充分地隔離。
本發(fā)明的發(fā)明者通過增加含有諸如鎳的催化劑元素的層來解決前面所述的問題，這是為了加快非晶硅膜的非晶硅的結(jié)晶，以致在短的時(shí)間內(nèi)在比通常的非結(jié)晶硅結(jié)晶所需溫度要低的溫度下通過高溫退火使結(jié)晶的半導(dǎo)體薄膜形成。本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在非晶硅的膜中引進(jìn)少量的鎳可以加速結(jié)晶過程。該發(fā)明者發(fā)現(xiàn)非晶硅容易與鎳結(jié)合，從而產(chǎn)生鎳的硅化物，與鄰近的非晶硅的反應(yīng)可以由下式給出非晶硅 (硅A)+鎳的硅化物(硅B)→鎳的硅化物(硅A)+結(jié)晶的硅(硅B)(硅A和硅B表示硅的位置)這個(gè)反應(yīng)公式表示出鎳的擴(kuò)散，同時(shí)使非結(jié)晶硅變?yōu)榻Y(jié)晶硅。在實(shí)際中大家知道反應(yīng)起始于580℃以下，甚至是在450℃觀察該反應(yīng)。該反應(yīng)的結(jié)晶是在硅中保持的鎳超過1×1016/cm3。
這也意味著沿一個(gè)方向的結(jié)晶的進(jìn)程。這也就是結(jié)晶的方向是可以控制的。具體地講，這里的鎳是橫向運(yùn)動的，結(jié)晶進(jìn)程也是橫向的。這也稱之為加鎳低溫結(jié)晶工藝的橫向生長過程。象鎳(Ni)一樣能用以加快非晶硅的結(jié)晶的元素包括屬于元素周期表的第8族(即鐵(Fe)，鈷(Co)，釕(Ru)，銠(Rh)，鈀(Pd)，鋨(Os)，銥(Ir)，鉑(Pt)或者3d元素(即鈧(Sc)，釩(V)，錳(Mn)，銅(Cu)和鋅(Zn)，金(Au)和銀(Ag)。
本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)如果加入那樣的一種元素，甚至是非結(jié)晶硅膜象300-1000那樣薄也能結(jié)晶。如果這種膜應(yīng)用于TFT中，這種有源層可以變薄。結(jié)果，其特性能得以改善。應(yīng)當(dāng)注意上面所列的很多元素對硅半導(dǎo)體不是更可取的。已經(jīng)揭示出在TFT的有源層中的該種元素的濃度最好小于1×1019原子/cm3。
那種加快非結(jié)晶硅的結(jié)晶的元素以后稱這為催化劑元素。在本發(fā)明中，催化劑元素的添加加快了結(jié)晶，借此使得無沿TFT彼此間隔離。在這種現(xiàn)有技術(shù)的方法中，這種隔離表現(xiàn)出問題。
在本發(fā)明中，包含在源極/漏極區(qū)的催化劑元素，或者催化劑元素或它的化合物的層與將要變成源極/漏極區(qū)的頂或底表面形成緊密接觸。用催化劑元素相當(dāng)少的摻雜的基本上的本征非晶硅膜形成在催化劑元素或它的化合物的層上。非晶硅層在適當(dāng)?shù)臏囟认赂邷赝嘶疬m當(dāng)?shù)臅r(shí)間。結(jié)果是催化劑元素?cái)U(kuò)散出源極/漏極區(qū)。該結(jié)晶集中在源極/漏極區(qū)附近。這時(shí)，結(jié)晶的進(jìn)程平行于源極和漏極間的漏極電流。這有效地加強(qiáng)了TFT的特性。
參照

圖1(A)-1(E)和2(A)-2(C)，現(xiàn)在將描述本發(fā)明基本方法的理論。如圖1(B)所示，在襯底1或過渡層2上形成包含催化劑元素和變?yōu)樵礃O/漏極區(qū)的區(qū)域6和7以后，形成了基本上的本征非結(jié)晶硅膜8。在適當(dāng)?shù)臈l件下對該薄層進(jìn)行高溫退火。如圖2(A)所示，結(jié)果，僅圍繞在源極/漏極區(qū)附近的已經(jīng)結(jié)晶的區(qū)域9形成了。其它的部分保留為非結(jié)晶態(tài)。
這種選擇的結(jié)晶已觀察到，這里的非晶硅的膜的厚度超過1000，而且退火是在580℃以下完成的。然而，如果退火溫度超過600℃，不管催化劑的存在與否，在整個(gè)硅膜內(nèi)開始結(jié)晶。另外，為了選擇地結(jié)晶，過長的退火是不可取的。用這種方法，對半導(dǎo)體層8進(jìn)行選擇的結(jié)晶(圖1(B)和圖2(A))。
然后，介質(zhì)膜10和導(dǎo)電涂覆被淀積而成(圖1(C)。
然后對導(dǎo)電涂覆11，介質(zhì)膜10和半導(dǎo)體層8和9刻蝕以形成柵電極/互連16，17，柵絕緣膜13，15和半導(dǎo)體層12，14。結(jié)果是柵電極/互連，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層具有基本相同的形狀，這是使用與現(xiàn)有技術(shù)相同的工藝方法實(shí)現(xiàn)的。
然而，半導(dǎo)體層12或14具有不同于至今所獲得的結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖2(C)所示的TFT的分層結(jié)構(gòu)在下面予以描述。該半導(dǎo)體層12包含結(jié)晶區(qū)9和非晶區(qū)8。以后將描述其作用。
