JP2007142367A - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可撓性基板100と、可撓性基板100上に形成される拡散防止層110と、拡散防止層110上に少なくとも二個の絶縁物質が積層して形成されるバッファ層120と、バッファ層120の一の領域上にチャンネル層130aとソース/ドレイン領域130bを有して形成される半導体層130と、半導体層130を含むバッファ層120上に形成されるゲート絶縁層140と、ゲート絶縁層140上のチャンネル層130aと対応する領域に形成されるゲート電極150と、ゲート電極150を含むゲート絶縁層140上に形成される層間絶縁層160と、層間絶縁層160にソース/ドレイン領域130bの少なくとも一の領域を露出させる所定のコンタクトホール170有し、ソース/ドレイン領域130bに接続されるように形成されるソース/ドレイン電極180a、180bと、を備えている。
【選択図】図1f
Description
LDD領域420bを形成した後、感光剤(Photo Resist;PR)(図示せず)を塗布し、フォト工程(photolithography)によってコンタクトホールドーピング領域を定義する。その後、半導体層420の露出したソース/ドレイン領域420c上に、高濃度の不純物を単位面積当り略1020lons/cm2でドーピングした後、感光剤を除去する。これにより、半導体層420には、高濃度でドーピングされたソース/ドレイン領域420c及び低濃度でドーピングされたLDD領域420bが形成される。即ち、半導体層420は、不純物がドーピングされないチャンネル領域420a、低濃度でドーピングされたLDD領域420b、及び電気的信号の印加を受けるためのソース/ドレイン領域420cを有する。
ゲート電極440は、第1の絶縁層430上に形成される。ここで、ゲート電極440は、半導体層420のチャンネル領域420aの上部に所定のパターンに形成される。一方、ゲート電極440は、導電性金属、例えば、アルミニウム(Al)、MoW、モリブデン(Mo)、銅(Cu)、銀(Ag)、銀合金、アルミニウム合金、及びITOで構成された群から選択される一つの物質からなり、これらに限定されるものではない。
ソース/ドレイン電極460a、460bは、第2の絶縁層450上に形成され、第1の絶縁層430と第2の絶縁層450に形成されたコンタクトホール470を介して半導体層420のソース/ドレイン領域430cとそれぞれ電気的に接続されるようにする(図5a)。
130、230、330、420 半導体層、
120、220、320、410 バッファ層、
130a、230a、330a、420a チャンネル層、
130b、230b、330b、420c ソース/ドレイン領域、
420b 低濃度ドーピング領域。
Claims (49)
- 可撓性基板と、
前記可撓性基板上に形成される拡散防止層と、
前記拡散防止層上に少なくとも二重に形成されるバッファ層と、
前記バッファ層の一の領域上にチャンネル層とソース/ドレイン領域とを有して形成される半導体層と、
前記半導体層を含む前記バッファ層上に形成されるゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上の前記チャンネル層と対応する領域に形成されるゲート電極と、
前記ゲート電極を含む前記ゲート絶縁層上に形成される層間絶縁層と、
前記層間絶縁層に前記ソース/ドレイン領域の少なくとも一の領域を露出させる所定のコンタクトホールを有し、前記ソース/ドレイン領域に接続されるように形成されるソース/ドレイン電極と、
を備える薄膜トランジスタ。 - 前記可撓性基板は、金属基板である請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記金属基板は、ステンレススチールまたはチタニウムである請求項2に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記拡散防止層は、窒化チタニウムで構成される請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記窒化チタニウムは、100nm〜400nmの厚さに形成される請求項4に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、第1の酸化シリコン(SiO2)/第1の窒化シリコン(SiNx)が積層された構造である請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1の酸化シリコンは、30nm〜1μmの厚さに形成される請求項6に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1の窒化シリコンは、50nm〜30nmの厚さに形成される請求項6に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、前記第1の酸化シリコン/第1の窒化シリコン上に、第2の酸化シリコン/第2の窒化シリコンがさらに積層された構造である請求項6に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第2の酸化シリコンは、50nm〜1μmの厚さに形成される請求項9に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第2の窒化シリコンは、50nm〜30nmの厚さに形成される請求項9に記載の薄膜トランジスタ。
- 可撓性基板と、
前記基板上に形成される非金属からなる3相系非晶質拡散防止層と、
前記拡散防止層上に形成されるバッファ層と、
前記バッファ層の一の領域上にチャンネル層とソース/ドレイン領域とを有して形成される半導体層と、
前記半導体層を含めて前記バッファ層上に形成されるゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上の前記チャンネル層と対応する領域に形成されるゲート電極と、
前記ゲート電極を含む前記ゲート絶縁層上に形成される層間絶縁層と、
