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JP3405955B2 - Semiconductor circuit - Google Patents

Semiconductor circuit

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Publication number
JP3405955B2
JP3405955B2 JP2000080984A JP2000080984A JP3405955B2 JP 3405955 B2 JP3405955 B2 JP 3405955B2 JP 2000080984 A JP2000080984 A JP 2000080984A JP 2000080984 A JP2000080984 A JP 2000080984A JP 3405955 B2 JP3405955 B2 JP 3405955B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
type
silicon
film
tfd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000080984A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2000294798A (en
Inventor
徹 高山
保彦 竹村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP08674793A external-priority patent/JP3329512B2/en
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2000080984A priority Critical patent/JP3405955B2/en
Publication of JP2000294798A publication Critical patent/JP2000294798A/en
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Publication of JP3405955B2 publication Critical patent/JP3405955B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
(TFT)および薄膜ダイオード(TFD)を有する半
導体回路(例えば、イメージセンサー)およびその作製
方法に関するものである。本発明によって作製される半
導体回路は、ガラス等の絶縁基板上、単結晶シリコン等
の半導体基板上、いずれにも形成される。特に本発明
は、熱アニールによる結晶化、活性化を経て作製される
TFT、TFDを有する半導体回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor circuit (for example, an image sensor) having a thin film transistor (TFT) and a thin film diode (TFD), and a manufacturing method thereof. The semiconductor circuit manufactured by the present invention is formed on either an insulating substrate such as glass or a semiconductor substrate such as single crystal silicon. In particular, the present invention relates to a semiconductor circuit having a TFT and a TFD which are manufactured through crystallization and activation by thermal annealing.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード等の
薄膜半導体素子は、使用されるシリコンの種類によっ
て、アモルファス系素子と結晶系素子に分かれている。
アモルファスシリコンは作製温度が低く、量産性に優れ
ていたが、電界効果移動度や導電率等の物性で結晶性シ
リコンに劣るので、高速動作特性を得るには結晶系の半
導体素子が求められていた。最近では、薄膜ダイオード
を用いた光センサーを、高速動作が可能な結晶系シリコ
ンを用いた薄膜トランジスタによって駆動する回路(例
えば、集積化イメージセンサー回路)が提唱されてい
る。
2. Description of the Related Art Thin film semiconductor devices such as thin film transistors and thin film diodes are classified into amorphous devices and crystalline devices depending on the type of silicon used.
Amorphous silicon was low in manufacturing temperature and excellent in mass productivity, but it is inferior to crystalline silicon in physical properties such as field effect mobility and conductivity, so a crystalline semiconductor element is required to obtain high-speed operation characteristics. It was Recently, a circuit (for example, an integrated image sensor circuit) in which an optical sensor using a thin film diode is driven by a thin film transistor using crystalline silicon that can operate at high speed has been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようする課題】従来のTFDとTFTを
組み合わせた回路の作製手順の例を図4に示す。ガラス
基板41上に下地絶縁膜42を形成し、その上にアモル
ファスシリコン膜を形成して、これを600℃以上の温
度で長時間アニールすることにより結晶化させ、パター
ニングして島状シリコン領域43を得る。そして、ゲイ
ト絶縁膜44を形成し、さらに、ゲイト電極45N、4
5Pを形成する。(図4(A))
FIG. 4 shows an example of a conventional procedure for manufacturing a circuit in which a TFD and a TFT are combined. A base insulating film 42 is formed on a glass substrate 41, an amorphous silicon film is formed on the base insulating film 42, and this is crystallized by annealing for a long time at a temperature of 600 ° C. or higher and patterned to form an island-shaped silicon region 43. To get Then, the gate insulating film 44 is formed, and the gate electrodes 45N and 4N are formed.
5P is formed. (Fig. 4 (A))

【0004】そして、公知のCMOS作製技術を使用し
てN型不純物領域46NとP型不純物領域46Pを形成
する。この不純物導入工程においてはゲイト電極に対し
て自己整合的に不純物が導入される。不純物注入後は、
レーザーアニール、熱アニール等の手段で不純物の活性
化がおこなわれる。(図4(B))
Then, the N-type impurity region 46N and the P-type impurity region 46P are formed by using a known CMOS manufacturing technique. In this impurity introducing step, impurities are introduced in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. After implanting impurities,
The impurities are activated by means such as laser annealing and thermal annealing. (Fig. 4 (B))

【0005】次に、第1の層間絶縁物47を形成して、
これにコンタクトホールを形成し、TFTのソース、ド
レインに電極・配線48a、48b、48cおよびアモ
ルファスシリコンダイオードの電極48dが形成され
る。(図4(C)) 次に、P型、I型(真性)、N型のアモルファスシリコ
ン膜49P、49I、49Nを順次積層して、これをパ
ターニングし、ダイオードの接合部を形成する。(図4
(D)) 最後に、第2の層間絶縁物50を形成し、これにコンタ
クトホールを形成して、アモルファスシリコンダイオー
ドの電極51を形成して、回路が完成する。(図4
(E))
Next, a first interlayer insulator 47 is formed,
Contact holes are formed in this, and electrodes / wirings 48a, 48b, 48c and electrodes 48d of the amorphous silicon diode are formed on the source and drain of the TFT. (FIG. 4C) Next, P-type, I-type (intrinsic) and N-type amorphous silicon films 49P, 49I, and 49N are sequentially stacked and patterned to form a diode junction. (Fig. 4
(D) Finally, a second interlayer insulator 50 is formed, a contact hole is formed in the second interlayer insulator 50, and an electrode 51 of the amorphous silicon diode is formed to complete the circuit. (Fig. 4
(E))

【0006】このような手順を要する従来の方法では、
長時間の成膜が要求されるシリコン膜および層間絶縁物
がそれぞれ2層、それに加えてN層、P層の成膜も必要
であるので、スループットが低下するという問題点を抱
えていた。しかも、これらの成膜において使用されるプ
ラズマCVD法、減圧CVD法では、メンテナンスのた
めの装置のデッドタイムが大きく、これらの工程が余分
に存在することは一層のスループット低下をもたらす。
In the conventional method which requires such a procedure,
Since it is necessary to form two layers each of a silicon film and an interlayer insulator, which are required to be formed for a long time, and N layers and P layers in addition to them, there is a problem that the throughput is lowered. In addition, in the plasma CVD method and the low pressure CVD method used for forming these films, the dead time of the apparatus for maintenance is large, and the existence of these extra steps further lowers the throughput.

