JP2005101264A - Cmos transistor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CMOSトランジスタ及びCMOSトランジスタの製造方法に関する。 The present invention relates to a CMOS transistor and a method for manufacturing a CMOS transistor.
従来より、例えば図10に示すような、低温ポリシリコンTFT−LCDパネル100において、そのドライバ回路部分101には、図11に示すようなCチャンネル型MOSトランジスタ102(CMOS)が用いられている。
CMOSトランジスタ102は、Nチャンネル型MOSトランジスタ(NMOS)とPチャンネル型MOSトランジスタ(PMOS)とを同一基板上に配置して構成されるものであり、近年種々の技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。CMOSはインバータやシフトレジスタ等で多段に配置されて用いられることが多い。
Conventionally, for example, in a low-temperature polysilicon TFT-
The
図11(a)は一般的なコプラナ型のCMOSトランジスタ102の構造を示す平面図、図11(b)は図11のa−a´断面を示した断面図であり、ガラス基板103上の下層絶縁膜104、NMOS及びPMOSの半導体層105及び106、ゲート絶縁膜107、ゲート配線108、層間絶縁膜109、ソース、ドレイン配線110、保護絶縁膜111等から概略構成されている。
また、図12は一般的な逆スタガ型のCMOSトランジスタ102の構造を示す断面図であり、ガラス基板103上に、ゲート配線108、ゲート絶縁膜107、NMOS及びPMOSの半導体層105及び106、層間絶縁膜109、ソース、ドレイン配線110、保護絶縁膜111等から概略構成されている。
そして、コプラナ型と逆スタガ型のいずれのCMOSトランジスタも、NMOSのソース、ドレインの一方とPMOSのソース、ドレインの一方とが配線114に接続された構成となっている(図11に点線で囲む範囲)。ここでNMOSのソース、ドレインの一方はNMOSの半導体層105上に形成され、PMOSのソース、ドレインの一方はNMOSの半導体層105とは平面的に異なった位置に配置されたPMOSの半導体層106に形成され、これらが、それぞれの半導体層105、106とは平面的に異なる位置に配置された配線114で互いに接続されていた。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of a general inverted staggered
Each of the coplanar and inverted staggered CMOS transistors has a configuration in which one of the NMOS source and drain and one of the PMOS source and drain are connected to the wiring 114 (enclosed by a dotted line in FIG. 11). range). Here, one of the source and drain of the NMOS is formed on the
ところが、特許文献1や図示したCMOSトランジスタを、例えば上述した低温ポリシリコンTFT−LCDパネル100に用いた場合、画面に対する額縁部(画面周辺のドライバ回路を配置する部分)の面積が増大し、パネルモジュールとしての商品価値の低下を招く等の問題があるため、近年、CMOSトランジスタの小型化に対する要求が強くなっている。
However, when the
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、小型化が可能なCMOSトランジスタ及びCMOSトランジスタの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a CMOS transistor that can be reduced in size and a method for manufacturing the CMOS transistor in consideration of the above-described problems.
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、n型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方の側面と、p型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方の側面と、にそれぞれ接するように設けられたコンタクトホール内に導電層が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、n型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、p型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、が側面で互いに導電層を介して接続することができる。このため、従って、従来のCMOSトランジスタのように、n型薄膜トランジスタのn+層とp型薄膜トランジスタのp+層とを引き回して他の配線と接続するために3つのコンタクトホールをそれぞれ離間するように形成しなくてよいので、CMOSトランジスタの小型化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor are connected to each other via the conductive layer. Can be connected. Accordingly, therefore, as in the conventional CMOS transistors, the three contact holes to be routed and the p + layer of n + layer and the p-type thin film transistor of n-type thin film transistor connected to the other wiring so as to separate each Since it does not need to be formed, the CMOS transistor can be miniaturized.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のCMOSトランジスタにおいて、
前記n型薄膜トランジスタの半導体層と前記p型薄膜トランジスタの半導体層とが同一平面内に形成され、
前記導電層は、前記n型薄膜トランジスタ及び前記p型薄膜トランジスタのゲート配線と同一材料膜で形成された配線層に接続されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the CMOS transistor according to
A semiconductor layer of the n-type thin film transistor and a semiconductor layer of the p-type thin film transistor are formed in the same plane;
The conductive layer is connected to a wiring layer formed of the same material film as a gate wiring of the n-type thin film transistor and the p-type thin film transistor.
