JP2000124461A

JP2000124461A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2000124461A
Application number: JP29824698A
Authority: JP
Inventors: Ikunori Kobayashi; 郁典小林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＤＤ領域の特性のばらつきを小さくでき、
製造工程を簡略化した薄膜トランジスタおよびその製造
方法を提供する。【解決手段】ＬＤＤ領域３ｂはゲート電極５をマスク
とするイオン注入により自己整合的に形成されており、
高濃度のソース領域３ｃおよびドレイン領域３ｄは電極
配線８のための開口７を通してのイオン注入法により形
成されている。この構成により、ソース領域３ｃ、ドレ
イン領域３ｄおよびＬＤＤ領域３ｂを小さくでき、結果
としてトランジスタサイズを小さくすることができる。
またゲート絶縁膜４を１層にしており、その分製造工程
を簡略化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＤＤ（Lightly
Doped Drain）の多結晶シリコン薄膜トランジスタ(以下
ＴＦＴと称す)とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＬＤＤ構造を有するＴＦＴは図８
に示すものが知られている。

【０００３】図８において、２１はガラス基板、２２は
アンダーコート膜で、酸化シリコン（ＳｉＯ_X）膜から
なり、ガラス基板２１の上に形成されている。２３は多
結晶シリコン膜からなる半導体層、２３ａは薄膜トラン
ジスタの活性領域、２３ｂは低濃度のＬＤＤ領域、２３
ｃは高濃度のソース領域、２３ｄは高濃度のドレイン領
域、２４はＳｉＯ_Xからなる第１のゲート絶縁膜、２５
は酸化タンタル（ＴａＯ_X）からなる第２のゲート絶縁
膜、２６はモリブデン（Ｍｏ）膜２６ａとアルミニウム
（Ａｌ）膜２６ｂとの二層膜からなるゲート電極配線、
２７はＳｉＯ_Xからなる層間絶縁膜である。２８は開口
で、層間絶縁膜２７と第１のゲート絶縁膜２４とを貫通
し、高濃度のソース領域２３ｃまたは高濃度のドレイン
領域２３ｄに達するよう形成されている。２９はＡｌ膜
およびチタン（Ｔｉ）膜の積層膜からなる電極配線であ
る。

【０００４】このような構成のＴＦＴは、液晶表示装置
あるいはエレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置等に
おいて、画素電極をスイッチングするためのトランジス
タ、またはそれらの表示装置を駆動するための周辺回路
に用いられている。

【０００５】図９（ａ）〜（ｃ）は従来のＴＦＴの製造
方法を説明するための工程断面図である。

【０００６】まず図９（ａ）に示すように、ガラス基板
２１の上にＳｉＯ_Xからなるアンダーコート膜２２を形
成する。次にアンダーコート膜２２の上に多結晶シリコ
ン膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により所定の
パターン形状を有する半導体層２３を形成する。次に、
半導体層２３を覆って厚さ９０ｎｍのＳｉＯ_X膜２４、
および厚さ４５ｎｍのＴａＯ_X膜２５ａを順次積層す
る。さらに、ＴａＯ_X膜２５ａを覆ってＭｏ膜２６ｃと
Ａｌ膜２６ｄとをそれぞれ１００ｎｍの膜厚に順次重ね
て成膜する。

【０００７】次に図９（ｂ）に示すように、フォトリソ
グラフィ法によってＡｌ膜２６ｄとＭｏ膜２６ｃとをエ
ッチングして、それぞれ第１のゲート電極配線２６ａお
よび第２のゲート電極配線２６ｂからなるゲート電極配
線２６を形成する。それから、フォトリソグラフィ法で
ＴａＯ_X膜２５ａを所定形状にエッチングして、第２の
ゲート絶縁膜２５を形成する。ＳｉＯ_X膜２４は加工す
ることなく第１のゲート絶縁膜２４として残す。

