JP2010182716A - Thin-film transistor, method of manufacturing the same, and display device - Google Patents

Thin-film transistor, method of manufacturing the same, and display device Download PDF

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Masao Moriguchi
正生 守口
Yoshiki Nakatani
喜紀 中谷
Atsuyuki Hoshino
淳之 星野
Toshio Mizuki
敏雄 水木
Yuichi Saito
裕一 齊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin-film transistor that decreases an off-state current while keeping a large on-state current, and also has an LDD region easy to manufacture. <P>SOLUTION: In the planar view, a drain electrode 171 is formed with a predetermined distance away from a gate electrode 121, whereby an ohmic contact layer 161 to be used as an LDD region 165 is formed in a horizontal direction. In such a case, the LDD region 165 becomes less influenced by the electric field based on the electric potential of the gate electrode 121, and so, in effect alleviates only electric field concentration by the electric field based on the voltage potential of the drain electrode 171. Accordingly, a TFT 100 forms a channel region 141c composed of a crystalline silicon film, and thus, it can also keep the large on-state current and can sufficiently reduce the off-state current. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜トランジスタ、その製造方法および表示装置に関し、より詳しくは、低濃度ドレイン領域(lightly doped drain、以下「LDD領域」という)が設けられた薄膜トランジスタ、その製造方法および表示装置に関する。   The present invention relates to a thin film transistor, a manufacturing method thereof, and a display device, and more particularly to a thin film transistor provided with a lightly doped drain region (hereinafter referred to as “LDD region”), a manufacturing method thereof, and a display device.

アクティブマトリクス型液晶表示パネルでは、画素形成部のスイッチング素子として薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という)が用いられている。この画素形成部のTFTは、ゲートがオンしている時にデータ信号に応じた電圧を画素容量に書き込み、次のデータ信号に応じた電圧を書き込むまでゲートをオフして画素容量に書き込んだ電圧を保持する。このため、TFTは、ゲートをオフしている時に、保持している電圧が低下しないようにリーク電流をできるだけ低減する必要がある。そこで、TFTのチャネル領域と高濃度のドレイン領域との間にLDD領域を設け、ドレインの端部近傍に生じる電界集中を緩和することにより、リーク電流を低減している。   In an active matrix liquid crystal display panel, a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) is used as a switching element in a pixel formation portion. The TFT of this pixel formation portion writes the voltage according to the data signal to the pixel capacitor when the gate is on, and turns off the gate until the voltage according to the next data signal is written, Hold. For this reason, the TFT needs to reduce the leakage current as much as possible so that the held voltage does not decrease when the gate is turned off. Therefore, an LDD region is provided between the channel region of the TFT and the high concentration drain region, and the leakage current is reduced by relaxing the electric field concentration generated near the end of the drain.

TFTの活性層である半導体層が、多結晶シリコン層または微結晶シリコン層(以下、これらのシリコン層を「結晶性シリコン層」と総称する場合がある)からなるTFT(以下、それぞれ「p−Si_TFT」、「μc−Si_TFT」という)は、非晶質シリコン層からなるTFT(以下、「a−Si_TFT」という)に比べて、移動度が高い、信頼性が高い、および光耐性が高い等の優れた特徴を有する。特に、結晶性シリコン層の移動度は、非晶質シリコン層の移動度よりも大きいので、p−Si_TFTおよびμc−Si_TFTのオン電流をa−Si_TFTのオン電流よりも大きくすることができる。   A semiconductor layer which is an active layer of a TFT is a TFT composed of a polycrystalline silicon layer or a microcrystalline silicon layer (hereinafter, these silicon layers may be collectively referred to as “crystalline silicon layer”). Si_TFT ”and“ μc-Si_TFT ”have higher mobility, higher reliability, and higher light resistance than TFTs made of an amorphous silicon layer (hereinafter referred to as“ a-Si_TFT ”). It has excellent characteristics. In particular, since the mobility of the crystalline silicon layer is larger than that of the amorphous silicon layer, the on-current of the p-Si_TFT and the μc-Si_TFT can be made larger than the on-current of the a-Si_TFT.

しかし、結晶性シリコン層には、非晶質シリコン層よりもバンドギャップが狭い、抵抗値が低い、および膜中に欠陥が多い等の問題があるので、オフ電流を低減することが難しいという問題がある。   However, the crystalline silicon layer has problems such as a narrower bandgap, a lower resistance value, and more defects in the film than the amorphous silicon layer, which makes it difficult to reduce off-state current. There is.

図19は、従来のNチャネル型μc−Si_TFTにおけるゲート電圧Vgと、ドレイン電流Idとの関係を示すグラフである。図19の点線で囲まれた領域では、ドレイン電極に正電圧が印加された状態で、TFTをオフ状態にするためにゲート電極に負電圧が印加されている。この場合、ゲート電極の電位に基づく電界とドレイン電極に印加されるドレイン電圧に基づく電界とがドレイン領域の端部近傍で重なり、オフ電流が大きくなるという問題があった。そこで、オフ電流を低減するため、TFTにLDD領域が設けられるようになった。   FIG. 19 is a graph showing the relationship between the gate voltage Vg and the drain current Id in a conventional N-channel μc-Si_TFT. In a region surrounded by a dotted line in FIG. 19, a negative voltage is applied to the gate electrode in order to turn off the TFT while a positive voltage is applied to the drain electrode. In this case, there is a problem that an electric field based on the potential of the gate electrode and an electric field based on the drain voltage applied to the drain electrode overlap in the vicinity of the end of the drain region, thereby increasing the off-current. In order to reduce the off-current, an LDD region has been provided in the TFT.

図20は、LDD領域が設けられた従来のボトムゲート型TFT800の構成を示す断面図である。図20に示すように、TFT800は、絶縁性基板610上にゲート電極621が形成され、ゲート電極621上にゲート絶縁膜630を介して、活性層となる半導体層641が形成されている。半導体層641には、ゲート電極621の直上に位置し、不純物が拡散されていない真性領域からなるチャネル領域649と、チャネル領域649の両側に位置し、N型不純物が低濃度となるように拡散された低濃度不純物領域からなるLDD領域645、646と、LDD領域645、646の外側に位置し、N型不純物が高濃度となるように拡散された高濃度不純物領域からなるドレイン領域647およびソース領域648とが形成されている。   FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional bottom gate TFT 800 provided with an LDD region. As shown in FIG. 20, in the TFT 800, a gate electrode 621 is formed on an insulating substrate 610, and a semiconductor layer 641 serving as an active layer is formed on the gate electrode 621 with a gate insulating film 630 interposed therebetween. The semiconductor layer 641 is located immediately above the gate electrode 621 and is formed of an intrinsic region where impurities are not diffused. The channel region 649 is located on both sides of the channel region 649 so as to diffuse N-type impurities at a low concentration. LDD regions 645 and 646 made of low-concentration impurity regions, and drain regions 647 and sources made of high-concentration impurity regions located outside LDD regions 645 and 646 and diffused so that N-type impurities have a high concentration Region 648 is formed.

