JP2002124677A - 液晶表示用基板及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示用基板及びその製造方法Info
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Abstract
液晶表示装置において、蓄積容量形成のためのイオン注
入工程を別途追加することなく、かつ、ソース領域での
キャリアの注入による信頼性の低下を防止することがで
きる非対称LDD構造のTFTを有する液晶表示装置及
びその製造方法の提供。 【解決手段】ガラス基板1上に設けられた薄膜トランジ
スタ領域と蓄積容量領域とに、低温ポリシリコンからな
る半導体層2を配設し、その上に犠牲層7を堆積した
後、薄膜トランジスタ領域のゲート電極形成部に、該ゲ
ート電極のソース/ドレイン両端側に所定のマージンを
見込んだレジストパターン8を形成し、これをマスクと
して、薄膜トランジスタ領域と蓄積容量領域とに同時に
高濃度のイオン注入を行った後、ゲート絶縁膜5、ゲー
ト電極6を形成し、ゲート電極6をマスクとして、薄膜
トランジスタ領域に高い加速電圧で自己整合的に低濃度
のイオン注入を行うことにより、蓄積容量領域へのイオ
ン注入工程を別途追加することなく非対称LDD構造を
有するTFTを形成する。
Description
びその製造方法に関し、特に、同一基板上に薄膜トラン
ジスタと蓄積容量とが形成されるアクティブマトリクス
型液晶表示用基板及びその製造方法に関する。
トランジスタのゲート長が短くなり、ホットキャリアの
注入やショートチャネル効果によりトランジスタの信頼
性が低下するという問題が生じている。そこで、ドレイ
ン近傍の高電界領域におけるデバイスの信頼性の低下を
防止するために、不純物濃度に勾配を設けたLDD(Lig
htly Doped Drain)構造が広く用いられている。このL
DD構造は、ゲートとソース/ドレイン間の基板表面に
不純物濃度の低いオフセットゲート層を形成することに
よって、パンチスルー電圧やホットキャリア耐圧を高め
るものである。
LDD構造のMOSFETの製造方法について図6を参
照して説明する。まず、図6(a)に示すように、Si
基板13上にLOCOS法により分離酸化膜14を形成
し、この分離酸化膜14で挟まれたフィールド領域に、
熱酸化法によりシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜5
を形成した後、減圧CVD法等を用いてポリシリコンを
成長させ、フォトリソグラフィー技術及びドライエッチ
ング技術を用いてゲート電極6を形成する。その後、ゲ
ート電極6をマスクとしてイオン注入法により基板全面
に低濃度のイオンを注入し、所定の条件でアニールを行
い、低濃度注入領域3a、3bを形成する。
D法等により基板全面にシリコン酸化膜等を堆積し、異
方性ドライエッチングによりシリコン酸化膜をエッチバ
ックして、ゲート電極6の側壁にサイドウォール酸化膜
15を形成する。そして、図6(c)に示すように、ゲ
ート電極6及びサイドウォール酸化膜15をマスクとし
て高濃度のイオン注入を行い、高濃度注入領域4a、4
bを形成する。すると、サイドウォール酸化膜15直下
ではオフセットゲート層となる低濃度注入領域3a、3
bが、その外側には高濃度注入領域4a、4bが自己整
合的に形成される。
いては、ドレイン側では低濃度注入領域3aによってパ
ンチスルー電圧及びホットキャリア耐圧を高めることが
できるが、サイドウォール酸化膜15直下のオフセット
層がゲート電極6に対して対称に形成されるため、ソー
ス側では低濃度注入領域3bによって寄生抵抗が高くな
り、トランジスタのON抵抗が上昇してしまう。
平10−70196号公報、特開平10−12881号
公報等に、低濃度注入領域3a、3bをゲート電極6に
対して非対称に形成する方法が記載されている。この非
対称型LDD構造のMOSFETをSi基板上に形成す
る方法について説明すると、まず、前記した対称型LD
D構造の場合と同様に、Si基板13上にゲート絶縁膜
5としてシリコン酸化膜を形成した後、減圧CVD法等