請求項2に記載の発明によれば、例えばCMOSトランジスタを多段に接続されるためには、各CMOSトランジスタを互いに接続する引き回し配線が、各トランジスタのソース、ドレイン電極の少なくとも他方と接続しないようにしなくてはならないが、ゲート配線を引き回し配線として用いることでゲート絶縁膜が各トランジスタのソース、ドレイン電極の少なくとも他方との間で接触を避けることができるので、容易に接続設計をすることができる。 According to the second aspect of the present invention, for example, in order to connect the CMOS transistors in multiple stages, it is necessary that the routing wiring for connecting the CMOS transistors to each other is not connected to at least the other of the source and drain electrodes of the transistors. Although it is necessary, the gate insulating film can be prevented from contacting at least the other of the source and drain electrodes of each transistor by using the gate wiring as the routing wiring, so that the connection design can be easily performed. .
請求項3に記載の発明は、n型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方の側面と、p型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方の側面と、が互いに接している接面上に導電層が形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a contact surface in which one side surface of the source and drain regions of the semiconductor layer of the n-type thin film transistor and one side surface of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor are in contact with each other A conductive layer is formed thereon.
請求項3に記載の発明によれば、n型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、p型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、を導通する導電層のためのコンタクトホールを形成することによってn型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方及びp型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方がエッチングされることがないので、小型ながら十分な面積のn型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方及びp型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方を確保することができ、さらには、導電層がこれら一方の上面で接触しているのでこれら一方の側面で接触しているのに比して接触抵抗を低くできるといった効果を奏する。 According to the third aspect of the present invention, the contact for the conductive layer that conducts one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor. By forming the holes, one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor are not etched. One of the source and drain regions of the semiconductor layer of the thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor can be secured, and moreover, since the conductive layer is in contact with one of these upper surfaces, There is an effect that the contact resistance can be lowered compared to the case where the contact is made on the side surface of
請求項4に記載の発明は、CMOSトランジスタの製造方法であって、
n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方とp型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方とが同一面内に配置されるようにn型薄膜トランジスタの一部となる半導体層とp型薄膜トランジスタの一部となる半導体層とを形成する工程と、
前記n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層の側面と前記p型薄膜トランジスタの一部となる半導体層の側面が開口するようなコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内に導電層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is a method of manufacturing a CMOS transistor,
The n-type thin film transistor is arranged so that one of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes a part of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes a part of the p-type thin film transistor are arranged in the same plane. Forming a semiconductor layer to be a part and a semiconductor layer to be a part of a p-type thin film transistor;
Forming a contact hole in which a side surface of the semiconductor layer that becomes a part of the n-type thin film transistor and a side surface of the semiconductor layer that becomes a part of the p-type thin film transistor are opened;
Forming a conductive layer in the contact hole;
It is characterized by providing.
請求項4に記載の発明によれば、n型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、p型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、が側面で互いに導電層を介して接続することができる。このため、従って、従来のCMOSトランジスタのように、n型薄膜トランジスタのn+層とp型薄膜トランジスタのp+層とを引き回して他の配線と接続するために3つのコンタクトホールをそれぞれ離間するように形成しなくてよいので、CMOSトランジスタの小型化を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor are mutually connected via the conductive layer. Can be connected. Accordingly, therefore, as in the conventional CMOS transistors, the three contact holes to be routed and the p + layer of n + layer and the p-type thin film transistor of n-type thin film transistor connected to the other wiring so as to separate each Since it does not need to be formed, the CMOS transistor can be miniaturized.
請求項5に記載の発明は、請求項4記載のCMOSトランジスタの製造方法において、
前記導電層を形成する工程は、前記導電層と同一材料膜をパターニングして前記n型薄膜トランジスタの一部となるソース、ドレイン電極及び前記p型薄膜トランジスタの一部となるソース、ドレイン電極を形成する工程を含むことを特徴とする。
The invention according to
In the step of forming the conductive layer, the same material film as the conductive layer is patterned to form a source / drain electrode that becomes a part of the n-type thin film transistor and a source / drain electrode that becomes a part of the p-type thin film transistor. Including a process.
