JP2789168B2 - Method for manufacturing insulated gate field effect semiconductor device for liquid crystal display panel - Google Patents
Method for manufacturing insulated gate field effect semiconductor device for liquid crystal display panelInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル等に用
いられる液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体
装置の作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】単結晶珪素を用いた絶縁ゲート型電界効
果半導体装置は、広く半導体分野に用いられている。そ
の代表例には、本出願人の発明にかかる特公昭50─1986
号公報に示されている「半導体装置およびその作製方
法」がある。しかし、水素が添加されていないチャネル
形成領域に単結晶半導体を用いるのではなく、水素また
はハロゲン元素が1原子%以上の濃度に添加された非単
結晶半導体により設けられた絶縁ゲート型電界効果半導
体装置は、本出願人のその後の出願にかかる特願昭53−
124021号公報に示されている「半導体装置およびその作
製方法」( 昭和53年10月7日出願)がその代表例であ
る。かかる水素またはハロゲン元素を添加した非単結晶
半導体、特に珪素半導体がチャネル形成領域に用いられ
た絶縁ゲート型電界効果半導体装置は、オフ電流が従来
より公知の単結晶半導体を用いた場合に比べて103 〜10
5 分の1も小さい。そのため、絶縁ゲート型電界効果半
導体装置は、液晶表示パネル制御用として用いることが
有効であるとされている。
【0003】この絶縁ゲート型電界効果半導体装置は、
前記特願昭53−124021号公報に示されているごとく、ゲ
ート電極がチャネル形成領域の半導体に対し、その上側
に設けられた横チャネル型絶縁ゲート型電界効果半導体
装置、また、本出願人の出願にかかる特願昭56−001767
号公報「絶縁ゲイト型電界効果半導体装置およびその作
製方法」( 昭和56年1月9日)に示された縦チャネル型
絶縁ゲート型電界効果半導体装置、およびゲート電極が
チャネル形成領域を構成する半導体の下側に設けられた
いわゆる一般的に公知の薄膜絶縁ゲート型電界効果半導
体装置が知られている。
【0004】しかし、そのうち後二者に比べ前者の前記
した構造は、従来より公知の単結晶珪素を用いた絶縁ゲ
ート型電界効果半導体装置と構造が同じであるため、す
でに出来上がった技術を応用できるというきわめて優れ
た特長を有するものであった。また、従来例として、特
開昭58−2073号公報に記載された電界効果型トラ
ンジスタは、ソース領域およびドレイン領域を選択的に
アニールすることにより多結晶領域とし、チャネル形成
領域を非晶質領域としている。すなわち、同公報に示さ
れている電界効果型トランジスタは、非晶質領域の一部
を選択的にアニール処理を行なうことによって多結晶領
域としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】他方、かかる絶縁ゲー
ト型電界効果半導体装置においては、ソ−ス領域および
ドレイン領域の作製をCVD 法( プラズマCVD 法を含む)
により薄膜のディポジッションを行なうのではなくイオ
ン注入等により添加し、かつその添加物を400 度C以下
の水素またはハロゲン元素が脱気しない温度範囲でのア
ニ−ルにより活性のドナ−またはアクセプタとしなけれ
ばならない。また、液晶表示パネルのように複数の絶縁
ゲート型電界効果半導体装置を一つの絶縁基板上に作製
する場合、非単結晶半導体の所望領域に、不純物を選択
的に添加しているため、不純物領域の周囲に不純物が添
加されない非単結晶半導体領域が残る。この不純物が添
加されず結晶化されていない領域は、高い抵抗のため電
流がダラダラ流れ、高い周波数のスイッチングに応答で
きない。さらに、不純物領域の光アニール処理は、光エ
ネルギーが非単結晶半導体を通して下地材を加熱する。
その結果、不純物領域は、下地材の影響を受けて、特性
の悪い絶縁ゲート型電界効果半導体装置が作製される。
【0006】以上のような問題を解決するために、本発
明は、オフ電流が少なく、かつオン、オフを高速応答で
行なうことができる液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界
効果半導体装置の作製方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、下地材の材質に左右されない液晶
表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装置の作製方
法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半
導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板(1)上
に水素またはハロゲン元素が添加された非単結晶薄膜半
導体層(2)を形成する工程と、前記非単結晶薄膜半導
体層(2)上にゲート絶縁膜(3)を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜(3)上の所定の位置に選択的に半導
体からなるゲート電極(4)を形成する工程と、前記ゲ
ート電極(4)に不純物を添加すると同時に前記ゲート
電極(4)をマスクとして、前記ゲート絶縁膜(3)を
通して、前記非単結晶薄膜半導体層(2)におけるソー
ス領域(7)およびドレイン領域(8)となる領域、お
よび前記非単結晶薄膜半導体層(2)の存在しない領域
に不純物を添加する工程と、前記基板(1)全面に対し
て線状の強紫外光を一端から他端に向けて走査すること
によって照射し、前記基板(1)の温度を400゜C以
下にして、不純物が添加された領域の結晶化を助長し
て、ゲート電極(4)、ソース領域(7)およびドレイ
ン領域(8)を形成する工程と、を少なくとも含み上記
ソース領域(7)およびドレイン領域(8)の間にチャ
ネル形成領域が形成されていることを特徴とする。
【0008】本発明の液晶表示パネル用絶縁ゲート型電
界効果半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板
(1)上に水素またはハロゲン元素が添加された複数の
非単結晶薄膜半導体層(2)を島状に形成する工程と、
前記複数の非単結晶薄膜半導体層(2)上にゲート絶縁
膜(3)を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜(3)上
の所定の位置に選択的に半導体からなるゲート電極
(4)を形成する工程と、前記ゲート電極(4)に不純
物を添加すると同時に前記ゲート電極(4)をマスクと
して、前記ゲート絶縁膜(3)を通して、前記非単結晶
薄膜半導体層(2)におけるソース領域(7)およびド
レイン領域(8)となる領域、および前記非単結晶薄膜
半導体層(2)の存在しない領域に不純物を添加する工
程と、前記基板(1)全面に対して線状の強紫外光を一
端から他端に向けて走査することによって照射し、前記
基板(1)の温度を400゜C以下にして、不純物が添
加された領域の結晶化を助長して、ゲート電極(4)、
ソース領域(7)およびドレイン領域(8)を形成する
工程と、を少なくとも含み前記ソース領域(7)および
ドレイン領域(8)の間にチャネル形成領域が形成され
ていることを特徴とする。本発明の絶縁ゲート型電界効
果半導体装置の作製方法において、ゲート絶縁膜(3)
は、前記非単結晶薄膜半導体層(2)と前記ゲート電極
(4)との間に形成され、非単結晶薄膜半導体層(2)
に接して窒化珪素膜が形成されていることを特徴とす
る。