【0007】また、結晶シリコンTFTに用いるシリコ
ン膜の結晶化をおこなうにも600℃以上の温度が必要
であり、かつ、その結晶化に24時間以上の長い時間が
必要であったので、実際に量産する場合には、結晶化装
置の設備がいくつも必要とされ、巨額の設備投資がコス
トに跳ね返ってくるという問題を抱えていた。本発明
は、結晶シリコンTFTに用いるシリコン膜とTFDに
用いるシリコン膜とを同時に形成し、かつ、層間絶縁物
も1層のみとすることによって、上記の問題点を克服
し、また、600℃以下の温度で、かつ、実質的に問題
にならない程度の短時間でシリコン膜の結晶化をおこな
う技術を提供する。
In addition, a temperature of 600 ° C. or higher is required to crystallize the silicon film used for the crystalline silicon TFT, and a long time of 24 hours or more is required for the crystallization, so that it is actually necessary. When mass-producing, a number of crystallization equipment facilities were required, and there was the problem that a huge amount of equipment investment would rebound into costs. The present invention overcomes the above-mentioned problems by forming a silicon film used for a crystalline silicon TFT and a silicon film used for a TFD at the same time, and has only one interlayer insulating film. Provided is a technique for crystallizing a silicon film at the above temperature and in a short time that does not substantially cause a problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者の研究の結果、
実質的にアモルファス状態のシリコン被膜に微量の触媒
材料を添加することによって結晶化を促進させ、結晶化
温度を低下させ、結晶化時間を短縮できることが明らか
になった。触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄
(Fe)、コバルト(Co)、白金(Pt)が適してい
る。具体的には、これらの触媒元素単体あるいは珪化物
等の化合物を有する膜、粒子、クラスター等をアモルフ
ァスシリコン膜の下、もしくは上に密着して形成し、あ
るいはイオン注入法等の方法によってアモルファスシリ
コン膜中にこれらの触媒元素を導入し、その後、これを
適当な温度、典型的には580℃以下の温度で熱アニー
ルすることによって結晶化させることができる。
As a result of the research conducted by the present inventor,
It has been revealed that the addition of a trace amount of a catalyst material to the substantially amorphous silicon coating can promote crystallization, lower the crystallization temperature, and shorten the crystallization time. Suitable catalyst elements are nickel (Ni), iron (Fe), cobalt (Co) and platinum (Pt). Specifically, a film, particles, clusters, etc. containing these catalytic element simple substance or a compound such as a silicide are formed in intimate contact under or on the amorphous silicon film, or amorphous silicon is formed by a method such as ion implantation. These catalytic elements can be crystallized by introducing these catalytic elements into the film and then thermally annealing them at a suitable temperature, typically 580 ° C. or lower.

【0009】当然のことであるが、アニール温度が高い
ほど結晶化時間は短いという関係がある。また、触媒元
素の濃度が大きいほど結晶化温度が低く、結晶化時間が
短いという関係がある。本発明人の研究では、結晶化を
進行させるには、これらのうちの少なくとも1つの元素
の濃度が1×1017cm-3、好ましくは5×1018cm
-3以上存在することが必要であることがわかった。
As a matter of course, the higher the annealing temperature, the shorter the crystallization time. Further, there is a relationship that the higher the concentration of the catalyst element, the lower the crystallization temperature and the shorter the crystallization time. According to the research conducted by the present inventors, in order to promote crystallization, the concentration of at least one of these elements is 1 × 10 17 cm −3 , preferably 5 × 10 18 cm 3.
-It turns out that it is necessary to exist more than -3 .

【0010】一方、上記触媒材料はいずれもシリコンに
とっては好ましくない材料であるので、できるだけその
濃度が低いことが望まれる。本発明人の研究では、特に
活性領域として利用する場合には、十分な信頼性および
特性を得るためにこれらの触媒材料の濃度は合計して2
×1020cm-3を越えないことが望まれる。一方、ソー
ス、ドレイン等には比較的多量に存在しても、さして問
題とならないことが明らかになった。
On the other hand, all of the above catalyst materials are unfavorable materials for silicon, so it is desirable that the concentration thereof be as low as possible. In the present inventors' research, especially when used as an active region, the total concentration of these catalyst materials is 2 in order to obtain sufficient reliability and characteristics.
It is desired not to exceed × 10 20 cm -3 . On the other hand, it has been clarified that even if a relatively large amount is present in the source, drain, etc., it does not cause a problem.

【0011】さらに、このような触媒元素はアニールの
間に拡散することによって、周囲を結晶化させる効果を
有する。例えば、550℃で4時間のアニールをおこな
うと、これらの触媒元素は10〜20μm周囲に拡散
し、周囲を結晶化させる。このため、TFTのゲイト電
極の幅が20μm、好ましくは10μm以下であれば、
N型もしくはP型の不純物を導入する前後に、同様に触
媒元素をソース、ドレインに導入し、これをアニールす
ることによって、結晶化が横方向に進行し、触媒元素の
導入されなかった活性領域(チャネル形成領域)も結晶
化させることができる。また、一般的に、この方法で
は、ソース、ドレインにおける触媒元素の濃度に比較し
て、活性領域の触媒元素の濃度は低い。この横方向の結
晶化は、アニール温度および時間、触媒元素の濃度に依
存する。したがって、これらを最適化することによっ
て、結晶シリコン領域とアモルファスシリコン領域を自
在に作ることができる。例えば、TFTのゲイト電極の
幅を5μmのものと30μmのものの2種類を用意し、
5μmのものを結晶シリコンTFTに、30μmのもの
をアモルファスシリコンTFTにすることも可能であ
る。
Further, such a catalytic element has the effect of crystallizing the surroundings by diffusing during annealing. For example, when annealing is performed at 550 ° C. for 4 hours, these catalytic elements diffuse into the periphery of 10 to 20 μm and crystallize the periphery. Therefore, if the width of the gate electrode of the TFT is 20 μm, preferably 10 μm or less,
Similarly, before and after introducing the N-type or P-type impurity, a catalyst element is similarly introduced into the source and the drain, and by annealing this, crystallization proceeds laterally, and the active region in which the catalyst element is not introduced is introduced. The (channel formation region) can also be crystallized. In addition, generally, in this method, the concentration of the catalytic element in the active region is lower than the concentration of the catalytic element in the source and drain. This lateral crystallization depends on the annealing temperature and time and the concentration of the catalytic element. Therefore, by optimizing these, the crystalline silicon region and the amorphous silicon region can be freely formed. For example, two kinds of TFT gate electrodes having widths of 5 μm and 30 μm are prepared,
It is also possible to use a crystal silicon TFT having a thickness of 5 μm and an amorphous silicon TFT having a thickness of 30 μm.