図21(a)および図21(b)は、イオン注入により形成されたLDD領域645、646を有する従来のTFT800の製造方法を示す工程断面図である。このようなTFT800を製造する場合、まず図21(a)に示すようにチャネル領域649上にレジストパターン710を形成し、レジストパターン710をマスクとして、N型の不純物を低濃度となるようなドーズ量でイオン注入することにより、LDD領域645、646を形成する。次に、図21(b)に示すように、レジストパターン710よりも幅の広いレジストパターン720をチャネル領域649およびLDD領域645、646の一部を覆うように形成し、レジストパターン720をマスクとして、N型の不純物を高濃度となるようなドーズ量でイオン注入し、ドレイン領域647およびソース領域648を形成する。   FIG. 21A and FIG. 21B are process cross-sectional views showing a method for manufacturing a conventional TFT 800 having LDD regions 645 and 646 formed by ion implantation. When manufacturing such a TFT 800, first, as shown in FIG. 21A, a resist pattern 710 is formed on a channel region 649, and a dose such that the N-type impurity is reduced in concentration using the resist pattern 710 as a mask. LDD regions 645 and 646 are formed by ion implantation in a quantity. Next, as shown in FIG. 21B, a resist pattern 720 wider than the resist pattern 710 is formed so as to cover a part of the channel region 649 and the LDD regions 645 and 646, and the resist pattern 720 is used as a mask. , N-type impurities are ion-implanted at a dose such that the concentration is high, and a drain region 647 and a source region 648 are formed.

また、特許文献1には、イオン注入をすることなく形成されたLDD領域を有するボトムゲート型TFTが開示されている。図22は、特許文献1に開示されたボトムゲート型TFT900の構成を示す断面図である。図20に示すTFT800とは異なり、TFT900では、半導体層741は真性領域のみからなり、半導体層741の両端部の上面のそれぞれに、低濃度不純物層751、752および高濃度不純物層761、762が順に積層され、高濃度不純物層761、762の上面にドレイン電極771およびソース電極772がそれぞれ形成されている。このTFT900では、半導体層741と高濃度不純物層761に挟まれた低濃度不純物層751がLDD領域として機能し、オフ電流の増加を抑えている。   Patent Document 1 discloses a bottom gate TFT having an LDD region formed without ion implantation. FIG. 22 is a cross-sectional view showing the configuration of the bottom gate TFT 900 disclosed in Patent Document 1. In FIG. Unlike the TFT 800 illustrated in FIG. 20, in the TFT 900, the semiconductor layer 741 includes only an intrinsic region, and low-concentration impurity layers 751 and 752 and high-concentration impurity layers 761 and 762 are provided on the upper surfaces of both ends of the semiconductor layer 741. A drain electrode 771 and a source electrode 772 are formed on the upper surfaces of the high-concentration impurity layers 761 and 762, respectively. In this TFT 900, the low-concentration impurity layer 751 sandwiched between the semiconductor layer 741 and the high-concentration impurity layer 761 functions as an LDD region, and an increase in off current is suppressed.

特開平7−131030号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-131030

しかし、図20に示すLDD領域645、646をイオン注入によって形成する場合、図21に示すように、低濃度不純物領域を形成する際に使用するレジストパターン710と、高濃度不純物領域を形成する際に使用するレジストパターン720とを形成しなければならない。この場合、レジストパターン710とレジストパターン720とのずれが大きくなると、LDD領域645はドレイン電圧に基づく電界を十分に緩和できなくなるという問題がある。また、レジストパターン710とレジストパターン720を形成するためのフォトリソグラフィ工程および注入された不純物イオンを活性化するための熱処理工程が必要になる等、a−Si_TFTの製造プロセスに追加しなければならない工程が多くなる。このため、a−Si_TFTの製造プロセスと整合性がなくなり、新たな設備投資が必要になるという問題がある。   However, when the LDD regions 645 and 646 shown in FIG. 20 are formed by ion implantation, as shown in FIG. 21, a resist pattern 710 used when forming a low concentration impurity region and a high concentration impurity region are formed. The resist pattern 720 to be used in the process must be formed. In this case, when the difference between the resist pattern 710 and the resist pattern 720 increases, there is a problem that the LDD region 645 cannot sufficiently relax the electric field based on the drain voltage. In addition, a photolithography process for forming the resist pattern 710 and the resist pattern 720 and a heat treatment process for activating the implanted impurity ions are necessary, and other processes that must be added to the a-Si_TFT manufacturing process. Will increase. For this reason, there is a problem that consistency with the manufacturing process of the a-Si_TFT is lost, and a new capital investment is required.

また、特許文献1に記載の低濃度不純物層751は、半導体層741と高濃度不純物層761との間に挟まれている。このため、図22に示す、点線で囲まれたドレイン領域の端部近傍では、ゲート電極621の電位に基づく電界とドレイン電極771に印加されるドレイン電圧に基づく電界を同時に受けるので、電界強度が大きくなり、オフ電流が増加するという問題がある。また、このような配置の低濃度不純物層751では、LDD領域の長さ(以下、「LDD長」という)は、垂直方向の低濃度不純物層751の長さ、すなわちその膜厚と等しくなる。そこで、低濃度不純物層751によって電界集中を緩和するために必要なLDD長0.1〜3μmを確保しようとすれば、低濃度不純物層651の膜厚を0.1〜3μmにする必要がある。しかし、0.1〜3μmのシリコン膜を成膜したり、エッチングしたりするのは時間がかかりすぎ、一方シリコン膜の膜厚を薄くすれば十分な電界緩和効果が得られないという問題がある。   Further, the low concentration impurity layer 751 described in Patent Document 1 is sandwiched between the semiconductor layer 741 and the high concentration impurity layer 761. For this reason, in the vicinity of the end of the drain region surrounded by a dotted line shown in FIG. 22, an electric field based on the potential of the gate electrode 621 and an electric field based on the drain voltage applied to the drain electrode 771 are simultaneously received. There is a problem that the off-state current increases and the off-current increases. In the low concentration impurity layer 751 having such an arrangement, the length of the LDD region (hereinafter referred to as “LDD length”) is equal to the length of the low concentration impurity layer 751 in the vertical direction, that is, the film thickness thereof. Therefore, in order to secure the LDD length of 0.1 to 3 μm necessary for relaxing the electric field concentration by the low concentration impurity layer 751, the thickness of the low concentration impurity layer 651 needs to be set to 0.1 to 3 μm. . However, it takes too much time to form or etch a silicon film having a thickness of 0.1 to 3 μm. On the other hand, if the thickness of the silicon film is reduced, a sufficient electric field relaxation effect cannot be obtained. .

そこで、本発明の目的は、大きなオン電流を維持したままオフ電流を低減するとともに、製造が容易なLDD領域を備える薄膜トランジスタを提供することである。また、本発明の他の目的は、a−Si_TFTの製造プロセスと整合性を有する薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film transistor including an LDD region that can be easily manufactured while reducing the off current while maintaining a large on current. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor having consistency with the manufacturing process of an a-Si_TFT.