【０００８】次にイオン注入法によってリン（Ｐ）イオ
ンを加速電圧７０ｋＶ、ドーズ量１×１０¹⁵／ｃｍ²に
て注入して、ｎ型のＬＤＤ領域（ｎ^-−Ｓｉ）２３ｂ、
ソース領域（ｎ⁺−Ｓｉ）２３ｃおよびドレイン領域
（ｎ⁺−Ｓｉ）２３ｄを同時に形成して、ＬＤＤ構造を
有するＴＦＴを形成する。このとき、低濃度のＬＤＤ領
域２３ｂと、高濃度のソース領域２３ｃおよび高濃度の
ドレイン領域２３ｄとの不純物濃度の差は、それぞれの
領域の上部に形成された絶縁膜の厚さに依存している。
すなわち、低濃度のＬＤＤ領域２３ｂの上には、第１の
ゲート絶縁膜２４と第２のゲート絶縁膜２５が存在し、
高濃度の領域２３ｃ、２３ｄの上には第１のゲート絶縁
膜２４のみが存在している。イオン注入完了後、４００
℃程度の温度での熱処理により不純物の活性化を行う。

【０００９】次に図９（ｃ）に示すように、全面に酸化
シリコンからなる層間絶縁膜２７を成膜する。次に、層
間絶縁膜２７およびに第１のゲート絶縁膜２４に、ソー
ス領域２３ｃおよびドレイン領域２３ｄ、ゲート電極配
線２６に達する開口２８を、フォトリソグラフィ法によ
って形成する。なお図９（ｃ）においては、ゲート電極
配線２６に達する開口については図示を省略している。

【００１０】次に全面にＴｉ膜およびＡｌ膜を順次形成
した後、フォトリソグラフィ法により電極配線２９を形
成する。図９（ｃ）では図示を省略しているが、一般的
には電極配線２９の上を覆って窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎ_X）からなるパッシベーション膜を形成した後、水素
雰囲気中での３５０℃の温度での熱処理による半導体層
の水素化を行って、ＴＦＴを完成する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このＬＤＤ構造を有す
るＴＦＴにおいては、ＴＦＴの電気的特性のばらつきは
パターン精度に依存するとともに、低濃度のＬＤＤ領
域、高濃度のソース領域および高濃度のドレイン領域に
おける不純物濃度のばらつきにも大きく依存している。
特に最近大画面化が進んでいる液晶表示装置などにおい
ては、１枚の絶縁基板上の各ＴＦＴにおける不純物濃度
のばらつきが画像の品質に大きく影響することになる。

【００１２】また、上記の不純物濃度のばらつきを減ら
すためには、絶縁基板が大きくなるに従って、より単純
な構造、より単純な工程が要求される。

【００１３】しかしながら上記従来のＴＦＴでは、図８
に示すように、ＬＤＤ領域２３ｂ、ソース領域２３ｃお
よびドレイン領域２３ｄの大きさは開口２９との位置関
係から、それぞれのマスク合わせ精度を考慮した大きさ
にしなければならない。

【００１４】また図８に示すように、ソース領域２３ｃ
およびドレイン領域２３ｄに対しては、第１のゲート絶
縁膜２４を介して不純物がイオン注入され、ＬＤＤ領域
に対しては第１のゲート絶縁膜２４および第２のゲート
絶縁膜２５を介して不純物がイオン注入されているた
め、それぞれのゲート絶縁膜の膜厚のばらつきが影響し
て、ＬＤＤ領域の特性のばらつきが大きくなる。