然后淀積層間的絕緣層18。在該絕緣層18上形成接觸孔。形成了源極/漏極電極/互連19-20(圖1(E))。
本發(fā)明的第1實(shí)施例是一種半導(dǎo)體器件，它包括一對半導(dǎo)體區(qū)，每個(gè)半導(dǎo)體區(qū)包含N或P 型雜質(zhì)和為加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素；在所說的半導(dǎo)體區(qū)間形成的柵電極；與柵電極具有基本相同的形狀的柵極絕緣膜；和與所說的柵電極具有基本相同形狀的基本上的本征半導(dǎo)體層，所說的半導(dǎo)體層具有結(jié)晶硅區(qū)和非結(jié)晶硅區(qū)。
本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括一對半導(dǎo)體區(qū)，每個(gè)半導(dǎo)體區(qū)包含N或P型雜質(zhì)；在半導(dǎo)體區(qū)間形成的柵電極；與柵電極的形狀基本相同的柵絕緣膜；和與柵電極的形狀基本相同的基本上的本征半導(dǎo)體層，所說的半導(dǎo)體層具有位于半導(dǎo)體區(qū)間的第1部分，所說的第1部分包含加快在1×1016至1×1019原子/cm3濃度下的非結(jié)晶硅的結(jié)晶的催化劑元素。
本發(fā)明的第3實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括一對半導(dǎo)體區(qū)，每個(gè)半導(dǎo)體區(qū)包含N或P型雜質(zhì)；在半導(dǎo)體區(qū)間形成的柵電極；與柵電極的形狀基本相同的柵絕緣膜；和與柵電極的形狀基本相同的基本上的本征半導(dǎo)體層，所說的半導(dǎo)體區(qū)具有位于所說的半導(dǎo)體區(qū)間的第1區(qū)，所說的第1區(qū)沿著連接所說的半導(dǎo)體區(qū)的線結(jié)晶。
本發(fā)明的第4實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括至少兩對半導(dǎo)體區(qū)，每個(gè)半導(dǎo)體區(qū)包含N或P型雜質(zhì)和用以加快非結(jié)晶硅的結(jié)晶的催化劑元素；柵電極和用以連接所說的半導(dǎo)體區(qū)的柵的互連；與柵電極的形狀基本相同的柵絕緣膜；與柵電極的形狀基本相同的基本上的本征半導(dǎo)體層，所說半導(dǎo)體層具有至少兩個(gè)結(jié)晶硅區(qū)；和位于結(jié)晶硅區(qū)間的非結(jié)晶硅區(qū)。
本發(fā)明的第5實(shí)施例是制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括如下步驟在介質(zhì)的表面形成N或P型硅膜；形成包含加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素的層，所說的層是基本上與頂或底的硅膜緊密接觸；刻蝕所說的N或P型硅膜和包含催化劑元素的所說的層以形成變?yōu)樵礃O/漏極區(qū)的一對半導(dǎo)體區(qū)；形成基本上的本征非晶硅膜；通過高溫退火選擇地使非晶硅膜結(jié)晶；形成介質(zhì)膜；形成導(dǎo)電涂層；刻蝕所說的導(dǎo)電涂層，介電膜，和硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
本發(fā)明的第6實(shí)施例是制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括如下步驟在介質(zhì)表面上形成N或P型硅以外的半導(dǎo)體區(qū)，所說的半導(dǎo)體區(qū)包含加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素，所說的半導(dǎo)體區(qū)變?yōu)樵礃O/漏極區(qū)；形成基本上的本征非結(jié)晶硅膜；通過高溫退火有選擇地對非晶硅膜結(jié)晶；形成介質(zhì)膜；形成導(dǎo)電涂層；刻蝕所說的導(dǎo)電涂層，所說的介質(zhì)膜和所說的硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
本發(fā)明第7實(shí)施例是生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括如下步驟在介質(zhì)的表面形成N或P型硅膜；形成包含加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素的膜，所說的層與硅膜的上或下表面基本上緊密接觸；刻蝕N或P型硅膜和包含所說催化劑元素的層以形成變?yōu)樵礃O/漏極區(qū)的半導(dǎo)體區(qū)；形成基本上的本征非晶硅膜；形成介質(zhì)膜和用高溫退火選擇地結(jié)晶非晶硅膜；形成導(dǎo)電的涂層；和刻蝕所說的導(dǎo)電涂層，所說的介質(zhì)膜和所說的硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