第1の発明は、絶縁性基板に形成されたボトムゲート型の薄膜トランジスタであって、
前記絶縁性基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記ゲート電極と対向するチャネル領域と、前記チャネル領域を挟むように形成されたソース領域およびドレイン領域とを有する半導体層と、
前記半導体層上に形成されたソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ソース領域との間、および、前記ドレイン電極と前記ドレイン領域との間にそれぞれ形成されたオーミックコンタクト層とを備え、
前記半導体層は、微結晶半導体層および多結晶半導体層のいずれかを含み、
前記ドレイン電極は、前記ドレイン電極上に形成された前記オーミックコンタクト層の一部と重なるとともに、平面視において前記ゲート電極の端部から所定の距離を隔てて配置されていることを特徴とする。
A first invention is a bottom gate type thin film transistor formed on an insulating substrate,
A gate electrode formed on the insulating substrate;
A gate insulating film formed on the gate electrode;
A semiconductor layer formed on the gate insulating film and having a channel region facing the gate electrode, and a source region and a drain region formed so as to sandwich the channel region;
A source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer;
Ohmic contact layers formed between the source electrode and the source region and between the drain electrode and the drain region, respectively.
The semiconductor layer includes one of a microcrystalline semiconductor layer and a polycrystalline semiconductor layer,
The drain electrode overlaps with a part of the ohmic contact layer formed on the drain electrode and is disposed at a predetermined distance from an end of the gate electrode in plan view.

第2の発明は、第1の発明において、
前記所定の距離は0.5〜3μmであり、
前記オーミックコンタクト層は、シート抵抗が50k〜5000kΩ/□の導電体層であることを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The predetermined distance is 0.5 to 3 μm,
The ohmic contact layer is a conductor layer having a sheet resistance of 50 k to 5000 kΩ / □.

第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記オーミックコンタクト層は、不純物をドーピングした半導体層であることを特徴とする。
According to a third invention, in the first or second invention,
The ohmic contact layer is a semiconductor layer doped with impurities.

第4の発明は、第3の発明において、
前記オーミックコンタクト層は、シート抵抗が50k〜500kΩ/□の微結晶半導体層を含むことを特徴とする。
According to a fourth invention, in the third invention,
The ohmic contact layer includes a microcrystalline semiconductor layer having a sheet resistance of 50 k to 500 kΩ / □.

第5の発明は、第4の発明において、
前記オーミックコンタクト層は、さらに非晶質半導体層を含むことを特徴とする。
A fifth invention is the fourth invention,
The ohmic contact layer further includes an amorphous semiconductor layer.

第6の発明は、第3の発明において、
前記オーミックコンタクト層は、シート抵抗が500k〜5000kΩ/□の非晶質半導体層を含むことを特徴とする。
According to a sixth invention, in the third invention,
The ohmic contact layer includes an amorphous semiconductor layer having a sheet resistance of 500 k to 5000 kΩ / □.

第7の発明は、第1の発明において、
前記半導体層は、前記微結晶半導体層または前記多結晶半導体層の上面に非晶質半導体層が積層されていることを特徴とする。
According to a seventh invention, in the first invention,
The semiconductor layer is characterized in that an amorphous semiconductor layer is stacked on an upper surface of the microcrystalline semiconductor layer or the polycrystalline semiconductor layer.

第8の発明は、第1の発明において、
前記半導体層の前記チャネル領域上にチャネルストッパ層が形成されていることを特徴とする。
In an eighth aspect based on the first aspect,
A channel stopper layer is formed on the channel region of the semiconductor layer.

第9の発明は、第1〜第8のいずれかの発明に係る薄膜トランジスタを画素形成部のスイッチング素子として用いたことを特徴とする、表示装置である。   A ninth invention is a display device using the thin film transistor according to any one of the first to eighth inventions as a switching element of a pixel formation portion.

第10の発明は、絶縁性基板上に形成されたボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記絶縁性基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極と対向するチャネル領域と、前記チャネル領域を挟むように形成されたソース領域およびドレイン領域とを有する半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜上に、不純物がドーピングされた不純物膜を形成する不純物膜形成工程と、
前記不純物膜上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
光の強度を弱めて透過させる半透過部と、光を遮光する遮光部とを少なくとも有するハーフトーンマスクを用いて、前記チャネル領域に対応する前記金属膜上の少なくとも一部の領域に残された第1のレジスト膜の膜厚が、ソース電極およびドレイン電極が形成されるべき領域に残された第2のレジスト膜の膜厚よりも薄くなるとともに、平面視において前記第2のレジスト膜の端部が前記ゲート電極の端部と所定の距離を隔てて配置される第1のレジストパターンを形成する第1のパターニング工程と、
酸素によるプラズマを用いて前記第1のレジスト膜を除去するとともに、前記第2のレジスト膜を残す選択除去工程と、
前記選択除去工程によって残された前記第2のレジスト膜をマスクとして前記金属膜をエッチングすることによりドレイン電極とソース電極とを形成する電極形成工程と、
前記選択除去工程の前および前記電極形成工程の後のいずれかにおいて、前記不純物膜をエッチングすることにより、前記ソース領域および前記ドレイン領域の上面にそれぞれオーミックコンタクト層を形成するオーミックコンタクト層形成工程とを備えることを特徴とする。
A tenth invention is a method of manufacturing a bottom gate thin film transistor formed on an insulating substrate,
Forming a gate electrode on the insulating substrate; and
Forming a gate insulating film on the gate electrode; and
Forming a semiconductor film having a channel region opposed to the gate electrode and a source region and a drain region formed so as to sandwich the channel region on the gate insulating film;
An impurity film forming step of forming an impurity film doped with impurities on the semiconductor film;
A metal film forming step of forming a metal film on the impurity film;
Using a halftone mask having at least a semi-transmissive portion that transmits light with reduced light intensity and a light-shielding portion that blocks light, the light is left in at least a portion of the metal film corresponding to the channel region. The film thickness of the first resist film is thinner than the film thickness of the second resist film left in the region where the source electrode and the drain electrode are to be formed, and the edge of the second resist film in plan view A first patterning step of forming a first resist pattern in which a portion is arranged at a predetermined distance from an end of the gate electrode;
A selective removal step of removing the first resist film using plasma with oxygen and leaving the second resist film;
An electrode forming step of forming a drain electrode and a source electrode by etching the metal film using the second resist film left in the selective removal step as a mask;
An ohmic contact layer forming step of forming an ohmic contact layer on the upper surface of the source region and the drain region by etching the impurity film either before the selective removing step and after the electrode forming step, It is characterized by providing.

第11の発明は、第10の発明において、
前記オーミックコンタクト層形成工程は、
前記ドレイン電極と前記ソース電極とを形成した後に、前記選択除去工程において残された前記第2のレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、
前記金属膜の上面の前記ゲート電極に対応する位置に開口部を有する第2のレジストパターンを形成する第2のパターニング工程と、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、前記不純物膜をエッチングする不純物膜エッチング工程とを含むことを特徴とする。
In an eleventh aspect based on the tenth aspect,
The ohmic contact layer forming step includes
A resist film removing step of removing the second resist film left in the selective removing step after forming the drain electrode and the source electrode;
A second patterning step of forming a second resist pattern having an opening at a position corresponding to the gate electrode on the upper surface of the metal film;
And an impurity film etching step of etching the impurity film using the second resist pattern as a mask.