を用いてポリシリコンを堆積し、所定の形状にエッチン
グしてゲート電極6を形成する。そして、このゲート電
極6をマスクとしてイオン注入法により基板全面に低濃
度のイオンを注入し、所定の条件でアニールを行って低
濃度注入領域3a、3bを形成する。
リコン酸化膜等を堆積し、異方性ドライエッチングによ
りシリコン酸化膜をエッチバックするが、その際、プラ
ズマエッチングのイオンの打ち込み角度を垂直から所定
の角度だけ傾けてドライエッチングを行うことにより、
ゲート電極6側壁に左右非対称の厚みを持ったサイドウ
ォール酸化膜15a、15bを形成する。そして、ゲー
ト電極6及びサイドウォール酸化膜15a、15bをマ
スクとして高濃度のイオン注入を行い、高濃度注入領域
4a、4bを形成することにより、図7に示すように、
ソース側(図の左側)の低濃度注入領域3bがドレイン
側の低濃度注入領域3aよりも短い、非対称のLDD構
造が形成される。
た左右非対称のLDD構造によって、ホットキャリアの
注入を抑制し、かつ、ソース領域でのトランジスタのO
N抵抗を減少させることができるが、上記手法はSi基
板13上に形成されるMOSトランジスタにおいて有効
な製造方法であり、液晶表示装置のアクティブマトリク
ス基板に形成される薄膜トランジスタ(TFT:Thin F
ilm Transistor)にそのまま適用することは困難であ
る。その理由は、液晶表示用基板にはガラス基板等が用
いられるため、シリコン酸化膜からなるサイドウォール
酸化膜15をエッチングする際にガラス基板もエッチン
グされてしまい、また、ガラス基板の耐熱温度を考慮す
ると、製造工程中の温度は550℃以下に抑えければな
らず、半導体層形成プロセスに制約が生じる等の問題が
あるからである。
公報には、ガラス基板上にゲート絶縁膜を介して形成す
るゲート電極にシリサイド膜を形成し、このシリサイド
膜をマスクとしてイオン注入を行う方法が記載されてい
る。この方法について図8を参照して説明すると、ま
ず、図8(a)に示すように、ガラス基板1上に減圧C
VD法等により半導体層2を堆積し、ドライエッチング
により所定の形状に加工した後、ゲート絶縁膜5を形成
し、その上にポリシリコン等からなるゲート電極6を形
成する。その後、このゲート電極6をマスクとして半導
体層2に低濃度のイオンを注入し、低濃度注入領域3を
形成する。
極6表面にTi等の金属をスパッタ法等により成膜した
後、金属膜をシリサイド化することによりシリサイド膜
16からなるサイドウォールを形成する。その後、図8
(c)に示すように、ゲート電極6及びシリサイド膜1
6をマスクとして半導体層2に高濃度のイオン注入を行
い、高濃度注入領域4を形成する。
6側壁に成長したシリサイド膜16によってオフセット
領域の幅が決定されることになるが、ゲート電極6側壁
に成膜する金属膜の膜厚を正確に制御することは困難で
あり、また、シリサイド膜16がゲート電極6の左右両
側に対称に形成されるため、非対称のLDD構造を形成
することができない。また、金属膜を堆積した後、シリ
サイド化してサイドウォールを形成する方法に代えて、
シリサイド膜16を堆積した後、異方性エッチングによ
りサイドウォールを形成する方法を用いた場合には、異
方性エッチングの工程が追加されるために製造工程が複
雑になってしまう。
Tと共に蓄積容量部を形成する場合には、この蓄積容量
部にも高濃度のイオン注入を行わなければならないが、
上述した方法では、蓄積容量部への高濃度イオン注入工
程を別途追加する必要があり、工程の増加を招いてしま
う。
のであって、その主たる目的は、同一基板上にTFTと
蓄積容量とが形成される液晶表示用基板において、蓄積
容量形成のためのイオン注入工程を別途追加することな
く、かつ、ソース領域でのキャリアの注入による信頼性
の低下を防止することができる非対称LDD構造のTF
Tを有する液晶表示用基板及びその製造方法を提供する
ことにある。
め、本発明は、絶縁基板上に設けられた薄膜トランジス
タ領域及び蓄積容量領域に半導体層を備え、前記薄膜ト
ランジスタ領域の前記半導体層には低濃度注入領域と高
濃度注入領域とからなるLDD構造が形成され、前記蓄
積容量領域の前記半導体層には高濃度注入領域が形成さ
