(57)【要約】【課題】少数の工程段階又はマスキング段階しか必要としないトランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】基板（１）上に第１の種類及び第２の種類のトランジスタ（２０，２１）を製造する方法において、ａ）第１の種類のトランジスタ（２０）の後になっての接触領域（３ａ，３ｂ）に第１の    伝導型のドーピングされた半導体領域を形成し、ｂ）第１の真性半導体層（４）を全面に析出し、ｃ）真性半導体層（４）に第１の伝導型の接触領域（３ａ，３ｂ）が生じるように、半導    体領域にあるドーパントを活性化し、ｄ）ゲート誘電体（６）を析出し、ｅ）第１の導電層（７）の析出及びこの導電層（７）の構造化によりゲート電極（７ａ，７ｂ）を形成し、ｆ）第２の種類のトランジスタ（２１）のため第２の伝導型の接触領域（８）を形成する    ドーパントによりイオンドーピングし、ｇ）不活性化層（１０）を析出し、ｈ）接触開口（Ｋ）をあけ、ｉ）第２の導電層（１１）を析出しかつ構造化する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１）上に第１の種類及び第２の種類のトランジスタ（２０，２１）を製造する方法において、次の方法段階を持つ
ａ）第１の種類のトランジスタ（２０）の後になっての接触領域（３ａ，３ｂ）に第１の    伝導型のドーピングされた半導体領域を形成し、
ｂ）第１の真性半導体層（４）を全面に析出し、
ｃ）真性半導体層（４）に第１の伝導型の接触領域（３ａ，３ｂ）が生じるように、半導    体領域にあるドーパントを活性化し、
ｄ）ゲート誘電体（６）を析出し、
ｅ）第１の導電層（７）の析出及びこの導電層（７）の構造化によりゲート電極（７ａ，７ｂ）を形成し、
ｆ）第２の種類のトランジスタ（２１）のため第２の伝導型の接触領域（８）を形成する    ドーパントによりイオンドーピングし、
ｇ）不活性化層（１０）を析出し、
ｈ）接触開口（Ｋ）をあけ、
ｉ）第２の導電層（１１）を析出しかつ構造化する
方法。
【請求項２】
ドーピングされた半導体層（３）を析出し、続いて構造化することによって、ドーピングされた半導体領域を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２の真性半導体層を析出し、ドーピングし、構造化することによって、ドーピングされた半導体領域を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
イオンドーピングされた半導体領域を形成することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ドーピングされた半導体領域のドーパントをレーザにより活性化することを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の方法。
【請求項６】
第１の真性半導体層（４）を非晶質又は微結晶の層として析出し、析出後に結晶化することを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の方法。
【請求項７】
多結晶層となるように結晶化することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ドーピングされた半導体島の下で、緩衝層（２）を基板（１）上に析出することを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の方法。
【請求項９】
第１の種類及び第２の種類のトランジスタ（２０，２１）用の少なくとも接触領域（３ａ，３ｂ，８）に半導体領域が持続しているように、第１の真性半導体層（４）を構造化することを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
半導体島が接触領域及びトランジスタ（２０，２１）のチャネルを含めて持続しているようにすることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１の伝導型の接触領域（３ａ，３ｂ）においてこの伝導型が引続き保たれ、第２の種類のトランジスタ（２１）の接触領域（８）が第２の伝導型を持つように、マスクとしての第２の種類のトランジスタ（２１）の少なくともゲート電極（７ａ）でイオンドーピングを行うことを特徴とする、請求項１〜１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