第12の発明は、第10の発明において、
前記ハーフトーンマスクは、前記半透過部の一部に透過部を有し、
前記第1のレジストパターンは、前記ハーフトーンマスクの前記透過部に対応する第1のレジスト膜の位置に開口部を有し、
前記オーミックコンタクト層形成工程は、前記選択除去工程の前に行われ、前記第1のレジストパターンをマスクとして前記開口部に露出された金属膜および前記不純物膜を順にエッチングする開口部エッチング工程を含むことを特徴とする。
In a twelfth aspect based on the tenth aspect,
The halftone mask has a transmission part in a part of the semi-transmission part,
The first resist pattern has an opening at a position of the first resist film corresponding to the transmission part of the halftone mask,
The ohmic contact layer forming step includes an opening portion etching step which is performed before the selective removal step and sequentially etches the metal film and the impurity film exposed to the opening portion using the first resist pattern as a mask. It is characterized by that.

第13の発明は、絶縁性基板上に形成されたボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記絶縁性基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜上に、不純物がドーピングされた不純物膜を形成する不純物膜形成工程と、
前記不純物膜上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の上面の前記ゲート電極に対応する領域に開口部を有するレジストパターンを形成するパターニング形成工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記金属膜および前記不純物膜をエッチングするエッチング工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記金属膜の端部が前記ゲート電極の端部から平面視において所定の距離だけ離れるまで、前記金属膜をウエットエッチングにより追加エッチングする追加エッチング工程とを備えることを特徴とする。
A thirteenth invention is a method of manufacturing a bottom gate type thin film transistor formed on an insulating substrate,
Forming a gate electrode on the insulating substrate; and
Forming a gate insulating film on the gate electrode; and
Forming a semiconductor film on the gate insulating film; and
An impurity film forming step of forming an impurity film doped with impurities on the semiconductor film;
A metal film forming step of forming a metal film on the impurity film;
Forming a resist pattern having an opening in a region corresponding to the gate electrode on the upper surface of the metal film;
Etching process for etching the metal film and the impurity film using the resist pattern as a mask;
An additional etching step of additionally etching the metal film by wet etching until the end of the metal film is separated from the end of the gate electrode by a predetermined distance in plan view using the resist pattern as a mask. And

第14の発明は、第13の発明において、
前記エッチング工程および追加エッチング工程は、リン酸、硝酸および酢酸を含むエッチャントによってウエットエッチングすることを特徴とする。
In a fourteenth aspect based on the thirteenth aspect,
In the etching process and the additional etching process, wet etching is performed using an etchant containing phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid.

第15の発明は、第10または第13の発明において、
前記不純物膜形成工程は、不純物を含むガスによるプラズマを用いてプラズマCVD法により不純物膜を形成することを特徴とする。
In a fifteenth aspect based on the tenth aspect or the thirteenth aspect,
The impurity film forming step is characterized in that the impurity film is formed by plasma CVD using plasma of a gas containing impurities.

第16の発明は、第10または第13の発明において、
前記半導体膜は微結晶半導体膜であり、
前記半導体膜形成工程は、プラズマCVD法または高密度プラズマCVD法によって前記微結晶半導体膜を形成する微結晶半導体膜形成工程を含むことを特徴とする。
In a sixteenth aspect based on the tenth or thirteenth aspect,
The semiconductor film is a microcrystalline semiconductor film;
The semiconductor film forming step includes a microcrystalline semiconductor film forming step of forming the microcrystalline semiconductor film by a plasma CVD method or a high density plasma CVD method.

第17の発明は、第10または第13の発明において、
前記半導体膜は多結晶半導体膜であり、
前記半導体膜形成工程は、レーザ結晶化法によって非晶質半導体膜および微結晶半導体膜のいずれかから多結晶半導体膜を生成する多結晶半導体膜形成工程を含むことを特徴とする。
In a seventeenth aspect based on the tenth or thirteenth aspect,
The semiconductor film is a polycrystalline semiconductor film;
The semiconductor film forming step includes a polycrystalline semiconductor film forming step of generating a polycrystalline semiconductor film from either an amorphous semiconductor film or a microcrystalline semiconductor film by a laser crystallization method.

上記第1の発明によれば、平面視において、ドレイン電極をゲート電極の端部から所定の距離だけ離して形成するので、LDD領域となる、ドレイン電極と重ならないオーミックコンタクト層を水平方向に形成することができる。このようなLDD領域は、ゲート電極の電位に基づく電界の影響を受けにくく、実質的にドレイン電圧に基づく電界のみの影響を受けるので、ドレイン電極の端部近傍での電界集中を緩和し、オフ電流を低減することができる。そこで、TFTは、結晶性シリコン膜からなるチャネル領域を形成することにより大きなオン電流を維持することができると同時に、水平方向に形成されたLDD領域によってオフ電流を十分低減することができる。   According to the first aspect of the invention, since the drain electrode is formed at a predetermined distance from the end of the gate electrode in plan view, the ohmic contact layer that does not overlap the drain electrode, which becomes the LDD region, is formed in the horizontal direction. can do. Such an LDD region is hardly affected by the electric field based on the potential of the gate electrode, and is substantially influenced only by the electric field based on the drain voltage. The current can be reduced. Therefore, the TFT can maintain a large on-current by forming a channel region made of a crystalline silicon film, and at the same time, the off-current can be sufficiently reduced by the LDD region formed in the horizontal direction.

上記第2の発明によれば、LDD領域の長さとなる、平面視におけるゲート電極の端部からドレイン電極までの距離を0.5〜3μmに調整し、オーミックコンタクト層としてシート抵抗が50k〜5000kΩ/□の導電体層を用いれば、オフ電流を十分低減することができる。   According to the second invention, the distance from the end of the gate electrode to the drain electrode in plan view, which is the length of the LDD region, is adjusted to 0.5 to 3 μm, and the sheet resistance as the ohmic contact layer is 50 k to 5000 kΩ. If a / □ conductor layer is used, the off-current can be sufficiently reduced.

上記第3の発明によれば、半導体層にドーピングされる不純物量を調整することにより、半導体層とドレイン電極およびソース電極とのオーミック接触を容易に確保することができる。   According to the third aspect of the invention, the ohmic contact between the semiconductor layer, the drain electrode, and the source electrode can be easily ensured by adjusting the amount of impurities doped in the semiconductor layer.

上記第4の発明によれば、シート抵抗が50k〜500kΩ/□の微結晶半導体層からなるオーミックコンタクト層をLDD領域として使用することにより、オフ電流を十分低減することができる。   According to the fourth invention, the off-current can be sufficiently reduced by using the ohmic contact layer made of the microcrystalline semiconductor layer having a sheet resistance of 50 k to 500 kΩ / □ as the LDD region.

上記第5の発明によれば、オーミックコンタクト層は、微結晶半導体層だけでなく、非晶質半導体層も含むので、オフ電流をより低減することができる。   According to the fifth aspect, since the ohmic contact layer includes not only the microcrystalline semiconductor layer but also the amorphous semiconductor layer, the off-current can be further reduced.

上記第6の発明によれば、シート抵抗が500k〜5000kΩ/□の非晶質半導体層からなるオーミックコンタクト層をLDD領域として使用することにより、オフ電流をより一層低減することができる。   According to the sixth invention, the off-current can be further reduced by using the ohmic contact layer made of an amorphous semiconductor layer having a sheet resistance of 500 k to 5000 kΩ / □ as the LDD region.