れる液晶表示用基板の製造方法において、前記半導体層
配設後、犠牲層を介して、ゲート電極形成領域のソース
/ドレイン両電極方向に所定のマージンを見込んで形成
したレジストパターンをマスクとして、前記薄膜トラン
ジスタ領域と前記蓄積容量領域とに同時に高濃度のイオ
ン注入を行い、その後、ゲート絶縁膜を介して形成した
ゲート電極をマスクとして、前記高濃度のイオン注入よ
りも高い注入エネルギーで、前記薄膜トランジスタ領域
に自己整合的に低濃度のイオン注入を行うものである。
トランジスタ領域及び蓄積容量領域に、各々低温ポリシ
リコンからなる半導体層を配設する工程と、(b)前記
半導体層上に所定の膜厚の犠牲層を堆積する工程と、
(c)前記薄膜トランジスタ領域のゲート電極を形成す
る領域とソース/ドレイン両電極を形成する領域との間
に所定のマージンを見込んだレジストパターンを形成す
る工程と、(d)前記レジストパターンをマスクとし
て、前記薄膜トランジスタ領域と前記蓄積容量領域と
に、同時に高濃度のイオン注入を行い、前記半導体層に
浅く高濃度注入領域を形成する工程と、(e)前記レジ
ストパターンと前記犠牲層とを除去した後、前記半導体
層上に所定の膜厚のゲート絶縁膜を堆積する工程と、
(f)前記薄膜トランジスタ領域の前記ゲート絶縁膜上
にゲート電極を配設し、同時に前記蓄積容量領域の前記
ゲート絶縁膜上に対電極を配設する工程と、(g)前記
ゲート電極をマスクとして、前記高濃度のイオン注入よ
りも高いエネルギーで、前記薄膜トランジスタ領域に自
己整合的に低濃度のイオン注入を行い、前記高濃度注入
領域を覆うように前記半導体層に深く低濃度注入領域を
形成する工程と、を少なくとも有するものである。
向から見て、前記レジストパターンに見込む前記マージ
ンが、ドレイン電極方向はLDD長に、ソース電極方向
はリソグラフィーの精度誤差に略等しく設定されること
が好ましい。
10nmの膜厚で形成され、前記高濃度イオンが、略1
0keV〜30keVの加速電圧で前記半導体層表面か
ら略30nmの深さまで注入され、また、前記半導体層
が略60nmの膜厚で形成され、前記低濃度イオンが、
略80keV〜90keVの加速電圧で前記半導体層の
底面まで注入される構成とすることができる。
上に半導体層を備え、前記半導体層には低濃度注入領域
と高濃度注入領域とが形成されてLDD構造が形成され
てなる薄膜トランジスタにおいて、前記半導体層には、
ゲート電極からソース/ドレイン両電極方向に所定の距
離だけ離間して浅く前記高濃度注入領域が形成され、前
記高濃度注入領域を覆うように前記低濃度注入領域が深
く、かつ、前記ゲート電極と相重ならないように形成さ
れているものである。
設けられた薄膜トランジスタ領域及び蓄積容量領域に半
導体層を備え、前記薄膜トランジスタ領域の前記半導体
層には低濃度注入領域と高濃度注入領域とが形成されて
LDD構造をなし、前記蓄積容量領域の前記半導体層に
は高濃度注入領域が形成されてなる液晶表示用基板にお
いて、前記薄膜トランジスタ領域の前記半導体層には、
ゲート電極からソース/ドレイン両電極方向に所定の距
離だけ離間して浅く前記高濃度注入領域が形成され、前
記高濃度注入領域を覆うように前記低濃度注入領域が深
く形成され、前記蓄積容量領域には、前記薄膜トランジ
スタの前記高濃度注入領域とイオン注入濃度及び注入深
さが略等しい高濃度注入領域が形成されているものであ
る。
板上に設けられた薄膜トランジスタ領域及び蓄積容量領
域に、低温ポリシリコンからなる半導体層を有し、前記
薄膜トランジスタ領域及び前記蓄積容量領域の前記半導
体層には、犠牲層を介してゲート電極形成領域のソース
/ドレイン両電極方向に所定のマージンを見込んで形成
されたレジストパターンをマスクとして、イオン注入濃
度及び注入深さが略等しい条件でイオン注入された高濃
度注入領域が各々浅く形成され、更に、前記薄膜トラン
ジスタ領域の前記半導体層には、ゲート絶縁膜を介して
形成されたゲート電極をマスクとして、前記高濃度のイ
オン注入よりも高いエネルギーで自己整合的にイオン注
入された低濃度注入領域が深く形成されているものであ
る。
向から見て、前記高濃度注入領域が、ドレイン側ではL