【0012】本発明人は、この触媒元素の効果に着目
し、これを利用することによってより低温、短時間のア
ニールによって不純物領域の導電率を低下させることが
可能となった。本発明では、上記の触媒材料による結晶
化の特徴を生かして、不純物領域、およびTFTの活性
領域、TFDの真性領域を従来より低い温度で結晶化、
活性化させ、問題点であるプロセスの簡略化、すなわ
ち、成膜工程の削減を可能とする方法を見出した。その
概要を以下に示す。 アモルファスシリコン膜の成膜 ’触媒元素の導入(イオン注入もしくはイオンドーピ
ング法による)(触媒元素を有する物質のシリコン膜へ
の成膜によってもよい) 絶縁被膜(ゲイト絶縁膜)の成膜 TFTのゲイト電極、TFDのマスク材の形成 ドーピング不純物の導入(イオン注入もしくはイオ
ンドーピング法による) ドーピング不純物の活性化(600℃以下、8時間
以内) 層間絶縁物の形成 TFTのソース、ドレイン電極の形成
The present inventor has paid attention to the effect of this catalytic element, and by utilizing this effect, it has become possible to lower the conductivity of the impurity region by annealing at a lower temperature for a shorter time. In the present invention, the impurity region, the active region of the TFT, and the intrinsic region of the TFD are crystallized at a lower temperature than before by taking advantage of the characteristics of crystallization by the above-mentioned catalyst material
A method has been found that activates and simplifies the problematic process, that is, reduces the number of film forming steps. The outline is shown below. Amorphous silicon film formation'Introduction of catalytic element (by ion implantation or ion doping method) (Also possible to form a substance having a catalytic element on a silicon film) Insulating film (gate insulating film) film formation TFT gate Electrode, TFD mask material formation Doping impurity introduction (by ion implantation or ion doping method) Doping impurity activation (600 ° C or less, within 8 hours) Interlayer insulator formation TFT source / drain electrode formation

【0013】あるいは、 アモルファスシリコン膜の成膜 絶縁被膜(ゲイト絶縁膜)の成膜 TFTのゲイト電極、TFDのマスク材の形成 ドーピング不純物の導入(イオン注入もしくはイオ
ンドーピング法による) ’触媒元素の導入(イオン注入もしくはイオンドーピ
ング法による)(触媒元素を有する物質のシリコン膜へ
の成膜によってもよい) ドーピング不純物の活性化(600℃以下、8時間
以内) 層間絶縁物の形成 TFTのソース、ドレイン電極の形成
Alternatively, formation of amorphous silicon film, formation of insulating film (gate insulating film), formation of gate electrode of TFT, mask material of TFD, introduction of doping impurities (by ion implantation or ion doping method) 'Introduction of catalytic element (By ion implantation or ion doping method) (It may be formed by depositing a substance having a catalytic element on a silicon film) Activation of doping impurities (600 ° C or less, within 8 hours) Formation of interlayer insulator TFT source / drain Electrode formation

【0014】これらの工程において、後者のおよび
’はその順序を逆転させることも可能である。触媒元
素の濃度を精密に制御するという意味からはイオン注入
法等の手段が望ましい。結晶化、活性化のためには、6
00℃以下、典型的には550℃以下の温度で十分であ
り、また、アニール時間も8時間以内、典型的には4時
間以内で十分である。特に、イオン注入法やイオンドー
ピング法によって最初から均等に触媒元素が分布してい
る場合には、極めて結晶化が進行しやすかった。
In these steps, the latter and 'can also reverse their order. Means such as an ion implantation method is desirable from the viewpoint of precisely controlling the concentration of the catalytic element. 6 for crystallization and activation
A temperature of 00 ° C. or lower, typically 550 ° C. or lower, is sufficient, and an annealing time of 8 hours or less, typically 4 hours or less is sufficient. In particular, when the catalyst element was evenly distributed from the beginning by the ion implantation method or the ion doping method, the crystallization was extremely easy to proceed.

【0015】本発明において、TFDの構造について簡
単に述べると、従来のTFDが、層構造を有していたの
に対し、本発明のTFDは平面上(プレーナー)構造を
有することを特徴とする。本発明においては、TFTの
活性領域とTFDの真性領域は同じアモルファスシリコ
ン膜を出発点とする。このため、従来では、2層のシリ
コン膜の形成が必要とされていたのに対し、本発明では
1層のシリコン膜の成膜で足りてしまう。そして、従来
必要であった、N層、P層に関してはTFTの不純物ド
ーピングの際に同時に平面的に形成することによって得
られる。すなわち、TFTにN型不純物を注入するとき
にTFDのN型領域を形成し、TFTにP型不純物を注
入するときにTFDのP型領域を形成する。この結果、
層間絶縁物も1層となる。
In the present invention, the structure of the TFD will be briefly described. In contrast to the conventional TFD having a layered structure, the TFD of the present invention is characterized by having a planar (planar) structure. . In the present invention, the active region of the TFT and the intrinsic region of the TFD start from the same amorphous silicon film. For this reason, conventionally, it was necessary to form a two-layer silicon film, whereas in the present invention, formation of a single-layer silicon film is sufficient. Then, the N layer and the P layer, which have been conventionally required, can be obtained by forming the N layer and the P layer in a plane at the same time as the impurity doping of the TFT. That is, the N-type region of the TFD is formed when the N-type impurity is injected into the TFT, and the P-type region of the TFD is formed when the P-type impurity is injected into the TFT. As a result,
The interlayer insulator also becomes one layer.

【0016】このような平面的なTFDは従来にない特
色を有する。従来のTFD(図4に示されるような形状
を有する)を例えば光センサーとして使用する場合に
は、半導体内部に発生する電界のかかる方向と光照射面
が垂直となり、光照射強度が電界のかかる方向で一様で
なく、効率よく電子・ホールを発生させ、外部に取り出
すことができなかった。また、層間のピンホール等によ
りTFDがショートすることもあった。本発明において
は、TFDに生じる電界の方向が光照射面と平行である
ので、電界方向での光強度が一定となり、光電変換効率
が向上し、また、ショートも生じにくい。
Such a planar TFD has a feature not heretofore available. When a conventional TFD (having a shape as shown in FIG. 4) is used as an optical sensor, for example, the direction in which the electric field generated inside the semiconductor is applied is perpendicular to the light irradiation surface, and the light irradiation intensity is applied by the electric field. The direction was not uniform, and electrons / holes were efficiently generated and could not be taken out to the outside. In addition, the TFD may be short-circuited due to pinholes between layers. In the present invention, since the direction of the electric field generated in the TFD is parallel to the light irradiation surface, the light intensity in the electric field direction is constant, the photoelectric conversion efficiency is improved, and a short circuit hardly occurs.