上記第7の発明によれば、結晶性シリコン層の上面に非晶質シリコン層を設けることによって、結晶性シリコン層の成膜時の膜厚がエッチング後もそのまま維持される。このため、半導体層の膜厚が薄くなって抵抗値が高くなることによりオン電流が小さくなることを防止することができる。   According to the seventh aspect, by providing the amorphous silicon layer on the upper surface of the crystalline silicon layer, the film thickness at the time of forming the crystalline silicon layer is maintained as it is after the etching. For this reason, it is possible to prevent the on-state current from being reduced by reducing the thickness of the semiconductor layer and increasing the resistance value.

上記第8の発明によれば、エッチングストッパ膜を設けることによって、結晶性シリコン層の成膜時の膜厚がその後の工程によって変化することなくそのまま維持される。また、結晶性シリコン層とエッチングストッパ膜との界面の状態もそのまま維持される。このため、オン電流が小さくなることを防止するとともに、オン電流を制御しやすくなる。   According to the eighth aspect, by providing the etching stopper film, the film thickness at the time of forming the crystalline silicon layer is maintained as it is without being changed by subsequent processes. Further, the state of the interface between the crystalline silicon layer and the etching stopper film is also maintained as it is. For this reason, the on-current can be prevented from being reduced, and the on-current can be easily controlled.

上記第9の発明によれば、オフ電流を十分低減することができる薄膜トランジスタを画素のスイッチング素子として使用することにより、各画素形成部に与えられたデータ信号に応じた電圧を低下させることなく、次のデータ信号が与えられるまで保持することができる。   According to the ninth aspect, by using the thin film transistor that can sufficiently reduce the off-current as the switching element of the pixel, the voltage corresponding to the data signal given to each pixel formation portion is not lowered, It can be held until the next data signal is applied.

上記第10の発明によれば、第1のレジストパターンは、膜厚の薄い第1のレジスト膜と、第1のレジスト膜よりも膜厚の厚い第2のレジスト膜とを含む。まず、第1のレジスト膜と第2のレジスト膜とをマスクとしてエッチングする。次に、酸素ガスによるプラズマを用いて第1のレジスト膜を除去した後、残った第2のレジスト膜をマスクとしてエッチングする。この場合、第1のレジスト膜と第2のレジスト膜とを1枚ハーフトーンマスクを使用することによって同時に形成することができるので、フォトマスクの枚数を減らして、製造コストを低減することができる。また、非晶質薄膜トランジスタの製造プロセスに追加すべき工程がほとんどないので、非晶質薄膜トランジスタの製造ラインを利用することにより、新たな設備投資が不要となる。このため、薄膜トランジスタの製造コストを低減することができる。   According to the tenth aspect of the invention, the first resist pattern includes the first resist film having a small thickness and the second resist film having a thickness larger than that of the first resist film. First, etching is performed using the first resist film and the second resist film as a mask. Next, after removing the first resist film using plasma by oxygen gas, etching is performed using the remaining second resist film as a mask. In this case, since the first resist film and the second resist film can be simultaneously formed by using one halftone mask, the number of photomasks can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. . In addition, since there are few steps to be added to the manufacturing process of the amorphous thin film transistor, a new capital investment becomes unnecessary by using the amorphous thin film transistor manufacturing line. For this reason, the manufacturing cost of a thin-film transistor can be reduced.

上記第11の発明によれば、第1のレジストパターンを除去した後に、第2のレジストパターンを形成するので、工程は増加するが、安定した製造プロセスで不純物膜をエッチングしてオーミックコンタクト層を形成することができる。   According to the eleventh aspect, since the second resist pattern is formed after removing the first resist pattern, the number of steps is increased, but the impurity film is etched by a stable manufacturing process to form the ohmic contact layer. Can be formed.

上記第12の発明によれば、第1のレジスト膜に形成された開口部に露出した金属膜および不純物膜をエッチングしてオーミックコンタクト層を形成する。次に、酸素ガスによるプラズマを用いて第1のレジスト膜を除去した後に、残った第2のレジスト膜をマスクとしてさらに金属膜をエッチングしてソース電極とドレイン電極とを形成する。この場合、ドレイン電極とオーミックコンタクト層との位置関係によってLDD領域のLDD長が決まる。しかし、オーミックコンタクト層とドレイン電極とをそれぞれ形成する第1のレジスト膜と第2のレジスト膜は同時に形成されるので、アライメント精度の影響を受けることなく、LDD長を制御することができる。   According to the twelfth aspect, the ohmic contact layer is formed by etching the metal film and the impurity film exposed in the opening formed in the first resist film. Next, after removing the first resist film using plasma by oxygen gas, the metal film is further etched using the remaining second resist film as a mask to form a source electrode and a drain electrode. In this case, the LDD length of the LDD region is determined by the positional relationship between the drain electrode and the ohmic contact layer. However, since the first resist film and the second resist film that form the ohmic contact layer and the drain electrode, respectively, are formed at the same time, the LDD length can be controlled without being affected by the alignment accuracy.

上記第13の発明によれば、レジストパターン形成工程で形成されたレジストパターンを用いて、金属膜および高濃度不純物膜を分離するだけでなく、LDD領域の長さを調整することができるので、金属層の長さを調整するためのマスクを追加する必要がない。また、追加エッチングの時間を変えることにより金属層のシフト量を調整することができるので、TFTのLDD長を容易に調整することができる。   According to the thirteenth aspect of the invention, not only can the metal film and the high-concentration impurity film be separated using the resist pattern formed in the resist pattern forming step, but also the length of the LDD region can be adjusted. There is no need to add a mask for adjusting the length of the metal layer. Further, since the shift amount of the metal layer can be adjusted by changing the additional etching time, the LDD length of the TFT can be easily adjusted.

上記第14の発明によれば、リン酸、硝酸および酢酸を含むエッチャントを用いて追加エッチングを行えば、追加エッチング中にレジストパターンが剥がれたり、下地の高濃度不純物膜までエッチングされたりすることはない。   According to the fourteenth aspect, if additional etching is performed using an etchant containing phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid, the resist pattern may be peeled off during the additional etching, or the underlying high-concentration impurity film may be etched. Absent.

上記第15の発明によれば、高濃度不純物膜中の不純物濃度を、成膜時のガス流量を調整することにより調整することができるので、イオン注入を行う必要がない。このため、イオン注入のマスクとなるレジストパターンを形成する工程、イオン注入工程およびドーピングされた不純物イオンを活性化するためのアニール工程が不要になり、製造工程数の増加を抑えることができる。基板が大型化すれば難しくなるイオン注入工程が不要になることによって、大型化した基板にも高濃度不純物膜を容易に形成することができる。さらに、イオン注入によってドーピングされた不純物を活性化するための高温熱処理が不要になるので、TFTを低温プロセスで形成することができる。   According to the fifteenth aspect, since the impurity concentration in the high concentration impurity film can be adjusted by adjusting the gas flow rate during film formation, it is not necessary to perform ion implantation. For this reason, a step of forming a resist pattern serving as a mask for ion implantation, an ion implantation step, and an annealing step for activating doped impurity ions are not required, and an increase in the number of manufacturing steps can be suppressed. By eliminating the need for an ion implantation step that becomes difficult if the substrate is enlarged, a high-concentration impurity film can be easily formed on the enlarged substrate. Further, since a high temperature heat treatment for activating impurities doped by ion implantation is not required, the TFT can be formed by a low temperature process.