本發(fā)明第8實(shí)施例是生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括如下的步驟在介質(zhì)表面上在N或P型硅以外形成一對半導(dǎo)體區(qū)，所說的半導(dǎo)體區(qū)包含加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素，所說的半導(dǎo)體區(qū)變?yōu)樵礃O/漏極區(qū)；形成基本上的本征非晶硅膜；形成介質(zhì)膜；用高溫退火對非結(jié)晶硅膜選擇地結(jié)晶；形成導(dǎo)電涂層；刻蝕所說的導(dǎo)電涂層，介質(zhì)膜和硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
在前面所述的第5或第7實(shí)施例中，為了形成包含催化劑元素的層，可以利用各種方法。在一種方法中，通過旋轉(zhuǎn)涂覆或浸漬將含有催化劑元素的溶液加在其上，然后對該層烘干。在另外一種方法中，催化劑元素或它的化合物用濺射的方法形成膜。還有一種方法，使用加熱，光照或等離子體分解氣態(tài)的有機(jī)鎳和用化學(xué)氣相淀積實(shí)現(xiàn)淀積。在任何一種方法中可以根據(jù)所需催化劑元素的量來確定層的厚度。一般地說可能含在硅膜中的鎳的濃度少于1×1019原子/cm3，以致催化劑元素或它的化合物的層是非常的薄。因此，這一層可以不采用實(shí)際中的膜的形式。
用濺射的方法淀積成為一層催化劑元素或它的化合物時(shí)，該濺射的靶可以只由催化劑元素構(gòu)成。另外濺射的靶可以由催化劑元素的硅化物構(gòu)成。
在施加和烘干溶液的方法中為了形成催化劑或它的化合物的層，該溶液可以是水溶液或者是有機(jī)溶劑的溶液。該催化劑元素含在該層之中，這就意味著這種元素作為化合物包含在其中或這種元素被簡單地?cái)U(kuò)散。
從由水、乙醇、酸和氨構(gòu)成的一組中選定的極化溶劑用作溶劑，用作溶質(zhì)的催化劑元素的化合物具體地由溴化物，乙酸鹽，乙二酸鹽，碳酸鹽，碘化物，硝酸鹽，硫酸鹽，甲酸鹽的乙酰丙酮化合物，和由催化劑元素，4-環(huán)己基丁酸鹽，氧化物和氫氧化物的乙酰丙酮的化合物中選擇。
這里的非極化溶劑可以從苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、二氯甲烷和醚中選擇，其中任一種都可以使用，催化劑元素的化合物具體地從催化劑元素的乙酰丙銅和2-乙基己酸鹽中選擇。當(dāng)然其他的溶劑的溶解物也可以使用。
至此所作的說明中催化劑元素已經(jīng)完全地溶解在溶液中，不需要催化劑元素完全溶解。在這種情況下，通過單獨(dú)地均勻擴(kuò)散催化劑元素或粉狀的催化劑元素的化合物于擴(kuò)散介質(zhì)中以獲得乳狀的材料。
溶液中含催化劑元素的數(shù)量可以根據(jù)溶液種類的不同而變化。催化劑元素與溶液的重量比是1至200ppm，最好是1至50ppm。這個(gè)數(shù)值的確定是考慮到完成結(jié)晶和抵制氫氟酸以后所得到膜中的催化劑元素的濃度。
如果使用水作極化溶液將催化劑元素直接加入非結(jié)晶硅膜，然后排掉該溶液。因此不可能均勻地加入該元素。在這種情況下，薄的氧化物膜(其厚度為100)首先形成。然后，含有催化劑元素的溶液加到該薄的氧化膜上。用這種方法，溶液可以均勻地加入。嚴(yán)格地說，在這種情況下，氧化膜存在于非結(jié)晶硅膜和含有催化劑元素的膜之間。然而，氧化膜是很薄的，所以催化劑元素向硅中的擴(kuò)散是無法阻止的。這種狀態(tài)在此表達(dá)如下含有催化劑元素的層與硅膜基本上是緊密接觸。
將表面活性劑添加到含有催化劑元素的溶液中是有利的。這就改善了施加表面的附著力和吸附特性。該表面活性劑可預(yù)先加到表面上。
通過使用諸如2-乙基己酸鎳的甲苯溶液的非極化溶劑作溶液，可以使催化劑元素直接加到非晶硅上。在這種情況下，當(dāng)施加了抗蝕劑時(shí)，如果要使用密切接觸劑就可以預(yù)先施加，催化劑元素的用途就可以有效地發(fā)揮。然而，如果施加的材料過量，在非結(jié)晶硅中引入催化劑元素將受阻止。因此必須要注意。