【0009】本発明の課題を解決するための手段を具体
的に例示すると次のようになる。不純物の添加のないま
たは少ない非単結晶半導体(以下、水素またはハロゲン
元素が添加された非単結晶半導体を単に半導体または非
単結晶半導体と略記する)上にゲート絶縁物およびその
上にゲート電極が選択的に設けられた。さらに、このゲ
ート電極をマスクとしてイオン注入法等によりソ−ス、
ドレイン用の不純物を添加した、たとえばNチャネル型
絶縁ゲート型電界効果半導体装置では、リンまたは砒
素、Pチャネル型絶縁ゲート型電界効果半導体装置で
は、ホウ素を非単結晶半導体のソース、ドレイン領域の
内部にゲート絶縁膜を貫通してそれぞれ添加した。
【0010】この後、この不活性の不純物が添加された
領域を含み、基板全ての領域に対して、400 ℃以下の温
度で強光照射をし、強紫外光アニ−ル(以下単に光アニ
−ルという)を行なう。かくして、ゲート部により遮光
されたチャネル形成領域を除き、全ての非単結晶半導体
領域に対し、光照射を行なう。すると、ソースおよびド
レイン用の不純物領域を構成する非単結晶半導体は、全
て光照射され、それらの領域の結晶化度がチャネル形成
領域よりも助長された半導体、特に著しくは多結晶また
は単結晶構造の半導体に変成せしめた。すなわち、本発
明は、従来より公知の水素またはハロゲン元素が添加さ
れていない単結晶の半導体に対し、イオンを注入し、そ
れに強光アニ−ルを行なう。この光アニールを基板全面
にわたって行なうため、光を基板表面のー端より他端に
走査することにより結晶成長をプロセス上含ませ、結晶
化度を助長し不純物領域としたものである。
【0011】
【作 用】絶縁表面を有する基板上には、水素または
ハロゲン元素が添加された少なくとも一つの非単結晶薄
膜半導体が形成されている。当該非単結晶薄膜半導体層
の上には、ゲート絶縁膜が形成されている。当該ゲート
絶縁膜上で、所定位置には、選択的に半導体からなるゲ
ート電極が形成される。そして、ゲート電極に不純物が
添加されると同時に、前記ゲート電極をマスクとすると
共に、前記ゲート絶縁膜を通して、ソース領域およびド
レイン領域が形成される非単結晶薄膜半導体層、および
非単結晶薄膜半導体層が存在しない領域に、不純物が添
加され、少なくとも一組の不純物領域が形成されてい
る。また、上記基板全面に対して集光された線状の強紫
外光を一端から他端に向けて走査することにより照射
し、基板の温度を400゜C以下にして、結晶化が助長
される。さらに、全ての不純物領域は、一旦溶融された
後、再結晶を移動させることにより、単に全面を均一に
加熱する場合に比べて結晶粒径をより大きくすることが
できる。かくのごとくして形成された不純物領域の周囲
には、結晶化されずに残されている抵抗の高い非単結晶
薄膜半導体層がないため、電流がダラダラ流れない。ま
た、不純物領域は、ゲート絶縁膜によって覆われている
と共に、集光された強紫外光によって、表面から内部方
向に向かって一部のみしか結晶化されていないため、不
純物領域が形成されている下地材の影響をなくすと同時
に、非単結晶薄膜半導体内の水素等が脱気し難い。
【0012】したがって、本発明の作製方法によって得
られた液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装
置は、「ON」、「OFF」に対し、オン電流の立ち上
がり時に流れ難かったり、また、他方、電流の立ち下が
り時にダラダラ流れてしまったりすることがなくなっ
た。すなわち、本発明の作製方法によって得られた液晶
表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装置は、オフ
電流が少なく、かつオン、オフを高速応答で行なうこと
ができた。また、集光された線状の強紫外光は、一端か
ら他端に向けて走査するアニール処理に際し、不純物領
域の表面から内部方向に向かって一部のみを加熱して結
晶化せしめる。上記のような集光された線状の強紫外光
は、光吸収係数が大きいため、ゲート絶縁膜を通して不
純物領域の表面から順次加熱されて結晶が生長する。そ
の結果、上記集光された線状の強紫外光による光アニー
ル処理は、少なくとも一組の不純物領域が形成されてい
る下地材を加熱しないため、上記不純物領域に対して下
地材による影響を与えないと共に水素等が脱気し難く、
液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装置とし
ての特性を劣化させない。ゲート絶縁膜は、非単結晶薄
膜半導体層に接して窒化珪素膜が形成されているため、
非単結晶薄膜半導体層中の水素またはハロゲン元素が脱
気し難いと共に、水分が非単結晶薄膜半導体層中に侵入
し難い。
【0013】
【実 施 例】図1は本発明の一実施例である絶縁ゲー
ト型電界効果半導体装置の製造工程を説明するための縦
断面図である。基板(1) は、たとえば石英ガラスからな
り、図1(A) に示すごとく、その厚さを1.1 mm と
し、大きさを10cm×10cmとした。この基板(1) の上
面には、ジシラン(Si2H6) の水銀励起法を用いない光プ
ラズマCVD(2537Åの波長を含む低圧水銀灯、基板温度21
0 度C) により、水素が1原子%以上の濃度に添加され
たアモルファス構造を含む非単結晶半導体(2) が、たと
えば0.2 μmの厚さに形成された。
【0014】さらに、この非単結晶半導体(2) の上面に
は、光CVD 法により、たとえば窒化珪素膜からなるゲー
ト絶縁膜(3) が同一反応炉で半導体表面を大気に触れる
ことなく積層された。すなわち、ゲート絶縁膜(3) は、
ジシラン(Si2H6 )とアンモニア(NH3 )、またはヒ
ドラジン(N2 H4 )との反応( 2537Åの波長を含む低
圧水銀灯、基板温度250 ℃) により、Si3N4 を水銀増感
法を用いることなしに1000Åの厚さに作製された。この
後、絶縁ゲート型電界効果半導体装置を形成する領域
(5) を除いた部分は、プラズマエッチング法により除去
された。プラズマエッチング反応は、CF4 +O2(5%)
の反応性気体を導入すると共に、図示されていない平行
平板電極に周波数13.56MHzを印加して、室温で行われ
た。ゲート絶縁膜(3) は、上記基板(1)の全面にわたっ
て形成してもよい。
【0015】ゲート絶縁膜(3) 上には、N + の導電型の
微結晶または多結晶半導体が0.3 μmの厚さに積層され
た。このN+の半導体膜は、レジスト膜(6) を用いてフォ
トエッチング法で非所望な部分を除去した後、ゲート電
極(4) が形成された。その後、このレジスト膜(6) と、
N+半導体のゲート電極(4) と、ゲート絶縁膜(3)とから
なるゲート部をマスクとして、ソ−ス、ドレインとなる
領域には、イオン注入法により、1×1020cm-3の濃度
に図1(B) に示すごとく、一導電型の不純物、たとえば
リンが添加され、一対の不純物領域(7) 、(8) となっ
た。
【0016】さらに、基板(1) は、その全体に対し、ゲ
ート電極(4) のレジスト膜(6) が除去された後、強紫外
光(10)の光アニ−ル処理が行われた。すなわち、超高圧
水銀灯(出力5KW 、波長250 〜600 nm、光径15mm、
長さ180 mm) に対し裏面側は、放物面の反射鏡を用い
前方に石英のシリンドリカルレンズ(焦点距離150 c
m、集光部幅2 mm、長さ180 mm) により、線状に照
射部を構成した。そして、基板(1) の照射面は、線状照
射部に対して直交する方向に、5 〜50cm/ 分の速度で
走査( スキャン) され、基板10cm×10cmの全面に強
光(10)が照射されるようにした。
【0017】かくすると、ゲート電極(4) は、ゲート電
極(4) 側にリンが多量に添加されているため、十分光を
吸収し多結晶化した。また、不純物領域(7) 、(8) は、
一度溶融し再結晶化することにより走査する方向、すな
わち、X方向に溶融、再結晶をシフト(移動)させた。
その結果、単に全面を均一に加熱するのみに比べ、X方
向への走査による溶融、再結晶からなる成長機構が加わ
るため結晶粒径をより大きくすることができた。絶縁基
