JP2009252887A - Thin-film transistor, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Nobuaki Kakinuma
伸明 柿沼
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily ensure conduction between a high-density area 21 and a source electrode 17 and a drain electrode 18 by eliminating a contact hole 23 requiring a large area in a transistor. <P>SOLUTION: The thin-film transistor includes a semiconductor layer 12, a gate electrode layer 13, an gate electrode 14, a source electrode 17, and a drain electrode 18 on a substrate 10. In this case, the gate electrode 14 is covered with an insulation layer, and the source electrode 17 and the drain electrode 18 are in contact with the semiconductor layer 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜トランジスタ及びその製造方法に関し、特に、ソース・ドレイン電極と半導体層とのコンタクトホールがなくなった薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a thin film transistor and a method for manufacturing the same, and more particularly to a thin film transistor having no contact hole between a source / drain electrode and a semiconductor layer and a method for manufacturing the same.

現在マルチメディア機器や携帯、通信機器には非常に多くのディスプレイが用いられている。また、これらの電子機器からディスプレイに対して求められている共通の要求は高性能化と高精細化である。   Currently, a very large number of displays are used in multimedia devices, mobile phones, and communication devices. Further, common demands for displays from these electronic devices are high performance and high definition.

このため薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)を用いたディスプレイでは画素部を構成するTFTの高性能化が求められてきている。   For this reason, in a display using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT), there has been a demand for higher performance of the TFT constituting the pixel portion.

また、最近では電子移動度が従来のアモルファスシリコンより約1〜2桁高いポリシリコンを半導体層に用い、画素部位外に外部の駆動回路部分まで内蔵されたディスプレイが開発されている。   Recently, a display has been developed in which polysilicon having an electron mobility of about 1 to 2 digits higher than that of conventional amorphous silicon is used for a semiconductor layer and an external drive circuit portion is built outside the pixel portion.

これらの要求を満たすためにTFTは微細化が進められ、移動度の向上と低電圧化が進められている。   In order to satisfy these requirements, TFTs have been miniaturized, and mobility and lower voltage have been promoted.

図10は、従来の薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional thin film transistor.

絶縁性基板10上にアンダーコート層11が形成され、その上に半導体層12が形成され、ゲート絶縁層13を介してゲート電極14が形成されている。   An undercoat layer 11 is formed on the insulating substrate 10, a semiconductor layer 12 is formed thereon, and a gate electrode 14 is formed via a gate insulating layer 13.

ソース電極17及びドレイン電極18は半導体層12にイオンドープを行い形成された高濃度領域21に接続している。   The source electrode 17 and the drain electrode 18 are connected to a high concentration region 21 formed by ion doping the semiconductor layer 12.

ゲート電極14とソース電極17及びドレイン電極18は第1の絶縁層15を介して多層配線構造となっている。   The gate electrode 14, the source electrode 17, and the drain electrode 18 have a multilayer wiring structure via the first insulating layer 15.

図11は、従来のLDD構造(Lightly Doped Drain構造)の薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional thin film transistor having an LDD structure (Lightly Doped Drain structure).

LDD構造の薄膜トランジスタはホットエレクトロンによるデバイス特性劣化に対する耐性の向上及びソース電極とドレイン電極間に流れるオフリーク電流の低減の点から用いられている構造である(特許文献1)。   An LDD-structured thin film transistor is a structure that is used from the viewpoint of improving the resistance to device characteristic deterioration caused by hot electrons and reducing the off-leakage current flowing between the source electrode and the drain electrode (Patent Document 1).

図11で示したLDD構造の製造方法は、特許文献2で開示されている。   The manufacturing method of the LDD structure shown in FIG. 11 is disclosed in Patent Document 2.

また、図12で示したLDD構造の薄膜トランジスタ作成技術が特許文献3に開示されている。
特開昭58−105574号公報 特開平05−275450号公報 特開2001−111058号公報
Further, Patent Document 3 discloses a technique for producing a thin film transistor having the LDD structure shown in FIG.
JP 58-105574 A JP 05-275450 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-111058

以上に示した薄膜トランジスタはいずれも下記のような製造工程をとる。   Each of the thin film transistors described above takes the following manufacturing process.

すなわち、半導体層12、ゲート絶縁層13及びゲート電極14形成後に層間絶縁膜となる第1の絶縁層15を形成する。その後、第1の絶縁層15にフォトリソ工程及びエッチング工程によりコンタクトホール23を形成する。   That is, after the semiconductor layer 12, the gate insulating layer 13, and the gate electrode 14 are formed, the first insulating layer 15 that becomes an interlayer insulating film is formed. Thereafter, contact holes 23 are formed in the first insulating layer 15 by a photolithography process and an etching process.

そして、コンタクトホール23を金属層で埋め込むことにより、半導体層12内の高濃度領域21と電気的に接続したソース電極17及びドレイン電極18を形成する。   Then, by burying the contact hole 23 with a metal layer, the source electrode 17 and the drain electrode 18 electrically connected to the high concentration region 21 in the semiconductor layer 12 are formed.

ここで、コンタクトホール23は高濃度領域21とソース電極17及びドレイン電極18との導通を確保するため、精度よくマスク合わせを行う必要がある。通常はマスク合わせ精度を考慮し、十分な余裕を確保し設計を行っている。   Here, in order to ensure electrical connection between the high-concentration region 21 and the source electrode 17 and the drain electrode 18, the contact hole 23 needs to perform mask alignment with high accuracy. Normally, the design is performed with a sufficient margin in consideration of the mask alignment accuracy.

図13は、従来技術の薄膜トランジスタを示す図である。   FIG. 13 shows a conventional thin film transistor.

マスク合わせの精度を考慮してソース電極17及びドレイン電極18と電気的な接続を行う半導体層12内の高濃度領域21は、コンタクトホール23より大きなサイズ24をもって設計される。   The high-concentration region 21 in the semiconductor layer 12 that is electrically connected to the source electrode 17 and the drain electrode 18 is designed with a size 24 larger than the contact hole 23 in consideration of mask alignment accuracy.

露光工程での作成可能な最小パターンのサイズはゲート電極14とコンタクトホール23を形成する工程では同一のため、マスク合わせの余裕を確保する必要がある高濃度領域21のトランジスタ内の占有面積はゲート電極14より大きくなっている。   Since the size of the minimum pattern that can be created in the exposure process is the same in the process of forming the gate electrode 14 and the contact hole 23, the occupied area in the transistor of the high-concentration region 21 that needs to secure a margin for mask alignment is the gate. It is larger than the electrode 14.

今後の薄膜トランジスタの微細化においては、ゲート電極14やソース電極17及びドレイン電極18の微細化とともに、マスク合わせの精度を向上し、薄膜トランジスタの全体サイズを小さくすることが重要となる。   In the future miniaturization of the thin film transistor, it is important to improve the mask alignment accuracy and reduce the overall size of the thin film transistor together with the miniaturization of the gate electrode 14, the source electrode 17 and the drain electrode 18.

しかし、薄膜トランジスタの応用分野であるディスプレイは大型基板への露光が必要であり、露光領域全体にわたって均一に合わせ精度を向上させることが難しい。また、精度が向上しても、マスク合わせの精度を得るため、露光工程の工程時間が増加し、全体のコストアップの要因となってしまう。   However, a display, which is an application field of thin film transistors, requires exposure to a large substrate, and it is difficult to improve alignment accuracy uniformly over the entire exposure region. Moreover, even if the accuracy is improved, the mask alignment accuracy is obtained, so that the process time of the exposure process is increased, resulting in an increase in the overall cost.

そこで、本発明は、トランジスタ内において大きな面積を必要とするコンタクトホール23をなくし、高濃度領域21とソース電極17及びドレイン電極18の導通確保を容易にすることを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to eliminate the contact hole 23 which requires a large area in the transistor, and to easily ensure the conduction between the high concentration region 21 and the source electrode 17 and the drain electrode 18.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、基板上に、半導体層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極とが形成される薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート電極は、絶縁層で覆われる構成になっていて、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記半導体層に接触していることを特徴とする。   As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a thin film transistor in which a semiconductor layer, a gate insulating layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode are formed over a substrate. The structure is covered with an insulating layer, and the source electrode and the drain electrode are in contact with the semiconductor layer.

また、本発明は、前記ゲート電極を覆う絶縁層は、前記ゲート絶縁層と、前記ゲート電極上に形成される第1の絶縁層と、前記ゲート電極と前記第1の絶縁層とに沿って形成される第2の絶縁層とで構成されることを特徴とする。   According to the present invention, the insulating layer covering the gate electrode is formed along the gate insulating layer, the first insulating layer formed on the gate electrode, and the gate electrode and the first insulating layer. And a second insulating layer to be formed.