如在圖7(B)中所示，所制造的分層結(jié)構(gòu)是這樣的，用這種方法獲得的兩個(gè)TFT(圖6(C))的柵電極分享一個(gè)柵極互連。具體地說，半導(dǎo)體層80具有由76表示的柵極互連的相同的結(jié)構(gòu)，而且它是連續(xù)的延伸的。更具體地說，非結(jié)晶區(qū)82存在于結(jié)晶區(qū)81和83之間。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，如果柵電極76接通，第1 TFT的源極72也接通，第2 TFT的源極73斷開，在半導(dǎo)體體層80的結(jié)晶區(qū)81和83中產(chǎn)生溝道。然而，在非結(jié)晶區(qū)82沒有建立比較大的溝道。結(jié)果，非晶硅區(qū)82防止漏極電流流出第1 TFT達(dá)到第2 TFT。結(jié)晶，各個(gè)TFT彼此分離?？偟恼f非結(jié)晶硅呈現(xiàn)的電阻率比起結(jié)晶硅(多晶硅)的電阻率要大一萬倍。因此，如果兩個(gè)TFT間的間隔接近每個(gè)TFT的源極和漏極之間的間隔，于是干擾電流將減少10,000倍。
這就是在本發(fā)明中，如圖8(B)所示，通過增加電阻來阻止干擾電流。關(guān)于首先敘及的問題(即在柵極內(nèi)部連接處的寄生電容)，僅在接近源極/漏極區(qū)的結(jié)晶部分基本上產(chǎn)生電容，從前面的說明中可以理解之。因此，寄生電容可以大大地減少。
本發(fā)明的其他的目的和特征可在描述它們的過程中看出。
圖1(A)-1(E)剖面示出了本發(fā)明生產(chǎn)TFT方法的實(shí)例1的生產(chǎn)順序；圖2(A)-2(B)是圖1(A)-1(E)所示的TFT的頂視圖；圖2(C)是圖1(A)-1(E)所示TFT的分層結(jié)構(gòu)的透射圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)例1制造的TFT的剖面圖；圖4(A)-4(D)是本發(fā)明生產(chǎn)TFT方法的實(shí)例2的制造順序的剖面圖；圖5(A)-5(D)是按現(xiàn)有技術(shù)工藝制造的TFT的頂視圖；圖5(E)是圖5(A)-5(D)所示的TFT的分層結(jié)構(gòu)的透視圖；圖6(A)-6(C)是圖5(A)-5(E)中所示TFT的頂視圖；圖7(A)說明現(xiàn)有技術(shù)工藝制造TFT電路的工作機(jī)理的透視圖；圖7(B)說明本發(fā)明的TFT電路的工作機(jī)理透視圖；圖8(A)和8(B)分別是圖7(A)和7(B)所示TFT電路的等效電路圖；和圖9(A)-9(D)是本發(fā)明的制造TFT方法的實(shí)例3的制造順序的剖面圖。
實(shí)例1參照圖1(A)-1(E)，2(A)-2(C)和3描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例。在圖1(A)-1(E)和2(A)-2(C)示出了根據(jù)本發(fā)明的基本制造方法。
Corning 7059玻璃，NH Techno玻璃(Technoglass)NA35，NH Techono玻璃NA45或其他的非堿硼硅酸鹽玻璃優(yōu)選用作襯底1。首先，用濺射，等離子-輔助CVD，常壓CVD或其他的公知的膜形成工藝在玻璃襯底1上淀積硅的氧化物1000至5000作為緩沖層2，最好是1500至3000。
然后用等離子-輔助CVD，低壓CVD(LPCVD)或其他公知的膜形成工藝淀積厚度為1000至5000的基本上的本征非晶硅膜。這個(gè)膜可以是多晶或者微晶。接著用離子摻雜工藝引入N型雜質(zhì)和P型雜質(zhì)，以形成N型區(qū)4和P型區(qū)3。磷用作N型雜質(zhì)。硼用作B型雜質(zhì)。具體地講，包含磷或硼的氣體(如磷化氫PH3)或乙硼烷(B2H6)用氫來稀釋。在這種氣體里引發(fā)等離子體。用高壓吸引等離子體以加速雜質(zhì)，以形成等離子體。該加速的粒子指向被摻雜的樣品。
在本實(shí)例中，首先使用磷化氫。在加速電壓為10至30KV條件下將雜質(zhì)注入整個(gè)表面。然后形成N型區(qū)的區(qū)由光刻膠所覆蓋。使用乙硼烷，硼原子是在5至30KV的加速電壓下被射入的。這時(shí)，磷原子的劑量是1×1015原子/cm2。硼原子的劑量是4×1015原子/cm2。用磷和硼摻雜P型區(qū)3。由于P型區(qū)3用磷摻雜輕于硼的摻雜，所以區(qū)域3是P型摻雜。
此后，該疊層結(jié)構(gòu)浸漬在含水的過氧化氫中或含水的過氧化氫與氨的混合物溶液中。薄的氧化物膜形成在硅膜的表面上。當(dāng)氧化物膜的厚度是100時(shí) ，可以導(dǎo)致滿意的結(jié)果。因此，這一步驟可以由500至600℃的較低溫下進(jìn)行的熱氧化或使用UV照射的光致氧化所替代。
然后用旋轉(zhuǎn)涂覆的方法形成相當(dāng)薄(可能是10至20厚)的鎳的化合物(醋酸鎳)膜。在本實(shí)例中，用如下描述的方法形成。首先，把鎳加入醋酸溶液中，濃度為10至1000ppm，例如25ppm。然后將2毫升的這種醋酸溶液滴入襯底上，同時(shí)旋轉(zhuǎn)之。這種狀態(tài)保持5分鐘以使醋酸鎳溶液均勻地散布在襯底表面上。接著，在增加襯底的旋轉(zhuǎn)速度(2000rpm(每分鐘轉(zhuǎn)))下持續(xù)60秒鐘完成甩干。
在醋酸溶液中的鎳的實(shí)際濃度超過1ppm。這種鎳溶液的涂覆可以重復(fù)幾次。用這種方法，醋酸鎳的層可以形成在經(jīng)甩干的非晶硅膜上。使用其他鎳的化合物，可以類似形成這一層(圖1(A))。