DD長にリソグラフィーの精度誤差だけ前記ゲート電極
から離間して形成され、ソース側では前記ゲート電極と
相重ならず、かつ、前記ゲート電極との距離がリソグラ
フィーの精度誤差の2倍以下であることが好ましい。
領域が、前記半導体層表面から略30nmの深さまで形
成され、前記低濃度注入領域が、前記高濃度注入領域を
覆い、前記半導体層底面まで到達している構成とするこ
とができる。
膜トランジスタの高濃度注入と蓄積容量の高濃度注入と
を同時に行うために、製造工程を増加させることなくT
FTのLDD形成と蓄積容量の形成を行うことができ、
リソグラフィーの精度誤差を見込んで最小限の長さの低
濃度注入領域を設け、低濃度イオン注入は高濃度イオン
注入よりも高いエネルギーで行っているために、トラン
ジスタのON時抵抗の増大を最小限に抑え、トランジス
タの特性ばらつきを抑制することができる。
造方法は、その好ましい一実施の形態において、ガラス
基板1上に設けられた薄膜トランジスタ領域と蓄積容量
領域とに、低温ポリシリコンからなる半導体層2を配設
し、その上に犠牲層7を堆積した後、薄膜トランジスタ
領域のゲート電極形成部に、該ゲート電極のソース/ド
レイン両端側に所定のマージンを見込んだレジストパタ
ーン8を形成し、これをマスクとして、薄膜トランジス
タ領域と蓄積容量領域とに同時に高濃度のイオン注入を
行った後、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6を形成し、ゲ
ート電極6をマスクとして、薄膜トランジスタ領域に高
い加速電圧で自己整合的に低濃度のイオン注入を行うこ
とにより、蓄積容量領域へのイオン注入工程を別途追加
することなく非対称LDD構造を有するTFTを形成す
る。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について、図1乃至
図5を参照して説明する。図1は、本発明の一実施例に
係る液晶表示装置のアクティブマトリクス基板における
TFTと同一基板上に形成される蓄積容量部の構造を示
す断面図である。また、図2及び図3は、TFT及び蓄
積容量部のレイアウトを示す平面図であり、図2は画素
部の全体図、図3(a)は画素部TFTの部分拡大図、
図3(b)は画素部周囲に形成される回路部TFTの部
分拡大図である。また、図4は、アクティブマトリクス
基板の製造方法を模式的に示す工程断面図であり、図5
は、ソース/ドレイン領域における不純物濃度の分布を
示す図である。なお、以下の説明では、図3(a)に示
す画素部TFTについて述べるが、図3(b)に示すよ
うな、蓄積容量部11が接続されない回路部TFTも同
様の手法を用いて形成することができる。
の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板におけるT
FT及び蓄積容量部の構造について説明すると、本実施
例のアクティブマトリクス基板は、ゲート線9とドレイ
ン線とが互いに直交するように形成され、その交差部に
TFTが配設され、ゲート線9とドレイン線とで囲まれ
る各々の画素には、単位TFTのソース/ドレイン部1
0に接続される蓄積容量部11が形成されている。
タ領域と蓄積容量領域には低温ポリシリコンからなる半
導体層2が形成され、その上に半導体層2を覆うように
シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜5が堆積され、
更に、薄膜トランジスタ領域には、微結晶シリコン6a
とタングステンシリサイド6bの積層構造からなるゲー
ト電極6が、蓄積容量領域には同構造の対電極6cが形
成されている。ここで、低温ポリシリコンとは、a−S
iを前駆体とし、レーザーアニール、炉アニール等によ
って結晶化エネルギーを与え、Siの結晶化を行ったも
ので、最終的な結晶構造が多結晶となるものであり、こ
の低温ポリシリコンを用いることにより、プロセス全工
程を通して基板としてガラスを使用できる温度範囲(5
50℃以下)におさめることができる。
は、蓄積容量部11と同時に、浅く不純物が注入されて
高濃度注入領域4a、4bが設けられ、ゲート電極6を