また、本発明は、半導体層を形成する工程と、該半導体層上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、該ゲート絶縁層上に金属の層を成膜する工程と、該金属の層上に絶縁性の層を成膜する工程と、前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、別の金属の層を成膜する工程と、該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention also includes a step of forming a semiconductor layer, a step of forming a layer to be a gate insulating layer over the semiconductor layer, a step of forming a metal layer over the gate insulating layer, A step of forming an insulating layer on the layer; a step of patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer; Forming a layer over the entire surface, removing the other insulating layer anisotropically, and forming a second insulating layer along the first insulating layer and the gate electrode; Patterning the layer to be the gate insulating layer using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask to form a gate insulating layer, forming another metal layer, Forming a source electrode and a drain electrode by patterning another metal layer into a desired shape; Characterized in that it comprises a.

また、本発明は、半導体層を形成する工程と、該半導体層上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、該ゲート絶縁層上に金属の層を成膜する工程と、該金属の層上に絶縁性の層を成膜する工程と、前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、前記第1の絶縁層をマスクとして前記半導体層に高濃度にイオンをドーピングする工程と、別の金属の層を成膜する工程と、該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention also includes a step of forming a semiconductor layer, a step of forming a layer to be a gate insulating layer over the semiconductor layer, a step of forming a metal layer over the gate insulating layer, A step of forming an insulating layer on the layer; a step of patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer; Forming a layer over the entire surface, removing the other insulating layer anisotropically, and forming a second insulating layer along the first insulating layer and the gate electrode; Patterning a layer to be the gate insulating layer using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask to form a gate insulating layer; and forming the semiconductor layer using the first insulating layer as a mask. A step of doping ions at a high concentration, a step of forming another metal layer, A step of the source electrode and the drain electrode by patterning the layer of the genus into a desired shape, characterized in that it comprises a.

また、本発明は、半導体層を形成する工程と、該半導体層上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、該ゲート絶縁層上に金属の層を成膜する工程と、該金属の層上に絶縁性の層を成膜する工程と、前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして前記半導体層に高濃度にイオンをドーピングする工程と、別の金属の層を成膜する工程と、該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention also includes a step of forming a semiconductor layer, a step of forming a layer to be a gate insulating layer over the semiconductor layer, a step of forming a metal layer over the gate insulating layer, A step of forming an insulating layer on the layer; a step of patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer; Forming a layer over the entire surface, removing the other insulating layer anisotropically, and forming a second insulating layer along the first insulating layer and the gate electrode; Using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask, patterning the layer to be the gate insulating layer to form a gate insulating layer; and the first insulating layer and the second insulating layer And a step of doping ions into the semiconductor layer at a high concentration using the mask as a mask, and forming another metal layer. A step of, characterized by comprising the steps of: a source electrode and a drain electrode by patterning a layer of metal of said another into a desired shape, a.

また、本発明は、半導体層を形成する工程と、該半導体層上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、該ゲート絶縁層上に金属の層を成膜する工程と、該金属の層上に絶縁性の層を成膜する工程と、前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、前記第1の絶縁層をマスクとして前記半導体層に低濃度にイオンをドーピングする工程と、別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして前記半導体層に高濃度にイオンをドーピングする工程と、別の金属の層を成膜する工程と、該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention also includes a step of forming a semiconductor layer, a step of forming a layer to be a gate insulating layer over the semiconductor layer, a step of forming a metal layer over the gate insulating layer, Forming an insulating layer on the layer; patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer; and the first insulating layer. A step of doping ions into the semiconductor layer at a low concentration using the layer as a mask, a step of forming another insulating layer over the entire surface, and removing the other insulating layer anisotropically, Forming a second insulating layer along the insulating layer and the gate electrode, and patterning the layer to be the gate insulating layer using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask. And a step of forming a gate insulating layer, and the first insulating layer and the second insulating layer. A step of doping the semiconductor layer with a high concentration as a mask, a step of forming another metal layer, and patterning the other metal layer into a desired shape to form a source electrode and a drain electrode And a process.

また、本発明は、半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、前記ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、前記金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、前記金属の層と前記絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、前記金属の層の側面を酸化することにより、第2の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることでゲート絶縁層とする工程と、別の金属の層を成膜する工程と、前記別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention also includes a step of forming a semiconductor layer, a step of forming a layer to be a gate insulating layer on the semiconductor layer, a step of forming a metal layer on the gate insulating layer, Forming an insulating layer on the metal layer; patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer; and the metal A step of forming a second insulating layer by oxidizing the side surface of the layer; and a step of forming a gate insulating layer by patterning the layer to be the gate insulating layer using the first insulating layer as a mask; A step of forming another metal layer and a step of patterning the another metal layer into a desired shape to form a source electrode and a drain electrode.

また、本発明は、半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上にゲート絶縁層となる層を成膜する工程と、前記ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、前記金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、前記絶縁性の層をパターニングすることで、第1の絶縁層とする工程と、前記金属の層とソース電極又はドレイン電極を接続する領域をレジストで覆う工程と、前記第1の絶縁層と前記レジストをマスクとして、金属の層をパターニングすることでゲート電極とする工程と、第2の絶縁層を形成する工程と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention also includes a step of forming a semiconductor layer, a step of forming a layer to be a gate insulating layer on the semiconductor layer, a step of forming a metal layer on the gate insulating layer, A step of forming an insulating layer on the metal layer; a step of patterning the insulating layer to form a first insulating layer; and the metal layer and a source or drain electrode. A step of covering a region to be connected with a resist, a step of forming a gate electrode by patterning a metal layer using the first insulating layer and the resist as a mask, a step of forming a second insulating layer, Forming a source electrode and the drain electrode.

本発明によれば、ゲート電極は露光工程を経ることなく絶縁層に覆われるため、高精度なマスク合わせが必要なコンタクトホールの形成を行う必要がなくなる。   According to the present invention, since the gate electrode is covered with the insulating layer without undergoing an exposure process, it is not necessary to form a contact hole that requires highly accurate mask alignment.

また、ソース電極及びドレイン電極の形成時には、簡便なマスク合わせのみで、半導体層内の高濃度領域とソース電極及びドレイン電極の導通を確保することができる。   In addition, when the source electrode and the drain electrode are formed, conduction between the high concentration region in the semiconductor layer and the source electrode and the drain electrode can be ensured only by simple mask alignment.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図1(a)は、本発明の第1の実施形態としての薄膜トランジスタの構造を示す平面図、図1(b)はそのBB‘に沿った断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a plan view showing the structure of a thin film transistor as a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB ′.

絶縁性基板10上に、アンダーコート層11が形成され、その上に半導体層12が形成されている。そして、半導体層12上にゲート絶縁層13が形成され、ゲート絶縁層13を介してゲート電極14が形成されている。   An undercoat layer 11 is formed on the insulating substrate 10, and a semiconductor layer 12 is formed thereon. A gate insulating layer 13 is formed on the semiconductor layer 12, and a gate electrode 14 is formed through the gate insulating layer 13.

ゲート電極14上には第1の絶縁層15が形成されている。本実施の形態では、第1の絶縁層15は、ゲート電極14上のみ形成されている。   A first insulating layer 15 is formed on the gate electrode 14. In the present embodiment, the first insulating layer 15 is formed only on the gate electrode 14.

また、第2の絶縁層16は、ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面に接触して形成されている。   The second insulating layer 16 is formed in contact with the side surfaces of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15.

ソース電極17及びドレイン電極18は、アンダーコート層11、半導体層12、第2の絶縁層16及び第1の絶縁層15を覆うように形成されている。   The source electrode 17 and the drain electrode 18 are formed so as to cover the undercoat layer 11, the semiconductor layer 12, the second insulating layer 16, and the first insulating layer 15.

図1でも示されるように、ゲート電極14は絶縁層で覆われる構成となっている。   As shown in FIG. 1, the gate electrode 14 is covered with an insulating layer.

ゲート電極14が形成される領域と同じ領域の半導体層12は、チャネル領域19として機能するように、真性又はイオンドーピング法により非常に低濃度な不純物をドープされている。   The semiconductor layer 12 in the same region as the region where the gate electrode 14 is formed is doped with impurities at a very low concentration by intrinsic or ion doping so as to function as the channel region 19.

チャネル領域19の不純物の濃度により薄膜トランジスタの閾値電圧を制御することが可能であり、使用用途により不純物の濃度は異なる。   The threshold voltage of the thin film transistor can be controlled by the concentration of the impurity in the channel region 19, and the concentration of the impurity varies depending on the use application.

また、チャネル領域19以外の半導体層12は、高濃度領域21として、高濃度な不純物をイオンドーピング法によりドープされている。   Further, the semiconductor layer 12 other than the channel region 19 is doped as a high concentration region 21 with a high concentration impurity by an ion doping method.