【００１５】本発明は、ＬＤＤ領域の特性のばらつきを
小さくでき、ＴＦＴのパターン寸法を小さくでき、かつ
ＴＦＴの製造工程を簡略化することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の薄膜トランジスタでは、低濃度のＬＤＤ領域
はゲート電極をマスクとして自己整合的に形成され、そ
の不純物濃度はゲート絶縁膜の膜厚とイオン注入条件で
規定され、高濃度のソース領域およびドレイン領域はそ
れぞれの領域に対するコンタクト窓となる開口の寸法に
よって規定されるもので、このような構造によりＬＤＤ
領域、ソース領域およびドレイン領域のパターン寸法お
よびマスク合わせの余裕度を小さくでき、それぞれの領
域の不純物濃度のばらつきを小さくでき、かつ製造方法
を簡略化できるものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、絶縁基
板の一主面上に選択的に被着形成された非単結晶半導体
層と、非単結晶層上に被着形成された第１の絶縁体層
と、第１の絶縁体層を介して非単結晶半導体層と一部重
なり合うように被着形成された第１の導電体層と、非単
結晶半導体層の、第１の導電体層の下部の領域を除く残
余の領域に、選択的に形成された低濃度不純物領域と、
少なくとも非単結晶半導体層を覆って被着形成された第
２の絶縁体層と、第１の導電体層とは重ならない位置で
少なくとも第２の絶縁体層を貫通して形成され、非単結
晶半導体層の低濃度不純物領域に達する開口と、非単結
晶半導体層の、開口直下の領域に形成された高濃度不純
物領域と、非単結晶半導体層の低濃度不純物領域を除く
他の領域に開口を通して接続された第２の導電体層とを
有するものであり、開口直下の半導体層にのみ高濃度の
ソース領域およびドレイン領域を設けているためにトラ
ンジスタのサイズを小さくでき、かつＬＤＤ領域となる
低濃度不純物領域が第１の絶縁体層のみを介してイオン
注入されて形成されているため特性のばらつきが小さ
い。

【００１８】請求項２に記載の発明は、基本的には請求
項１に記載の薄膜トランジスタと同様であるが、第１の
絶縁体層が第１の導電体層の直下にのみ形成されてお
り、かつ低不純物領域が非単結晶半導体層への直接イオ
ン注入で形成されたものであり、低不純物領域の不純物
濃度が第１の絶縁体層の厚さのばらつきに関係がなくな
り、ばらつきの少ないＴＦＴを実現できる。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のＴＦＴの製造法法に関するものであり、絶縁基板の一
主面上に非単結晶半導体層を選択的に形成する工程と、
非単結晶半導体層を覆って第１の絶縁体層を被着形成す
る工程と、第１の導電体層を非単結晶半導体層と一部重
なり合うように選択的に形成する工程と、第１の導電体
層をマスクにして前記非単結晶半導体層に第１の絶縁体
層を介して不純物をイオン注入し低濃度不純物領域を形
成する工程と、非単結晶半導体層を覆って第２の絶縁体
層を被着形成する工程と、第１の導電体層とは重ならな
い位置で第２の絶縁体層に低濃度不純物領域に達する開
口を形成する工程と、第２の絶縁体層をマスクにして非
単結晶半導体層の開口直下にのみイオン注入により高濃
度不純物領域を形成する工程と、開口を介して高濃度不
純物領域に接続される第２の導電体層を選択的に形成す
る工程と、少なくとも上記の工程を経た絶縁基板を熱処
理する工程とを有するものであり、ソース領域とドレイ
ン領域を第２の導電体層を接続するための開口を通して
のイオン注入により形成するために工程を簡略化でき、
かつＬＤＤ領域の特性のばらつきを小さくできる。

【００２０】請求項４に記載の発明は、基本的には請求
項３に記載の発明と同じであるが、低濃度不純物領域を
形成する工程の前に第１の導電体層が形成されている領
域以外の第１の絶縁体層を除去しており、低濃度のＬＤ
Ｄ領域を形成するためのイオン注入が絶縁体層を介在さ
せることなく直接半導体層へイオン注入されている。こ
のことから、第１の絶縁体層の厚さのばらつきによるイ
オン注入量のばらつきをなくすことができ、ＬＤＤ特性
のばらつきを小さくできる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項３または
請求項４の製造方法において、ソース領域、ドレイン領
域およびゲート電極に接続される第２の導電体層を形成
した後に行う熱処理を水素雰囲気中で行うものであり、
この段階での水素雰囲気中での熱処理によりＬＤＤ領
域、ソース領域およびドレイン領域に注入された不純物
イオンの活性化ができる。このことから、従来イオン注
入後に行っていた熱処理を省略することができ、工程を
簡略化できる。またこの熱処理によって、ＴＦＴのキャ
リヤ移動度を向上させることができ、ＴＦＴ特性を向上
させることができる。