上記第16の発明によれば、プラズマCVD法または高密度プラズマCVD法によって微結晶半導体膜をゲート絶縁膜上に直接成膜することができるので、オン電流の大きな薄膜トランジスタの製造工程を短縮することができる。   According to the sixteenth aspect, since the microcrystalline semiconductor film can be directly formed on the gate insulating film by the plasma CVD method or the high-density plasma CVD method, the manufacturing process of the thin film transistor having a large on-current can be shortened. Can do.

上記第17の発明によれば、非晶質半導体膜または微結晶半導体膜にレーザを照射することによって多結晶半導体膜を容易に形成することができるので、非晶質薄膜トランジスタの製造ラインを利用することにより、新たな設備投資が不要となる。   According to the seventeenth aspect, since the polycrystalline semiconductor film can be easily formed by irradiating the amorphous semiconductor film or the microcrystalline semiconductor film with the laser, the amorphous thin film transistor manufacturing line is used. This eliminates the need for new capital investment.

(a)は本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスタが形成された液晶表示装置の概略構成を示す断面図であり、(b)は液晶表示装置に含まれるアクティブマトリクス基板の一部を示す平面図である。(A) is sectional drawing which shows schematic structure of the liquid crystal display device in which the thin-film transistor based on one Embodiment of this invention was formed, (b) is a top view which shows a part of active matrix substrate contained in a liquid crystal display device It is. (a)は、本発明の一実施形態に係るTFTの構成を示す平面図であり、(b)は(a)に示すA−A線に沿ったTFTの構成を示す断面図である。(A) is a top view which shows the structure of TFT which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the structure of TFT along the AA line shown to (a). 図2に示す、LDD領域を設けたNチャネル型μc−Si_TFTにおけるゲート電圧とドレイン電流との関係を示すグラフである。3 is a graph showing a relationship between a gate voltage and a drain current in the N channel type μc-Si_TFT provided with an LDD region shown in FIG. 2. 図2に示すTFTの第1の変形例に係るTFTの構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a TFT according to a first modification of the TFT shown in FIG. 2. 図2に示すTFTの第2の変形例に係るTFTの構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a TFT according to a second modification of the TFT illustrated in FIG. 2. 図2に示すTFTの第3の変形例に係るTFTの構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a TFT according to a third modification of the TFT shown in FIG. 2. 図2に示すTFTの製造方法を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing method of the TFT shown in FIG. 2. 図2に示すTFTの製造方法を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing method of the TFT shown in FIG. 2. 図2に示すTFTの製造方法を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing method of the TFT shown in FIG. 2. 図7〜図9に示す製造方法に使用されるハーフトーンマスクの模式的平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of a halftone mask used in the manufacturing method shown in FIGS. 7 to 9. 図7〜図9に示す製造方法の第1の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method which concerns on the 1st modification of the manufacturing method shown in FIGS. 図7〜図9に示す製造方法の第1の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method which concerns on the 1st modification of the manufacturing method shown in FIGS. 図7〜図9に示す製造方法の第1の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method which concerns on the 1st modification of the manufacturing method shown in FIGS. 図11〜図13に示す製造方法に使用されるハーフトーンマスクの模式的平面図である。It is a typical top view of the halftone mask used for the manufacturing method shown in FIGS. 図7〜図9に示す製造方法の第2の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method which concerns on the 2nd modification of the manufacturing method shown in FIGS. 図7〜図9に示す製造方法の第2の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method which concerns on the 2nd modification of the manufacturing method shown in FIGS. 図7〜図9に示す製造方法の第3の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method which concerns on the 3rd modification of the manufacturing method shown in FIGS. 図7〜図9に示す製造方法の第3の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method which concerns on the 3rd modification of the manufacturing method shown in FIGS. 従来のNチャネル型μc−Si_TFTにおけるゲート電圧と、ドレイン電流との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gate voltage and drain current in the conventional N channel type | mold micro-c_Si_TFT. LDD領域が設けられた従来のボトムゲート型TFTの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional bottom gate type TFT provided with the LDD area | region. 図19に示す従来のTFTの製造方法を示す工程断面図である。FIG. 20 is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the conventional TFT shown in FIG. 19. 従来の他のボトムゲート型TFTの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the other conventional bottom gate type TFT.

<1.液晶表示装置の構成>
図1(a)は、本発明の実施形態に係るボトムゲート型TFTが形成された液晶表示装置10の概略構成を示す断面図であり、図1(b)は、液晶表示装置10に含まれるアクティブマトリクス基板11の一部を示す平面図である。図1(a)に示す液晶表示装置10は、データ信号線13、画素電極15等が形成されたアクティブマトリクス基板11と、アクティブマトリクス基板11に対向して配置され、カラーフィルター23、ブラックマトリクス24、共通電極25等が形成された対向基板21と、アクティブマトリクス基板11と対向基板21によって挟持された液晶層30を含む。
<1. Configuration of liquid crystal display device>
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 10 in which a bottom-gate TFT according to an embodiment of the present invention is formed, and FIG. 1B is included in the liquid crystal display device 10. 2 is a plan view showing a part of an active matrix substrate 11. FIG. A liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1A is arranged with an active matrix substrate 11 on which data signal lines 13, pixel electrodes 15, and the like are formed, and opposed to the active matrix substrate 11, and a color filter 23 and a black matrix 24. And the counter substrate 21 on which the common electrode 25 and the like are formed, and the liquid crystal layer 30 sandwiched between the active matrix substrate 11 and the counter substrate 21.

図1(b)に示すアクティブマトリクス基板11には、データ信号線13と走査信号線14とが形成されている。データ信号線13と走査信号線14とは、互いに交差するように配置され、それらが交差する交差部毎に、スイッチング素子として機能するTFTと画素電極15とが設けられている。走査信号線14には、TFTのゲート電極121が接続され、データ信号線13には、TFTのソース電極172が接続されている。また、画素電極15は、コンタクトホール16を介してTFTのドレイン電極171に接続されている。TFTがオン状態になると、データ信号に応じた電圧がデータ信号線13からTFTを介して、画素電極15と共通電極25によって構成される画素容量に与えられる。画素容量に与えられた電圧は、TFTがオフ状態にある間、画素容量に保持される。   A data signal line 13 and a scanning signal line 14 are formed on the active matrix substrate 11 shown in FIG. The data signal line 13 and the scanning signal line 14 are arranged so as to cross each other, and a TFT and a pixel electrode 15 functioning as a switching element are provided at each intersection where they cross each other. A TFT gate electrode 121 is connected to the scanning signal line 14, and a TFT source electrode 172 is connected to the data signal line 13. The pixel electrode 15 is connected to the drain electrode 171 of the TFT through the contact hole 16. When the TFT is turned on, a voltage corresponding to the data signal is applied from the data signal line 13 to the pixel capacitor constituted by the pixel electrode 15 and the common electrode 25 via the TFT. The voltage applied to the pixel capacitor is held in the pixel capacitor while the TFT is in the off state.