図1の薄膜トランジスタは、ゲート電極14の下面がゲート絶縁膜13によって半導体層と絶縁されていると同時に、上面と側面がそれぞれ第1の絶縁膜15と第2の絶縁膜16によって覆われている。ゲート絶縁膜13は、ゲート電極14の下面と、第2絶縁膜16の下面とのみにある。第1と第2の絶縁膜とゲート絶縁膜はすべてゲート電極14に沿って設けられているので、それ以外の半導体層12の表面及びアンダーコート層11の表面は、どの絶縁膜でも覆われておらず、露出している。   In the thin film transistor of FIG. 1, the lower surface of the gate electrode 14 is insulated from the semiconductor layer by the gate insulating film 13, and at the same time, the upper surface and the side surface are covered by the first insulating film 15 and the second insulating film 16, respectively. . The gate insulating film 13 is only on the lower surface of the gate electrode 14 and the lower surface of the second insulating film 16. Since the first and second insulating films and the gate insulating film are all provided along the gate electrode 14, the surface of the other semiconductor layer 12 and the surface of the undercoat layer 11 are covered with any insulating film. It is not exposed.

その上にソース電極17とドレイン電極18が形成されるので、これらの電極はコンタクトホールを通さずに半導体層と接触することができる。   Since the source electrode 17 and the drain electrode 18 are formed thereon, these electrodes can contact the semiconductor layer without passing through the contact holes.

したがって、絶縁層にコンタクトホールを開けるためのフォトリソ工程が不要となるだけでなく、コンタクトホールの周りの半導体層のフォトリソマージンも不要となり、薄膜トランジスタのサイズを小さくすることができる。   Therefore, not only the photolithography process for opening the contact hole in the insulating layer is unnecessary, but also the photolithography margin of the semiconductor layer around the contact hole is not required, and the size of the thin film transistor can be reduced.

ソース電極17とドレイン電極18は、導電膜を形成してそれをフォトリソ工程によりパターニングして同時に形成される。それぞれ半導体層12に接するようにパターンが形成されるから、ソース電極17とドレイン電極18の一部は、図1に示すように半導体層12の露出面に近い第1絶縁層15や第2絶縁層16の上に形成される。しかし、第1絶縁膜15と第2絶縁膜16に覆われたゲート電極14と接触することはない。   The source electrode 17 and the drain electrode 18 are formed simultaneously by forming a conductive film and patterning it by a photolithography process. Since the patterns are formed so as to be in contact with the semiconductor layer 12 respectively, a part of the source electrode 17 and the drain electrode 18 is formed on the first insulating layer 15 and the second insulating layer near the exposed surface of the semiconductor layer 12 as shown in FIG. Formed on layer 16. However, there is no contact with the gate electrode 14 covered with the first insulating film 15 and the second insulating film 16.

図2は、本発明の第1の実施形態としての薄膜トランジスタの製造方法を示す模式断面図である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a thin film transistor as the first embodiment of the present invention.

図2(a)に示すように、絶縁性基板10上にアンダーコート層11として酸化シリコン、窒化シリコン若しくは酸窒化シリコン又はこれらの材料の多層膜を形成する。厚さは100〜10000Å程度である。   As shown in FIG. 2A, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a multilayer film of these materials is formed on the insulating substrate 10 as the undercoat layer 11. The thickness is about 100 to 10,000 mm.

次いで、図2(b)に示すように、全面にシリコンからなる半導体層12を形成し、トランジスタを形成する領域のみ半導体層12をパターニングする。   Next, as shown in FIG. 2B, a semiconductor layer 12 made of silicon is formed on the entire surface, and the semiconductor layer 12 is patterned only in a region where a transistor is to be formed.

シリコンからなる半導体層12はアモルファスシリコン、マイクロクリスタルシリコン又はポリシリコンのいずれかからなる。アモルファスシリコン及びマイクロクリスタルシリコンはプラズマCVD法により形成可能である。また、マイクロクリスタルシリコン及びポリシリコンはアモルファスシリコンにレーザーアニールや熱処理を施すことにより形成可能である。半導体層12の膜厚は300〜1000Åであり、パターニングはフォトレジストのパターン形成後、ドライエッチングにより行う。   The semiconductor layer 12 made of silicon is made of any of amorphous silicon, microcrystal silicon, or polysilicon. Amorphous silicon and microcrystal silicon can be formed by a plasma CVD method. Microcrystalline silicon and polysilicon can be formed by subjecting amorphous silicon to laser annealing or heat treatment. The thickness of the semiconductor layer 12 is 300 to 1000 mm, and the patterning is performed by dry etching after forming a photoresist pattern.

次に、図2(c)に示すように、全面にゲート絶縁層13を形成する。ゲート絶縁層13は酸化シリコン、窒化シリコン若しくは酸窒化シリコン又はこれらの材料の多層膜を用いる。これらのゲート絶縁層13はCVD法により形成可能であり、膜厚:aは600〜3000Å程度である。   Next, as shown in FIG. 2C, a gate insulating layer 13 is formed on the entire surface. As the gate insulating layer 13, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a multilayer film of these materials is used. These gate insulating layers 13 can be formed by a CVD method, and the film thickness: a is about 600 to 3000 mm.

次に、ゲート電極14として金属層を全面に形成し、続けて第1の絶縁層15となる絶縁層を全面に形成する。   Next, a metal layer is formed on the entire surface as the gate electrode 14, and then an insulating layer to be the first insulating layer 15 is formed on the entire surface.

ゲート電極14及び第1の絶縁層15はフォトレジストのパターンを形成後、連続にドライエッチングを行うことによって、同一の形状のパターンを形成する。   The gate electrode 14 and the first insulating layer 15 are formed in the same shape by continuously performing dry etching after forming a photoresist pattern.

この状態の断面図を図2(d)に示す。ゲート電極14となる金属層はAl系合金若しくは高融点金属又はこれらの材料の多層膜を用い、膜厚:bは500〜5000Åである。第1の絶縁層15は酸化シリコン、窒化シリコン若しくは酸窒化シリコン又はこれらの材料の多層膜を用い、膜厚:cは3000〜10000Åである。   A sectional view of this state is shown in FIG. The metal layer to be the gate electrode 14 is made of an Al-based alloy, a refractory metal, or a multilayer film of these materials, and the film thickness: b is 500 to 5000 mm. The first insulating layer 15 is made of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a multilayer film of these materials, and the film thickness: c is 3000 to 10,000 mm.

図2(e)に示すように、この状態でゲート電極14及び第1の絶縁層15をマスクとしてイオンドープを行い、半導体層12の一部の領域を高濃度領域21とする。   As shown in FIG. 2E, in this state, ion doping is performed using the gate electrode 14 and the first insulating layer 15 as a mask, and a partial region of the semiconductor layer 12 is set as a high concentration region 21.

次に、図2(f)に示すように、全面に第2の絶縁層16を形成する。成膜方法は段差被覆性の高い化学気相成長法(以下CVD:Chemical Vapor Depositionと略す)を用い、等方的に成膜を行う。第2の絶縁層16の膜厚:dは3000〜15000Åである。第2の絶縁層16は酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンからなる。   Next, as shown in FIG. 2F, the second insulating layer 16 is formed on the entire surface. As a film formation method, a chemical vapor deposition method with high step coverage (hereinafter abbreviated as CVD: Chemical Vapor Deposition) is used to form an isotropic film. The film thickness d of the second insulating layer 16 is 3000 to 15000 mm. The second insulating layer 16 is made of silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride.

次に、図2(g)に示すように、第2の絶縁層16をドライエッチング法により異方的エッチングを行い、第2の絶縁層16と、さらにその下のゲート絶縁層13を除去する。ここで異方的エッチングというのは、ウェットエッチングの場合の等方的エッチングに対する言葉で、特定の方向に大きなエッチング速度をもつエッチング方法を意味する。本実施形態のドライエッチングは、膜厚方向のエッチング速度が膜面方向のエッチング速度より大きい異方性エッチングである。   Next, as shown in FIG. 2G, the second insulating layer 16 is anisotropically etched by a dry etching method to remove the second insulating layer 16 and the gate insulating layer 13 therebelow. . Here, anisotropic etching is a term for isotropic etching in the case of wet etching, and means an etching method having a large etching rate in a specific direction. The dry etching of this embodiment is anisotropic etching in which the etching rate in the film thickness direction is higher than the etching rate in the film surface direction.

異方的エッチングにより、絶縁層16は膜面の凹凸によらず膜厚が均一に減少していく。第2の絶縁層16の膜厚分を除去すると、ゲート電極14のあるところでは第1の絶縁層15の上面が露出し、それ以外ではゲート絶縁膜13が露出する。このとき、下に図3を用いて説明するように、ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面の部分に第2の絶縁層16が残る。   By anisotropic etching, the thickness of the insulating layer 16 is reduced uniformly regardless of the unevenness of the film surface. When the thickness of the second insulating layer 16 is removed, the upper surface of the first insulating layer 15 is exposed where the gate electrode 14 is, and the gate insulating film 13 is exposed otherwise. At this time, as described below with reference to FIG. 3, the second insulating layer 16 remains on the side surfaces of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15.