請求項5に記載の発明によれば、同一工程で導電層及び各トランジスタのソース、ドレイン電極を形成することができ高い生産性を得ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the conductive layer and the source and drain electrodes of each transistor can be formed in the same step, and high productivity can be obtained.
請求項6に記載の発明は、CMOSトランジスタの製造方法であって、
n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、p型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、が同一面内に配置されるようにn型薄膜トランジスタの一部となる半導体層とp型薄膜トランジスタの一部となる半導体層とを形成する工程と、
前記n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層及び前記p型薄膜トランジスタの一部となる半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方の上面及び前記p型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方の上面に位置する前記絶縁膜に一つの連続したコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内に導電層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is a method of manufacturing a CMOS transistor,
One of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes part of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes part of the p-type thin film transistor are arranged in the same plane. Forming a semiconductor layer to be a part of the thin film transistor and a semiconductor layer to be a part of the p-type thin film transistor;
Forming an insulating film on a semiconductor layer that becomes a part of the n-type thin film transistor and a semiconductor layer that becomes a part of the p-type thin film transistor;
One continuous layer of the insulating film located on one upper surface of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes part of the n-type thin film transistor and one upper surface of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes part of the p-type thin film transistor. Forming a contact hole,
Forming a conductive layer in the contact hole;
It is characterized by providing.
請求項6に記載の発明によれば、n型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、p型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方と、を導通する導電層のためのコンタクトホールを形成することによってn型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方及びp型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方がエッチングされることがないので、小型ながら十分な面積のn型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方及びp型薄膜トランジスタの半導体層のソース、ドレイン領域の一方を確保することができ、さらには、導電層がこれら一方の上面で接触しているのでこれら一方の側面で接触しているのに比して接触抵抗を低くできるといった効果を奏する。 According to the sixth aspect of the present invention, the contact for the conductive layer that conducts one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor. By forming the holes, one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor are not etched. One of the source and drain regions of the semiconductor layer of the thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer of the p-type thin film transistor can be secured, and moreover, since the conductive layer is in contact with one of these upper surfaces, There is an effect that the contact resistance can be lowered compared to the case where the contact is made on the side surface of
本発明によれば、CMOSトランジスタの小型化が可能となり、また、小型化が可能なCMOSトランジスタの製造方法を得られる。 According to the present invention, a CMOS transistor can be miniaturized and a CMOS transistor manufacturing method capable of miniaturization can be obtained.
「第1の実施の形態」
本発明のCMOSトランジスタ及びその製造方法の第1の実施形態について図に基づいて説明する。
図1は本実施の形態のCMOSトランジスタ10の平面図であり、図2は、図1のb−b´断面を示した断面図である。