中心にドレイン電極側(図の右側)にLDDを形成する
低濃度注入領域3aが、ソース電極側(図の左側)には
LDD長よりも距離の短い低濃度注入領域3bが形成さ
れている。この低濃度注入領域3a、3bは、深さ方向
で濃度分布が少なく、かつ、高濃度注入領域4a、4b
を覆うように深く形成されている。
造方法について、図4を参照して説明する。まず、図4
(a)に示すように、ガラス基板1上に減圧CVD法等
を用いて所定の膜厚の低温ポリシリコンを堆積し、公知
のリソグラフィー技術及びドライエッチング技術を用い
て、薄膜トランジスタ領域と蓄積容量領域とに半導体層
2を形成する。この半導体層2は、膜厚が厚すぎると光
吸収によるリーク電流が大きくなり誤動作の原因となっ
てしまい、また、薄すぎると後の工程で行う高濃度注入
領域の活性化が困難になってしまうこと等を勘案して最
適な膜厚に設定されるが、本実施例では60nm程度の
膜厚としている。
用いて犠牲層7となるシリコン酸化膜等を所定の膜厚で
堆積する。この犠牲層は、後の工程で行う高濃度イオン
注入において、半導体層2の表層のみに高濃度注入領域
4a、4bが形成されるように薄く形成する必要があ
り、その膜厚はゲート絶縁膜5よりも薄く、例えば、1
0nm程度の膜厚で形成される。
ソグラフィー技術を用いて、ゲート電極6が形成される
領域に、所定のマージンを見込んでゲート電極6よりも
大きいフォトレジストパターン8を形成し、このレジス
トパターン8をマスクとして、イオンドーピング装置に
よりソース/ドレイン部10に高濃度のイオン注入を行
うと同時に、蓄積容量部11にも高濃度のイオン注入を
行う。このようにTFTのソース/ドレイン領域形成の
ためのイオン注入と、蓄積容量形成のためのイオン注入
とを同時に行うことによって工程を簡略化することがで
きる。
層2の全領域がアモルファス化されて活性化不良が発生
するのを防止するため、できるだけ浅く打ち込むことが
好ましく、例えば、本実施例ではその深さは20〜30
nm程度としている。その場合のイオン注入条件として
は、例えば、不純物原料ガスとして水素希釈PH3/
(H2+PH3)=0.05〜0.15を用い、加速電圧
10〜30keV程度、ドーズ量1.0×1015〜2.
0×1015/cm2で行うことが好ましい。
ン8は、ドレイン側ではLDD構造を形成するために、
後に形成されるゲート電極6に対してLDD長だけ大き
く、また、ソース側ではゲート電極6とソース側の高濃
度注入領域4bとがオーバーラップしないように、リソ
グラフィーの精度ばらつきを吸収できるだけのオフセッ
ト長を持つようにマージンを見込んで形成する。
イン部10の高濃度注入領域4a、4bの端部とゲート
電極6の端部との距離を、ソース側でLS、ドレイン側
でLDとし、露光の光源としてi線を用いる場合には、
レジストパターン8のドレイン側マージンは1.5μ
m、ソース側マージンは0.5μm程度に設定すること
が好ましく、その場合、LS、LDはリソグラフィーの精
度誤差分(±0.5μm)だけ変動するため、LS=0
〜1.0μm、LD=1.0μm〜2.0μm程度とな
る。
パターン8をウェット又はドライエッチングにより除去
し、犠牲層7として用いたシリコン酸化膜をBHF等を
用いてエッチングした後、図4(c)に示すように、C
VD法等を用いてゲート絶縁膜5となるシリコン酸化膜
等を90nm程度の膜厚で堆積する。その後、減圧CV
D法等を用いて微結晶シリコン6aとタングステンシリ
サイド6bとを各々70nm、110nm程度の膜厚で
堆積し、所定の形状にエッチングしてゲート電極6及び
対電極6cを形成する。
ンジスタ領域にゲート電極6をマスクとして自己整合的
に低濃度のイオン注入を行う。この低濃度イオン注入
は、例えば、不純物原料ガスとして水素希釈PH3/
(H2+PH3)=0.15を用い、加速電圧80〜90
keV程度、ドーズ量1.0×1013〜1.5×1013
/cm2の条件で行うことが好ましい。なお、蓄積容量
部11上には対電極6cが半導体層2と略同じ幅で形成
されているため、蓄積容量部11には低濃度のイオン注
入は行われない。
程で行った高濃度イオン注入よりも高いエネルギーの条
件で行うことが重要であり、これにより高濃度注入領域