異方性を持ったドライエッチング方法としては反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching:RIE)を用いる。   As an anisotropic dry etching method, reactive ion etching (RIE) is used.

さらに、ゲート絶縁層13を異方的にエッチングしていくと、同時に第1の絶縁層15の膜厚も減少する。そのため、ゲート絶縁膜の厚さによってはゲート電極14の上の第1の絶縁層15がなくなり、ゲート電極14の表面が露出してしまうことがある。これを防ぐため、第1の絶縁層15の膜厚:cはゲート絶縁層13の膜厚:aより大きくしておく。   Furthermore, when the gate insulating layer 13 is anisotropically etched, the film thickness of the first insulating layer 15 also decreases at the same time. Therefore, depending on the thickness of the gate insulating film, the first insulating layer 15 on the gate electrode 14 may disappear, and the surface of the gate electrode 14 may be exposed. In order to prevent this, the film thickness c of the first insulating layer 15 is set larger than the film thickness a of the gate insulating layer 13.

ただし、ゲート絶縁層13と第1の絶縁層15と第2の絶縁層16の材質が異なり、エッチングレートに差がある場合には、第1の絶縁層15の膜厚は以下の条件で任意に膜厚を選択することができる。すなわち、3000〜10000Å内で、エッチングによりゲート電極14の表面が露出しない範囲内である。   However, when the materials of the gate insulating layer 13, the first insulating layer 15, and the second insulating layer 16 are different and there is a difference in etching rate, the thickness of the first insulating layer 15 is arbitrary under the following conditions. The film thickness can be selected. That is, it is within a range where the surface of the gate electrode 14 is not exposed by etching within 3000 to 10000 mm.

ここで、第2の絶縁層16の膜厚:dを変化させたとき、第2の絶縁層16の幅:Aがどのように変化するのか図3を用いて説明する。   Here, how the width A of the second insulating layer 16 changes when the film thickness d of the second insulating layer 16 is changed will be described with reference to FIG.

図3は、第2の絶縁層16の膜厚:dが異なる場合の第2の絶縁層16を成膜した状態及びエッチング後の状態の構造を示す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the state where the second insulating layer 16 is formed and the state after etching when the thickness d of the second insulating layer 16 is different.

第2の絶縁層16は、CVDにより成膜されるため、ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面にも成膜される。   Since the second insulating layer 16 is formed by CVD, it is also formed on the side surfaces of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15.

この結果、異方性を持ったドライエッチング法ではゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面からの成長分を除去することができない。そのため、ドライエッチング後にもゲート電極14及び第1の絶縁層15の一部の側面に第2の絶縁層16が存在する形状を作ることができる。   As a result, the anisotropic dry etching method cannot remove the growth from the side surfaces of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15. Therefore, a shape in which the second insulating layer 16 exists on the side surfaces of the gate electrode 14 and a part of the first insulating layer 15 can be formed even after dry etching.

ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面に成長する第2の絶縁層16の膜厚は、第2の絶縁層16の膜厚:dと正の関係があるため、第2の絶縁層16の膜厚:dを変化させることで、幅:Aを変化させることができる。   Since the thickness of the second insulating layer 16 grown on the side surfaces of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15 has a positive relationship with the thickness d of the second insulating layer 16: d, the second insulating layer By changing the film thickness d of 16, the width A can be changed.

この時点でゲート電極14は周囲をゲート絶縁層13、第1の絶縁膜15及び第2の絶縁膜16に囲まれた状態になる。   At this point, the gate electrode 14 is surrounded by the gate insulating layer 13, the first insulating film 15, and the second insulating film 16.

次に、図2(h)に示すようにソース電極17及びドレイン電極18となる金属層を形成し、所望の形状にパターニングを行うと薄膜トランジスタを完成することができる。   Next, as shown in FIG. 2H, a metal layer to be the source electrode 17 and the drain electrode 18 is formed and patterned into a desired shape, whereby the thin film transistor can be completed.

以上の製造方法ではソース電極17又はドレイン電極18と半導体層12の導通を確保するコンタクトホールを形成する必要がなくなる。   In the above manufacturing method, it is not necessary to form a contact hole for ensuring the conduction between the source electrode 17 or the drain electrode 18 and the semiconductor layer 12.

また、従来の製造方法ではコンタクトホールに対して高精度なマスク合わせを行うソース電極17及びドレイン電極18の露光工程においても、高精度なマスク合わせの必要がなくなる。そのため、簡便なマスク合わせにより露光工程を行うことができ、マスク合わせ精度によらず微細な薄膜トランジスタを形成することができる。   Further, in the conventional manufacturing method, it is not necessary to perform high-precision mask alignment even in the exposure process of the source electrode 17 and the drain electrode 18 in which high-precision mask alignment is performed on the contact hole. Therefore, an exposure process can be performed by simple mask alignment, and a fine thin film transistor can be formed regardless of mask alignment accuracy.

(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態としての薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a thin film transistor as a second embodiment of the present invention.

絶縁性基板10上に、アンダーコート層11が形成され、その上に半導体層12が形成されている。そして、半導体層12上にゲート絶縁層13が形成され、ゲート絶縁層13を介してゲート電極14が形成されている。   An undercoat layer 11 is formed on the insulating substrate 10, and a semiconductor layer 12 is formed thereon. A gate insulating layer 13 is formed on the semiconductor layer 12, and a gate electrode 14 is formed through the gate insulating layer 13.

ゲート電極14上には第1の絶縁層15が形成されている。本実施の形態では、第1の絶縁層15は、ゲート電極14上のみ形成されている。   A first insulating layer 15 is formed on the gate electrode 14. In the present embodiment, the first insulating layer 15 is formed only on the gate electrode 14.

また、第2の絶縁層16は、ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面に接触して形成されている。   The second insulating layer 16 is formed in contact with the side surfaces of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15.

少なくとも第2の絶縁層16の一部に接触して、ソース電極17又はドレイン電極18が形成されている。   A source electrode 17 or a drain electrode 18 is formed in contact with at least a part of the second insulating layer 16.

ソース電極17及びドレイン電極18は、アンダーコート層11、半導体層12、第2の絶縁層16及び第1の絶縁層15を覆うように形成されている。   The source electrode 17 and the drain electrode 18 are formed so as to cover the undercoat layer 11, the semiconductor layer 12, the second insulating layer 16, and the first insulating layer 15.

図4でも示されるように、ゲート電極14は絶縁層で覆われる構成となっている。   As shown in FIG. 4, the gate electrode 14 is covered with an insulating layer.

ゲート絶縁層13下の半導体層12は、チャネル領域19として機能するように、真性又はイオンドーピング法により非常に低濃度な不純物をチャネルドープされている。   The semiconductor layer 12 under the gate insulating layer 13 is channel-doped with a very low concentration impurity by an intrinsic or ion doping method so as to function as the channel region 19.

ゲート絶縁層13を介してゲート電極14及び第2の絶縁層16下の半導体層12(チャネル領域19及びオフセット領域22)は、真性又はイオンドーピング法により非常に低濃度な不純物をチャネルドープされている。   The semiconductor layer 12 (channel region 19 and offset region 22) under the gate electrode 14 and the second insulating layer 16 is channel-doped with a very low concentration impurity by an intrinsic or ion doping method through the gate insulating layer 13. Yes.

また、チャネル領域19以外の半導体層12は、高濃度領域21として、高濃度な不純物をイオンドーピング法によりドープされている。   Further, the semiconductor layer 12 other than the channel region 19 is doped as a high concentration region 21 with a high concentration impurity by an ion doping method.

この薄膜トランジスタでは、ゲート電極14がゲート絶縁層13と第1の絶縁層15及び第2の絶縁層16により囲まれている。そのため、層間絶縁層を用いることなく、ゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18の絶縁性が確保され、層間絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がなくなる。   In this thin film transistor, the gate electrode 14 is surrounded by the gate insulating layer 13, the first insulating layer 15, and the second insulating layer 16. Therefore, insulation between the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 is ensured without using an interlayer insulating layer, and there is no need to form a contact hole in the interlayer insulating layer.

また、従来の製造方法ではコンタクトホールに対して高精度なマスク合わせを行うソース電極17及びドレイン電極18の露光工程においても、高精度なマスク合わせの必要がなくなる。そのため、簡便なマスク合わせにより露光工程を行うことができる。   Further, in the conventional manufacturing method, it is not necessary to perform high-precision mask alignment even in the exposure process of the source electrode 17 and the drain electrode 18 in which high-precision mask alignment is performed on the contact hole. Therefore, the exposure process can be performed by simple mask alignment.