【0017】さらに、本発明においては、触媒元素の作
用のために、通常の熱アニールによっては結晶化しない
100nm以下の薄いアモルファスシリコン膜も結晶化
する。TFTの段差部におけるゲイト絶縁膜のピンホー
ルや絶縁不良、ゲイト電極の断線等を防止する観点から
は、結晶シリコン膜の厚さは、100nm以下、好まし
くは50nm以下が要求されていた。従来はレーザー結
晶化以外の方法では実現できなかったが、本発明によっ
て低温においても熱アニールによって実現できた。この
ことが歩留りのさらなる向上に寄与することは言うまで
もない。加えて、TFDを光センサーとして使用するに
おいても、薄い半導体層を使用するとSN比および光電
変換効率が向上する。以下に実施例を用いて、より詳細
に本発明を説明する。
Further, in the present invention, due to the action of the catalytic element, a thin amorphous silicon film of 100 nm or less which is not crystallized by ordinary thermal annealing is also crystallized. The thickness of the crystalline silicon film is required to be 100 nm or less, preferably 50 nm or less from the viewpoint of preventing pinholes and insulation defects in the gate insulating film in the step portion of the TFT, and disconnection of the gate electrode. Conventionally, it could not be realized by a method other than laser crystallization, but according to the present invention, it could be realized by thermal annealing even at low temperature. It goes without saying that this contributes to further improvement in yield. In addition, even when the TFD is used as an optical sensor, the use of a thin semiconductor layer improves the SN ratio and photoelectric conversion efficiency. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0018】[0018]

【実施例】〔実施例1〕 図1に本実施例の作製工程の
断面図を示す。まず、基板(コーニング7059)10
上にスパッタリング法によって厚さ200nmの酸化珪
素の下地膜11を形成した。さらに、プラズマCVD法
によって、厚さ50〜150nm、例えば150nmの
真性(I型)のアモルファスシリコン膜を堆積した。次
に得られたアモルファスシリコン膜にイオン注入法によ
ってニッケルイオンを注入した。ドーズ量は1×1013
〜5×1014cm-2、例えば5×1013cm-2とした。
この結果、アモルファスシリコン膜中には、5×1018
cm-3程度の濃度でニッケルが注入された。(図1
(A))
[Embodiment] [Embodiment 1] FIG. 1 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of this embodiment. First, the substrate (Corning 7059) 10
An underlying film 11 of silicon oxide having a thickness of 200 nm was formed thereon by a sputtering method. Further, an intrinsic (I-type) amorphous silicon film having a thickness of 50 to 150 nm, for example 150 nm, was deposited by the plasma CVD method. Next, nickel ions were implanted into the obtained amorphous silicon film by the ion implantation method. Dose amount is 1 × 10 13
˜5 × 10 14 cm −2 , for example, 5 × 10 13 cm −2 .
As a result, 5 × 10 18 is contained in the amorphous silicon film.
Nickel was implanted at a concentration of about cm −3 . (Fig. 1
(A))

【0019】次に、フォトリソグラフィー法によってパ
ターニングし、島状シリコン領域12a(TFT用)お
よび12b(TFD用)を形成した。さらに、スパッタ
リング法によって厚さ100nmの酸化珪素膜13をゲ
イト絶縁膜として堆積した。スパッタリングには、ター
ゲットとして酸化珪素を用い、スパッタリング時の基板
温度は200〜400℃、例えば250℃、スパッタリ
ング雰囲気は酸素とアルゴンで、アルゴン/酸素=0〜
0.5、例えば0.1以下とした。引き続いて、減圧C
VD法によって、厚さ600〜800nm、例えば60
0nmのシリコン膜(0.1〜2%の燐を含む)を堆積
した。なお、この酸化珪素とシリコン膜の成膜工程は連
続的におこなうことが望ましい。そして、シリコン膜を
パターニングして、TFTのゲイト電極14a、14b
およびTFDのマスク材14cを形成した。(図1
(B))
Next, patterning was performed by photolithography to form island-shaped silicon regions 12a (for TFT) and 12b (for TFD). Further, a 100-nm-thick silicon oxide film 13 was deposited as a gate insulating film by a sputtering method. For sputtering, silicon oxide is used as a target, the substrate temperature during sputtering is 200 to 400 ° C., for example 250 ° C., the sputtering atmosphere is oxygen and argon, and argon / oxygen = 0 to 0.
It was set to 0.5, for example, 0.1 or less. Subsequently, decompression C
According to the VD method, the thickness is 600 to 800 nm, for example 60
A 0 nm silicon film (containing 0.1-2% phosphorus) was deposited. It is desirable that the steps of forming the silicon oxide and the silicon film are continuously performed. Then, the silicon film is patterned to form the gate electrodes 14a and 14b of the TFT.
And the mask material 14c of TFD was formed. (Fig. 1
(B))

【0020】次に、図1(C)に示すように、フォトレ
ジストのマスク15aを形成し、プラズマドーピング法
によって、シリコン領域にゲイト電極をマスクとして不
純物(燐)を注入した。ドーピングガスとして、フォス
フィン(PH3 )を用い、加速電圧を60〜90kV、
例えば80kVとした。ドーズ量は1×1015〜8×1
15cm-2、例えば、2×1015cm-2とした。この結
果、TFTのN型の不純物領域16a、TFDのN型の
不純物領域17nが形成された。(図1(C))
Next, as shown in FIG. 1C, a photoresist mask 15a was formed, and an impurity (phosphorus) was implanted into the silicon region by plasma doping using the gate electrode as a mask. Phosphine (PH 3 ) is used as the doping gas, the acceleration voltage is 60 to 90 kV,
For example, it is set to 80 kV. Dose amount is 1 × 10 15 to 8 × 1
It was set to 0 15 cm -2 , for example, 2 × 10 15 cm -2 . As a result, the N-type impurity region 16a of the TFT and the N-type impurity region 17n of the TFD were formed. (Fig. 1 (C))