4a、4bの下部にも低濃度注入領域3a、3bが分布
し、また、注入される不純物の深さ方向の分布がブロー
ド化することにより、ソース側の低濃度注入領域3b領
域及びLDD領域の特性ばらつきを抑えることができ、
トランジスタの信頼性を向上させることができる。
4bを覆うように低濃度注入領域3a、3bが形成さ
れ、ゲート電極6の両端で非対称な長さの低濃度注入領
域3a、3bを有するTFTが完成する。ここで、各々
の不純物領域の濃度を一例として記載すると、半導体層
2の膜厚が60nm、ゲート絶縁膜5の膜厚が90nm
の構成を持つTFTにおいて、図5に示すように、高濃
度注入領域4は、ゲート絶縁膜5と半導体層2界面にお
いて、5.0×1020/cm2〜1.0×1021/cm2
程度、界面から30nm下層で、1.0×1017/cm
2程度の不純物濃度となる。一方、低濃度注入領域3
は、ゲート絶縁膜5と半導体層2界面において、6.0
×1017/cm2〜9.0×1017/cm2程度、ガラス
基板1との界面において、5.0×1017/cm2程度
の不純物濃度になる。
ティブマトリクス基板におけるTFTの製造方法によれ
ば、TFTの高濃度イオン注入と蓄積容量の高濃度イオ
ン注入とを同時に行うために、製造工程を増加させるこ
となくTFTのLDD形成と蓄積容量の形成を行うこと
ができる。
成する際に、意図的にオフセットを設けない場合には、
ゲート電極6と高濃度注入領域4bとがオーバーラップ
するためにゲート電極6のソース側で電界の集中が起
き、これが酸化膜へのキャリアの注入などTFT特性の
劣化の原因となり、一方、ソース側を単純にオフセット
とした場合には、ON時抵抗が増大し、やはりトランジ
スタの性能が低下してしまう。しかしながら、本実施例
では、リソグラフィーの精度誤差を見込んで最小限の長
さの低濃度注入領域3bが設けられているため、トラン
ジスタのON時抵抗の増大を最小限に抑え、かつ、電界
を緩和してトランジスタ特性の劣化を抑えることができ
る。
高濃度イオン注入よりも高いエネルギーで行っているた
めに、低濃度注入領域3a、3bともに深さ方向での不
純物濃度分布のばらつきを小さくすることができ、トラ
ンジスタの特性ばらつきを抑制することができる。
ティブマトリクス基板における画素部TFTの製造方法
を例として説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、高濃度注入領域4が浅く、低濃度注入
領域3が深く、かつ濃度勾配が小さく形成され、ソース
側においてゲート電極6と高濃度注入領域4bとが重な
らず最小限のオフセットが形成される任意のMOSトラ
ンジスタ、例えば、図3(b)に示すような蓄積容量部
11が接続されない回路部TFTや、半導体基板に形成
されるMOSトランジスタにも適用できることは明らか
である。また、犠牲層7及びゲート絶縁膜5の材料は、
シリコン酸化膜に限定されるものではなく、通常用いら
れるシリコン窒化膜等の他の材料を用いることもでき
る。
用基板及びその製造方法によれば下記記載の効果を奏す
る。
造形成に際し、高濃度イオン注入を先に行い、かつ、T
FTの高濃度イオン注入と蓄積容量部形成のイオン注入
とを同時に行うことにより、製造工程を増加させること
なく、TFTの非対称LDD構造と蓄積容量部とを形成
することができるということである。
ィーにより高濃度注入用マスクを形成する段階で、あら
かじめリソグラフィーの精度誤差を吸収できるだけのオ
フセットを設けておくことにより、ゲート電極のソース
端と高濃度注入領域とのオーバーラップを完全に防止す
ることができるため、ソース領域におけるホットキャリ
ア注入を抑制することができ、かつ、ゲート電極をマス
クとして自己整合的にオフセット部分にも低濃度イオン
注入を行うことにより、低濃度注入領域によるトランジ
スタ性能の低下を最低限に抑え、信頼性を向上させるこ
とができるということである。
ー条件で低濃度イオン注入を行うことにより、注入され
る不純物の分布をブロード化することができ、オフセッ
ト領域の特性ばらつきを抑制することができるというこ
とである。
ィブマトリクス基板におけるTFT及び蓄積容量の構造