前記層間絶縁層に前記ソース/ドレイン領域の少なくとも一の領域を露出させる所定のコンタクトホールを有し、前記ソース/ドレイン領域に接続されるように形成されるソース/ドレイン電極と、
を備える薄膜トランジスタ。 - 前記拡散防止層は、TaSiN及びTiSiNのうちのいずれか一方で構成される請求項12に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記拡散防止層は、100nm〜500nmの厚さに形成される請求項13に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、SiO2、SiNx、及びSiO2/SiNxからなる群から選択されたいずれかの一つで構成される請求項12に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、50nm〜30nmの厚さに形成される請求項15に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記可撓性基板は、金属基板である請求項12に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記金属基板は、ステンレススチールまたはチタニウムである請求項17に記載の薄膜トランジスタ。
- 可撓性基板と、
前記可撓性基板上に形成される拡散防止層と、
前記拡散防止層上に少なくとも二重に形成されるバッファ層と、
前記バッファ層の一領域上にチャンネル層とソース/ドレイン領域を有し、前記ソース/ドレイン領域が急速熱処理法で活性化される半導体層と、
前記半導体層を含む前記バッファ層上に形成されるゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上の前記チャンネル層と対応する領域に形成されるゲート電極と、
前記ゲート電極を含む前記ゲート絶縁層上に形成される層間絶縁層と、
前記層間絶縁層に前記ソース/ドレイン領域の少なくとも一の領域を露出させる所定のコンタクトホールを有し、前記ソース/ドレイン領域に接続されるように形成されるソース/ドレイン電極と、
を備える薄膜トランジスタ。 - 前記可撓性基板は、金属基板である請求項19に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記金属基板は、ステンレススチールまたはチタニウムである請求項20に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記拡散防止層は、窒化チタニウムで構成される請求項19に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記窒化チタニウムは、100nm〜400nmの厚さに形成される請求項22に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、第1の酸化シリコン(SiO2)/第1の窒化シリコン(SiNx)が積層された構造である請求項19に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1の酸化シリコンは、30nm〜1μmの厚さに形成される請求項24に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1の窒化シリコンは、50nm〜30nmの厚さに形成される請求項24に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、前記第1の酸化シリコン/第1の窒化シリコン上に、第2の酸化シリコン/第2の窒化シリコンがさらに積層された構造である請求項24に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第2の酸化シリコンは、50nm〜1μmの厚さに形成される請求項27に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第2の窒化シリコンは、30nm〜50nmの厚さに形成される請求項27に記載の薄膜トランジスタ。
- 可撓性基板と、
前記基板上に少なくとも二重に形成されるバッファ層と、
前記バッファ層上に形成されパターニングされたソース/ドレイン領域、チャンネル領域及び低濃度ドーピング領域を有する半導体層と、
前記半導体層上に形成される第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上に形成され、前記半導体層と対応するように形成されるゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成される第2の絶縁層と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記半導体層と電気的に接続されるソース/ドレイン電極と、
を備える薄膜トランジスタ。 - 前記バッファ層は、SiO2/SiNxで形成される請求項30に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、SiO2/SiNx及びSiO2/SiNOで形成される請求項30に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記バッファ層は、2μm以下の厚さに形成される請求項30に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記可撓性基板と前記バッファ層との間に形成される拡散防止層をさらに備える請求項30に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記拡散防止層は、TiN、TiAIN、及びTaSiNからなる群から選択されたいずれか一つで形成される請求項34に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記可撓性基板は、金属基板である請求項30に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記金属基板は、ステンレススチールまたはチタニウムで形成される請求項36に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記可撓性基板下面に第3の絶縁層をさらに形成する請求項30に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第3の絶縁層は、SiO2およびSiNxのうちの少なくともいずれか一つで形成される請求項38に記載の薄膜トランジスタ。