該疊層結(jié)構(gòu)在450℃條件下脫水1小時(shí)。隨后，該疊層結(jié)構(gòu)在450至580℃下，例如550℃高溫退火下4小時(shí)。結(jié)果，鎳原子擴(kuò)散進(jìn)入N型區(qū)4和進(jìn)入P型區(qū)3，因此使之結(jié)晶。
可以使用KrF準(zhǔn)分子激光器發(fā)出的激光照射代替高溫退火。這也就是用光致退火引發(fā)結(jié)晶。另外，在如上描述的相同狀態(tài)下完成高溫退火后可以使用準(zhǔn)分子激光等等實(shí)行光致退火。相反地，在實(shí)現(xiàn)光致退火以后，在如上所述的相同狀態(tài)下可以完成高溫退火。此外，在與前面相同狀態(tài)下完成高溫退火后可以完成光致退火，然后在相同條件下可以再次執(zhí)行高溫退火。在任何情況下，完成光致退火以增強(qiáng)結(jié)晶。然而光致退火往往引起應(yīng)力和變形。而高溫退火有效地紓緩這些應(yīng)力和變形。
在用這種方法對N型區(qū)4和P型區(qū)3進(jìn)行結(jié)晶后，對它們進(jìn)行刻蝕以形成變?yōu)樵礃O/漏極區(qū)的N型區(qū)6和P型區(qū)7?？涛g步驟這樣進(jìn)行以致截面采取錐形狀態(tài)。具體地說這里的N型區(qū)6和P型區(qū)7是厚的(大于3000)，它必須形成錐狀剖面以防止由各步驟通常引起的損壞。干法刻蝕優(yōu)選用于形成錐狀剖面。
然后，將變?yōu)闇系佬纬蓞^(qū)的基本的本征非晶硅層8由等離子體-輔助CVD或LPCVD形成300至1000的厚度。當(dāng)以后完成刻蝕步驟時(shí)在非晶硅層8的厚度與每一個(gè)N型區(qū)6和P型區(qū)7的厚度間幾乎不存在選擇性比率，更準(zhǔn)確地說，由于它們含有鎳，N型區(qū)6和P型區(qū)7將更容易刻蝕。考慮到這種現(xiàn)實(shí)，非晶硅層8的厚度將安排小于一半，最好是小于N型區(qū)6和P型區(qū)7的厚度的1/5。在本實(shí)例中，非晶硅層8用等離子體-輔助CVD形成500的厚度。在這種情況下，N型區(qū)6和P型區(qū)7將由非晶硅層(圖1(B))全部覆蓋。
此后，疊層結(jié)構(gòu)在450-580℃，例如550℃下高溫退火4小時(shí)。結(jié)果，鎳從N型區(qū)6以及P型區(qū)7向非晶硅層8擴(kuò)散。位于區(qū)6和區(qū)7、附近的非晶硅的這些部分被結(jié)晶(圖2(A)中的區(qū)9)。具體地說，在位于源極和漏極間的非晶硅層8的該部分中結(jié)晶橫向進(jìn)行。另一方面，遠(yuǎn)離區(qū)6和區(qū)7的這些部分保持非晶態(tài)。然而，鎳也充分地?cái)U(kuò)散到這些未結(jié)晶的部分。結(jié)果，在N型區(qū)6和P型區(qū)7中的鎳的濃度和在結(jié)晶的硅區(qū)9中的鎳的濃度低于開始狀態(tài)(圖2(A))中的N型區(qū)6和P型區(qū)7中的鎳的濃度。
在這個(gè)高溫退火期間，N型和P型雜質(zhì)從N型區(qū)6和P型區(qū)7向基本的本征硅層擴(kuò)散200至500。如圖3所示，形成了輕微摻雜的N型區(qū)(n-)和輕微摻雜的P型區(qū)(P-)。從而獲得了類似于所謂輕微摻雜的漏極(LDD)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(圖3)。
這個(gè)步驟以后，通過濺射或等離子體輔助CVD形成厚度為500至5000的柵絕緣膜。在本實(shí)例中，用單硅烷(SiH4)和一氧化氮(N2O)作原料，用等離子體輔助CVD形成厚度為1200的氧化硅的膜。替代氧化硅膜，可以形成硅的氮化物或硅的氮氧化物的膜。隨后，用濺射形成厚度為3000至8000，例如5000的鋁膜11。這里的鋁包含0.1至0.5％重量的鈧(Sc)或釔(Y)或者0.5至3％重量的硅，使熱阻得以改善?？梢杂勉t，鉭，鎢，鉬或其他的材料替代鋁(圖1(C))。
然后，前面所述的鋁膜11，氧化硅膜10，和硅層被刻蝕以形成柵電極16，17，柵絕緣膜13，15和有源硅層12及14(圖1(D)和2(B))。
此后，用等離子體輔助CVD或其他的方法淀積3000至8000，例如5000厚的氧化硅的中間絕緣層18。在源極/漏極區(qū)6和7內(nèi)形成接觸孔。用濺射形成的厚度3000至8000，例如是5000厚度的鋁膜，然后刻蝕形成電極/互連19，20和21。用這種方法制造了TFT電路(圖1(E))。
從圖1(A)-1(E)和2(A)-2(C)可以看到，在本電路中，N溝道和P溝道TFT分享一個(gè)柵電極。該電路采用CMOS反相器的結(jié)構(gòu)，該TFT的漏極是互連的。
實(shí)例2結(jié)合圖4(A)-4(D)描述本實(shí)例。Corning 7059玻璃用作襯底。在玻璃襯底31上淀積厚度為2000的氧化硅作為過渡層32。然后使用磷化氫(PH3)單硅烷(SiH4)和氫的混合物氣體，用等離子體輔助CVD形成厚度為3000的N型非結(jié)晶的膜。