CMOSトランジスタ10は、ガラス等の透明基板1上のゲート配線11(ゲート電極)、ゲート絶縁膜12、n型薄膜トランジスタ及びp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14、層間絶縁膜15、コンタクトホール(第1コンタクトホール16及び第2コンタクトホール17)、ソース、ドレイン配線18、保護絶縁膜19と、引き回し配線として機能する配線24と、配線24の上方で且つn型薄膜トランジスタ及びp型薄膜トランジスタのそれぞれのソース、ドレインの一方の側面を露出するように設けられた第1コンタクトホール16内に形成された導電層25等から概略構成されるボトムゲート構造を備えている。
“First Embodiment”
A CMOS transistor according to a first embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a
The
透明基板1は光に対して透過性(以下、単に透光性という。)を有するとともに絶縁性を有し、石英ガラス等のガラス基板又はポリカーボネート等のプラスチック基板からなる。
ゲート配線11及び配線24は同一材料膜を同一工程でパターニングしてなり、導電性及び遮光性を有し、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの合金からなる。
ゲート絶縁膜12は絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
The
The
The
半導体層13及び14はアモルファスシリコン又はポリシリコンで形成される平面視略矩形状の層である。半導体層13及び14の一部には、n型及びp型の不純物イオンを含む不純物半導体としてのアモルファスシリコン又はポリシリコン(n+シリコン、p+シリコン)が形成されており、これら不純物半導体にドレイン配線18が接続している。
ドレイン配線18は導電性及び遮光性を有し、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの合金からなる。
層間絶縁膜15及び保護絶縁膜19は絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
The
The
The
次に、CMOSトランジスタ10の製造方法について説明する。
図3(a)では、スパッタや蒸着等のPVD法又はCVD法により導電体層を透明基板1上に成膜する成膜工程の後、フォトリソグラフィー法等によりマスク工程を行い、エッチング法等により導電体層を形状加工する形状加工工程を行うことによって、透明基板1上にゲート配線11及びp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方と、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方を接続するためにゲート配線11と同一材料膜をパターニングすることによってなる配線24を形成し、次いで、透明基板1のほぼ全面にわたって窒化シリコン又は酸化シリコンからなるゲート絶縁膜12を成膜し、更にゲート絶縁膜12上の全面にわたってn型薄膜トランジスタの半導体層13及びp型薄膜トランジスタの半導体層14となる半導体層を成膜する。ここでn型薄膜トランジスタの半導体層13及びp型薄膜トランジスタの半導体層14が連続した島状となるようにパターニング後、半導体層14のチャネル領域14aの両端に位置する領域14b、14b上が開口されたフォトレジストマスクを覆ってからp+型不純物イオンをドープして高濃度不純物領域14b、14bを形成する。引き続き、半導体層14と半導体層13のチャネル領域13をマスクしてチャネル領域13の両端に位置する領域13b、13b及びその外側に位置する領域13c、13cに低濃度のn-型不純物イオンを注入して、まず領域13b、13b及び領域13c、13cをn-型不純物領域とする。この後、領域13c、13c上が開口するようなフォトレジストマスクを用いて高濃度n+型不純物イオンを注入して、n+型不純物領域13c、13cを形成する。そして、これら半導体層13及び14上の全面にわたって層間絶縁膜15を成膜している。
n型薄膜トランジスタの半導体層13とp型薄膜トランジスタの半導体層14はゲート絶縁膜12上の同一平面内に連続的に形成されている。具体的には、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とをゲート絶縁膜12上で当接させた状態となっている。そして、両半導体層13及び14の連続部分20の下方にはゲート配線11が形成されている。
Next, a method for manufacturing the
In FIG. 3A, after a film forming process for forming a conductor layer on the
The
そして、図3(b)に示すように、層間絶縁膜15上にフォトレジスト膜を塗布し、パターニングにより上記連続部分20の上方にコンタクトホール16用の第1開口部21)を有する第1レジストR1を形成する。
次に、図3(c)に示すように、第1開口部21を介したエッチング処理により層間絶縁膜15、半導体層13及び14、ゲート絶縁膜12を除去する。
次に、第1レジストR1を除去し、図3(d)に示すように、層間絶縁膜15上に再びフォトレジスト膜を塗布し、パターニングによりゲート配線11の上方に上記開口部21よりも大径の開口(第2開口部22)を有する第2レジストR2を形成する。また、この際に、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方及びp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方の上方にもコンタクトホール用の第3開口部23を形成する。
Then, as shown in FIG. 3B, a photoresist film is applied on the
Next, as illustrated in FIG. 3C, the
Next, the first resist R1 is removed, and as shown in FIG. 3D, a photoresist film is applied again on the
そして、図3(e)に示すように、エッチング処理により第2開口部22及び第3開口部23を介して層間絶縁膜15を除去することにより第1コンタクトホール16及び第2コンタクトホール17を形成する。
この状態では、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方の上面の一部とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方の上面の一部が露出している。
そして、第2レジストR2を除去した後、図2に示すように、第1コンタクトホール16及び第2コンタクトホール17内にソース、ドレイン配線18を形成するとともにソース、ドレイン配線18と同一材料膜を同一工程でパターニングしてなる導電層25を形成し、その上に保護絶縁膜19を形成することで、n型薄膜トランジスタとp型薄膜トランジスタを備えるCMOSトランジスタ10が得られる。
Then, as shown in FIG. 3E, the
In this state, a part of the upper surface of the other source and drain of the n-type thin film transistor and a part of the upper surface of the other source and drain of the p-type thin film transistor are exposed.