また、半導体層12内の高濃度領域21とチャネル領域19の間にオフセット領域22を設けることによりオフリーク電流を低減することができる。   Further, by providing the offset region 22 between the high concentration region 21 and the channel region 19 in the semiconductor layer 12, it is possible to reduce off-leakage current.

図5は、本発明の第2の実施形態としての薄膜トランジスタの製造方法を示す模式断面図である。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a thin film transistor as a second embodiment of the present invention.

図5(a)までの形成工程は、図2(d)を形成する工程と同一である。   The forming process up to FIG. 5A is the same as the process of forming FIG.

図5(a)の構造を形成後、図5(b)に示すように全面に第2の絶縁層16を形成する。第2の絶縁層16の膜厚は5000〜15000Åである。第2の絶縁層16は酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンからなる。   After the structure of FIG. 5A is formed, a second insulating layer 16 is formed on the entire surface as shown in FIG. The film thickness of the second insulating layer 16 is 5000 to 15000 mm. The second insulating layer 16 is made of silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride.

次に、第2の絶縁層16をドライエッチング法により異方的、すなわち膜厚方向に選択的にエッチングを行い、ゲート絶縁層13と第2の絶縁層16の膜厚分だけすべてを除去してしまう。すると、図5(c)に示すように、ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面の部分に第2の絶縁層16が残る。   Next, the second insulating layer 16 is anisotropically etched by a dry etching method, that is, selectively etched in the film thickness direction, and all the film thicknesses of the gate insulating layer 13 and the second insulating layer 16 are removed. End up. Then, as shown in FIG. 5C, the second insulating layer 16 remains on the side portions of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15.

次に、図5(d)に示すように、第1の絶縁層15及び第2の絶縁層16をマスクとしてイオンドープを行い、半導体層12の一部の領域を高濃度領域21とする。   Next, as shown in FIG. 5D, ion doping is performed using the first insulating layer 15 and the second insulating layer 16 as a mask, so that a partial region of the semiconductor layer 12 is a high concentration region 21.

この工程によりゲート絶縁層13下の半導体層12内のチャネル領域19と高濃度領域21の間にオフセット領域22を形成することができる。   By this step, the offset region 22 can be formed between the channel region 19 in the semiconductor layer 12 below the gate insulating layer 13 and the high concentration region 21.

次に、図5(e)に示すように、ソース電極17及びドレイン電極18となる金属層を形成し、所望の形状にパターニングすると薄膜トランジスタを完成することができる。   Next, as shown in FIG. 5E, a metal layer to be the source electrode 17 and the drain electrode 18 is formed and patterned into a desired shape, whereby the thin film transistor can be completed.

以上の製造方法ではソース電極17又はドレイン電極18と半導体層12の導通を確保するコンタクトホールを形成する必要がなくなる。   In the above manufacturing method, it is not necessary to form a contact hole for ensuring the conduction between the source electrode 17 or the drain electrode 18 and the semiconductor layer 12.

また、従来の製造方法では、コンタクトホールに対して高精度なマスク合わせを行うソース電極17及びドレイン電極18の露光工程においても、高精度なマスク合わせの必要がなくなる。そのため、簡便なマスク合わせにより露光工程を行うことができ、マスク合わせ精度によらず微細な薄膜トランジスタを形成することができる。   Further, in the conventional manufacturing method, it is not necessary to perform high-precision mask alignment even in the exposure process of the source electrode 17 and the drain electrode 18 for performing high-precision mask alignment on the contact holes. Therefore, an exposure process can be performed by simple mask alignment, and a fine thin film transistor can be formed regardless of mask alignment accuracy.

また、以上の製造方法では高濃度領域21形成時に第1の絶縁層15及び第2の絶縁層16をマスクとして用いることにより、オフセット構造の薄膜トランジスタを作成することが可能となる。そのため、オフリーク電流の少ない薄膜トランジスタを製造することができる。   In the above manufacturing method, the thin film transistor having the offset structure can be formed by using the first insulating layer 15 and the second insulating layer 16 as a mask when the high concentration region 21 is formed. Therefore, a thin film transistor with low off-leakage current can be manufactured.

(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態としての薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a thin film transistor as a third embodiment of the present invention.

絶縁性基板10上に、アンダーコート層11が形成され、その上に半導体層12が形成されている。そして、半導体層12上にゲート絶縁層13が形成され、ゲート絶縁層13を介してゲート電極14が形成されている。   An undercoat layer 11 is formed on the insulating substrate 10, and a semiconductor layer 12 is formed thereon. A gate insulating layer 13 is formed on the semiconductor layer 12, and a gate electrode 14 is formed through the gate insulating layer 13.

ゲート電極14上には第1の絶縁層15が形成されている。本実施の形態では、第1の絶縁層15は、ゲート電極14上のみ形成されている。   A first insulating layer 15 is formed on the gate electrode 14. In the present embodiment, the first insulating layer 15 is formed only on the gate electrode 14.

また、第2の絶縁層16は、ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面に接触して形成されている。   The second insulating layer 16 is formed in contact with the side surfaces of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15.

少なくとも第2の絶縁層16の一部に接触して、ソース電極17又はドレイン電極18が形成されている。   A source electrode 17 or a drain electrode 18 is formed in contact with at least a part of the second insulating layer 16.

ソース電極17及びドレイン電極18は、アンダーコート層11、半導体層12、第2の絶縁層16及び第1の絶縁層15を覆うように形成されている。   The source electrode 17 and the drain electrode 18 are formed so as to cover the undercoat layer 11, the semiconductor layer 12, the second insulating layer 16, and the first insulating layer 15.

図6でも示されるように、ゲート電極14は絶縁層で覆われる構成となっている。   As shown in FIG. 6, the gate electrode 14 is covered with an insulating layer.

ゲート絶縁層13を介してゲート電極14下の半導体層12は、チャネル領域19として機能するように、イントリンシック又はイオンドーピング法により非常に低濃度な不純物をチャネルドープされている。   The semiconductor layer 12 under the gate electrode 14 is channel-doped with a very low concentration impurity by an intrinsic or ion doping method so as to function as the channel region 19 via the gate insulating layer 13.

ゲート絶縁層13を介して第2の絶縁層16下の半導体層12(低濃度領域20)は、イオンドーピング法により低濃度な不純物をドープされている。   The semiconductor layer 12 (low concentration region 20) under the second insulating layer 16 is doped with a low concentration impurity by an ion doping method through the gate insulating layer 13.

また、ソース電極17又はドレイン電極18と接触している半導体層12(高濃度領域21)は高濃度な不純物をイオンドーピング法によりドープされている。   The semiconductor layer 12 (high concentration region 21) in contact with the source electrode 17 or the drain electrode 18 is doped with a high concentration impurity by an ion doping method.

この薄膜トランジスタでは、ゲート電極14がゲート絶縁層13と第1の絶縁層15及び第2の絶縁層16により囲まれている。そのため、層間絶縁層を用いることなく、ゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18の絶縁性が確保され、層間絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がなくなる。   In this thin film transistor, the gate electrode 14 is surrounded by the gate insulating layer 13, the first insulating layer 15, and the second insulating layer 16. Therefore, insulation between the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 is ensured without using an interlayer insulating layer, and there is no need to form a contact hole in the interlayer insulating layer.

また、従来の製造方法では、コンタクトホールに対して高精度なマスク合わせを行うソース電極17及びドレイン電極18の露光工程においても、高精度なマスク合わせの必要がなくなる。そのため、簡便なマスク合わせにより露光工程を行うことができる。   Further, in the conventional manufacturing method, it is not necessary to perform high-precision mask alignment even in the exposure process of the source electrode 17 and the drain electrode 18 for performing high-precision mask alignment on the contact holes. Therefore, the exposure process can be performed by simple mask alignment.

また、半導体層12内の高濃度領域21とチャネル領域19の間に低濃度領域21を設けることによりLDD構造となる。そのため、オフリーク電流を低減するとともに、ホットエレクトロンによるデバイス特性劣化に対して耐性を向上することができる。   Further, by providing the low concentration region 21 between the high concentration region 21 and the channel region 19 in the semiconductor layer 12, an LDD structure is obtained. Therefore, it is possible to reduce off-leakage current and improve resistance against device characteristic deterioration due to hot electrons.

図7は、本発明の第3の実施形態としての薄膜トランジスタの製造方法を示す模式断面図である。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a thin film transistor as a third embodiment of the present invention.

図7(a)までの形成工程は、図2(e)を形成する工程と同一である。   The forming process up to FIG. 7A is the same as the process of forming FIG.

図7(a)の工程では第1の絶縁層15をマスクとしてイオンドープを行い、半導体層12の一部の領域に低濃度領域20を形成する。   In the step of FIG. 7A, ion doping is performed using the first insulating layer 15 as a mask to form a low concentration region 20 in a partial region of the semiconductor layer 12.