【００２２】請求項６に記載の発明は、ソース領域、ド
レイン領域およびゲート電極に接続される第２の導電体
層を形成した後に行う熱処理を、水素雰囲気中において
３８０℃以上、４２０℃以下の範囲内の温度で行うもの
であり、この範囲内の温度では非単結晶半導体層からの
水素の離脱がなく、十分に注入されたイオンを活性化さ
せることができる。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図６を用いて説明する。（実施の形態１）図１は本実施の形態１における薄膜ト
ランジスタの断面図である。

【００２４】図１に示すように、ガラス基板１上にＳｉ
Ｏ_Xからなるアンダーコート膜２が形成されている。こ
のアンダーコート膜２の上に多結晶シリコンからなる半
導体層３が選択的に形成されている。この半導体層３を
覆ってＳｉＯ_Xからなる１層のゲート絶縁膜４が形成さ
れている。ゲート絶縁膜４の上にはＭｏ膜５ａとＡｌ膜
５ｂとからなるゲート電極配線５が選択的に形成されて
いる。このゲート電極配線５をマスクとしてＰイオンを
注入した低濃度不純物領域であるＬＤＤ領域（ｎ^-−Ｓ
ｉ）３ｂが、ゲート電極配線の両側に自己整合的に形成
されている。これらを覆って層間絶縁膜７が形成されて
いる。

【００２５】層間絶縁膜６およびゲート絶縁膜４を貫通
して多結晶シリコン膜３に達する開口７が形成されてお
り、この開口７を通して層間絶縁膜６をマスクとしてＰ
イオンが注入され、高濃度不純物領域であるソース領域
（ｎ⁺−Ｓｉ）３ｃとドレイン領域（ｎ⁺−Ｓｉ）３ｄと
が形成されている。なお、３ａは活性層である。

【００２６】さらに開口７を通してソース領域３ｃまた
はドレイン領域３ｄに接続されるＴｉ膜とＡｌ膜の積層
膜からなる電極配線８が形成されている。図１では簡単
のために、電極配線８は一層で示した。

【００２７】このようなＴＦＴを液晶表示装置の画素ス
イッチングに用いる場合、透明絶縁基板上にマトリック
ス状にＴＦＴを配置し、画素電極を透明導電膜で形成
し、この画素電極とＴＦＴのドレイン領域を接続し、Ｔ
ＦＴのゲート電極を横方向に相互接続し、ＴＦＴのソー
ス領域を縦方向に接続することによって、液晶表示装置
の一方の基板が形成される。

【００２８】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２における薄膜トランジスタの断面図である。

【００２９】本実施の形態のＴＦＴは、図２に示すよう
に、基本的には図１に示す実施の形態１とほぼ同様の構
造であり、図１に示す実施の形態１と異なる点について
のみ説明する。

【００３０】図２に示すＴＦＴにおいては、ゲート絶縁
膜４がゲート電極配線５の下にのみ形成されている。そ
の結果、ＬＤＤ領域３ｂへのイオン注入がゲート絶縁膜
４を介することなく半導体層３へ直接行われることにな
り、ＬＤＤ領域３ｂにおける不純物濃度のばらつきがさ
らに減少する。

【００３１】なお本実施の形態２におけるＴＦＴを用い
た液晶表示装置の構造に関しては、実施の形態１におい
て説明したのと同様にして実施することができる。

【００３２】（実施の形態３）実施の形態３は実施の形
態１に示した薄膜トランジスタの製造方法に関するもの
である。

【００３３】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態
３における薄膜トランジスタの製造方法の前半工程を説
明する工程断面図、図４は本発明の実施の形態３におけ
る薄膜トランジスタの製造方法の後半工程を説明する工
程断面図である。