板上に選択的に非単結晶半導体が形成され、この非単結
晶半導体のゲート部で覆われたチャネル形成領域を除
き、他部の非単結晶半導体は、ソース領域またはドレイ
ン領域として作用し、この不純物領域の全ての非単結晶
半導体の結晶化を助長せしめることができる。この強光
アニ−ルにより多結晶化した領域は、不純物領域(7) 、
(8) の下側の全領域にまで及ぶ必要がない。すなわち、
不純物領域(7) 、(8) の表面のみを結晶化せしめること
によって、不純物領域(7) 、(8) が形成されている下地
材の影響を受けないようにすることができる。図1にお
いて、破線(11)、(11') で示したごとく、その上層部の
みが少なくとも結晶化し、不純物領域(7) 、(8) を活性
にすることが重要である。
【0018】さらに、そのソース領域およびドレイン領
域の端部(15)、(15') は、ゲート電極の端部(16)、(1
6') に対し、チャネル領域側に入り込むように設けられ
ている。そして、N型不純物領域 (7)、(8) 、I型非単
結晶半導体領域(2) 、接合界面(17)、(17') からなるチ
ャネル形成領域は、I型半導体領域における非単結晶半
導体、および不純物領域から入り込んだ結晶化半導体か
ら構成されるハイブリッド構造となっている。このI型
半導体領域内の結晶化半導体の程度は、光アニ−ルの走
査スピ−ド、強度(照度)によって決められる。
【0019】図1(B)の工程の後、ポリイミド樹脂
は、全面に2μmの厚さにコ−トされる。そして、ポリ
イミド樹脂には、電極穴(13)、(13') が形成された後、
アルミニュ−ムのオ−ムコンタクトおよびそのリ−ド(1
4)、(14') が形成される。この2層目のリード(14)、(1
4') は、形成する際に、ゲート電極(4) と連結してもよ
い。この光アニ−ルの結果は、シ−ト抵抗が光照射前の
4×10-3( オームcm) -1から1×10+2( オームcm)
-1になり、光アニール前と比べ電気伝導度特性が向上し
た。チャネル形成領域の長さが3μm、および10μmの
場合、チャネル幅1mmの条件下において、それぞれ図
2における符号(21)、(22)によって示されるごとく、V
th=+2V 、V DD=10V にて1×10-5A 、2×10-5A の電
流を得ることができた。なお、オフ電流は、(VGG=0V)
10-10 〜10-11 (A) であり、単結晶半導体の10-6(A) に
比べ104 の1も小さかった。
【0020】本実施例は、線状に集光された光を基板全
面にわたって走査するように照射したため、大面積大規
模集積化を行なうことが可能になった。そのため、大面
積例えば30cm×30cmのパネル内に500 個×500 個の
絶縁ゲート型電界効果半導体装置の作製すらも可能とす
ることができ、液晶表示素子の制御用絶縁ゲート型電界
効果半導体装置として応用することができた。光アニ−
ルプロセスによる400 ℃以下の低温処理であるため、多
結晶化または単結晶化した半導体がその内部の水素また
はハロゲン元素を含んで形成することができた。また、
光アニ−ルは、基板全面に対して同時に行なうのではな
く、一端より他端に走査させた。このため、筒状の超高
圧水銀灯から照射された光は、放物ミラ−および石英レ
ンズにより集光されて線状になった。そして、この線状
に集光された光は、これと直交した方向に基板を走査す
ることにより非単結晶半導体表面を光アニ−ルすること
ができた。
【0021】この光アニ−ルは、紫外線で行なうため、
非単結晶半導体の表面より内部方向への結晶化を助長さ
せた。このため、十分に多結晶化または単結晶化された
表面近傍の不純物領域は、チャネル形成領域におけるゲ
ート絶縁膜のごく近傍に流れる電流制御を支障なく行な
うことが可能となった。光照射アニ−ル工程に際し、チ
ャネル形成領域に添加された水素またはハロゲン元素
は、まったく影響を受けず、非単結晶半導体の状態を保
持できるため、オフ電流を単結晶半導体の1/103 〜1/10
5 にすることができる。ソ−ス領域およびドレイン領域
は、ゲート電極およびゲート絶縁膜を作った後、光アニ
−ルで作製するため、ゲート絶縁物界面に汚物が付着せ
ずに、特性を安定させる。さらに、従来より公知の方法
に比べ、基板材料として石英ガラスのみならず任意の基
板であるソ−ダガラス、耐熱性有機フィルムをも用いる
ことができる。
【0022】異種材料界面であるチャネル形成領域を構
成する非単結晶半導体─ゲート絶縁膜─ゲート電極の形
成は、同一反応炉内でのプロセスにより、大気に触れさ
せることなく作り得るため、界面凖位の発生が少ないと
いう特長を有する。なお、本実施例において、チャネル
形成領域の非単結晶半導体の酸素、炭素および窒素のい
ずれもが5×1018cm-3以下の不純物濃度であることが
重要である。すなわち、これらが従来公知の絶縁ゲート
型電界効果半導体装置においては、チャネル層に1〜3
×1020cm-3の濃度に混合してしまった。アモルファス
珪素半導体を用いる場合において、キャリア特にPチャ
ネル型絶縁ゲート型電界効果半導体装置で重要なホ−ル
のもつライフタイムが短くなり、特性が本実施例におけ
る絶縁ゲート型電界効果半導体装置の有する特性の1/
3以下の電流しか流れない。加えてヒステリシス特性を
IDD─VGG特性にドレイン電界を2×106V/ cm以上加
える場合に観察されてしまった。また、他方酸素を5×
1018cm-3以下とすると、3×106V/ cmの電圧におい
てもヒステリシスの存在が観察されなかった
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、不純物の添加、および
不純物領域の光アニールによる結晶化の助長が選択的に
行なわれないため、位置合わせの必要がない。本発明に
よれば、ゲート電極およびゲート電極でマスクされてい
る部分以外全ての非単結晶薄膜半導体領域にゲート絶縁
膜を通して不純物が添加され、その後前記基板全面に対
して集光された線状の強紫外光の長手方向に対して略直
角方向で、一端から他端に向けて走査する光アニール処
理を行なうため、結晶化させずに抵抗の高い非単結晶薄
膜半導体領域がなくなり、絶縁ゲート型電界効果半導体
装置のゲート電圧−ドレイン電流特性にヒステリシスの
ない、高い周波数における良好なスイッチング特性を得
た。本発明によれば、絶縁ゲート型電界効果半導体装置
を1個1個選択しながら作製せずに、集光された線状の
強紫外光の長手方向に対して略直角方向で、一端から他
端に向けて光を走査することにより、基板の温度を40
0゜C以下にして、結晶化を助長させると共に、非単結
晶薄膜半導体層に添加されている水素またはハロゲン元
素を脱気し難くすることができる。
【0024】本発明によれば、チャネル形成領域は、水
素またはハロゲン元素の添加により活性化されているた
め、絶縁ゲート型電界効果半導体装置における高い周波
数のスイッチング特性を向上させた。本発明によれば、
線状の強紫外光で400゜C以下の温度になるように行
われたアニール処理およびゲート絶縁膜のため、チャネ
ル形成領域における水素またはハロゲン元素が脱気し難
い。本発明によれば、不純物の添加、または光アニール
処理をゲート絶縁膜を通して、選択的に行なわないた
め、一つの絶縁基板に多数、たとえば、500個×50
0個の液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装
置を設けることができる。本発明によれば、集光された
線状の強紫外光をゲート絶縁膜を通して、少なくとも一
組の不純物領域の表面から内部方向に向かって、前記集
光された線状の強紫外光の長手方向に対して略直角方向
で、一端から他端に向けて走査することにより照射する
と、非単結晶薄膜半導体層の表面を加熱して結晶化せし
められるため、不純物領域が形成されている下地材の影
響をなくすことができる。本発明によれば、ソース領域
およびドレイン領域は、ゲート絶縁膜および半導体から
なるゲート電極を作った後、集光された線状の強紫外光
でアニールされるため、ゲート電極の抵抗が増加して