【0021】次に、図1(D)に示すように、フォトレ
ジストのマスク15bを形成し、プラズマドーピング法
によって、シリコン領域にゲイト電極をマスクとして不
純物(ホウ素)を注入した。ドーピングガスとして、ジ
ボラン(B2 6 )を用い、加速電圧を40〜80k
V、例えば65kVとした。ドーズ量は1×1015〜8
×1015cm-2、例えば、5×1015とした。この結
果、TFTのP型の不純物領域16b、TFDのP型の
不純物領域17pが形成された。TFDのN型領域17
nおよびP型領域17pの間には真性領域17iが残さ
れる。(図1(D))
Next, as shown in FIG. 1D, a photoresist mask 15b was formed, and impurities (boron) were implanted into the silicon region by plasma doping using the gate electrode as a mask. Diborane (B 2 H 6 ) was used as a doping gas, and the acceleration voltage was 40 to 80 k.
V, for example, 65 kV. The dose amount is 1 × 10 15 to 8
It was set to × 10 15 cm -2 , for example, 5 × 10 15 . As a result, the P-type impurity region 16b of the TFT and the P-type impurity region 17p of the TFD were formed. N-type region 17 of TFD
An intrinsic region 17i is left between the n and P type regions 17p. (Fig. 1 (D))

【0022】その後、還元雰囲気中、500℃で4時間
アニールすることによって、不純物を活性化させた。こ
のアニールによって結晶化が容易に進行し、ドーピング
不純物が活性化した。結晶化終了後、TFDのマスク材
14cを除去した。(図1(E))
Then, the impurities were activated by annealing at 500 ° C. for 4 hours in a reducing atmosphere. By this annealing, crystallization easily proceeded and the doping impurities were activated. After the crystallization was completed, the TFD mask material 14c was removed. (Fig. 1 (E))

【0023】続いて、厚さ600nmの酸化珪素膜18
を層間絶縁物としてプラズマCVD法によって形成し、
これにコンタクトホールを形成して、金属材料、例え
ば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってTFT
の電極・配線19a、19b、19c、TFDの電極・
配線19d、19eを形成した。最後に、1気圧の水素
雰囲気で350℃、30分のアニールをおこなった。以
上の工程によって半導体回路が完成した。(図1
(F))
Then, a silicon oxide film 18 having a thickness of 600 nm is formed.
Is formed by plasma CVD as an interlayer insulator,
A contact hole is formed in this, and the TFT is made of a metal material, for example, a multilayer film of titanium nitride and aluminum.
Electrodes / wirings 19a, 19b, 19c, TFD electrodes /
The wirings 19d and 19e are formed. Finally, annealing was performed at 350 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere of 1 atm. The semiconductor circuit is completed through the above steps. (Fig. 1
(F))

【0024】本工程では、図から明らかなようにシリコ
ン膜、層間絶縁物を共に1層とすることができた。その
結果、成膜プロセスは大きく削減された。また、TFT
の活性領域およびTFDの真性領域のニッケルの濃度を
2次イオン質量分析(SIMS)法によって測定したと
ころ、共に1×1018〜5×1018cm-3のニッケルが
検出された。
In this step, both the silicon film and the interlayer insulator could be formed into one layer, as is clear from the figure. As a result, the film forming process was greatly reduced. Also, TFT
The concentration of nickel in the active region and the intrinsic region of TFD was measured by the secondary ion mass spectrometry (SIMS) method. As a result, nickel of 1 × 10 18 to 5 × 10 18 cm −3 was detected.

【0025】本実施例の半導体回路のうち、TFDの部
分を図2(A)に示す。このTFDは光センサーとして
使用する場合には上方から光が入射される。このTFD
のA−A’に沿ったエネルギーバンド図は、図2(B)
のように示される。一般に結晶シリコンは光感度が低い
ので、これを改良するためには、図2(C)に示すよう
に、TFDのマスク14cを除去した後に、厚さ100
〜800nm、例えば300nmの水素化アモルファス
シリコン等の光感度の大きな半導体膜17aを真性領域
17iに密着して形成してもよい。
The TFD portion of the semiconductor circuit of this embodiment is shown in FIG. When this TFD is used as an optical sensor, light is incident from above. This TFD
The energy band diagram along AA 'of FIG.
As shown. In general, crystalline silicon has low photosensitivity. Therefore, in order to improve this, as shown in FIG. 2C, after removing the TFD mask 14c, a thickness of 100 is obtained.
A semiconductor film 17a having a high photosensitivity, such as hydrogenated amorphous silicon having a thickness of up to 800 nm, for example 300 nm, may be formed in close contact with the intrinsic region 17i.

【0026】例えば、アモルファスシリコンを用いる場
合には、その下にある結晶シリコンの真性領域17iよ
りも光の吸収係数が大きいため、上方からの光照射によ
って、キャリヤがアモルファスシリコン膜17aで多量
に発生した後、結晶シリコンの真性領域17iにドリフ
トして、そこに印加されている電界によって分離され
る。
For example, when amorphous silicon is used, since the light absorption coefficient is larger than that of the intrinsic region 17i of the crystalline silicon below, a large amount of carriers are generated in the amorphous silicon film 17a by the light irradiation from above. After that, it drifts to the intrinsic region 17i of crystalline silicon and is separated by the electric field applied thereto.

【0027】図2(C)のような構成においては、アモ
ルファス半導体膜17aにおいてキャリヤが発生すると
同時に、結晶シリコン半導体膜17iでもその光感度の
波長依存性に応じてキャリヤが発生している。そのた
め、より幅広い波長域の光を電気に変換することが可能
となる。アモルファス半導体膜17aとしてアモルファ
スシリコン膜を用いる場合には、これに炭素、窒素、酸
素等を添加して光感度の波長依存性を変えてもよい。
In the structure shown in FIG. 2C, carriers are generated in the amorphous semiconductor film 17a, and at the same time, carriers are also generated in the crystalline silicon semiconductor film 17i according to the wavelength dependence of its photosensitivity. Therefore, it becomes possible to convert light in a wider wavelength range into electricity. When an amorphous silicon film is used as the amorphous semiconductor film 17a, carbon, nitrogen, oxygen or the like may be added to change the wavelength dependence of the photosensitivity.

【0028】アモルファス半導体膜17aのエネルギー
バンド幅が真性領域17iに比べて広ければ、真性領域
17iで発生したキャリヤがアモルファス半導体膜17
aにドリフトすることを防止し、かつ、アモルファス半
導体膜17aで発生したキャリヤはそのエネルギーバン
ドの勾配に沿って真性領域17iに移動する。そのた
め、発生したキャリヤをより効率よく外部に取り出すこ
とができる。
If the energy band width of the amorphous semiconductor film 17a is wider than that of the intrinsic region 17i, the carriers generated in the intrinsic region 17i are amorphous semiconductor film 17.
The carrier generated in the amorphous semiconductor film 17a is prevented from drifting to a and moves to the intrinsic region 17i along the gradient of the energy band. Therefore, the generated carrier can be taken out to the outside more efficiently.