第１の種類のトランジスタ（２０）のゲート電極（７ｂ）が接触領域（３ａ，３ｂ）と少なくとも一部重なるように、第１の導電層（７）を構造化することを特徴とする、請求項１〜１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
ドーピングされた半導体島をｎ＋ドーピングし、チャネルの方向にドーパントを活性化することにより、低いドーピング物質濃度の領域を形成することを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の方法。
【請求項１４】
１つのマスキング段階のみで、第１の導電層（７）及び接触領域（３ａ，３ｂ）へ接触孔をあけることを特徴とする、請求項１〜１３の１つに記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの第１の種類のトランジスタ（２０）及び第２の種類のトランジスタ（２１）を含むトランジスタ装置であって、
ａ）第１の種類のトランジスタ（２０）の接触領域（３ａ，３ｂ）にある第１の伝導型の    ドーピングされた半導体領域、
ｂ）その上に析出されかつドーピングされた半導体領域のドーパントでドーピングされる    第１の半導体層（４）、
ｃ）ゲート誘電体（６）、
ｄ）第１の導電層（７）から成るゲート電極（７ｂ）、
ｅ）第２の種類のトランジスタ（２１）の第２の伝導型のイオンドーピングされた接触領域（８）、
ｆ）不活性化層（１０）、
ｇ）第２の導電層（１１）
を持つトランジスタ装置。
【請求項１６】
第１の半導体層が真性半導体層として析出され、この真性半導体層が、第１の種類のトランジスタの接触領域において、続く活性化によりドーピングされ、真性半導体層から、適当な構造化後に、第１の種類及び第２の種類のトランジスタのチャネル領域が形成されていることを特徴とする、請求項１４に記載のトランジスタ装置。
【請求項１７】
第２の種類のトランジスタ（２１）の接触領域（８）が第１の半導体層（４）に形成され、接触領域（８）のイオンドーピングが自己調節されていることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載のトランジスタ装置。
【請求項１８】
第１の種類のトランジスタ（２０）のゲート電極（７ｂ）が、このトランジスタ（２０）の接触領域（３ａ，３ｂ）と重なっていることを特徴とする、請求項１５〜１７の１つに記載のトランジスタ装置。
【請求項１９】
ｎ＋ドーピングされた接触領域を持つトランジスタが、一層少ないドーピングの領域を持っていることを特徴とする、請求項１５〜１８の１つに記載のトランジスタ装置。
【請求項２０】
第１の導電層（７）及び接触領域（３ａ，３ｂ）へ至る接触孔が１つのマスキング段階であけられていることを特徴とする、請求項１２〜１９の１つに記載のトランジスタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、基板上に第１の種類及び第２の種類のトランジスタ特に薄膜トランジスタを製造する方法及びトランジスタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  集積回路特にＣＭＯＳ回路は、多数の工程段階で製造される。これらの回路の製造費は、工程の複雑さ及び加工時間によって決定される。高度に複雑なモジュールは、しばしば１００以上の個々の工程段階と、製品の工程実行のため多くの日時を必要とする。工程段階の一部は、個々の能動構成要素を形成するために使用せねばならない。例えば従来の方法によりＣＭＯＳトランジスタを製造するために、少なくとも６つのマスキング段階が必要とされる。それぞれのマスキング段階は、
チャネル、
ｎ＋ドレーン−ソース領域（トランジスタの第１の種類の接触領域）、
ｐ＋ドレーン−ソース領域（トランジスタの第２の種類の接触領域）、
ゲート電極、
ゲート誘電体を通る接触孔及び
接触金属被覆