も、絶縁ゲート型電界効果半導体装置の特性を安定させ
る。本発明によれば、不純物の添加およびアニールをゲ
ート絶縁膜を通して、非単結晶薄膜半導体領域およびそ
の他の絶縁表面を有する基板の全体を選択することなく
処理することができるため、生産性が優れている。本発
明によれば、アニールをゲート絶縁膜を通して行うた
め、チャネル形成領域とソース領域およびドレイン領域
との界面が保護される。本発明によれば、非単結晶薄膜
半導体層に接して窒化珪素膜が形成されているゲート絶
縁膜は、非単結晶薄膜半導体層中の水素またはハロゲン
元素が脱気し難く、且つ水分が侵入し難い。 Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an insulated gate field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel used for a liquid crystal display panel or the like. 2. Description of the Related Art An insulated gate field effect semiconductor device using single crystal silicon is widely used in the field of semiconductors. A representative example is Japanese Patent Publication No. 50-1986 related to the applicant's invention.
There is a "semiconductor device and a method for manufacturing the same" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209,878. However, instead of using a single crystal semiconductor for a channel formation region to which hydrogen is not added, an insulated gate field effect semiconductor provided by a non-single crystal semiconductor to which hydrogen or a halogen element is added at a concentration of 1 atomic% or more. The device is disclosed in Japanese Patent Application No.
“Semiconductor device and manufacturing method thereof” (filed on October 7, 1978) disclosed in Japanese Patent Publication No. 124021 is a typical example. Such a non-single-crystal semiconductor to which hydrogen or a halogen element is added, particularly an insulated gate field-effect semiconductor device in which a silicon semiconductor is used for a channel formation region, has a higher off-state current than a case where a conventionally known single-crystal semiconductor is used. 10 3 -10
One fifth is smaller. Therefore, it is considered effective to use the insulated gate field effect semiconductor device for controlling a liquid crystal display panel. [0003] This insulated gate field effect semiconductor device comprises:
As disclosed in Japanese Patent Application No. 53-124011, a lateral channel type insulated gate field effect semiconductor device in which a gate electrode is provided above a semiconductor in a channel formation region, Japanese Patent Application No. 56-001767 concerning the application
Patent Document “Insulated gate type field effect semiconductor device and method for manufacturing the same” (Jan. 9, 1981), a vertical channel type insulated gate type field effect semiconductor device, and a semiconductor in which a gate electrode forms a channel formation region There is known a so-called generally known thin-film insulated gate field effect semiconductor device provided below. However, the former structure, compared to the latter, has the same structure as the conventionally known insulated gate field effect semiconductor device using single crystal silicon, so that the already completed technology can be applied. It was a very excellent feature. As a conventional example, a field-effect transistor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-2073 discloses a polycrystalline region by selectively annealing a source region and a drain region, and forming a channel forming region into an amorphous region. And That is, in the field-effect transistor disclosed in the publication, a part of an amorphous region is selectively subjected to an annealing process to form a polycrystalline region. On the other hand, in such an insulated gate field effect semiconductor device, the source region and the drain region are formed by a CVD method (including a plasma CVD method).