Then, after removing the second resist R2, as shown in FIG. 2, the source and drain wirings 18 are formed in the
本実施の形態に示したCMOSトランジスタ10及びその製造方法によれば、第1コンタクトホール16を、ゲート配線11の上面からn型薄膜トランジスタの半導体層13及び14とp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14の連続部分20を貫通して形成することにより、配線24とn型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とが一つのコンタクトホール(第1コンタクトホール16)を介して連結されることになる。従って、従来のCMOSトランジスタのように、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とゲート配線の3点が直線状に配置され、これら各点を直線状のドレイン配線で連結する場合と比較して、CMOSトランジスタの小型化を図ることができる。
また、上述のように、第2開口部22を第1開口部21よりも大径とすることで、ソース、ドレインの一方の上面の一部とソース、ドレインの一方の上面の一部が露出することになる。従って、ドレイン配線18とソース、ドレインの一方及びソース、ドレインの一方との接触面積を大きくすることができる。
According to the
Further, as described above, by making the
なお、本実施の形態においては、第3開口部23を第2開口部22と同時に形成するものとしたが、これに限らず、第3開口部23を第1開口部21と同時に形成するものとしてもよい。
また、第1開口部21よりも大径の第2開口部22を形成するものとしたが、第2開口部22を設けない構成であってもよい。この場合、第2開口部22を形成するための第2レジストR2塗布及び図3(e)に示したエッチング処理が不要となるので、CMOSトランジスタ10の製造工程を簡略化できる。
In the present embodiment, the
Moreover, although the
また、本実施の形態においては、配線24とn型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とを一つのコンタクトホールを介して連結するものとしたが、これに限らず、配線24と、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方のうちのいずれか一方のみを一つのコンタクトホールを介して連結する構成であってもよい。
In the present embodiment, the
「第2の実施の形態」
本発明のCMOSトランジスタ30及びその製造方法の第2の実施形態について図に基づいて説明する。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図4は本実施の形態のCMOSトランジスタ30の平面図であり、図5は、図4のc−c´断面を示した断面図である。
CMOSトランジスタ30はトップゲート構造を備えている。
まず、図6(a)に示すように、透明基板1上に下層絶縁膜31を形成し、その上にn型薄膜トランジスタとp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14を第1の実施の形態同様に形成してから、ゲート絶縁膜12、ゲート配線11、配線24、層間絶縁膜15を形成する。
n型薄膜トランジスタの半導体層13及び14とp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14は下層絶縁膜31上の同一平面内に連続的に形成されている。具体的には、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方の側面とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方の側面とをゲート絶縁膜12上で当接した状態とし、両半導体層13及び14の連続部分20の上方にゲート配線11を形成している。
“Second Embodiment”
A second embodiment of the
FIG. 4 is a plan view of the
The
First, as shown in FIG. 6A, a lower insulating
The semiconductor layers 13 and 14 of the n-type thin film transistor and the semiconductor layers 13 and 14 of the p-type thin film transistor are continuously formed on the same plane on the lower insulating
次に、図6(b)に示すように、層間絶縁膜15上にフォトレジスト膜を塗布し、パターニングにより上記連続部分20の上方にコンタクトホール(第1コンタクトホール16)用の第1開口部21を有する第1レジストR1を形成する。
次に、図6(c)に示すように、エッチング処理により第1開口部21を介して層間絶縁膜15及び配線24の周辺部を残して中央部のみを除去する。
次に、第1レジストR1を除去し、図6(d)に示すように、層間絶縁膜15上に再びフォトレジスト膜を塗布し、パターニングによりゲート配線11の上方に上記開口1よりも大径の第2開口部22を有する第2レジストR2を形成する。また、この際にn型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方及びp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方の上方にもコンタクトホール用の第3開口部23を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, a photoresist film is applied on the
Next, as shown in FIG. 6C, only the central portion is removed by the etching process, leaving the peripheral portion of the
Next, the first resist R1 is removed, and as shown in FIG. 6D, a photoresist film is applied again on the
そして、図6(e)に示すように、エッチング処理により第2開口部22を介して層間絶縁膜15を除去し、第3開口部23を介して層間絶縁膜15及びゲート絶縁膜12を除去することにより第1コンタクトホール16及び第2コンタクトホール17を形成する。
この状態では、ゲート配線11の上面の一部が露出している。
そして、第2レジストR2を除去した後、図5に示すように、第1コンタクトホール16内に配線24と接続されるように導電層25及び第2コンタクトホール17内にソース、ドレイン配線18を同一材料膜を同一工程でパターニングすることによって形成し、この上に保護絶縁膜19を形成することで、n型薄膜トランジスタとp型薄膜トランジスタを備えるCMOSトランジスタ30が得られる。
Then, as shown in FIG. 6E, the
In this state, a part of the upper surface of the
Then, after removing the second resist R2, as shown in FIG. 5, source and drain wirings 18 are formed in the