を示す断面図である。
ィブマトリクス基板におけるTFT及び蓄積容量のレイ
アウトを示す全体図である。
ィブマトリクス基板におけるTFT及び蓄積容量のレイ
アウトを示す部分拡大図である。
ィブマトリクス基板におけるTFTの製造方法を模式的
に示す工程断面図である。
おける深さ方向の不純物濃度を示す図である。
の構造を示す図である。
Tの構造を示す図である。
板における対称型LDD構造を有するTFTの構造を示
す図である。
Claims (16)
- 【請求項1】絶縁基板上に設けられた薄膜トランジスタ
領域及び蓄積容量領域に半導体層を備え、前記薄膜トラ
ンジスタ領域の前記半導体層には低濃度注入領域と高濃
度注入領域とからなるLDD構造が形成され、前記蓄積
容量領域の前記半導体層には高濃度注入領域が形成され
る液晶表示用基板の製造方法において、 前記半導体層配設後、犠牲層を介して、ゲート電極形成
領域のソース/ドレイン両電極方向に所定のマージンを
見込んで形成したレジストパターンをマスクとして、前
記薄膜トランジスタ領域と前記蓄積容量領域とに同時に
高濃度のイオン注入を行い、その後、ゲート絶縁膜を介
して形成したゲート電極をマスクとして、前記高濃度の
イオン注入よりも高い注入エネルギーで、前記薄膜トラ
ンジスタ領域に自己整合的に低濃度のイオン注入を行う
ことを特徴とする液晶表示用基板の製造方法。 - 【請求項2】(a)絶縁基板上の薄膜トランジスタ領域
及び蓄積容量領域に、各々低温ポリシリコンからなる半
導体層を配設する工程と、 (b)前記半導体層上に所定の膜厚の犠牲層を堆積する
工程と、 (c)前記薄膜トランジスタ領域のゲート電極を形成す
る領域とソース/ドレイン両電極を形成する領域との間
に所定のマージンを見込んだレジストパターンを形成す
る工程と、 (d)前記レジストパターンをマスクとして、前記薄膜
トランジスタ領域と前記蓄積容量領域とに、同時に高濃
度のイオン注入を行い、前記半導体層に浅く高濃度注入
領域を形成する工程と、 (e)前記レジストパターンと前記犠牲層とを除去した
後、前記半導体層上に所定の膜厚のゲート絶縁膜を堆積
する工程と、 (f)前記薄膜トランジスタ領域の前記ゲート絶縁膜上
にゲート電極を配設し、同時に前記蓄積容量領域の前記
ゲート絶縁膜上に対電極を配設する工程と、 (g)前記ゲート電極をマスクとして、前記高濃度のイ
オン注入よりも高いエネルギーで、前記薄膜トランジス
タ領域に自己整合的に低濃度のイオン注入を行い、前記
高濃度注入領域を覆うように前記半導体層に深く低濃度
注入領域を形成する工程と、を少なくとも有することを
特徴とする液晶表示用基板の製造方法。 - 【請求項3】前記絶縁基板の法線方向から見て、前記レ
ジストパターンに見込む前記マージンが、ドレイン電極
方向はLDD長に、ソース電極方向はリソグラフィーの
精度誤差に略等しく設定されることを特徴とする請求項
1又は2に記載の液晶表示用基板の製造方法。 - 【請求項4】前記LDD長が略1.5μm、前記リソグ
ラフィーの精度誤差が略0.5μmに設定されることを
特徴とする請求項3記載の液晶表示用基板の製造方法。 - 【請求項5】前記犠牲層が略10nmの膜厚で形成さ
れ、前記高濃度イオンが、略10keV〜30keVの
加速電圧で前記半導体層表面から略30nmの深さまで
注入されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
一に記載の液晶表示用基板の製造方法。 - 【請求項6】前記半導体層が略60nmの膜厚で形成さ
れ、前記低濃度イオンが、略80keV〜90keVの
加速電圧で前記半導体層の底面まで注入されることを特
徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の液晶表示
用基板の製造方法。 - 【請求項7】前記高濃度注入領域が、前記半導体層表面
で略1021/cm2の最大不純物濃度となり、前記半導
体層表面から略30nmの深さで略1016/cm2の不
純物濃度を有し、前記低濃度注入領域は、前記半導体層
の表面と底面とにおける不純物濃度の差が、略4.0×
1017/cm2以下となる条件でイオンが注入されるこ