接著，用濺射形成約為20厚度的鎳層(未示出)。該鎳層如此之薄以致不能采用實(shí)際中的膜的形式。
然后，用等離子體輔助CVD將要變成溝道形成區(qū)的本征非晶硅層34形成厚度為800。在550℃下將疊層結(jié)晶高溫退火4小時(shí)。結(jié)果，鎳擴(kuò)散進(jìn)入非晶硅層34和進(jìn)入N型源極/漏極區(qū)33，因而使之結(jié)晶。具體地說，這些接近N型區(qū)的硅層部分被結(jié)晶。因而導(dǎo)致本征結(jié)晶硅層35。然而，遠(yuǎn)離N型區(qū)33的這些部分未被結(jié)晶，仍保持非晶態(tài)(圖4(A))。
這個(gè)步驟以后，具有1200厚度的氧化硅膜和具有5000的鋁膜被淀積。該鋁膜含有0.1至0.5重量的鈧(Sc)。這些膜被刻蝕，正象硅層34和35刻蝕一樣，從而形成柵電極40，柵互連41，柵絕緣膜38，39和硅層36，37。由于結(jié)晶的選擇性，硅層36被結(jié)晶，但硅層37是非晶的。和柵內(nèi)部連接41相比較，硅層37實(shí)際上是絕緣層(圖4(B))。
然后，在電解溶液里，電流流過柵電極和流過柵極互連以陽極氧化它們的表面。結(jié)果，產(chǎn)生陽極氧化覆蓋物(氧化鋁)42和43。在本實(shí)例中，將氨滴入3-10％酒石酸，直到獲得6.9至7.1的pH值。產(chǎn)生的溶液用作前述的電解液。施加的電壓逐漸增加到120V，在這上面的電壓維持恒定。該分層結(jié)構(gòu)然后允許承受1小時(shí)，因此完成了陽極氧化。在本實(shí)例中，從而獲得了厚度約為2000的陽極氧化覆蓋物。在陽極氧化步驟(圖4(C))中耐壓超過最大電壓值(在本實(shí)例中是120V)的50％。
此后，用等離子體輔助CVD或其他的方法淀積作為具有3000至8000，例如是5000厚度的中間絕緣層44的氧化硅。在源極/漏極區(qū)33中產(chǎn)生接觸孔。用濺射形成厚度為3000至8000，例如是5000的鋁膜?？涛g鋁膜以形成電極和內(nèi)部連接45和46。用這種方法完成了TFT電路的制造。
在本實(shí)例中從圖4(D)可以看到，陽極氧化物覆蓋物43象通常的中間絕緣層44一樣存在于金屬化合物46和柵極互連之間。
實(shí)例3本實(shí)例涉及用相同的工藝在相同的襯底上通過形成有源矩陣電路和驅(qū)動有源矩陣電路的周圍的驅(qū)動器電路的制造單片有源矩陣電路的方法。本實(shí)例的制造順序示于圖9(A)-9(D)。Corning7059玻璃用作襯底。在由91表示的玻璃襯底上淀積氧化硅作為具有2000厚度的過渡層92。
用等離子體輔助CVD形成厚度為3000的本征非晶硅膜。用實(shí)例1中使用的相同的方法在非晶硅膜中形成N型區(qū)93和95以及P型區(qū)94。
選擇性地形成具有厚度為500的氧化硅膜。在本實(shí)例中，在淀積氧化硅膜后，將其從形成的周圍的驅(qū)動器電路的區(qū)除掉。
然后，該分層結(jié)構(gòu)浸漬在含水的過氧化氫和氨的混合物溶液中，以在沒有覆蓋氧化硅膜的周圍的驅(qū)動器電路區(qū)中的硅膜的表面形成薄的氧化硅。隨后，用在與實(shí)例1(圖9(A)中使用的相同狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)涂覆法形成醋酸鎳層97。
分層結(jié)構(gòu)在550℃下高溫退火4小時(shí)以使硅膜結(jié)晶。然而，由于在這些部分不存在有鎳，不使變?yōu)橛性淳仃囯娐返牟糠纸Y(jié)晶。在這種狀態(tài)下，刻蝕分層結(jié)構(gòu)以形成將變?yōu)樵礃O/漏極區(qū)的N型區(qū)98，99，102，103和P型區(qū)100，101。
接著，用等離子體輔助CVD形成厚度800的變?yōu)闇系佬纬蓞^(qū)的本征非晶硅層。該分層結(jié)構(gòu)在550℃下高溫退火4小時(shí)。結(jié)果，在靠近區(qū)動器電路周圍的N和P型區(qū)98-101的區(qū)中鎳擴(kuò)散進(jìn)入非結(jié)晶硅。這些區(qū)被晶化，因此形成結(jié)晶硅層104。該鎳不存在有源矩陣電路區(qū)，所以非晶硅層105保持不變(圖9(B))。
這個(gè)步驟以后，淀積具有1200厚度的氧化硅膜和具有5000厚度的鋁膜?？涛g這些膜和硅層104，105以形成柵電極114，115，116，柵極互連117，柵絕緣膜110，111，112，113和硅層106，107，108，109。由于結(jié)晶的選擇性，硅層106和107是結(jié)晶硅，但硅層108和109是非結(jié)晶硅。
然后，將分層結(jié)構(gòu)浸漬在電解液中。電流僅流過有源矩陣電路的柵極的互連和柵電極，以在實(shí)例2中使用的相同狀態(tài)下陽極氧化它們的表面。結(jié)果，形成陽極氧化覆蓋層(氧化鋁)118和119。在本實(shí)例中，陽極氧化覆蓋層約為2000厚度(圖9(C))。