本実施の形態に示したCMOSトランジスタ30及びその製造方法によれば、第1コンタクトホール16を、n型薄膜トランジスタの半導体層13及び14とp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14の連続部分20の上面から配線24を貫通して形成することにより、配線24とn型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とが一つのコンタクトホール(第1コンタクトホール16)を介して連結されることになる。従って、従来のCMOSトランジスタのように、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方と配線の3点が直線状に配置され、これら各点を直線状のドレイン配線18で連結する場合と比較して、CMOSトランジスタの小型化を図ることができる。
また、上述のように、第2開口部22を第1開口部21よりも大径とすることで、配線24の上面の一部が露出することになる。従って、ソース、ドレイン配線18と配線24との接触面積を大きくすることができる。
According to the
Further, as described above, by making the
なお、本実施の形態においては、第3開口部23を第2開口部22と同時に形成するものとしたが、これに限らず、第3開口部23を第1開口部21と同時に形成するものとしてもよい。
また、第1開口部21よりも大径の第2開口部22を形成するものとしたが、第2開口部22を設けない構成であってもよい。この場合、第2開口部22を形成するための第2レジストR2塗布及び図6(e)に示したエッチング処理が不要となるので、CMOSトランジスタ30の製造工程を簡略化できる。
In the present embodiment, the
Moreover, although the
また、本実施の形態においては、ゲート配線11とn型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とを一つのコンタクトホールを介して連結するものとしたが、これに限らず、ゲート配線11と、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方のうちのいずれか一方のみを一つのコンタクトホールを介して連結する構成であってもよい。
In this embodiment, the
「第3の実施の形態」
本発明のCMOSトランジスタ40及びその製造方法の第3の実施形態について図に基づいて説明する。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図7は本実施の形態のCMOSトランジスタ40の平面図であり、図8は、図7のd−d´断面を示した断面図である。
CMOSトランジスタ40はトップゲート構造を備えている。
まず、図9(a)に示すように、第2の実施の形態と同様に、透明基板1上に下層絶縁膜31を形成し、その上にn型薄膜トランジスタとp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14、ゲート絶縁膜12、ゲート配線11、層間絶縁膜15、配線24、導電層25を形成する。
n型薄膜トランジスタの半導体層13及び14とp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14は下層絶縁膜31上の同一平面内に連続的に形成されている。具体的には、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とをゲート絶縁膜12上で当接した状態とし、両半導体層13及び14の連続部分20の上方に配線24を形成している。
“Third Embodiment”
A third embodiment of the
FIG. 7 is a plan view of the
The
First, as shown in FIG. 9A, as in the second embodiment, a lower insulating
The semiconductor layers 13 and 14 of the n-type thin film transistor and the semiconductor layers 13 and 14 of the p-type thin film transistor are continuously formed on the same plane on the lower insulating
次に、図9(b)に示すように、層間絶縁膜15上にレジストRをパターニング形成して上記連続部分20の上方にコンタクトホール(第1コンタクトホール16)用の第1開口部21を形成する。第1開口部21は平面視した場合に左右方向が長径となる楕円形状であり、長径の長さは配線24の左右方向の長さ(幅)よりも長くなっている。
また、この際に、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方及びp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの他方の上方にもコンタクトホール(第2コンタクトホール17)用の第2開口部22を形成する。
Next, as shown in FIG. 9B, a resist R is formed by patterning on the
At this time, the
次に、図9(c)に示すように、第1開口部21及び第2開口部22を介したエッチング処理により層間絶縁膜15及びゲート絶縁膜12を除去し、第1コンタクトホール16及び第2コンタクトホール17を形成する。
そして、レジストRを除去した後、図8に示すように、第1コンタクトホール16内に導電層25及び第2コンタクトホール17内にソース、ドレイン配線18を形成し、保護絶縁膜19を形成することで、n型薄膜トランジスタとp型薄膜トランジスタを備えるCMOSトランジスタ40が得られる。
Next, as shown in FIG. 9C, the
Then, after removing the resist R, as shown in FIG. 8, the source and drain wirings 18 are formed in the
本実施の形態に示したCMOSトランジスタ40及びその製造方法によれば、第1コンタクトホール16を、n型薄膜トランジスタの半導体層13及び14とp型薄膜トランジスタの半導体層13及び14の連続部分20の上面から配線24の上面及び側面を覆うように形成することにより、配線24とn型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とが一つのコンタクトホール(第1コンタクトホール16)を介して連結されることになる。従って、従来のCMOSトランジスタのように、n型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とp型薄膜トランジスタのソース、ドレインの一方とゲート配線の3点が直線状に配置され、これら各点を直線状のドレイン配線で連結する場合と比較して、CMOSトランジスタの小型化を図ることができる。
また、レジスト塗布工程が1度のみなので、CMOSトランジスタ40の製造工程を簡略化できる。
According to the
Moreover, since the resist coating process is performed only once, the manufacturing process of the
1 基板
10 CMOSトランジスタ
11 ゲート配線
13 半導体層
14 半導体層
16 コンタクトホール
25 導電層
30 CMOSトランジスタ