【００３４】まず図３（ａ）に示すように、ガラス基板
１の上にＳｉＯ_Xからなるアンダーコート膜２を形成す
る。そのアンダーコート膜２の上に多結晶シリコン膜を
形成し、フォトリソグラフィ法により所定形状の半導体
層３を形成する。次に、半導体層３を覆ってＳｉＯ_Xか
らなるゲート絶縁膜４を９０ｎｍの膜厚に成膜する。さ
らにゲート絶縁膜４を覆ってＭｏ膜５ｃとＡｌ膜５ｄと
をそれぞれ１００ｎｍの膜厚に順次成膜する。

【００３５】次に図３（ｂ）に示すように、フォトリソ
グラフィ法によりＭｏ膜５ｃとＡｌ膜５ｄをエッチング
して第１のゲート電極配線５ａと第２のゲート電極配線
５ｂとからなるゲート電極配線５を形成する。その後、
ゲート電極配線５をマスクにして半導体層３中にイオン
注入法にてＰイオンを加速電圧７０ｋＶ、ドーズ量１×
１０¹³／ｃｍ²にて注入し、ｎ型のＬＤＤ領域（ｎ^-−Ｓ
ｉ）３ｂを自己整合的に形成する。３ａはＴＦＴの活性
層である。

【００３６】次に全面にＳｉＯ_Xからなる層間絶縁膜６
を成膜した後、図3（ｃ）に示すように、層間絶縁膜６
および第１のゲート絶縁膜４にＬＤＤ領域３ｂ、ゲート
電極５に達する開口７を形成する。その後、開口７を通
してイオン注入法にてＰイオンを加速電圧２０ｋＶ、ド
ーズ量１×１０¹⁵／ｃｍ²にて注入してソース領域（ｎ⁺
−Ｓｉ）３ａとドレイン領域（ｎ⁺−Ｓｉ）３ｃを形成
する。加速電圧が低いため、開口７以外の多結晶シリコ
ン膜３には層間絶縁膜６に阻止されて、Ｐイオンが注入
されない。

【００３７】次に図４に示すように、Ｔｉ膜とＡｌ膜の
積層膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により、開
口７を通してソース領域３ｃ、ドレイン領域３ｄおよび
ゲート電極５に接続される電極配線８を形成する。図４
では図示を省略したが、その後、ＳｉＮ_Xからなるパッ
シベーション膜を形成し、フォトリソグラフィ法によっ
て所定の位置をエッチングして開口し、水素雰囲気中で
の温度４００℃の熱処理を行って本実施の形態のＴＦＴ
が完成する。

【００３８】熱処理を窒素雰囲気中または大気中で行っ
ても同様のＴＦＴを製造することができるが、水素雰囲
気中で行うことによりゲート電極配線５に対する電極配
線８の接続抵抗を安定させることができる。また、水素
雰囲気中での熱処理の温度を従来の３５０℃から４００
℃に変更することにより、ＬＤＤ領域３ｂ、ソース領域
３ｃおよびドレイン領域３ｄのＰイオンの活性化を、従
来技術のようにイオン注入後に熱処理を実施しなくて
も、半導体層３の水素化と同時に行うことができる。

【００３９】図５に水素雰囲気中の熱処理温度に対する
ＴＦＴの移動度を示す。３８０℃〜４２０℃で従来と同
等の移動度が得られる。熱処理時の温度が３８０℃より
低いたとえば３６０℃では、ＬＤＤ領域３ｂ、ソース領
域３ｃおよびドレイン領域３ｄのＰイオンの活性化が不
十分となり、所定の比抵抗が得られないために、移動度
が小さくなったと考えられる。一方、それが４２０℃よ
り高いたとえば４４０℃では、半導体層３の水素が離脱
することによって特性が低下し、移動度が小さくなった
と考えられる。