此后，用等離子體輔助CVD或其他的方法形成厚度為5000的氧化硅的中間絕緣層120。在源極/漏極區(qū)98-103中形成接觸孔。用濺射工藝淀積厚度為5000的鋁膜?？涛g鋁膜形成電極和內(nèi)部連接121，122，123，124和125。隨后，用等離子體輔助CVD淀積氮化硅2000的厚度作為鈍化膜126。形成了ITO(銦、錫的氧化物)的象素電極。因此，制造完成該TFT電路(圖9(D))。
在本實(shí)例中，周圍驅(qū)動器電路的TFT是結(jié)晶硅TFT，相反，有源矩陣電路是非晶硅電路。用實(shí)例2的相同方法僅在有源矩陣電路的柵極互連上形成陽極氧化覆蓋層。由于在這里存在有源矩陣電路中的互連的許多交叉點(diǎn)，這就有效地防止了鄰近層間的短路。
至些所述，本發(fā)明能大大改善無沿TFT的特性。然而，僅僅需要相當(dāng)普通的裝備，設(shè)備和方法。此外，本發(fā)明的方法適于大批量生產(chǎn)。因此，本發(fā)明對于工業(yè)生產(chǎn)提供了很多的優(yōu)點(diǎn)。
在示意的實(shí)例中，鎳用作催化劑元素。很明顯，如果使用諸如鐵(Fe)，鈷(Co)，釕(Ru)，銠(Rh)，鈀(Pd)，鋨(Os)，銥(Ir)，鉑(Pt)，鈧(Sc)，鈦(Ti)，釩(V)，鉻(Cr)，錳(Mn)，銅(Cu)，鋅(Zn)，金(Au)和銀(Ag)其他催化劑元素具有類似的優(yōu)點(diǎn)，盡管根據(jù)選擇的材料種類的不同，其優(yōu)點(diǎn)的程度有所變化。用這種方法，本發(fā)明在工業(yè)上有很多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件包含一對包含硅以及含有N或P型雜質(zhì)和用以加快非晶硅結(jié)晶的催化劑元素的半導(dǎo)體區(qū)；在所說的半導(dǎo)體區(qū)之間形成的柵電極；具有和所說的柵電極的基本形狀相同的柵絕緣膜；和包含硅和具有與所說柵電極的形狀基本相同的基本的本征半導(dǎo)體層，所說的半導(dǎo)體層具有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其特征是所說的半導(dǎo)體區(qū)是結(jié)晶的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其特征是基本的本征半導(dǎo)體層在所說半導(dǎo)體區(qū)對之間延伸，所說的柵電極形成在具有在其間插入柵絕緣層的基本的本征半導(dǎo)體層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體器件，其特征在于所說的基本的本征半導(dǎo)體層的結(jié)晶區(qū)起到半導(dǎo)體器件的溝道的作用。
5.一種半導(dǎo)體器件包含包含N或P型雜質(zhì)的一對半導(dǎo)體區(qū)；在所說的半導(dǎo)體區(qū)之間形成的柵電極；具有與所說的柵電極的形狀基本相同的柵絕緣膜；和具有與所說的柵電極形狀基本相同的基本的本征半導(dǎo)體層，所說的半導(dǎo)體層具有位于半導(dǎo)體區(qū)之間的第1部分，所說的第1部分包含在1×1016至1×1019原子/cm3濃度下加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件，其特征是基本的本征半導(dǎo)體層具有不位于所說的半導(dǎo)體區(qū)對之間的第2區(qū)，在第2區(qū)中的催化劑濃度比在所說的第1區(qū)中的催化劑濃度要低。
7.一種半導(dǎo)體器件包括一對半導(dǎo)體區(qū)，每個(gè)所說的半導(dǎo)體區(qū)包含N或P型雜質(zhì)；在所說的半導(dǎo)體區(qū)之間形成的柵電極；具有與所說柵電極的形狀基本相同的柵絕緣膜；和具有與柵電極形狀基本相同的基本的本征半導(dǎo)體層，所說的半導(dǎo)體層具有位于所說的半導(dǎo)體區(qū)之間的第1區(qū)，所說的第1區(qū)沿連接所說的半導(dǎo)體區(qū)的線結(jié)晶。
8.一種半導(dǎo)體器件包括至少2對半導(dǎo)體區(qū)，所說的每一個(gè)半導(dǎo)體區(qū)包含N或P型雜質(zhì)和加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素；柵電極和用以互連所說半導(dǎo)體區(qū)的柵極內(nèi)互連；具有與柵電極形狀基本相同的柵絕緣膜；具有與柵電極形狀基本相同的基本的本征半導(dǎo)體層，所說的半導(dǎo)體層具有至少2個(gè)結(jié)晶硅區(qū)和位于所說的結(jié)晶硅區(qū)間的非晶硅區(qū)。