次に、図7(b)に示すように、全面に第2の絶縁層16を形成する。第2の絶縁層16の膜厚は5000〜15000Åである。第2の絶縁層16は酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンからなる。   Next, as shown in FIG. 7B, a second insulating layer 16 is formed on the entire surface. The film thickness of the second insulating layer 16 is 5000 to 15000 mm. The second insulating layer 16 is made of silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride.

次に、第2の絶縁層16をドライエッチング法により異方的、すなわち膜厚方向に選択的にエッチングを行い、ゲート絶縁層13と第2の絶縁層16の膜厚分だけすべてを除去してしまう。すると、図7(c)に示すように、ゲート電極14及び第1の絶縁層15の側面の部分に第2の絶縁層16が残る。   Next, the second insulating layer 16 is anisotropically etched by a dry etching method, that is, selectively etched in the film thickness direction, and all the film thicknesses of the gate insulating layer 13 and the second insulating layer 16 are removed. End up. Then, as shown in FIG. 7C, the second insulating layer 16 remains on the side portions of the gate electrode 14 and the first insulating layer 15.

次に、図7(d)に示すように、第1の絶縁層15及び第2の絶縁層16をマスクとしてイオンドープを行い、半導体層12の一部の領域を高濃度領域21とする。   Next, as shown in FIG. 7D, ion doping is performed using the first insulating layer 15 and the second insulating layer 16 as a mask, so that a partial region of the semiconductor layer 12 is a high concentration region 21.

この工程により、ゲート絶縁層13を介してゲート電極14と対向した半導体層12内のチャネル領域19と高濃度領域21の間に低濃度領域20を形成することができる。   By this step, the low concentration region 20 can be formed between the channel region 19 and the high concentration region 21 in the semiconductor layer 12 facing the gate electrode 14 through the gate insulating layer 13.

次に、図7(e)に示すようにソース電極17及びドレイン電極18となる金属層を形成し、所望の形状にパターニングして、本実施の形態の薄膜トランジスタが完成する。   Next, as shown in FIG. 7E, a metal layer to be the source electrode 17 and the drain electrode 18 is formed and patterned into a desired shape, whereby the thin film transistor of this embodiment is completed.

以上の製造方法ではソース電極17又はドレイン電極18と半導体層12の導通を確保するコンタクトホールを形成する必要がなくなる。   In the above manufacturing method, it is not necessary to form a contact hole for ensuring the conduction between the source electrode 17 or the drain electrode 18 and the semiconductor layer 12.

また、従来の製造方法では、コンタクトホールに対して高精度なマスク合わせを行うソース電極17及びドレイン電極18の露光工程においても、高精度なマスク合わせの必要がなくなる。そのため、簡便なマスク合わせにより露光工程を行うことができ、マスク合わせ精度によらず微細な薄膜トランジスタを形成することができる。   Further, in the conventional manufacturing method, it is not necessary to perform high-precision mask alignment even in the exposure process of the source electrode 17 and the drain electrode 18 for performing high-precision mask alignment on the contact holes. Therefore, an exposure process can be performed by simple mask alignment, and a fine thin film transistor can be formed regardless of mask alignment accuracy.

また、以上の製造方法では低濃度領域20形成時には第1の絶縁層15をマスクとして利用し、高濃度領域21形成時には第1の絶縁層15及び第2の絶縁層16をマスクとして利用している。そのため、LDD構造の薄膜トランジスタを作成することが可能となる。そのため、オフリーク電流の少なくホットエレクトロンによるデバイス特性劣化に対して耐性が高い薄膜トランジスタを製造することができる。   In the above manufacturing method, the first insulating layer 15 is used as a mask when the low concentration region 20 is formed, and the first insulating layer 15 and the second insulating layer 16 are used as a mask when the high concentration region 21 is formed. Yes. Therefore, a thin film transistor having an LDD structure can be formed. Therefore, a thin film transistor with low off-leakage current and high resistance to device characteristic deterioration due to hot electrons can be manufactured.

また、上記の各実施形態の薄膜トランジスタでは、第1の絶縁層15として窒化シリコン、第2の絶縁層16として酸化シリコンを用いることができる。   In the thin film transistor of each of the above embodiments, silicon nitride can be used as the first insulating layer 15 and silicon oxide can be used as the second insulating layer 16.

このような構成の薄膜トランジスタでは第1の絶縁層15と第2の絶縁層16のエッチングレートの差により、第2の絶縁層形成時のエッチング工程において、第1の絶縁層15の膜厚変化を抑えることができる。   In the thin film transistor having such a structure, due to the difference in etching rate between the first insulating layer 15 and the second insulating layer 16, the film thickness change of the first insulating layer 15 is changed in the etching process when the second insulating layer is formed. Can be suppressed.

(第4の実施形態)
図8は、本発明の第4の実施形態としてゲート電極14を酸化することにより第2の絶縁層16を形成する方法を示す模式断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a method of forming the second insulating layer 16 by oxidizing the gate electrode 14 as the fourth embodiment of the present invention.

図8(a)までの形成工程は図2(e)を形成する工程と同一である。   The forming process up to FIG. 8A is the same as the process of forming FIG.

図8(b)の工程ではゲート電極14に対して熱酸化又は陽極酸化を行うことにより、ゲート電極14の側壁を酸化し、絶縁化を行う。この際、半導体層12はゲート絶縁膜13で覆われており、酸化することはない。   In the step of FIG. 8B, thermal oxidation or anodic oxidation is performed on the gate electrode 14 to oxidize the side wall of the gate electrode 14 and perform insulation. At this time, the semiconductor layer 12 is covered with the gate insulating film 13 and is not oxidized.

この工程で形成された酸化膜がゲート電極の側面を覆う第2の絶縁層16となる。第2の絶縁層16の膜厚は3000〜15000Åである。   The oxide film formed in this step becomes the second insulating layer 16 covering the side surface of the gate electrode. The film thickness of the second insulating layer 16 is 3000 to 15000 mm.

次に、図8(c)の工程では第1の絶縁層15をマスクとしてゲート絶縁層13をエッチングする。   Next, in the step of FIG. 8C, the gate insulating layer 13 is etched using the first insulating layer 15 as a mask.

次に、図8(d)に示すように、ソース電極17及びドレイン電極18を形成することにより、本実施の形態の薄膜トランジスタが完成する。   Next, as shown in FIG. 8D, the thin film transistor of this embodiment is completed by forming the source electrode 17 and the drain electrode 18.

以上の製造方法では第2の絶縁層16をゲート電極14の酸化膜を用いて形成するため、成膜プロセスを少なくすることができる。   In the above manufacturing method, since the second insulating layer 16 is formed using the oxide film of the gate electrode 14, the film forming process can be reduced.

(第5の実施形態)
図9は、本発明の第5の実施形態としてゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18を電気的に接続する方法を示す模式断面図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a method for electrically connecting the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 as the fifth embodiment of the present invention.

図9(a)までの形成工程は図2(c)を形成する工程と同一である。   The forming process up to FIG. 9A is the same as the process of forming FIG.

図2は薄膜トランジスタの模式断面図のため半導体層12が存在したが、図9ではゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18を電気的に接続するための配線領域のため、半導体層12は存在しない。   2 is a schematic cross-sectional view of a thin film transistor, the semiconductor layer 12 is present. In FIG. 9, the semiconductor layer 12 is present because of a wiring region for electrically connecting the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18. do not do.

図9(b)の工程ではゲート絶縁層13とゲート電極14及び第1の絶縁層15を形成する。   In the step of FIG. 9B, the gate insulating layer 13, the gate electrode 14, and the first insulating layer 15 are formed.

次に、図9(c)に示すように第1の絶縁層15をフォトレジストのパターン形成後、ドライエッチングを行うことによってパターニングを行う。ドライエッチングは第1の絶縁層15のみを除去する。   Next, as shown in FIG. 9C, the first insulating layer 15 is patterned by dry etching after forming a photoresist pattern. Dry etching removes only the first insulating layer 15.

次に、図9(d)に示すように図9(c)の工程において形成した、ゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18を電気的に接続する領域のみをフォトリソグラフィー工程によりレジストで覆う。   Next, as shown in FIG. 9D, only the region electrically connected between the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 formed in the step of FIG. 9C is covered with a resist by a photolithography process. .

次に、図9(e)に示すようにドライエッチングによりゲート電極14のエッチングを行う。この際、第1の絶縁層15及び図9(d)において形成したレジスト膜がマスクとなり、ゲート電極14のパターニングを行いながら、ゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18を電気的に接続する領域を形成することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 9E, the gate electrode 14 is etched by dry etching. At this time, the first insulating layer 15 and the resist film formed in FIG. 9D serve as a mask, and the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 are electrically connected while patterning the gate electrode 14. A region can be formed.