<2. TFTの構成>
<2.1 TFTの構成の一実施形態>
図2(a)は、本発明の実施形態に係るボトムゲート型TFT100の構成を示す平面図であり、図2(b)は図2(a)に示すA−A線に沿ったTFT100の構成を示す断面図である。
<2. Configuration of TFT>
<2.1 Embodiment of TFT Configuration>
2A is a plan view showing the configuration of the bottom gate type TFT 100 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is the configuration of the TFT 100 along the line AA shown in FIG. FIG.

図2(a)および図2(b)に示すように、TFT100はボトムゲート型であり、絶縁性基板110上にゲート電極121が設けられ、ゲート電極121を覆うようにゲート絶縁膜130が形成されている。ゲート絶縁膜130の上面に、不純物を含まない微結晶シリコン膜または多結晶シリコン膜からなる半導体層141が積層されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the TFT 100 is a bottom gate type, a gate electrode 121 is provided on the insulating substrate 110, and a gate insulating film 130 is formed so as to cover the gate electrode 121. Has been. On the upper surface of the gate insulating film 130, a semiconductor layer 141 made of a microcrystalline silicon film or a polycrystalline silicon film containing no impurities is stacked.

半導体層141の左側端部の上面には、半導体層141の左側端部と同じ大きさで、高濃度のN型不純物を含む微結晶シリコン膜からなるオーミックコンタクト層162が、左側端部と重なるように形成されている。オーミックコンタクト層162の上面には、オーミックコンタクト層162と部分的に重なり、左側に延在するソース電極172が形成されている。   On the upper surface of the left end portion of the semiconductor layer 141, an ohmic contact layer 162 made of a microcrystalline silicon film having the same size as the left end portion of the semiconductor layer 141 and containing a high concentration N-type impurity overlaps the left end portion. It is formed as follows. A source electrode 172 that partially overlaps the ohmic contact layer 162 and extends to the left is formed on the upper surface of the ohmic contact layer 162.

また、半導体層141の右側端部の上面には、半導体層141の右側端部と同じ大きさで、高濃度のN型不純物を含む微結晶シリコン膜からなるオーミックコンタクト層161が、右側端部と重なるように形成されている。オーミックコンタクト層161の上面には、オーミックコンタクト層161と部分的に重なり、右側に延在するドレイン電極171が形成されている。これらのソース電極172およびドレイン電極171は金属膜によって形成されている。そして、TFT100の全体を覆うように保護膜(パッシベーション膜)180が形成されている。   Further, on the upper surface of the right end portion of the semiconductor layer 141, an ohmic contact layer 161 having the same size as the right end portion of the semiconductor layer 141 and made of a microcrystalline silicon film containing a high concentration N-type impurity is provided on the right end portion. It is formed to overlap. A drain electrode 171 that partially overlaps the ohmic contact layer 161 and extends to the right is formed on the upper surface of the ohmic contact layer 161. The source electrode 172 and the drain electrode 171 are formed of a metal film. A protective film (passivation film) 180 is formed so as to cover the entire TFT 100.

なお、オーミックコンタクト層161、162は、高濃度のN型不純物を含む微結晶シリコン膜の代わりに、高濃度のN型不純物を含む非晶質シリコン膜によって形成されていてもよい。このように、オーミックコンタクト層161、162を半導体層で形成すれば、ドーピングする不純物量を調整することによってその抵抗値を調整できるので、半導体層141とドレイン電極171およびソース電極172とのオーミック接触を容易に形成することができる。また、オーミックコンタクト層161、162は、半導体層141とショットキー接合を形成しないような金属等の導電体層によって形成されていてもよい。   Note that the ohmic contact layers 161 and 162 may be formed of an amorphous silicon film containing a high concentration N-type impurity instead of a microcrystalline silicon film containing a high concentration N-type impurity. In this manner, when the ohmic contact layers 161 and 162 are formed of a semiconductor layer, the resistance value can be adjusted by adjusting the amount of impurities to be doped. Therefore, the ohmic contact between the semiconductor layer 141, the drain electrode 171 and the source electrode 172 is achieved. Can be easily formed. The ohmic contact layers 161 and 162 may be formed of a conductor layer such as a metal that does not form a Schottky junction with the semiconductor layer 141.

半導体層141のうち、オーミックコンタクト層161、162によって覆われていない領域はチャネル領域141cとして機能し、チャネル領域141cの左右の領域はそれぞれソース領域141sおよびドレイン領域141dとして機能する。また、オーミックコンタクト層161、162は、ドレイン電極171とドレイン領域141d、および、ソース電極172とソース領域141sとをそれぞれオーミック接触させる役割を果たしている。   Of the semiconductor layer 141, a region not covered by the ohmic contact layers 161 and 162 functions as a channel region 141c, and left and right regions of the channel region 141c function as a source region 141s and a drain region 141d, respectively. The ohmic contact layers 161 and 162 serve to make ohmic contact between the drain electrode 171 and the drain region 141d and between the source electrode 172 and the source region 141s, respectively.

Nチャネル型TFT100のゲート電極121に正電圧が印加されれば、チャネル領域141cのゲート電極121側の表面は、多数の電子が誘起されたN+層になる。このため、N型のソース電極172とドレイン電極171はチャネル領域141cのN+層によって電気的に接続され、TFT100はオン状態になる。一方、ゲート電極121に負電圧が印加されれば、チャネル領域141cの表面に、正孔が誘起されてP型になる。このため、N型のソース電極172とドレイン電極171はP型のチャネル領域141cによって分離され、TFT100はオフ状態になる。 When a positive voltage is applied to the gate electrode 121 of the N-channel TFT 100, the surface of the channel region 141c on the gate electrode 121 side becomes an N + layer in which a large number of electrons are induced. Therefore, the N-type source electrode 172 and drain electrode 171 are electrically connected by the N + layer of the channel region 141c, and the TFT 100 is turned on. On the other hand, when a negative voltage is applied to the gate electrode 121, holes are induced on the surface of the channel region 141c to become P-type. Therefore, the N-type source electrode 172 and the drain electrode 171 are separated by the P-type channel region 141c, and the TFT 100 is turned off.

このようなTFT100において、図2(a)および図2(b)に示すように、ゲート電極121の右側端部とドレイン電極171の左側端部とが平面視において重ならないように、所定の距離だけ離して配置されている。このため、オーミックコンタクト層161のうち、平面視においてゲート電極121およびドレイン電極171が重ならない部分がLDD領域165として機能する。この場合、LDD領域165は水平方向に形成されるので、LDD領域165の長さ(LDD長)の調整に使用できる範囲が広くなり、LDD領域165の抵抗値の調整を容易に行うことができる。同様に、ゲート電極121の左側端部とソース電極172の右側端部とが互いに重ならないように、所定の距離だけ隔てて配置されている。   In such a TFT 100, as shown in FIGS. 2A and 2B, a predetermined distance is provided so that the right end of the gate electrode 121 and the left end of the drain electrode 171 do not overlap in plan view. Are only spaced apart. Therefore, a portion of the ohmic contact layer 161 where the gate electrode 121 and the drain electrode 171 do not overlap in plan view functions as the LDD region 165. In this case, since the LDD region 165 is formed in the horizontal direction, the range that can be used for adjusting the length (LDD length) of the LDD region 165 is widened, and the resistance value of the LDD region 165 can be easily adjusted. . Similarly, the left end portion of the gate electrode 121 and the right end portion of the source electrode 172 are arranged at a predetermined distance so as not to overlap each other.