【００４０】以上のことより、本実施の形態のＴＦＴ
は、ゲート絶縁膜４を酸化シリコン膜のみにすることに
より不純物濃度のばらつきを小さくでき、ＬＤＤ領域３
ｂへのイオン注入量の安定化が改善され、ＬＤＤ領域３
ｂの特性のばらつきを小さくできる。そして、従来行わ
れていたＴａＯ_Xの成膜工程、ＴａＯ_X膜のエッチング工
程、熱処理工程をなくすことにより全体の工程を簡略化
することができ、またフォトリソグラフィの工程も従来
に比べて１回削減できる。

【００４１】（実施の形態４）実施の形態４は実施の形
態２に示した薄膜トランジスタの製造方法に関するもの
である。

【００４２】図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態
４における薄膜トランジスタの製造方法の前半工程を説
明する工程断面図、図７は本発明の実施の形態４におけ
る薄膜トランジスタの製造方法の後半工程を説明する工
程断面図である。

【００４３】まず図６（ａ）に示すように、ガラス基板
１の上にＳｉＯ_Xからなるアンダーコート膜２を形成す
る。そのアンダーコート膜２の上に多結晶シリコン膜を
形成し、フォトリソグラフィ法によって所定形状の半導
体層３を形成する。次に、半導体層３を覆ってＳｉＯ_X
膜４ａを９０ｎｍの膜厚に成膜する。さらにゲート絶縁
膜４を覆ってＭｏ膜５ｃとＡｌ膜５ｄとをそれぞれ１０
０ｎｍの膜厚に順次積層させて形成する。

【００４４】次に図６（ｂ）に示すように、フォトリソ
グラフィ法によりＡｌ膜５ｄとＭｏ膜５ｃとをエッチン
グして第１のゲート電極配線５ａと第２のゲート電極配
線５ｂとからなるゲート電極配線５を形成する。次に、
ゲート電極配線５をマスクとして、ＳｉＯ_X膜４ａをエ
ッチング除去してゲート電極配線５の下部以外の半導体
層３を露出させる。

【００４５】次にゲート電極配線５をマスクにして、イ
オン注入法にてＰイオンを加速電圧２０ｋＶ、ドーズ量
５×１０¹²／ｃｍ²で半導体層３へ直接注入して、ｎ型
のＬＤＤ領域（ｎ^-−Ｓｉ）３ｂを自己整合的に形成す
る。

【００４６】次に図６（ｃ）に示すように、全面にＳｉ
Ｏ_Xからなる層間絶縁膜６を形成する。次にソース領域
３ｃとなる領域およびドレイン領域３ｄとなる領域にま
で貫通する開口７を層間絶縁膜６にフォトリソグラフィ
法により形成する。

【００４７】次に開口７を通してイオン注入法にてＰイ
オンを加速電圧２０ｋＶ、ドーズ量１×１０¹⁵／ｃｍ²
にて注入し、ソース領域（ｎ⁺−Ｓｉ）３ｃとドレイン
領域（ｎ⁺−Ｓｉ）３ｄとを形成する。加速電圧が低い
ため、半導体層３の、開口７の直下の領域を除く領域に
は、層間絶縁膜６に阻止されて、Ｐイオンが注入されな
い。

【００４８】次に図７に示すように、Ｔｉ膜とＡｌ膜と
の積層膜を形成し、フォトリソグラフィ法によりエッチ
ングして電極配線８を形成する。図７では図示を省略し
たが、その後、ＳｉＮ_Xからなるパッシベーション膜を
形成し、フォトリソグラフィ法により所定の位置に開口
を形成してから、水素雰囲気中で温度４００℃の熱処理
を行ってＴＦＴが完成する。

【００４９】本実施の形態も実施の形態３と同様に、水
素雰囲気中での熱処理の温度を従来の方法におけるよう
な３５０℃から、４００℃に変更することにより、ＬＤ
Ｄ領域３ｂ、ソース領域３ｃおよびドレイン領域３ｄの
Ｐイオンの活性化を、従来技術のようにイオン注入後に
熱処理を実施しなくても、半導体層３の水素化と同時に
行うことができる。