【0029】〔実施例2〕 図3に本実施例の作製工程
の断面図を示す。基板(コーニング7059)30上に
スパッタリング法によって厚さ200nmの酸化珪素の
下地膜31、さらにプラズマCVD法によってアモルフ
ァスシリコン膜を形成した。そして、アモルファスシリ
コン膜をパターニングして、島状シリコン領域32a
(TFT用)および32b(TFD用)を形成した。さ
らに、テトラ・エトキシ・シラン(Si(OC2 5
4 、TEOS)と酸素を原料として、プラズマCVD法
によってゲイト絶縁膜として、厚さ100nmの酸化珪
素33を形成した。原料には、上記ガスに加えて、トリ
クロロエチレン(C2 HCl3 )を用いた。成膜前にチ
ャンバーに酸素を400ml/min流し、基板温度3
00℃、全圧5Pa、RFパワー150Wでプラズマを
発生させ、この状態を10分保った。その後、チャンバ
ーに酸素300ml/min、TEOSを15ml/m
in、トリクロロエチレンを2ml/minを導入し
て、酸化珪素膜の成膜をおこなった。基板温度、RFパ
ワー、全圧は、それぞれ300℃、75W、5Paであ
った。成膜完了後、チャンバーに1.33×104Pa
の水素を導入し、350℃で35分の水素アニールをお
こなった。
[Embodiment 2] FIG. 3 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of this embodiment. A 200 nm-thick base film 31 of silicon oxide was formed on the substrate (Corning 7059) 30 by a sputtering method, and an amorphous silicon film was formed by a plasma CVD method. Then, the amorphous silicon film is patterned to form the island-shaped silicon region 32a.
(For TFT) and 32b (for TFD) were formed. Furthermore, tetra-ethoxy-silane (Si (OC 2 H 5 ))
4 , TEOS) and oxygen were used as raw materials, and a silicon oxide 33 having a thickness of 100 nm was formed as a gate insulating film by a plasma CVD method. As the raw material, trichlorethylene (C 2 HCl 3 ) was used in addition to the above gas. Before the film formation, oxygen was flown into the chamber at 400 ml / min, and the substrate temperature was 3
Plasma was generated at 00 ° C., total pressure 5 Pa, and RF power 150 W, and this state was maintained for 10 minutes. Then, 300 ml / min oxygen and 15 ml / m TEOS in the chamber.
A silicon oxide film was formed by introducing in and trichlorethylene at 2 ml / min. The substrate temperature, RF power, and total pressure were 300 ° C., 75 W, and 5 Pa, respectively. 1.33 × 10 4 Pa in the chamber after the film formation is completed
Was introduced, and hydrogen annealing was performed at 350 ° C. for 35 minutes.

【0030】引き続いて、スパッタリング法によって、
厚さ600〜800nm、例えば600nmのタンタル
膜を堆積した。なお、この酸化珪素33とタンタル膜の
成膜工程は連続的におこなうことが望ましい。タンタル
の代わりに、クロム、モリブテン、タングステン、チタ
ン等を用いてもよいが、いずれも後のアニール工程に耐
えられることが必要である。そして、タンタル膜をパタ
ーニングして、TFTのゲイト電極34a、34b、T
FDのマスク材34cを形成した。このとき、TFTの
ゲイト電極の幅(=チャネル長)は5〜10μm、TF
Dのマスク材の幅は20〜50μmとした。さらに、こ
のタンタル配線の表面を陽極酸化して、表面に酸化物層
を形成した。陽極酸化は、酒石酸の1〜5%エチレング
リコール溶液中でおこなった。得られた酸化物層の厚さ
は200nmであった。(図3(A))
Subsequently, by the sputtering method,
A tantalum film having a thickness of 600 to 800 nm, for example 600 nm, was deposited. It is desirable that the steps of forming the silicon oxide 33 and the tantalum film be continuously performed. Chromium, molybdenum, tungsten, titanium, or the like may be used instead of tantalum, but it is required that they can withstand the subsequent annealing step. Then, the tantalum film is patterned to form the gate electrodes 34a, 34b, T of the TFT.
An FD mask material 34c was formed. At this time, the width (= channel length) of the gate electrode of the TFT is 5 to 10 μm, and TF is
The width of the mask material D was 20 to 50 μm. Further, the surface of this tantalum wiring was anodized to form an oxide layer on the surface. Anodization was performed in a 1-5% ethylene glycol solution of tartaric acid. The thickness of the obtained oxide layer was 200 nm. (Fig. 3 (A))

【0031】次に、プラズマドーピング法によって、シ
リコン領域に不純物(燐)を注入した。ドーピングガス
として、フォスフィン(PH3 )を用い、加速電圧を6
0〜90kV、例えば80kVとした。ドーズ量は1×
1015〜8×1015cm-2、例えば、2×1015cm-2
とした。このようにしてN型の不純物領域35を形成し
た。(図3(B)) 引き続き、イオン注入法によって、ニッケルイオンを注
入した。ドーズ量は1×1013〜5×1014cm-2、例
えば5×1013cm-2とした。この結果、アモルファス
シリコン膜中には、5×1018cm-3程度の濃度でニッ
ケルが注入された。(図3(C))
Next, impurities (phosphorus) were implanted into the silicon region by the plasma doping method. Phosphine (PH 3 ) was used as the doping gas, and the acceleration voltage was 6
It was set to 0 to 90 kV, for example, 80 kV. 1x dose
10 15 to 8 × 10 15 cm -2 , for example, 2 × 10 15 cm -2
And Thus, the N-type impurity region 35 was formed. (FIG. 3B) Subsequently, nickel ions were implanted by the ion implantation method. The dose amount was set to 1 × 10 13 to 5 × 10 14 cm −2 , for example, 5 × 10 13 cm −2 . As a result, nickel was implanted into the amorphous silicon film at a concentration of about 5 × 10 18 cm −3 . (Fig. 3 (C))