次に、図9(f)に示すように第2の絶縁層16を形成したのち、図9(g)に示すようにソース電極17又はドレイン電極18を形成する。このようにすることにより、ゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18を電気的に接続することができる。   Next, after forming the second insulating layer 16 as shown in FIG. 9 (f), the source electrode 17 or the drain electrode 18 is formed as shown in FIG. 9 (g). By doing so, the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 can be electrically connected.

本実施の形態では第1〜3の実施形態を実施しながらゲート電極14をソース電極17又はドレイン電極18を電気的に接続することが可能となる。   In the present embodiment, the gate electrode 14 can be electrically connected to the source electrode 17 or the drain electrode 18 while the first to third embodiments are performed.

また、ゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18を接続するパターンは、ゲート電極14と同じマスクで形成されるため、アライメント精度を気にすることなくパターンを形成することが可能となる。   Further, since the pattern connecting the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 is formed using the same mask as the gate electrode 14, the pattern can be formed without worrying about alignment accuracy.

(第6の実施形態)
図14は、本発明の第6の実施の形態として、液晶ディスプレイで使用される画素回路の構成を示す。液晶ディスプレイの画素回路では薄膜トランジスタ1は1画素辺り1つ配置され、ゲート線14の選択信号によって導通し、ソース線の電圧信号を液晶素子2に伝える。
(Sixth embodiment)
FIG. 14 shows a configuration of a pixel circuit used in a liquid crystal display as a sixth embodiment of the present invention. In the pixel circuit of the liquid crystal display, one thin film transistor 1 is arranged per one pixel and is turned on by a selection signal of the gate line 14 to transmit a voltage signal of the source line to the liquid crystal element 2.

図14の画素回路が行方向と列方向に複数個並んでマトリクスを形成したのが液晶ディスプレイである。   A liquid crystal display is a matrix in which a plurality of pixel circuits in FIG. 14 are arranged in a row direction and a column direction.

ゲート線14は、画素回路内で薄膜トランジスタのゲート電極から延長され、行方向に並ぶ画素に共通に接続されている。信号線17は、画素回路内で薄膜トランジスタ1のソース電極から延長され、列方向に並ぶ画素に共通に接続されている。   The gate line 14 extends from the gate electrode of the thin film transistor in the pixel circuit and is commonly connected to the pixels arranged in the row direction. The signal line 17 extends from the source electrode of the thin film transistor 1 in the pixel circuit, and is connected in common to the pixels arranged in the column direction.

すなわち、図1(a)のゲート電極14(第1の絶縁層15の下にある)がそのまま行方向に延長されたのが図14のゲート線14を構成し、同じく、図1(a)のソース電極17が列方向に延長されて、図14のソース線17となっている。   That is, the gate electrode 14 in FIG. 1A (under the first insulating layer 15) is extended in the row direction as it is to form the gate line 14 in FIG. The source electrode 17 is extended in the column direction to form the source line 17 in FIG.

図1と図14で同じ符号を付たものは同一の構成になっている。すなわち、図14のゲート線14は、図2で説明した製造工程において、(d)のゲート線と第1絶縁層15のパタンニングと同時に形成される。ソース線17は、図2(h)のソース/ドレイン電極のパタンニングと同時に形成される。   Components having the same reference numerals in FIGS. 1 and 14 have the same configuration. That is, the gate line 14 in FIG. 14 is formed simultaneously with the patterning of the gate line and the first insulating layer 15 in (d) in the manufacturing process described with reference to FIG. The source line 17 is formed simultaneously with the patterning of the source / drain electrodes in FIG.

したがって、図14のマトリクスディスプレイの場合も、図2と同じ製造工程によって作ることができ、付加的な工程を必要としない。   Therefore, the matrix display of FIG. 14 can also be manufactured by the same manufacturing process as that of FIG. 2, and no additional process is required.

図14に示すように、液晶ディスプレイの画素回路においては、ゲート線14とソース線17は互いに電気的に接続されることがない。したがって、第1〜3の実施形態で説明した製造工程で液晶ディスプレイが形成される。   As shown in FIG. 14, in the pixel circuit of the liquid crystal display, the gate line 14 and the source line 17 are not electrically connected to each other. Therefore, a liquid crystal display is formed by the manufacturing process described in the first to third embodiments.

図15に、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイで使用される画素回路の構成を示す。ELディスプレイの画素回路では複数の薄膜トランジスタが1画素内に使用されており、第一のトランジスタ3のゲート電極がゲート線14に接続され、ソース電極がソース線17に接続されている。また、第1のトランジスタ3のドレイン電極が第2のトランジスタ4のゲート電極に接続される。第2のトランジスタ4は、電源線5とEL素子6をつなぎ、EL素子6に電流を供給する。   FIG. 15 shows a configuration of a pixel circuit used in an EL (electroluminescence) display. In the pixel circuit of the EL display, a plurality of thin film transistors are used in one pixel. The gate electrode of the first transistor 3 is connected to the gate line 14 and the source electrode is connected to the source line 17. The drain electrode of the first transistor 3 is connected to the gate electrode of the second transistor 4. The second transistor 4 connects the power line 5 and the EL element 6 and supplies current to the EL element 6.

図15に示すように、画素内に複数の薄膜トランジスタがあり、第1のトランジスタ3のドレイン電極が第2のトランジスタ4のゲート電極に接続される。実際の基板上の配置では、第1トランジスタ3のドレイン電極が延長されて、第1絶縁層に開けたコンタクトホールを介して第2のトランジスタ4のゲート電極と接合される。また、図15のように電源線5をゲート線と同じ構成にして平行に配置すると、第2のトランジスタ4のソース電極と電源線5をつなぐ箇所に、やはり、同じ接続構造ができる。   As shown in FIG. 15, there are a plurality of thin film transistors in the pixel, and the drain electrode of the first transistor 3 is connected to the gate electrode of the second transistor 4. In the actual arrangement on the substrate, the drain electrode of the first transistor 3 is extended and joined to the gate electrode of the second transistor 4 through a contact hole opened in the first insulating layer. In addition, when the power supply line 5 is arranged in parallel with the same configuration as the gate line as shown in FIG. 15, the same connection structure can be formed at the place where the source electrode of the second transistor 4 and the power supply line 5 are connected.

これらの接続構造を作るには、本発明の第5の実施形態において記載した、ゲート電極14をソース電極17又はドレイン電極18と電気的に接続する方法を適用すればよい。   In order to make these connection structures, the method of electrically connecting the gate electrode 14 to the source electrode 17 or the drain electrode 18 described in the fifth embodiment of the present invention may be applied.

本発明は、液晶表示装置又は有機ELディスプレイなどのディスプレイに利用される薄膜トランジスタに利用可能である。   The present invention is applicable to a thin film transistor used for a display such as a liquid crystal display device or an organic EL display.

本発明の第1の実施形態としての薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the thin-film transistor as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態としての薄膜トランジスタの製造方法を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the manufacturing method of the thin-film transistor as the 1st Embodiment of this invention. 第2の絶縁層16の膜厚:dが異なる場合の第2の絶縁層16を成膜した状態及びエッチング後の状態の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the state which formed the 2nd insulating layer 16 in case the film thickness: d of 2nd insulating layer 16 differs, and the state after an etching. 本発明の第2の実施形態としての薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the thin-film transistor as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態としての薄膜トランジスタの製造方法を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the manufacturing method of the thin-film transistor as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態としての薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the thin-film transistor as the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態としての薄膜トランジスタの製造方法を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the manufacturing method of the thin-film transistor as the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態としてゲート電極14を酸化することにより第2の絶縁層16を形成する方法を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the method of forming the 2nd insulating layer 16 by oxidizing the gate electrode 14 as the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態としてゲート電極14とソース電極17又はドレイン電極18を電気的に接続する方法を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the method of electrically connecting the gate electrode 14 and the source electrode 17 or the drain electrode 18 as the 5th Embodiment of this invention. 従来の薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structure of the conventional thin-film transistor. 従来のLDD構造(Lightly Doped Drain構造)の薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the thin-film transistor of the conventional LDD structure (Lightly Doped Drain structure). 従来の薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structure of the conventional thin-film transistor. 従来技術の薄膜トランジスタを示す図である。It is a figure which shows the thin-film transistor of a prior art. 液晶ディスプレイの画素回路を示す図である。It is a figure which shows the pixel circuit of a liquid crystal display. ELディスプレイの画素回路を示す図である。It is a figure which shows the pixel circuit of EL display.