9.一種具有至少第1和第2薄膜晶體管的半導(dǎo)體器件，所說的器件包括形成在襯底上的所說的第1薄膜晶體管的第1源極和第1漏極；形成在襯底上的所說的第2薄膜晶體管的第2源極和第2漏極；在第1源極和漏極區(qū)之間和在第2源極和漏極區(qū)之間延伸的基本的本征半導(dǎo)體層，位于在第1源極和漏極區(qū)之間和在第2源極和漏極區(qū)之間的所說半導(dǎo)體層的部分分別起到溝道區(qū)域的作用；形成在基本的本征半導(dǎo)體層上的柵絕緣層，和用于第1和第2薄膜晶體管二者的柵電極形成在基本的本征半導(dǎo)體層上，所說的柵電極與所說的基本的本征半導(dǎo)體層在空間上共同擴(kuò)展，這里的第1和第2薄膜晶體管的溝道區(qū)域是結(jié)晶的，而在溝道區(qū)域間的基本的本征半導(dǎo)體層是非結(jié)晶的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件，所說的第1和第2源極和漏極區(qū)包含用以加快硅的結(jié)晶的催化劑元素。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其特征是包含在所說溝道區(qū)域的催化劑元素的濃度高于所說的溝道區(qū)域之間的部分中的濃度。
12.一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括如下順序的步驟在絕緣表面上形成N或P型硅膜；形成包含加快基本上與所說硅膜的頂與底表面接觸的硅的結(jié)構(gòu)的催化劑元素的層；刻蝕包含所說的催化劑元素的層以形成變?yōu)樵礃O和漏極區(qū)的一對半導(dǎo)體區(qū)；形成基本的本征非晶硅膜；用高溫退火選擇地結(jié)晶所說的非晶硅膜；在所說的硅膜上形成絕緣膜；在所說的絕緣膜上形成導(dǎo)電膜；和刻蝕導(dǎo)電膜，絕緣膜和硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征是所說的層是通過旋轉(zhuǎn)涂覆形成的。
14.一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括如下順序的步驟在絕緣表面上的N或P型硅以外形成一對半導(dǎo)體區(qū)，所說的半導(dǎo)體區(qū)包含加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素，所說的半導(dǎo)體區(qū)變?yōu)樵礃O和漏極區(qū)；形成覆蓋所謂半導(dǎo)體區(qū)的基本的本征非晶硅膜；用高溫退火選擇性地對非晶硅膜結(jié)晶；在所說的硅膜上形成絕緣膜；在所說的絕緣膜上形成導(dǎo)電膜；和刻蝕導(dǎo)電膜，絕緣膜和硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
15.一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括如下順序的步驟在絕緣的表面上形成N或P型硅膜；形成包含加快非晶硅的結(jié)晶的催化劑元素的層，它是以這樣的方法形成的，即所說的層基本上與所說的硅膜的頂或底表面接觸；刻蝕包含所說的催化劑元素的層以形成一對半導(dǎo)體區(qū)；形成覆蓋所說半導(dǎo)體區(qū)的基本的本征非晶硅；在所說的硅膜上形成絕緣膜；用高溫退火和用在其上形成的絕緣膜選擇性地結(jié)晶所說的非晶硅膜；形成導(dǎo)電膜；和刻蝕導(dǎo)電膜，絕緣膜和硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
16.制造半導(dǎo)體器件的方法包括如下順序的步驟在絕緣表面上形成一對N型或P型硅的半導(dǎo)體區(qū)，所說的半導(dǎo)體區(qū)包含加快非晶硅結(jié)晶的催化劑元素，所說的半導(dǎo)體區(qū)變?yōu)樵磪^(qū)和漏區(qū)；形成覆蓋所說的半導(dǎo)體區(qū)的基本的本征非晶硅膜；在所說的硅膜上形成絕緣膜；用高溫退火選擇性地結(jié)晶所說的非晶硅膜；形成導(dǎo)電膜；和刻蝕導(dǎo)電膜，絕絕膜和硅膜以形成柵電極，柵絕緣膜和半導(dǎo)體層。
全文摘要
制造無沿臺階型薄膜晶體管(TFT)的方法，有效地減少寄生電容和使晶體管彼此隔離。把催化劑元素，例如是鎳，加入對應(yīng)TFT的源極/漏極區(qū)的區(qū)域中，或者形成催化劑元素的層或者催化劑元素的化合物的層。本征非晶硅膜形成在該區(qū)或者是催化劑元素或它的化合物的層上。該疊層結(jié)構(gòu)高溫退火，以向非晶硅擴(kuò)散催化劑元素。在源極/漏極區(qū)的周圍非晶硅膜選擇性地結(jié)晶。結(jié)果，在其他的區(qū)產(chǎn)生了高電阻區(qū)。不產(chǎn)生溝道，該TFT可以彼此隔離。
文檔編號H01L21/223GK1132414SQ9512028
公開日1996年10月2日 申請日期1995年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月20日
發(fā)明者山崎舜平, 竹村保彥 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所