【0032】さらに、左側のTFT(Nチャネル型TF
T)およびTFDの右側の領域(N型領域)をフォトレ
ジスト36でマスクして、再び、プラズマドーピング法
で右側のTFT(PチャネルTFT)のシリコン領域お
よびTFDの左側の領域(P型領域)に不純物(ホウ
素)を注入した。ドーピングガスとして、ジボラン(B
2 6 )を用い、加速電圧を50〜80kV、例えば6
5kVとした。ドーズ量は1×1015〜8×1015cm
-2、例えば、先に注入された燐より多い5×10 15cm
-2とした。この結果、TFTのN型の不純物領域37
a、同P型領域37bおよびTFDのN型領域38n、
P型領域38pを形成した。(図3(D))
Further, the left TFT (N-channel type TF
T) and the area on the right side of the TFD (N-type area).
Mask with dyst 36 and again plasma doping method
And the silicon area of the TFT (P-channel TFT) on the right side
And a region (P-type region) on the left side of the TFD and
Was injected. As a doping gas, diborane (B
2H6), The acceleration voltage is 50 to 80 kV, for example, 6
It was set to 5 kV. Dose amount is 1 × 1015~ 8 × 1015cm
-2, For example, 5 × 10 more than the previously implanted phosphorus 15cm
-2And As a result, the N-type impurity region 37 of the TFT is formed.
a, the P-type region 37b and the N-type region 38n of the TFD,
A P-type region 38p was formed. (Fig. 3 (D))

【0033】その後、0.1〜1気圧の水素還元雰囲気
中、500℃で4時間アニールすることによって、不純
物を活性化させた。このとき、先にニッケルの注入され
た領域37a、37bおよび38p、38nにはニッケ
ルが拡散しているので、このアニールによって結晶化が
容易に進行し、ドーピング不純物が活性化した。また、
TFTの活性領域にもニッケルが拡散し、結晶化が進行
した。一方、TFDの真性領域38iの、特に中央部で
はシリコン中にはニッケルが存在せず、また、周囲から
の拡散もないので結晶化しなかった。すなわち、TFT
は全域に渡って結晶化し、TFDでは不純物領域と、不
純物領域に接した真性領域の一部が結晶化し、真性領域
38iの中央部はアモルファス状態であった。(図3
(E))
Then, the impurities were activated by annealing at 500 ° C. for 4 hours in a hydrogen reducing atmosphere of 0.1 to 1 atm. At this time, since nickel has diffused into the regions 37a, 37b and 38p, 38n into which nickel was previously implanted, this annealing facilitates the crystallization and activates the doping impurities. Also,
Nickel diffused into the active region of the TFT, and crystallization proceeded. On the other hand, nickel did not exist in the silicon in the intrinsic region 38i of the TFD, particularly in the central portion, and since there was no diffusion from the surroundings, crystallization did not occur. That is, TFT
Was crystallized over the entire region, and in TFD, the impurity region and a part of the intrinsic region in contact with the impurity region were crystallized, and the central portion of the intrinsic region 38i was in an amorphous state. (Fig. 3
(E))

【0034】続いて、厚さ200nmの酸化珪素膜39
を層間絶縁物としてプラズマCVD法によって形成し、
これにコンタクトホールを形成して、金属材料、例え
ば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってTFT
の電極・配線40a、40b、40c、TFDの電極・
配線40d、40eを形成した。最後に、1気圧の水素
雰囲気で350℃、30分のアニールをおこなった。以
上の工程によって半導体回路が完成した。(図3
(F))
Subsequently, a 200 nm thick silicon oxide film 39 is formed.
Is formed by plasma CVD as an interlayer insulator,
A contact hole is formed in this, and the TFT is made of a metal material, for example, a multilayer film of titanium nitride and aluminum.
Electrodes / wirings 40a, 40b, 40c, TFD electrodes /
Wirings 40d and 40e are formed. Finally, annealing was performed at 350 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere of 1 atm. The semiconductor circuit is completed through the above steps. (Fig. 3
(F))

【0035】本実施例では、TFDのマスク材34c
は、他のゲイト電極配線とは絶縁されており、浮遊電位
状態とした。しかし、この場合には何らかの電荷の蓄積
によってTFDの動作が妨げられることがある。もし、
安定な動作が要求されるのであれば、TFDのP型領域
もしくはN型領域と同電位とするとよい。また、本実施
例では、真性領域38i上にはマスク材34cが存在し
ているので、TFDを光センサーとして使用する場合に
は、基板側から光を入射させることが必要である。本実
施例の場合には、実施例1のバリエーションとして示さ
れた図2(C)のように光感度を向上させるためにアモ
ルファス半導体膜を真性領域に密着させることは困難で
あるが、実施例1とは異なって真性領域38iには光感
度の良好なアモルファス状態の部分が残っているので問
題はない。
In this embodiment, the TFD mask material 34c is used.
Is insulated from other gate electrode wirings and is in a floating potential state. However, in this case, the operation of the TFD may be hindered by the accumulation of some electric charge. if,
If stable operation is required, it may be set to the same potential as the P-type region or N-type region of the TFD. Further, in this embodiment, since the mask material 34c is present on the intrinsic region 38i, when the TFD is used as an optical sensor, it is necessary to make light incident from the substrate side. In the case of the present embodiment, it is difficult to bring the amorphous semiconductor film into close contact with the intrinsic region in order to improve the photosensitivity as shown in FIG. 2C shown as a variation of the first embodiment. Different from No. 1, there is no problem because the amorphous region with good photosensitivity remains in the intrinsic region 38i.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によって、結晶性シリコンTFT
とTFDを有する半導体回路を作製するプロセスを削減
し、量産性を高めることができた。また、本発明は、例
えば、500℃というような低温、かつ、4時間という
短時間でシリコンの結晶化をおこなうことによっても、
スループットを向上させることができる。加えて、従
来、600℃以上のプロセスを採用した場合にはガラス
基板の縮みやソリが歩留り低下の原因として問題となっ
ていたが、本発明を利用することによってそのような問
題点は一気に解消してしまう。
According to the present invention, a crystalline silicon TFT is provided.
The number of processes for manufacturing a semiconductor circuit having TFD and TFD can be reduced and mass productivity can be improved. Further, the present invention can also be performed by crystallization of silicon at a low temperature of 500 ° C. and a short time of 4 hours, for example.
Throughput can be improved. In addition, conventionally, when a process of 600 ° C. or higher is adopted, shrinkage or warpage of the glass substrate has been a problem as a cause of a decrease in yield, but by using the present invention, such a problem is solved at once. Resulting in.

【0037】このことは、大面積の基板を一度に処理で
きることを意味するものである。すなわち、大面積基板
を処理することによって、1枚の基板から多くの集積回
路等を切りだすことによって単価を大幅に低下させるこ
とができる。このように本発明は工業上有益な発明であ
る。
This means that a large area substrate can be processed at one time. That is, by processing a large-area substrate, a large number of integrated circuits or the like can be cut out from one substrate, whereby the unit price can be significantly reduced. Thus, the present invention is an industrially useful invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1の作製工程断面図を示す。1A to 1C are cross-sectional views of a manufacturing process of Example 1.