Instead of depositing the thin film by ion implantation or the like, and adding the additive to an active donor or acceptor by annealing at a temperature in the range of 400 ° C. or less at which hydrogen or a halogen element is not degassed. There must be. In the case where a plurality of insulated gate field effect semiconductor devices are manufactured over one insulating substrate, such as a liquid crystal display panel, an impurity is selectively added to a desired region of a non-single-crystal semiconductor. , A non-single-crystal semiconductor region to which no impurity is added remains. In the region where the impurities are not added and which is not crystallized, the current flows in a ragged manner due to the high resistance and cannot respond to high frequency switching. Further, in the light annealing treatment of the impurity region, light energy heats the base material through the non-single-crystal semiconductor.
As a result, the impurity region is affected by the base material, and an insulated gate field effect semiconductor device having poor characteristics is manufactured. In order to solve the above problems, the present invention provides a method of manufacturing an insulated gate field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel which has a small off-current and can perform on / off with a high speed response. The purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an insulated gate field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel which is not affected by the material of a base material. In order to achieve the above object, a method for manufacturing an insulated gate type field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel according to the present invention comprises the steps of: A step of forming a non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2) to which a halogen element is added; and a step of forming a gate insulating film (3) on the non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2).
A step of selectively forming a gate electrode (4) made of a semiconductor at a predetermined position on the gate insulating film (3); and adding an impurity to the gate electrode (4) and simultaneously masking the gate electrode (4). The presence of the region that becomes the source region (7) and the drain region (8) in the non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2) through the gate insulating film (3) and the non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2) Adding an impurity to a region not to be doped, and irradiating the entire surface of the substrate (1) with linear intense ultraviolet light by scanning from one end to the other end to raise the temperature of the substrate (1) to 400 ° C. in the C or lower, and promote the crystallization of the region to which the impurity is added, a gate electrode (4), said source region (7 comprises at least a step of forming a source region (7) and drain region (8), the ) Wherein the channel forming region is formed between the fine drain region (8). According to the method of manufacturing an insulated gate field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel of the present invention, a plurality of non-single-crystal thin-film semiconductor layers (2) doped with hydrogen or a halogen element are provided on a substrate (1) having an insulating surface. ) In the form of islands;
Forming a gate insulating film (3) on the plurality of non-single-crystal thin-film semiconductor layers (2); and selectively forming a gate electrode (4) made of a semiconductor at a predetermined position on the gate insulating film (3). Forming a source region in the non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2) through the gate insulating film (3) using the gate electrode (4) as a mask at the same time as adding an impurity to the gate electrode (4). (7) and adding an impurity to a nonexistent region of a region the drain region (8), and said non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2), the substrate (1) linear intensity ultraviolet over the entire surface Irradiation by scanning light from one end to the other end,
By setting the temperature of the substrate (1) to 400 ° C. or lower , the crystallization of the region to which the impurity is added is promoted, and the gate electrode (4),
Forming a source region (7) and a drain region (8), wherein a channel forming region is formed between the source region (7) and the drain region (8). In the method for manufacturing an insulated gate field effect semiconductor device according to the present invention, the gate insulating film (3)
Is formed between the non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2) and the gate electrode (4), and the non-single-crystal thin-film semiconductor layer (2)
, And a silicon nitride film is formed in contact therewith. The means for solving the problems of the present invention are specifically exemplified as follows. A gate insulator and a gate electrode are formed over a non-single-crystal semiconductor to which no or few impurities are added (hereinafter, a non-single-crystal semiconductor to which hydrogen or a halogen element is added is simply referred to as a semiconductor or a non-single-crystal semiconductor). Provided selectively. Further, using this gate electrode as a mask, the source
For example, in an N-channel insulated-gate field-effect semiconductor device to which an impurity for a drain is added, phosphorus or arsenic is used. In a P-channel-type insulated-gate field-effect semiconductor device, boron is added to the source and drain regions of a non-single-crystal semiconductor. Was added through the gate insulating film. Thereafter, the entire region including the region to which the inactive impurity is added, and the entire region of the substrate is irradiated with strong light at a temperature of 400 ° C. or less, so that a strong ultraviolet light annealing (hereinafter simply referred to as light annealing) is performed. -Called "). Thus, light irradiation is performed on all the non-single-crystal semiconductor regions except for the channel formation region which is shielded from light by the gate portion. Then, the non-single-crystal semiconductors forming the impurity regions for the source and the drain are all irradiated with light, and the crystallinity of those regions is promoted more than that of the channel formation region, particularly, a polycrystalline or single-crystal structure. Was transformed into a semiconductor. That is, according to the present invention, ions are implanted into a conventionally known single-crystal semiconductor to which hydrogen or a halogen element is not added, and high-temperature annealing is performed. In order to perform this optical annealing over the entire surface of the substrate, light is scanned from the minus end to the other end of the substrate surface to include crystal growth in the process, thereby promoting the crystallinity and forming impurity regions. [Operation] At least one non-single-crystal thin film to which hydrogen or a halogen element is added is provided on a substrate having an insulating surface.
A film semiconductor is formed. The non-single-crystal thin-film semiconductor layer
On this , a gate insulating film is formed. A gate electrode made of a semiconductor is selectively formed at a predetermined position on the gate insulating film. And the impurity in the gate electrode
At the same time as being added, using the gate electrode as a mask, through the gate insulating film, a non-single-crystal thin-film semiconductor layer where a source region and a drain region are formed, and a region where the non-single-crystal thin-film semiconductor layer does not exist, Impurities are added to form at least one set of impurity regions. The irradiation by scanning toward the other end of the condensed linear intensity ultraviolet <br/> outside light to the entire surface of the substrate from one end
Then , the temperature of the substrate is set to 400 ° C. or lower to promote crystallization.
Is done. Further, all the impurity regions are once melted and then recrystallized, whereby the crystal grain size can be made larger than in the case where the entire surface is simply heated uniformly. The high-resistance non-single crystal that remains without being crystallized around the impurity region thus formed
Since there is no thin-film semiconductor layer , current does not flow steadily. In addition, the impurity region is covered with the gate insulating film, and only part of the impurity region is crystallized from the surface toward the inside by the collected strong ultraviolet light, so that the impurity region is formed. At the same time as eliminating the influence of the base material, hydrogen and the like in the non-single-crystal thin film semiconductor are hardly degassed. [0012] Therefore, it is possible to obtain by the manufacturing method of the present invention.