とを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一に記載の液
晶表示用基板の製造方法。 - 【請求項8】前記ゲート電極が、微結晶シリコンとタン
グステンシリサイドとの積層膜により形成されることを
特徴とする請求項1乃至7のいずれか一に記載の液晶表
示用基板の製造方法。 - 【請求項9】絶縁基板上に半導体層を備え、前記半導体
層には低濃度注入領域と高濃度注入領域とが形成されて
LDD構造が形成されてなる薄膜トランジスタにおい
て、 前記半導体層には、ゲート電極からソース/ドレイン両
電極方向に所定の距離だけ離間して浅く前記高濃度注入
領域が形成され、前記高濃度注入領域を覆うように前記
低濃度注入領域が深く、かつ、前記ゲート電極と相重な
らないように形成されていることを特徴とする薄膜トラ
ンジスタ。 - 【請求項10】絶縁基板上に設けられた薄膜トランジス
タ領域及び蓄積容量領域に半導体層を備え、前記薄膜ト
ランジスタ領域の前記半導体層には低濃度注入領域と高
濃度注入領域とが形成されてLDD構造をなし、前記蓄
積容量領域の前記半導体層には高濃度注入領域が形成さ
れてなる液晶表示用基板において、 前記薄膜トランジスタ領域の前記半導体層には、ゲート
電極からソース/ドレイン両電極方向に所定の距離だけ
離間して浅く前記高濃度注入領域が形成され、前記高濃
度注入領域を覆うように前記低濃度注入領域が深く形成
され、 前記蓄積容量領域には、前記薄膜トランジスタの前記高
濃度注入領域とイオン注入濃度及び注入深さが略等しい
高濃度注入領域が形成されていることを特徴とする液晶
表示用基板。 - 【請求項11】絶縁基板上に設けられた薄膜トランジス
タ領域及び蓄積容量領域に、低温ポリシリコンからなる
半導体層を有し、前記薄膜トランジスタ領域及び前記蓄
積容量領域の前記半導体層には、犠牲層を介してゲート
電極形成領域のソース/ドレイン両電極方向に所定のマ
ージンを見込んで形成されたレジストパターンをマスク
として、イオン注入濃度及び注入深さが略等しい条件で
イオン注入された高濃度注入領域が各々浅く形成され、
更に、前記薄膜トランジスタ領域の前記半導体層には、
ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極をマスクと
して、前記高濃度のイオン注入よりも高いエネルギーで
自己整合的にイオン注入された低濃度注入領域が深く形
成されていることを特徴とする液晶表示用基板。 - 【請求項12】前記絶縁基板の法線方向から見て、前記
高濃度注入領域が、ドレイン側ではLDD長±リソグラ
フィーの精度誤差だけ前記ゲート電極から離間して形成
され、ソース側では前記ゲート電極と相重ならず、か
つ、前記ゲート電極との距離がリソグラフィーの精度誤
差の2倍以下であることを特徴とする請求項10又は1
10に記載の液晶表示用基板。 - 【請求項13】前記ドレイン側の前記高濃度注入領域と
前記ゲート電極との離間距離が略1.0μm〜2.0μ
m、前記ソース側の前記高濃度注入領域と前記ゲート電
極との離間距離が略1.0μm以下であることを特徴と
する請求項12記載の液晶表示用基板。 - 【請求項14】前記高濃度注入領域が、前記半導体層表
面から略30nmの深さまで形成され、前記低濃度注入
領域が、前記高濃度注入領域を覆い、前記半導体層底面
まで到達していることを特徴とする請求項10乃至13
のいずれか一に記載の液晶表示用基板。 - 【請求項15】前記高濃度不純物層が、前記半導体層表
面で略1021/cm2の最大不純物濃度となり、前記半
導体層表面から略30nmの深さで略1016/cm2の
不純物濃度を有し、前記低濃度注入領域は、前記半導体
層の表面と底面とにおける不純物濃度の差が略4.0×
1017/cm2以下であることを特徴とする請求項10
乃至14のいずれか一に記載の液晶表示用基板。 - 【請求項16】前記ゲート電極が微結晶シリコンとタン
グステンシリサイドとの積層膜を含むことを特徴とする
請求項10乃至15のいずれか一に記載の液晶表示用基
板。
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