符号の説明Explanation of symbols

1、3、4 薄膜トランジスタ
2 液晶素子
5 電源線
6 EL素子
10 絶縁性基板
11 アンダーコート層
12 半導体層
13 ゲート絶縁層
14 ゲート電極
15 第1の絶縁層
16 第2の絶縁層
17 ソース電極
18 ドレイン電極
19 チャネル領域
20 低濃度領域
21 高濃度領域
22 オフセット領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 3, 4 Thin-film transistor 2 Liquid crystal element 5 Power supply line 6 EL element 10 Insulating substrate 11 Undercoat layer 12 Semiconductor layer 13 Gate insulating layer 14 Gate electrode 15 1st insulating layer 16 2nd insulating layer 17 Source electrode 18 Drain Electrode 19 Channel region 20 Low concentration region 21 High concentration region 22 Offset region

Claims (12)

基板に、半導体層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極とが形成される薄膜トランジスタにおいて、
前記ゲート電極は、絶縁層で覆われる構成になっていて、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記半導体層に接触していることを特徴とする薄膜トランジスタ。
In a thin film transistor in which a semiconductor layer, a gate insulating layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode are formed on a substrate,
The gate electrode is configured to be covered with an insulating layer,
The thin film transistor, wherein the source electrode and the drain electrode are in contact with the semiconductor layer.
前記ゲート電極を覆う絶縁層は、前記ゲート絶縁層と、前記ゲート電極の上に形成される第1の絶縁層と、前記ゲート電極と前記第1の絶縁層とに沿って形成される第2の絶縁層とで構成されることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ。 The insulating layer covering the gate electrode is formed along the gate insulating layer, a first insulating layer formed on the gate electrode, and a second formed along the gate electrode and the first insulating layer. The thin film transistor according to claim 1, comprising: 前記ゲート電極が形成される領域と同じ領域の半導体層は、チャネル領域として機能し、
前記チャネル領域以外の半導体層は、高濃度領域として不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜トランジスタ。
The semiconductor layer in the same region as the region where the gate electrode is formed functions as a channel region,
3. The thin film transistor according to claim 1, wherein the semiconductor layer other than the channel region is doped with an impurity as a high concentration region.
前記ゲート電極及び前記第2の絶縁層が形成される領域と同じ領域の半導体層は、チャネル領域として機能し、
前記チャネル領域以外の半導体層は、高濃度領域として不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜トランジスタ。
The semiconductor layer in the same region as the region where the gate electrode and the second insulating layer are formed functions as a channel region,
3. The thin film transistor according to claim 1, wherein the semiconductor layer other than the channel region is doped with an impurity as a high concentration region.
前記ゲート電極が形成される領域と同じ領域の半導体層は、チャネル領域として機能し、
前記第2の絶縁層が形成される領域と同じ領域の半導体層は、低濃度領域として不純物がドーピングされていて、
前記チャネル領域以外の半導体層は、高濃度領域として不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜トランジスタ。
The semiconductor layer in the same region as the region where the gate electrode is formed functions as a channel region,
The semiconductor layer in the same region as the region where the second insulating layer is formed is doped with impurities as a low concentration region,
3. The thin film transistor according to claim 1, wherein the semiconductor layer other than the channel region is doped with an impurity as a high concentration region.
前記第1の絶縁層が窒化シリコンからなり、前記第2の絶縁層が酸化シリコンからなることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の薄膜トランジスタ。 6. The thin film transistor according to claim 1, wherein the first insulating layer is made of silicon nitride, and the second insulating layer is made of silicon oxide. 半導体層を形成する工程と、
該半導体層の上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、
該ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、
該金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、
前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、
別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、
該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、
別の金属の層を成膜する工程と、
該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a semiconductor layer;
Forming a layer to be a gate insulating layer on the semiconductor layer;
Forming a metal layer on the gate insulating layer;
Forming an insulating layer on the metal layer;
Patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer;
Forming another insulating layer on the entire surface;
Removing the other insulating layer anisotropically to form a second insulating layer along the first insulating layer and the gate electrode;
Using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask, patterning the layer to be the gate insulating layer to form a gate insulating layer;
Depositing another metal layer;
And forming a source electrode and a drain electrode by patterning the another metal layer into a desired shape.
半導体層を形成する工程と、
該半導体層の上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、
該ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、
該金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、
前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、
別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、
該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、
前記第1の絶縁層をマスクとして前記半導体層に高濃度にイオンをドーピングする工程と、
別の金属の層を成膜する工程と、
該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a semiconductor layer;
Forming a layer to be a gate insulating layer on the semiconductor layer;
Forming a metal layer on the gate insulating layer;
Forming an insulating layer on the metal layer;
Patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer;
Forming another insulating layer on the entire surface;
Removing the other insulating layer anisotropically to form a second insulating layer along the first insulating layer and the gate electrode;
Using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask, patterning the layer to be the gate insulating layer to form a gate insulating layer;
Doping the semiconductor layer with ions at a high concentration using the first insulating layer as a mask;
Depositing another metal layer;
And forming a source electrode and a drain electrode by patterning the another metal layer into a desired shape.
半導体層を形成する工程と、
該半導体層の上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、
該ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、
該金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、
前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、
別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、
該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして前記半導体層に高濃度にイオンをドーピングする工程と、
別の金属の層を成膜する工程と、
該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a semiconductor layer;
Forming a layer to be a gate insulating layer on the semiconductor layer;
Forming a metal layer on the gate insulating layer;
Forming an insulating layer on the metal layer;
Patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer;
Forming another insulating layer on the entire surface;
Removing the other insulating layer anisotropically to form a second insulating layer along the first insulating layer and the gate electrode;
Using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask, patterning the layer to be the gate insulating layer to form a gate insulating layer;
Doping the semiconductor layer with ions at a high concentration using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask;
Depositing another metal layer;
And forming a source electrode and a drain electrode by patterning the another metal layer into a desired shape.
半導体層を形成する工程と、
該半導体層の上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、
該ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、
該金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、
前記金属の層と該絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、
前記第1の絶縁層をマスクとして前記半導体層に低濃度にイオンをドーピングする工程と、
別の絶縁性の層を全面に成膜する工程と、
該別の絶縁層を異方的に除去して、前記第1の絶縁層及び前記ゲート電極に沿うように第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることで、ゲート絶縁層とする工程と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層をマスクとして前記半導体層に高濃度にイオンをドーピングする工程と、
別の金属の層を成膜する工程と、
該別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a semiconductor layer;
Forming a layer to be a gate insulating layer on the semiconductor layer;
Forming a metal layer on the gate insulating layer;
Forming an insulating layer on the metal layer;
Patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer;
Doping the semiconductor layer with ions at a low concentration using the first insulating layer as a mask;
Forming another insulating layer on the entire surface;
Removing the other insulating layer anisotropically to form a second insulating layer along the first insulating layer and the gate electrode;
Using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask, patterning the layer to be the gate insulating layer to form a gate insulating layer;
Doping the semiconductor layer with ions at a high concentration using the first insulating layer and the second insulating layer as a mask;
Depositing another metal layer;
And forming a source electrode and a drain electrode by patterning the another metal layer into a desired shape.
半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上にゲート絶縁層となる層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、
前記金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、
前記金属の層と前記絶縁性の層を同一の形状にパターニングしてゲート電極と第1の絶縁層とする工程と、
前記金属の層の側面を酸化することにより、第2の絶縁層とする工程と、
前記第1の絶縁層をマスクとして、前記ゲート絶縁層となる層をパターニングすることでゲート絶縁層とする工程と、
別の金属の層を成膜する工程と、
前記別の金属の層を所望の形状にパターニングすることでソース電極及びドレイン電極とする工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a semiconductor layer;
Forming a gate insulating layer on the semiconductor layer;
Forming a metal layer on the gate insulating layer;
Forming an insulating layer on the metal layer;
Patterning the metal layer and the insulating layer into the same shape to form a gate electrode and a first insulating layer;
Oxidizing the side surface of the metal layer to form a second insulating layer;
Using the first insulating layer as a mask, patterning the gate insulating layer to form a gate insulating layer;
Depositing another metal layer;
And patterning the another metal layer into a desired shape to form a source electrode and a drain electrode.
半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上にゲート絶縁層となる層を成膜する工程と、
前記ゲート絶縁層の上に金属の層を成膜する工程と、
前記金属の層の上に絶縁性の層を成膜する工程と、
前記絶縁性の層をパターニングすることで、第1の絶縁層とする工程と、
前記金属の層とソース電極又はドレイン電極を接続する領域をレジストで覆う工程と、
前記第1の絶縁層と前記レジストをマスクとして、前記金属の層をパターニングすることでゲート電極とする工程と、
第2の絶縁層を形成する工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a semiconductor layer;
Forming a layer to be a gate insulating layer on the semiconductor layer;
Forming a metal layer on the gate insulating layer;
Forming an insulating layer on the metal layer;
Patterning the insulating layer to form a first insulating layer;
Covering the region connecting the metal layer and the source or drain electrode with a resist;
Using the first insulating layer and the resist as a mask to pattern the metal layer to form a gate electrode;
Forming a second insulating layer;
Forming the source electrode and the drain electrode. A method of manufacturing a thin film transistor, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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