The insulated gate type field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel, when turned on or off, does not easily flow when the on-current rises, or, on the other hand, runs off when the current falls. Is gone. That is, in the insulated gate field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel obtained by the manufacturing method of the present invention, the off current was small and the on / off operation could be performed with high speed. Furthermore, it focused linear strong ultraviolet light, upon annealing for scanning from one end to the other end and allowed to crystallize by heating only part toward the inside direction from the surface of the impurity region. The condensed linear intense ultraviolet light as described above has a large light absorption coefficient, and is sequentially heated from the surface of the impurity region through the gate insulating film to grow a crystal. As a result, the light annealing process using the concentrated linear strong ultraviolet light does not heat the base material on which at least one set of impurity regions is formed, and thus has an influence on the impurity region by the base material. And it is difficult to degas hydrogen etc.
The characteristics as an insulated gate field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel are not deteriorated. Gate insulating film is non-single crystal thin
Since the silicon nitride film is formed in contact with the film semiconductor layer,
Removal of hydrogen or halogen elements in the non-single-crystal thin-film semiconductor layer
Moisture penetrates into the non-single crystal thin film semiconductor layer
Difficult to do. FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a manufacturing process of an insulated gate field effect semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The substrate (1) was made of, for example, quartz glass and had a thickness of 1.1 mm and a size of 10 cm × 10 cm as shown in FIG. On the upper surface of this substrate (1), a light plasma CVD (a low-pressure mercury lamp including a wavelength of 2537 °, a substrate temperature of 21 ° C.) without using the mercury excitation method of disilane (Si 2 H 6 ) was used.
At 0 ° C., a non-single-crystal semiconductor (2) having an amorphous structure to which hydrogen was added at a concentration of 1 atomic% or more was formed to a thickness of, for example, 0.2 μm. Further, on the upper surface of the non-single-crystal semiconductor (2), a gate insulating film (3) made of, for example, a silicon nitride film is laminated on the upper surface of the non-single-crystal semiconductor in the same reactor without exposing the semiconductor surface to the atmosphere. Was. That is, the gate insulating film (3)
Mercury sensitization of Si 3 N 4 by reaction of disilane (Si 2 H 6 ) with ammonia (NH 3 ) or hydrazine (N 2 H 4 ) (low-pressure mercury lamp including wavelength of 2537 °, substrate temperature 250 ° C) It was fabricated to a thickness of 1000 mm without using. Thereafter, a region for forming an insulated gate field effect semiconductor device is formed.
The portion excluding (5) was removed by a plasma etching method. The plasma etching reaction is CF 4 + O 2 (5%)
Was introduced at the same time, and a frequency of 13.56 MHz was applied to a parallel plate electrode (not shown) at room temperature. The gate insulating film (3) may be formed over the entire surface of the substrate (1). On the gate insulating film (3), a microcrystalline or polycrystalline semiconductor of N + conductivity type is laminated to a thickness of 0.3 μm. After removing undesired portions of the N + semiconductor film by a photoetching method using a resist film (6), a gate electrode (4) was formed. Then, this resist film (6),
Using the gate portion composed of the gate electrode (4) of the N + semiconductor and the gate insulating film (3) as a mask, a region of 1 × 10 20 cm −3 is formed in the region serving as a source and a drain by ion implantation. As shown in FIG. 1B, an impurity of one conductivity type, for example, phosphorus was added to form a pair of impurity regions (7) and (8). Further, after the resist film (6) of the gate electrode (4) was removed from the entire substrate (1), the substrate (1) was subjected to a photo annealing treatment with strong ultraviolet light (10). That is, an ultra-high pressure mercury lamp (output 5KW, wavelength 250-600nm, light diameter 15mm,
On the back side, a parabolic reflector is used, and a quartz cylindrical lens (focal length 150
m, the condensing part width 2 mm, and the length 180 mm) to form a linear irradiation part. Then, the irradiation surface of the substrate (1) is scanned (scanned) at a speed of 5 to 50 cm / min in a direction orthogonal to the linear irradiation portion, and the intense light (10) is applied to the entire surface of the substrate 10 cm × 10 cm. Irradiated. In this way, the gate electrode (4) absorbs light sufficiently and is polycrystallized because a large amount of phosphorus is added to the gate electrode (4) side. The impurity regions (7) and (8)
By melting and recrystallizing once, melting and recrystallization were shifted (moved) in the scanning direction, that is, the X direction.
As a result, as compared with simply heating the entire surface uniformly, a growth mechanism consisting of melting and recrystallization by scanning in the X direction was added, so that the crystal grain size could be made larger. A non-single-crystal semiconductor is selectively formed over an insulating substrate. Except for a channel formation region covered with a gate portion of the non-single-crystal semiconductor, the other non-single-crystal semiconductor functions as a source region or a drain region. Thus, crystallization of all the non-single-crystal semiconductors in the impurity region can be promoted. The region polycrystallized by the intense light annealing includes impurity regions (7),
(8) It is not necessary to extend to the whole area below. That is,
By crystallizing only the surfaces of the impurity regions (7) and (8), the influence of the base material on which the impurity regions (7) and (8) are formed can be prevented. In FIG. 1, as shown by broken lines (11) and (11 '), it is important that only the upper layer is crystallized at least and the impurity regions (7) and (8) are activated. Further, the end portions (15) and (15 ') of the source region and the drain region correspond to the end portions (16) and (1) of the gate electrode.
6 ') is provided so as to enter the channel region side. The channel forming region including the N-type impurity regions (7) and (8), the I-type non-single-crystal semiconductor region (2), the junction interface (17) and (17 ') is a non-single-crystal region in the I-type semiconductor region. It has a hybrid structure composed of a semiconductor and a crystallized semiconductor entering from an impurity region. The degree of the crystallized semiconductor in the I-type semiconductor region is determined by the scanning speed and intensity (illuminance) of the optical annealing. After the step of FIG. 1B, the polyimide resin is coated on the entire surface to a thickness of 2 μm. Then, after the electrode holes (13) and (13 ') are formed in the polyimide resin,
Aluminum ohmic contacts and their leads (1)
4) and (14 ') are formed. This second layer leads (14), (1
4 ′) may be connected to the gate electrode (4) when formed. The result of this light annealing is that the sheet resistance is 4 × 10 −3 (ohm cm) −1 to 1 × 10 +2 (ohm cm) before light irradiation.