- 可撓性基板上に拡散防止層を形成する段階と、
前記拡散防止層上に少なくとも二重にバッファ層を形成する段階と、
前記バッファ層上に非晶質シリコン層を形成した後、前記非晶質シリコン層をポリシリコンに結晶化し、所定の形状にパターニングして半導体層を形成する段階と、
前記バッファ層と前記半導体層上にゲート絶縁層を形成する段階と、
前記ゲート絶縁層の一の領域上にゲート電極を形成する段階と、
前記ゲート電極をマスクとして用いて前記半導体層の前記ゲート電極に対応する領域を除く他の領域をイオンドーピングして、前記半導体層がチャンネル層とソース/ドレイン領域に区分されるようにする段階と、
前記ゲート絶縁層上と前記ゲート電極上とに層間絶縁層を形成する段階と、
炉で350℃〜450℃の温度で、10分〜1時間熱処理して、前記半導体層を活性化する段階と、
前記ソース/ドレイン領域の少なくとも一の領域を露出させる所定のコンタクトホールを有し、前記コンタクトホールを介して前記ソース/ドレイン領域に接続されるようにソース/ドレイン電極を形成する段階と、
を含む薄膜トランジスタの製造方法。 - 可撓性基板を用意する段階と、
前記基板上に非金属からなる3相系非晶質拡散防止層を形成する段階と、
前記拡散防止層上にバッファ層を形成する段階と、
前記バッファ層上に非晶質シリコン層を形成する段階と、
前記非晶質シリコン層上にキャッピング層を形成する段階と、
前記キャッピング層上に金属触媒層を形成する段階と、
前記可撓性基板を熱処理して前記非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に結晶化する段階と、
前記金属触媒層及び前記キャッピング層を除去する段階と、
前記多結晶シリコン層をパターニングして半導体層を形成する段階と、
前記半導体層が形成された基板上にゲート絶縁層、ゲート電極、層間絶縁層、及びソース/ドレイン電極を形成する段階と、
を含む薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記金属触媒層は、ニッケルで構成される請求項41に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ニッケルは、1013〜1014atoms/cm2の密度で形成される請求項42に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記非晶質シリコン層を結晶化する段階は、前記金属混合層のニッケルが前記非晶質シリコン層の界面に移動して結晶化のシードを形成し、前記シードによって結晶化する請求項41に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記キャッピング層はSiNx、SiOx、及びSiO2からなる群から選択されたいずれか一つで形成される請求項41に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 可撓性基板上に拡散防止層を形成する段階と、
前記拡散防止層上に少なくとも二重にバッファ層を形成する段階と、
前記バッファ層上に非晶質シリコン層を形成した後、前記非晶質シリコン層をポリシリコンに結晶化し、所定の形状にパターニングして半導体層を形成する段階と、
前記バッファ層上と前記半導体層上とにゲート絶縁層を形成する段階と、
前記ゲート絶縁層の一の領域上にゲート電極を形成する段階と、
前記ゲート電極をマスクとして用いて前記半導体層の前記ゲート電極に対応する領域を除く他の領域をイオンドーピングし、前記半導体層がチャンネル層とオーミックコンタクト層とに区分されるようにする段階と、
前記ゲート絶縁層と前記ゲート電極上に層間絶縁層を形成する段階と、
急速熱処理法で前記半導体層を活性化する段階と、
前記オーミックコンタクト層の少なくとも一の領域を露出させる所定のコンタクトホールを有し、前記コンタクトホールを介して前記オーミックコンタクト層に接続されるようにソース/ドレイン電極を形成する段階と、
を含む薄膜トランジスタ製造方法。 - 前記急速熱処理法は、500℃〜650℃の温度で、少なくとも30秒〜2分間行なう請求項46に記載の薄膜トランジスタ製造方法。
- 可撓性基板上に少なくとも2層の絶縁層が積層されたバッファ層を形成する段階と、
前記バッファ層上にパターニングされた半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上に第1の絶縁層を形成する段階と、
前記第1の絶縁層上にゲート電極を形成した後、前記半導体層と対応するようにゲート電極をパターニングして形成する段階と、
前記ゲート電極をマスクとして用いて前記半導体層パターン上に低濃度不純物をイオン注入して低濃度ドーピング領域を形成する段階と、
前記半導体層上に感光剤を塗布して、フォト工程によってコンタクトホールドーピング領域を定義した後、前記定義されたドーピング領域に高濃度の不純物をイオン注入してオーミックコンタクト層を形成して、前記感光剤を除去する段階と、
前記ゲート電極上に第2の絶縁層を形成する段階と、
前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層を貫通するコンタクトホールを形成した後、電極を蒸着し、ソース電極及びドレイン電極をパターニングして形成する段階と、
を含む薄膜トランジスタ製造方法。 - 前記可撓性基板と前記半導体層との間に拡散防止層を形成する段階をさらに含む請求項48に記載の薄膜トランジスタ製造方法。
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