【００５０】また本実施の形態におけるＴＦＴの製造方
法では、ＬＤＤ領域３ｂが、ゲート絶縁膜４を透過させ
ることなしに、半導体層３を構成する多結晶シリコン膜
に直接にイオン注入して形成されるために、ＬＤＤ領域
３ｂのイオン注入量の安定化が改善され、ＬＤＤ領域３
ｂの特性のばらつきを小さくすることができる。そし
て、従来行われていたＴａＯ_Xの成膜工程、ＴａＯ_X膜の
エッチング工程、熱処理工程をなくすことによって、全
体の工程を簡略化することができ、またフォトリソグラ
フィの工程も従来に比べて１回削減できる。

【００５１】なお以上説明した実施の形態１から実施の
形態４において、イオン注入法によりＰイオンを注入し
てＬＤＤ領域３ｂ、ソース領域３ｃ、ドレイン領域３ｄ
を形成したｎ型のＴＦＴを例として説明したが、Ｐイオ
ンの代わりに、ボロン（Ｂ）イオンを用いてイオン注入
すれば、ＬＤＤ構造を有するｐ型のＴＦＴを製造でき、
同様の効果が得られる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＬＤＤ構
造を有する薄膜トランジスタは、ＬＤＤ領域が、ゲート
電極配線で規制された領域に一層のゲート絶縁膜を通し
て不純物をイオン注入することによって形成され、ソー
ス領域およびドレイン領域はそれぞれの領域に対するコ
ンタクト孔を通して不純物をイオン注入することによっ
て形成されたものである。

【００５３】このような構造とすることにより、トラン
ジスタサイズを小さくでき、かつＬＤＤ領域の不純物濃
度のばらつきを小さくできる。また本発明の薄膜トラン
ジスタを液晶表示装置の画素スイッチングトランジスタ
として使用した場合、トランジスタサイズが小さいこと
から画素面積を広くすることができ、さらには低濃度の
ＬＤＤ領域の不純物濃度のばらつきが小さくなることか
らトランジスタ特性のばらつきが減り高画質の液晶表示
装置を実現できる。

【００５４】また本発明の薄膜トランジスタの製造方法
においては、ＬＤＤ領域がゲート電極配線をイオン注入
用のマスクとして自己整合的に形成され、ソース領域お
よびドレイン領域がコンタクト孔として使用する開口を
通してイオン注入して形成されるために、ソース領域お
よびドレイン領域は開口に対して自己整合的に形成され
ることになる。このようにしてフォトリソグラフィ工程
を一工程省略でき、また主要部が自己整合的に形成され
ることから、従来の製造方法に対して製造工程を簡略化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における薄膜トランジス
タの断面図

【図２】本発明の実施の形態２における薄膜トランジス
タの断面図

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態３にお
ける薄膜トランジスタの製造方法の前半工程を説明する
工程断面図

【図４】本発明の実施の形態３における薄膜トランジス
タの製造方法の後半工程を説明する工程断面図

【図５】本発明の実施の形態における薄膜トランジスタ
の水素雰囲気中の熱処理温度に対する移動度の関係を示
す図

【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態４にお
ける薄膜トランジスタの製造方法の前半工程を説明する
工程断面図