It became -1 , and the electric conductivity characteristics were improved compared to before the light annealing. In the case where the lengths of the channel forming regions are 3 μm and 10 μm, as shown by reference numerals (21) and (22) in FIG.
A current of 1 × 10 −5 A and 2 × 10 −5 A was obtained at th = + 2 V and V DD = 10 V. Note that the off current is (V GG = 0V)
10 −10 to 10 −11 (A), which is smaller by 1 of 10 4 than 10 −6 (A) of the single crystal semiconductor. In this embodiment, since the light condensed linearly is irradiated so as to scan over the entire surface of the substrate, large-area large-scale integration can be performed. Therefore, it is possible to manufacture even 500 × 500 insulated gate field effect semiconductor devices in a large area, for example, a 30 cm × 30 cm panel, and as an insulated gate field effect semiconductor device for controlling a liquid crystal display element. Could be applied. Light ani
Because of the low-temperature treatment of 400 ° C. or less by a single process, a polycrystallized or single-crystallized semiconductor could be formed containing hydrogen or a halogen element therein. Also,
The optical annealing was not performed simultaneously on the entire surface of the substrate, but was scanned from one end to the other end. For this reason, the light emitted from the cylindrical ultra-high pressure mercury lamp was condensed by the parabolic mirror and the quartz lens and became linear. Then, the light condensed in the form of a line could scan the substrate in a direction perpendicular to the linear direction, thereby optically annealing the surface of the non-single-crystal semiconductor. Since this photo annealing is performed with ultraviolet rays,
The crystallization from the surface of the non-single-crystal semiconductor to the inside was promoted. For this reason, in the impurity region near the surface that has been sufficiently polycrystallized or monocrystallized, it is possible to control the current flowing very close to the gate insulating film in the channel formation region without any trouble. Light irradiation annealing - Upon le step, hydrogen or a halogen element added to the channel formation region is not affected at all, since it is possible to hold the non-single-crystal semiconductor state, 1/10 3 to the off-current single-crystal semiconductor 1/10
Can be 5 . Since the source region and the drain region are formed by photo annealing after forming the gate electrode and the gate insulating film, the characteristics are stabilized without contamination adhered to the gate insulator interface. Further, as compared with conventionally known methods, not only quartz glass but also soda glass and a heat-resistant organic film which are optional substrates can be used as the substrate material. The formation of the non-single-crystal semiconductor, the gate insulating film, and the gate electrode constituting the channel formation region, which is an interface between different materials, can be made without exposure to the atmosphere by a process in the same reaction furnace. It has the feature that the generation of the position is small. Note that in this embodiment, it is important that all of oxygen, carbon, and nitrogen in the non-single-crystal semiconductor in the channel formation region have an impurity concentration of 5 × 10 18 cm −3 or less. That is, in a conventionally known insulated gate type field effect semiconductor device, 1 to 3
It was mixed to a concentration of × 10 20 cm -3 . In the case of using an amorphous silicon semiconductor, the lifetime of a carrier, particularly a hole important for a P-channel insulated gate field effect semiconductor device, is shortened, and the characteristics of the insulated gate field effect semiconductor device of this embodiment are reduced. 1 /
Only less than 3 currents flow. In addition, a hysteresis characteristic was observed when a drain electric field of 2 × 10 6 V / cm or more was added to the I DD ─V GG characteristic. On the other hand, oxygen is 5 ×
At 10 18 cm -3 or less, no hysteresis was observed even at a voltage of 3 × 10 6 V / cm. According to the present invention, the addition of impurities and the Since crystallization is not selectively promoted by optical annealing, there is no need for alignment. According to the present invention, an impurity is added to the gate electrode and all the non-single-crystal thin-film semiconductor regions other than the portion masked by the gate electrode through the gate insulating film, and thereafter, the entire surface of the substrate is covered with impurities .
A non-single crystal with high resistance without being crystallized because it performs a light annealing process that scans from one end to the other end in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the linear strong ultraviolet light Thin
The film semiconductor region disappeared, and good switching characteristics at high frequencies without hysteresis in the gate voltage-drain current characteristics of the insulated gate field effect semiconductor device were obtained. According to the present invention, a focused linear field effect semiconductor device is manufactured without selecting and manufacturing the insulated gate type field effect semiconductor devices one by one .
By scanning light from one end to the other end in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the strong ultraviolet light, the temperature of the substrate is reduced by 40 degrees.
0 ° C or less to promote crystallization
Or halogen source added to the crystalline thin film semiconductor layer
The element can be hardly degassed. According to the present invention, since the channel formation region is activated by adding hydrogen or a halogen element, the switching characteristics at a high frequency in the insulated gate field effect semiconductor device are improved. According to the present invention,
A line of strong ultraviolet light was applied to a temperature of 400 ° C or less.
Channel annealing due to the
Hydrogen or halogen elements in the gas formation region are difficult to degas
No. According to the present invention, since addition of impurities or optical annealing is not selectively performed through the gate insulating film, a large number of, for example, 500 × 50
Zero insulated gate field effect semiconductor devices for a liquid crystal display panel can be provided. According to the present invention, the condensed linear intense ultraviolet light passes through the gate insulating film, and extends inward from the surface of at least one set of the impurity regions to the longitudinal direction of the condensed linear intense ultraviolet light. When irradiation is performed by scanning from one end to the other end in a direction substantially perpendicular to the direction, the surface of the non-single-crystal thin film semiconductor layer is heated and crystallized, so that the base material on which the impurity region is formed is formed. Can be eliminated. According to the present invention, the source region and the drain region are formed from the gate insulating film and the semiconductor.
After making a gate electrode made, since it is annealed at focused linear intensity ultraviolet light, the resistance of the gate electrode is increased
This also stabilizes the characteristics of the insulated gate field effect semiconductor device. According to the present invention, since the addition and annealing of impurities can be performed through the gate insulating film without selecting the entire substrate having a non-single-crystal thin film semiconductor region and other insulating surfaces, productivity is excellent. I have. According to the present invention, since the annealing is performed through the gate insulating film, the interface between the channel formation region and the source and drain regions is protected. According to the present invention, a non-single-crystal thin film
Gate isolation where a silicon nitride film is formed in contact with the semiconductor layer
The edge film is made of hydrogen or halogen in the non-single-crystal thin-film semiconductor layer.