の構造化に割当てられる。【０００３】  ドレーン−ソース領域に続くいわゆるＬＤＤ領域は、従来技術ではしばしば付加的なマスクを必要とする。【０００４】  このような方法は米国特許出願公開第２００４／０１９７９６７号明細書から公知になっている。即ち基板上に第１の種類及び第２の種類のトランジスタの領域が規定され、そこに後になってｎチャネルトランジスタ及びｐチャネルトランジスタが生じるようにする。第１のマスクにより半導体島が規定され、そこに後になってトランジスタチャネルが存在する。【０００５】  さてゲート誘電体が析出され、第２の光マスク及びドーピングにより、ｎチャネルトランジスタのドレーン−ソース領域が規定され、第３の光マスク及びドーピングによりｐチャネルトランジスタのドレーン−ソース領域が規定される。その上に今やゲート金属被覆が析出され、第４のマスクにより構造化される。それから中間絶縁物が析出され、第５のマスクを使用してこの中間絶縁物へ孔がエッチングされる。これらの孔は金属を満たされ、第６のマスクにより金属被覆となるように構造化される。【０００６】  原則的に、製造費及び処理時間を低減するため、１つの工程にできるだけ少数の工程段階又はマスキング段階を持つことが常に望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  従って本発明の課題は、少数の工程段階又はマスキング段階しか必要としない、トランジスタの製造方法を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明によれば、この課題は、
基板上に第１の種類及び第２の種類のトランジスタ特に薄膜トランジスタを製造する方法において、次の方法段階を持つ
ａ）第１の種類のトランジスタの接触領域に第１の伝導型のドーピングされた半導体領域    を形成し、
ｂ）第１の真性半導体層を全面に析出し、
ｃ）真性半導体層に第１の伝導型の接触領域が生じるように、半導体領域にあるドーパン    トを活性化し、
ｄ）ゲート誘電体を析出し、
ｅ）第１の導電層の析出及びこの導電層の構造化によりゲート電極を形成し、
ｆ）第２の種類のトランジスタのため第２の伝導型の接触領域を形成するドーパントによ    りイオンドーピングし、
ｇ）不活性化層を析出し、
ｈ）接触開口をあけ、
ｉ）第２の導電層を析出しかつ構造化する
ことによって解決される。【０００９】  この方法により、第１及び第２の種類のトランジスタを持つトランジスタ装置を製造することが可能になり、５つの光マスクしか必要としない、第１の真性半導体層は、第１及び第２の種類のトランジスタのチャネルとして使用することができる。更にこの層に、第２の種類のトランジスタを簡単に形成することができる。半導体領域においてドーパントが活性化され、それによりその上に析出される真性半導体層へ拡散することにより、第１の種類のトランジスタの真性半導体層を注入する必要がない。半導体及び第１の導電層に接触孔をあけるためのマスクのみを使用するのがよい。【００１０】  ドーピングされた半導体層を析出し、続いて構造化することによって、ドーピングされた半導体領域を形成すると、第１の種類のトランジスタの接触領域を第１の伝導型のドーパントでイオンドーピングするのを完全に回避することができる。構造化のために第１の光マスクが必要である。ドーピングされた半導体層は、非晶質の微結晶又は多結晶又は単結晶の状態で析出することができる。【００１１】  その代わりに、第２の真性半導体層を析出し、ドーピング特にイオンドーピングしかつ構造化することによって、ドーピングされた半導体領域を形成することも、考えられる。【００１２】  原理的に、熱の供給により例えば炉内でドーパントを活性化することも考えられる。ドーピングされた半導体領域のドーパントをレーザにより活性化するのが好ましい。それにより工程温度を低く保つことができる。【００１３】  方法の変形例では、第１の真性半導体層を非晶質又は微結晶の層として析出し、析出後に結晶化し、特に多結晶層となるように結晶化することができる。結晶化及びドーパントの活性化は同じ工程段階で行うことができる。【００１４】  活性化及び結晶化は１つの段階でレーザにより行うのがよい。【００１５】  ドーピングされた半導体島の下で、緩衝層を基板上に析出するのがよい。それにより半導体が更に保護される。緩衝層は特に拡散阻止層として役立つ。【００１６】  方法の特に好ましい変形例では、第１の種類及び第２の種類のトランジスタ用の少なくとも接触領域なるべく接触及びチャネル領域に半導体領域が持続しているように、第１の真性半導体層を構造化する。上述したように、真性半導体層に第２の種類のトランジスタを形成することができる。更に真性半導体層を第１の種類のトランジスタのチャネルとして使用することができる。