【図2】 実施例1で得られたTFDおよびそのバン
ド図を示す。
FIG. 2 shows the TFD obtained in Example 1 and its band diagram.

【図3】 実施例2の作製工程断面図を示す。3A to 3C are sectional views showing a manufacturing process of the second embodiment.

【図4】 従来の作製工程例(断面図)を示す。FIG. 4 shows a conventional manufacturing process example (cross-sectional view).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・基板 11・・・下地絶縁膜(酸化珪素) 12・・・島状シリコン領域 13・・・ゲイト絶縁膜(酸化珪素) 14・・・ゲイト電極およびマスク材(燐ドープされた
シリコン) 15・・・ドーピングマスク(フォトレジスト) 16・・・TFTのソース、ドレイン領域 17・・・TFDの不純物領域・真性領域 18・・・層間絶縁物(酸化珪素) 19・・・金属配線・電極(窒化チタン/アルミニウ
ム)
10 ... Substrate 11 ... Base insulating film (silicon oxide) 12 ... Island silicon region 13 ... Gate insulating film (silicon oxide) 14 ... Gate electrode and mask material (phosphorus-doped silicon) ) 15 ... Doping mask (photoresist) 16 ... TFT source / drain region 17 ... TFD impurity region / intrinsic region 18 ... Interlayer insulator (silicon oxide) 19 ... Metal wiring Electrode (titanium nitride / aluminum)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/092 H01L 29/78 613A 27/146 618F 627G (56)参考文献 特開 平6−275808(JP,A) 特開 平4−119664(JP,A) 特開 平2−140915(JP,A) 特開 平4−206969(JP,A) 特開 昭60−154660(JP,A) 特開 昭57−194518(JP,A) 特開 昭58−23479(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/8238 H01L 21/20 H01L 27/08 331 H01L 27/092 H01L 27/146 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 27/092 H01L 29/78 613A 27/146 618F 627G (56) Reference JP-A-6-275808 (JP, A) JP JP 4-119664 (JP, A) JP 2-140915 (JP, A) JP 4-206969 (JP, A) JP 60-154660 (JP, A) JP 57-194518 (JP , A) JP 58-23479 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/8238 H01L 21/20 H01L 27/08 331 H01L 27/092 H01L 27/146

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に、 第1のソース領域、第1のドレイン領域及び前記第1の
ソース領域と前記第1のドレイン領域との間に位置する
第1のチャネル形成領域を有するPチャネル型TFT
と、 第2のソース領域、第2のドレイン領域及び前記第2の
ソース領域と前記第2のドレイン領域との間に位置する
第2のチャネル形成領域を有するNチャネル型TFT
と、 N型領域、P型領域及び真性領域を有する薄膜ダイオー
ドと、 を有する半導体回路であって、 前記第1のソース領域、前記第1のドレイン領域、前記
第1のチャネル形成領域、前記第2のソース領域、前記
第2のドレイン領域及び前記第2のチャネル形成領域は
前記基板上の第1のシリコン膜に形成され、 前記N型領域、前記P型領域及び前記真性領域は前記基
板上の第2のシリコン膜に形成され、 前記第1のシリコン膜と前記第2のシリコン膜とは同じ
層であり、 前記第1のソース領域、前記第1のドレイン領域、及び
前記P型領域はP型不純物を含み、 前記第2のソース領域、前記第2のドレイン領域、及び
前記N型領域はN型不純物を含み、 前記真性領域はアモルファスシリコンであり、 前記第1のシリコン膜、前記P型領域、及び前記N型領
域は、アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属
元素を含む結晶性シリコンであり、 前記第1のソース領域、前記第1のドレイン領域、前記
第2のソース領域、前記第2のドレイン領域、前記P型
領域及び前記N型領域は燐を含むことを特徴とする半導
体回路。
1. A first source region, a first drain region and a first drain region on a substrate .
Located between a source region and the first drain region
P-channel TFT having first channel forming region
And a second source region, a second drain region and the second
Located between a source region and the second drain region
N-channel TFT having second channel formation region
And a thin film diode having an N-type region, a P-type region and an intrinsic region
A semiconductor circuit having a de, wherein the first source region, said first drain region, wherein
A first channel formation region, the second source region, the
The second drain region and the second channel formation region are
The N-type region, the P-type region and the intrinsic region are formed on the first silicon film on the substrate,
It is formed on the second silicon film on the plate, and the first silicon film and the second silicon film are the same.
A layer, the first source region, the first drain region, and
The P-type region includes P-type impurities, the second source region, the second drain region, and
The N-type region includes an N-type impurity, the intrinsic region is amorphous silicon, and the first silicon film, the P-type region, and the N-type region are included.
Area is a metal that promotes crystallization of amorphous silicon
Crystalline silicon containing an element, the first source region, the first drain region, the
Second source region, the second drain region, the P-type
The semiconductor region and the N-type region containing phosphorus.
Body circuit.
【請求項2】 請求項1において、前記P型不純物はボ
ロンであることを特徴とする半導体回路
2. The semiconductor circuit according to claim 1, wherein the P-type impurity is boron.
【請求項3】 請求項1乃至のいずれか一において、
前記第1及び前記第 2のチャネル形成領域は前記アモル
ファスシリコンの結晶化を促進させる金属元素を含むこ
とを特徴とする半導体回路
3. A any one of claims 1 to 2,
It said first and said second channel forming region is the amorphadiene
A semiconductor circuit comprising a metal element that promotes crystallization of fast silicon .
【請求項4】 請求項1乃至のいずれか一において、
前記第1のソース領域、前記第1のドレイン領域、前記
第2のソース領域、及び前記第2のドレイン領域に含ま
れる前記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金
属元素の濃度は1×1017cm-3 以上2×1020cm-3
未満であることを特徴とする半導体回路
4. The method according to any one of claims 1 to 3 ,
The first source region, the first drain region, the
Gold for promoting crystallization of the amorphous silicon contained in the second source region and the second drain region
The concentration of the group element is 1 × 10 17 cm −3 or more and 2 × 10 20 cm −3
A semiconductor circuit characterized by being less than.
【請求項5】 請求項1乃至のいずれか一において、
前記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属元
は、ニッケル、鉄、コバルトまたは白金であることを
特徴とする半導体回路
5. The method according to any one of claims 1 to 4 ,
Metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon
The semiconductor circuit is characterized in that the element is nickel, iron, cobalt or platinum.
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