40 CMOSトランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記n型薄膜トランジスタの半導体層と前記p型薄膜トランジスタの半導体層とが同一平面内に形成され、
前記導電層は、前記n型薄膜トランジスタ及び前記p型薄膜トランジスタのゲート配線と同一材料膜で形成された配線層に接続されていることを特徴とするCMOSトランジスタ。 The CMOS transistor of claim 1, wherein
A semiconductor layer of the n-type thin film transistor and a semiconductor layer of the p-type thin film transistor are formed in the same plane;
The CMOS transistor, wherein the conductive layer is connected to a wiring layer formed of the same material film as a gate wiring of the n-type thin film transistor and the p-type thin film transistor.
前記n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層の側面と前記p型薄膜トランジスタの一部となる半導体層の側面が開口するようなコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内に導電層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするCMOSトランジスタの製造方法。 The n-type thin film transistor is arranged so that one of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes a part of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes a part of the p-type thin film transistor are arranged in the same plane. Forming a semiconductor layer to be a part and a semiconductor layer to be a part of a p-type thin film transistor;
Forming a contact hole in which a side surface of the semiconductor layer that becomes a part of the n-type thin film transistor and a side surface of the semiconductor layer that becomes a part of the p-type thin film transistor are opened;
Forming a conductive layer in the contact hole;
A method for manufacturing a CMOS transistor, comprising:
前記導電層を形成する工程は、前記導電層と同一材料膜をパターニングして前記n型薄膜トランジスタの一部となるソース、ドレイン電極及び前記p型薄膜トランジスタの一部となるソース、ドレイン電極を形成する工程を含むことを特徴とするCMOSトランジスタの製造方法。 The method of manufacturing a CMOS transistor according to claim 4.
In the step of forming the conductive layer, the same material film as the conductive layer is patterned to form a source / drain electrode that becomes a part of the n-type thin film transistor and a source / drain electrode that becomes a part of the p-type thin film transistor. A method for manufacturing a CMOS transistor, comprising a step.
前記n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層及び前記p型薄膜トランジスタの一部となる半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
n型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方の上面及び前記p型薄膜トランジスタの一部となる半導体層のソース、ドレイン領域の一方の上面に位置する前記絶縁膜に一つの連続したコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内に導電層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするCMOSトランジスタの製造方法。 One of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes part of the n-type thin film transistor and one of the source and drain regions of the semiconductor layer that becomes part of the p-type thin film transistor are arranged in the same plane. Forming a semiconductor layer to be a part of the thin film transistor and a semiconductor layer to be a part of the p-type thin film transistor;
Forming an insulating film on a semiconductor layer that becomes a part of the n-type thin film transistor and a semiconductor layer that becomes a part of the p-type thin film transistor;
One continuous layer on the insulating film located on one upper surface of the source and drain regions of the semiconductor layer to be part of the n-type thin film transistor and one upper surface of the source and drain regions of the semiconductor layer to be part of the p-type thin film transistor. Forming a contact hole,
Forming a conductive layer in the contact hole;
A method for manufacturing a CMOS transistor, comprising:
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