【００１７】  方法の好ましい実施形態では、トランジスタのゲート電極により少なくとも後での対応するチャネルが覆われるように、ゲート電極を形成する第１の導電層を構造化することができる。この手段により、ゲート電極をドーパントによる次の注入のためのマスクとして使用することができる。それによりドーピングのための固有のマスクはなくてもよい。【００１８】  方法の１つの実施形態は、第１の伝導型の接触領域においてこの伝導型が引続き保たれ、第２の種類のトランジスタの接触領域が第２の伝導型を持つように、マスクとしての第２の種類のトランジスタの少なくともゲート電極でイオンドーピングを行うことを特徴としている。それにより、第２の種類のトランジスタの注入���れた接触領域が自己調節される。第１の種類のトランジスタが製造される領域は、第２の種類のトランジスタのためのドーパントが第１の種類のトランジスタの領域へ達するのを避けるため、マスクによって覆うことができる。その代わりに、第１の伝導型を生じるドーパントが優勢であるように、第２の種類のトランジスタ用のドーパントのドーピング物質濃度を低くすることも考えられる。【００１９】  第１の種類のトランジスタのゲート電極が接触領域と少なくとも重なるように第１の導電層を構造化するのがよい。突出するゲート電極により、チャネルが必ず一緒に起動される。それにより第１の伝導型の接触領域の一部は、イオンドーピングの際陰にされる。従ってチャネルの確実な起動が保証される。【００２０】  ドーピングされた半導体島を、濃度が後でイオンドーピングされるアクセプタより高いようにｎ＋ドーピングし、チャネルの方向にドーパントを活性化することにより、低いドーピング物質濃度の領域を形成すると、特に有利である。それにより付加的なマスクなしにＬＤＤ領域を形成することができる。この方法では、ＣＭＯＳ構造要素を製造するために、ｎ＋ドーピングされた半導体の析出によりｎチャネルトランジスタを製造し、イオン注入によりｐチャネルトランジスタを製造することができる。しかしｎチャネルトランジスタとｐチャネルトランジスタの製造順序を任意に選ぶことが原理的に可能である。特に第１の種類のトランジスタを製造するためｐドーピングされた半導体を析出することも考えられる。【００２１】  更に少なくとも１つの第１の種類のトランジスタ及び第２の種類のトランジスタを含むトランジスタ装置が本発明の範囲に含まれ、
ａ）第１の種類のトランジスタの接触領域にある第１の伝導型のドーピングされた半導体    領域、
ｂ）その上に析出されかつドーピングされた半導体領域のドーパントでドーピングされる    第１の半導体層、
ｃ）ゲート誘電体、
ｄ）第１の導電層から成るゲート電極、
ｅ）第２の種類のトランジスタの第２の伝導型のイオンドーピングされた接触領域、
ｆ）不活性化層、
ｇ）第２の導電層
を持っている。【００２２】  このようなトランジスタ装置は、それが５つのマスクのみで製造できるという点で優れている。それにより製造に僅かな費用及び時間しか必要としない。別の導電層は、トランジスタ装置の所望の回路特性による接続を行うために利用することができる。【００２３】  第１の半導体層が真性半導体層として析出され、この真性半導体層が、第１の種類のトランジスタの接触領域において、続く活性化によりドーピングされ、真性半導体層から、適当な構造化後に、第１の種類及び第２の種類のトランジスタのチャネル領域が形成されているのがよい。【００２４】  好ましい実施形態では、第２の種類のトランジスタの接触領域が第１の半導体層に形成され、接触領域のイオンドーピングが自己調節されている。このトランジスタのゲート電極は、このトランジスタのチャネルの領域におけるイオンドーピングに対する障壁として作用する。従って接触領域はゲート電極となるように自己調節される。ゲート電極がマスクとして使用されることによって、光マスクを省くことができる。更に塗料灰化は必要でない。【００２５】  別の実施形態では、第１の種類のトランジスタのゲート電極が、このトランジスタの接触領域と重なっている。それによりチャネルの確実な起動が保証される。【００２６】  本発明の構成では、ｎ＋ドーピングされた接触領域を持つトランジスタは低いドーピング（ＬＤＤ）の領域を持っている。低いドーピングのこれらの領域は、真性半導体層のレーザ結晶化中に特に拡散により、チャネルの方向に形成することができる。【００２７】  本発明のそれ以外の特徴及び利点は、特許請求の範囲から、また本発明にとって重要な詳細を示す図面により、本発明の実施例の以下の詳細な説明から明らかになる。