It is difficult for the elements to be degassed and for moisture to hardly enter.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である絶縁ゲート型電界効果
半導体装置の製造工程を説明するための縦断面図であ
る。
【図2】ドレイン電流─ゲート電圧の特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
1・・・基板 3・・・ゲート
絶縁膜
2・・・非単結晶半導体 4・・・ゲート
電極
5・・・絶縁ゲート型電界効果半導体装置を形成する領
域
6・・・レジスト膜
7、8・・・不純物領域
10・・・強光
11・・・破線
13、13′・・・電極穴
14、14′・・・リード
15、15′・・・ソース領域およびドレイン領域の端
部
16、16′・・・ゲート電極の端部
17、17′・・・接合界面BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a manufacturing process of an insulated gate field effect semiconductor device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing characteristics of drain current─gate voltage. [Description of Signs] 1 ... Substrate 3 ... Gate insulating film 2 ... Non-single-crystal semiconductor 4 ... Gate electrode 5 ... Area 6 for forming an insulated gate field effect semiconductor device ... Resist films 7, 8 Impurity region 10 Strong light 11 Broken lines 13, 13 'Electrode holes 14, 14' Leads 15, 15 'Source region and drain region Ends 16, 16 'of gate electrode 17, 17' of junction electrode
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−75670(JP,A) 特開 昭56−108231(JP,A) 特開 昭55−50663(JP,A) 特開 昭58−2073(JP,A) 特開 昭59−35423(JP,A) 特開 昭58−28867(JP,A) 特開 昭57−91517(JP,A) 特開 昭58−127382(JP,A)Continuation of front page (56) References JP-A-59-75670 (JP, A) JP-A-56-108231 (JP, A) JP-A-55-50663 (JP, A) JP-A-58-2073 (JP, A) JP-A-59-35423 (JP, A) JP-A-58-28867 (JP, A) JP-A-57-91517 (JP, A) JP-A-58-127382 (JP, A)
Claims (1)
が添加された非単結晶薄膜半導体層を形成する工程と、 前記非単結晶薄膜半導体層上にゲート絶縁膜を形成する
工程と、 前記ゲート絶縁膜上の所定の位置に選択的に半導体から
なるゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極に不純物を添加すると同時に前記ゲート
電極をマスクとして、前記ゲート絶縁膜を通して、前記
非単結晶薄膜半導体層におけるソース領域およびドレイ
ン領域となる領域、および前記非単結晶薄膜半導体層の
存在しない領域に不純物を添加する工程と、 前記基板全面に対して線状の強紫外光を一端から他端に
向けて走査することによって照射し、前記基板の温度を
400゜C以下にして、不純物が添加された領域の結晶
化を助長して、ゲート電極、ソース領域およびドレイン
領域を形成する工程と、 を少なくとも含み上記ソース領域およびドレイン領域の
間にチャネル形成領域が形成されていることを特徴とす
る液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装置の
作製方法。 2.絶縁表面を有する基板上に水素またはハロゲン元素
が添加された複数の非単結晶薄膜半導体層を島状に形成
する工程と、 前記複数の非単結晶薄膜半導体層上にゲート絶縁膜を形
成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上の所定の位置に選択的に半導体から
なるゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極に不純物を添加すると同時に前記ゲート
電極をマスクとして、前記ゲート絶縁膜を通して、前記
非単結晶薄膜半導体層におけるソース領域およびドレイ
ン領域となる領域、および前記非単結晶薄膜半導体層の
存在しない領域に不純物を添加する工程と、 前記基板全面に対して線状の強紫外光を一端から他端に
向けて走査することによって照射し、前記基板の温度を
400゜C以下にして、不純物が添加された領域の結晶
化を助長して、ゲート電極、ソース領域およびドレイン
領域を形成する工程と、 を少なくとも含み前記ソース領域およびドレイン領域の
間にチャネル形成領域が形成されていることを特徴とす
る液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装置の
作製方法。 3.前記ゲート絶縁膜は、前記非単結晶薄膜半導体層と
前記ゲート電極との間に形成され、非単結晶薄膜半導体
層に接して窒化珪素膜が形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効
果半導体装置の作製方法。(57) [Claims] A step of forming a non-single-crystal thin film semiconductor layer to which hydrogen or a halogen element is added on a substrate having an insulating surface; a step of forming a gate insulating film on the non-single-crystal thin film semiconductor layer; Selectively forming a gate electrode made of a semiconductor at a predetermined position, and simultaneously adding an impurity to the gate electrode, using the gate electrode as a mask, and passing the source in the non-single-crystal thin film semiconductor layer through the gate insulating film. Adding an impurity to a region serving as a region and a drain region, and a region where the non-single-crystal thin-film semiconductor layer does not exist; and scanning the entire surface of the substrate with linear intense ultraviolet light from one end to the other end. The temperature of the substrate is set to 400 ° C. or lower to promote crystallization of the region to which the impurity is added, and the gate electrode, the source region, and the Forming a channel forming region between the source region and the drain region, the method comprising: forming a channel forming region between the source region and the drain region. 2. Forming a plurality of non-single-crystal thin-film semiconductor layers to which hydrogen or a halogen element is added in an island shape on a substrate having an insulating surface; and forming a gate insulating film over the plurality of non-single-crystal thin-film semiconductor layers Selectively forming a gate electrode made of a semiconductor at a predetermined position on the gate insulating film; and adding the impurity to the gate electrode and simultaneously using the gate electrode as a mask and passing the non-conductive layer through the gate insulating film. region becomes a source region and a drain region in the single-crystal thin-film semiconductor layer, and said adding an impurity to a nonexistent region of the non-single-crystal thin-film semiconductor layer, from one end of the linear intensity ultraviolet light to the entire surface of the substrate Irradiation is performed by scanning toward the other end, the temperature of the substrate is set to 400 ° C. or less , and crystallization of the region to which the impurity is added is promoted. Forming an electrode, a source region and a drain region, wherein a channel forming region is formed between the source region and the drain region. Production method. 3. 2. The gate insulating film is formed between the non-single-crystal thin-film semiconductor layer and the gate electrode, and a silicon nitride film is formed in contact with the non-single-crystal thin-film semiconductor layer. 3. Of manufacturing an insulated gate type field effect semiconductor device for a liquid crystal display panel.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6151782A JP2789168B2 (en) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | Method for manufacturing insulated gate field effect semiconductor device for liquid crystal display panel |
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