【図７】本発明の実施の形態４における薄膜トランジス
タの製造方法の後半工程を説明する工程断面図

【図８】従来の薄膜トランジスタの断面図

【図９】（ａ）〜（ｃ）は従来の薄膜トランジスタの製
造方法を説明する工程断面図

【符号の説明】

１ガラス基板（絶縁基板）３多結晶シリコン膜（非単結晶半導体層）３ｂＬＤＤ領域（低濃度不純物領域）３ｃソース領域（高濃度不純物領域）３ｄドレイン領域（高濃度不純物領域）４ゲート絶縁膜（第１の絶縁体層）５ゲート電極配線（第１の導電体層）６層間絶縁膜（第２の絶縁体層）７開口８電極配線（第２の導電体層）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板の一主面上に選択的に被着形成
された非単結晶半導体層と、前記非単結晶層上に被着形
成された第１の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層を介し
て前記非単結晶半導体層と一部重なり合うように被着形
成された第１の導電体層と、前記非単結晶半導体層の、
前記第１の導電体層の下部の領域を除く残余の領域に、
選択的に形成された低濃度不純物領域と、少なくとも前
記非単結晶半導体層を覆って被着形成された第２の絶縁
体層と、前記第１の導電体層とは重ならない位置で少な
くとも前記第２の絶縁体層を貫通して形成され、前記非
単結晶半導体層の前記低濃度不純物領域に達する開口
と、前記非単結晶半導体層の前記開口直下の領域に形成
された高濃度不純物領域と、前記非単結晶半導体層の前
記低濃度不純物領域を除く他の領域に前記開口を通して
接続された第２の導電体層とを有する薄膜トランジス
タ。
【請求項２】第１の絶縁体層が第１の導電体層の直下
にのみ形成されており、低不純物領域が非単結晶半導体
層への直接イオン注入で形成されたものであり、かつ開
口が第２の絶縁体層を貫通して形成されていることを特
徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】絶縁基板の一主面上に非単結晶半導体層
を選択的に形成する工程と、前記非単結晶半導体層を覆
って第１の絶縁体層を被着形成する工程と、第１の導電
体層を前記非単結晶半導体層と一部重なり合うように選
択的に形成する工程と、前記第１の導電体層をマスクに
して前記非単結晶半導体層に前記第１の絶縁体層を介し
て不純物をイオン注入し低濃度不純物領域を形成する工
程と、少なくとも前記非単結晶半導体層を覆って第２の
絶縁体層を被着形成する工程と、前記第１の導電体層と
は重ならない位置で前記第１の絶縁体層と前記第２の絶
縁体層を貫通し前記低濃度不純物領域に達する開口を形
成する工程と、前記第２の絶縁体層をマスクにして前記
非単結晶半導体層の前記開口直下にのみイオン注入によ
り高濃度不純物領域を形成する工程と、前記開口を介し
て前記高濃度不純物領域に接続される第２の導電体層を
選択的に形成する工程と、少なくとも上記の工程を経た
絶縁基板を熱処理する工程とを有する薄膜トランジスタ
の製造方法。
【請求項４】絶縁基板の一主面上に非単結晶半導体層
を選択的に形成する工程と、前記非単結晶半導体層上に
第１の絶縁体層を被着形成する工程と、第１の導電体層
を前記非単結晶半導体層と一部重なり合うように選択的
に形成する工程と、前記第１の導電体層が形成されてい
る領域以外の前記第１の絶縁体層をエッチング除去する
工程と、前記第１の導電体層をマスクにして前記非単結
晶半導体層に不純物をイオン注入し低濃度不純物領域を
形成する工程と、前記非単結晶半導体層を覆って第２の
絶縁体層を被着形成する工程と、前記第１の導電体層と
は重ならない位置で前記第２の絶縁体層に前記低濃度不
純物領域に達する開口を形成する工程と、前記第２の絶
縁体層をマスクにして前記非単結晶半導体層の前記開口
直下にのみイオン注入により高濃度不純物領域を形成す
る工程と、前記開口を介して前記高濃度不純物領域に接
続される第２の導電体層を選択的に形成する工程と、少
なくとも上記の工程を経た絶縁基板を熱処理する工程と
を有するを有する薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】熱処理する工程が水素雰囲気を用いて実
施されることを特徴とする請求項３または４に記載の薄
膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】熱処理する工程の温度が３８０℃以上、
４２０℃以下の範囲内で、かつ水素雰囲気中で実施され
ることを特徴とする請求項３または４に記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法。