個々の特徴は、それぞれ単独でまたは任意の組合わせで実現することができる。【００２８】  図面には本発明の実施例が示されており、以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】  まず図１に示す基板１上に、基板１を保護する緩衝層２が設けられる（図２）。【００３０】  図３によれば、緩衝層２上に、第１の伝導型の高ドーピングされた半導体層３が析出され、第１の光マスクにより、第１の種類のトランジスタ２０用の接触領域３ａ，３ｂにのみ層が持続しているように、構造化される。【００３１】  続いて真性半導体の全面析出が行われる。真性半導体４は第２のマスクにより構造化されるので、第１の種類及び第２の種類のトランジスタ２０，２１の領域に、図４に示すように半導体島が持続している。半導体島４ａは第２の種類のトランジスタ２１を製造するために設けられ、半導体島４ｂ，４ｃは半導体層３上にあり、従って接触領域３ａ，３ｂにある。半導体島４ｄは第１の種類のトランジスタ２０のチャネルである。【００３２】  図５による工程段階において、半導体層３のドーパントの活性化と、同時に真性半導体４の再結晶化が行われる。レーザ結晶化は、接触領域３ａ，３ｂにおいて、混合により、第１の伝導型の高ドーピングされた層が生じるように行われる。【００３３】  図６では、続いてゲート誘電体６が全面に析出される。図７では、今や第１の導電層７が設けられ、続いて構造化されるので、ゲート電極７ａ及び７ｂが生じる。この場合ゲート電極７ａが、第２の種類のトランジスタ２１の後になってのチャネルを覆っていることがわかる。ゲート電極７ｂは、チャネルを形成する半導体島４ｄを覆い、接触領域３ａ，３ｂと重なっている。ゲート誘電体６は、例えばイオンシャワーにより低エネルギでイオンドーピングを可能にするため、第１の種類の導電層が存在しない所はどこでも除去することができる。【００３４】  続いて図８によりイオンが注入されかつ活性化され、その際ゲート電極７ａ，７ｂがマスクとして役立ち、接触領域３ａ，３ｂにおいて第１の伝導型が引続き維持され、接触領域８に第２の伝導型の範囲が生じる。【００３５】  図９によれば、不活性化層１０が全面に設けられる。図１０によれば、不活性化層１０及びゲート誘電体６に接触開口Ｋがあけられるので、接触領域３ａ，３ｂ，８とトランジスタのゲート電極７ａ，７ｂを接触させることができる。このために別の光マスクが使用される。【００３６】  図１１によれば、第２の導電層１１が析出され、マスクにより構造化されるので、トランジスタ２０，２１及びゲート電極７ａ，７ｂが、所望の回路特性に応じて接続される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】  トランジスタ装置の基板を示す。
【図２】  基板上に緩衝層を設ける段階を示す。
【図３】  緩衝層上に第１の種類のトランジスタの接触領域を析出する段階を示す。
【図４】  異なる種類のトランジスタの半導体島を形成する段階を示す。
【図５】  半導体層のドーパントをレーザにより活性化しかつ真性半導体層を再結晶化する段階を示す。
【図６】  ゲート誘電体を析出する段階を示す。
【図７】  第１の導電層を設け、続いて構造化して、ゲート電極を形成する段階を示す。
【図８】  イオンを注入しかつ活性化する段階を示す。
【図９】  不活性化層を設ける段階を示す。
【図１０】  不活性化層及びゲート誘電体に接触開口を設ける段階を示す。
【図１１】  第２の導電層を析出して構造化する段階を示す。
【符号の説明】
【００３８】  １          基板
３ａ，３ｂ  接触領域
４          第１の真性半導体層
６          ゲート誘電体
７          第１の導電層
７ａ，７ｂ  ゲート電極
８          第２の伝導型の接触領域
１０        不活性化層
１１        第２の導電層
１４        肩掛けベルト出口
２０        第１の種類のトランジスタ
２１        第２の種類のトランジスタ
Ｋ          接触開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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