水平方向に形成されたLDD領域165は、ゲート電極121の電位に基づく電界の影響を受けにくいので、実質的にドレイン電極171に与えられたドレイン電圧に基づく電界による電界集中を緩和できればよい。このようなLDD領域165は、LDD長とオーミックコンタクト層161の抵抗値とを調整することにより、電界集中を緩和してオフ電流を低減することができる。また、オーミックコンタクト層161の結晶性を変えて抵抗値を調整することにより、電界集中を緩和してオフ電流を低減してもよい。   Since the LDD region 165 formed in the horizontal direction is hardly affected by the electric field based on the potential of the gate electrode 121, it is only necessary to substantially reduce the electric field concentration due to the electric field based on the drain voltage applied to the drain electrode 171. Such an LDD region 165 can reduce off-current by reducing electric field concentration by adjusting the LDD length and the resistance value of the ohmic contact layer 161. In addition, by adjusting the resistance value by changing the crystallinity of the ohmic contact layer 161, the electric field concentration may be reduced and the off-current may be reduced.

オーミックコンタクト層161の抵抗値が低すぎる場合、またはLDD長が短すぎる場合には、LDD領域165による電界緩和が不十分になるので、オフ電流を十分に低減することができないという問題が生じる。一方、オーミックコンタクト層161の抵抗値が高すぎる場合、またはLDD長が長すぎる場合には、LDD領域165の寄生抵抗値が大きくなるので、オン電流が低下するという問題が生じる。   When the resistance value of the ohmic contact layer 161 is too low, or when the LDD length is too short, electric field relaxation by the LDD region 165 becomes insufficient, and thus there arises a problem that the off current cannot be sufficiently reduced. On the other hand, when the resistance value of the ohmic contact layer 161 is too high, or when the LDD length is too long, the parasitic resistance value of the LDD region 165 increases, which causes a problem that the on-current decreases.

そこで、このような問題が生じないように、LDD長を0.5〜3μmの範囲とする。またオーミックコンタクト層161として、微結晶シリコン膜を用いる場合、シート抵抗を50k〜500kΩ/□の範囲とする。また、非晶質シリコン膜を用いる場合、シート抵抗を500k〜5000kΩ/□の範囲とする。なお、シート抵抗の調整は、ドーピングする不純物量を変えることによって行う。   Therefore, the LDD length is set in the range of 0.5 to 3 μm so that such a problem does not occur. Further, when a microcrystalline silicon film is used as the ohmic contact layer 161, the sheet resistance is set in a range of 50 k to 500 kΩ / □. Further, when an amorphous silicon film is used, the sheet resistance is set in a range of 500 k to 5000 kΩ / □. The sheet resistance is adjusted by changing the amount of impurities to be doped.

なお、ソース電極172側では、ドレイン電極171に印加されるドレイン電圧の影響を受けないので電界集中は生じない。したがって、LDD領域によって電界集中を緩和する必要がない。そこで、ソース電極172側のLDD長およびオーミックコンタクト層162のシート抵抗をそれぞれ上記と異なる値にしてもよい。   Note that no electric field concentration occurs on the source electrode 172 side because it is not affected by the drain voltage applied to the drain electrode 171. Therefore, it is not necessary to alleviate electric field concentration by the LDD region. Therefore, the LDD length on the source electrode 172 side and the sheet resistance of the ohmic contact layer 162 may be different from the above values.

図3は、このようなLDD領域165を設けたNチャネル型μc−Si_TFT100におけるゲート電圧Vgとドレイン電流Idとの関係を示すグラフである。このグラフは、オーミックコンタクト層161、162のシート抵抗を200kΩ/□、LDD長を2μmとしたTFT100について測定したデータを示す。なお、図3には、比較のために、イオン注入によって形成されたLDD領域を有する、従来のTFT800のゲート電圧Vgとドレイン電流Idとの関係も示されている。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the gate voltage Vg and the drain current Id in the N-channel type μc-Si_TFT 100 provided with such an LDD region 165. This graph shows data measured for the TFT 100 in which the sheet resistance of the ohmic contact layers 161 and 162 is 200 kΩ / □ and the LDD length is 2 μm. For comparison, FIG. 3 also shows the relationship between the gate voltage Vg and the drain current Id of a conventional TFT 800 having an LDD region formed by ion implantation.

図3からわかるように、TFT100がオン状態の時、すなわちゲート電極121に正電圧が印加されている時、TFT100のドレイン電流Id、すなわちオン電流は、ゲート電圧Vgに対して従来のTFT800の場合と同様に変化する。   As can be seen from FIG. 3, when the TFT 100 is in an on state, that is, when a positive voltage is applied to the gate electrode 121, the drain current Id of the TFT 100, that is, the on current is the case of the conventional TFT 800 with respect to the gate voltage Vg. Changes as well.

しかし、TFT100がオフ状態の時、すなわちゲート電極121に負電圧が印加されている時、ゲート電圧Vgが負電圧側で大きくなっても、ゲート電極121の電位に基づく電界の影響を受けにくいので、オフ電流の増加は緩やかである。これに対して、従来のTFT800では、ゲート電圧Vgが負電圧側で大きくなるにつれて、ゲート電極121の電位に基づく電界の影響が強くなるので、ドレイン電流Idすなわちオフ電流も急激に増加する。このように、オーミックコンタクト層161の抵抗値とLDD長を調整したLDD領域165を設けることによって、大きなオン電流を維持したままオフ電流を低減することができることがわかる。   However, when the TFT 100 is in an off state, that is, when a negative voltage is applied to the gate electrode 121, even if the gate voltage Vg increases on the negative voltage side, it is not easily affected by the electric field based on the potential of the gate electrode 121. The increase in off current is moderate. On the other hand, in the conventional TFT 800, as the gate voltage Vg increases on the negative voltage side, the influence of the electric field based on the potential of the gate electrode 121 becomes stronger, so the drain current Id, that is, the off-current also increases rapidly. Thus, it can be seen that by providing the LDD region 165 in which the resistance value and the LDD length of the ohmic contact layer 161 are adjusted, the off current can be reduced while maintaining a large on current.

<2.2 効果>
以上のように、本実施形態のTFT100では、平面視において、ドレイン電極171をゲート電極121から所定の距離だけ離して形成するので、水平方向に形成されたオーミックコンタクト層161のうち、平面視においてゲート電極121およびドレイン電極171のいずれとも重ならない領域がLDD領域165になる。このLDD領域165は、ゲート電極121の電位に基づく電界の影響を受けにくくなるので、実質的にドレイン電極171に印加されるドレイン電圧に基づく電界による電界集中を緩和すればよい。したがって、TFT100は、移動度の高い結晶性シリコン膜からなるチャネル領域によって大きなオン電流を維持すると同時に、水平方向に形成されたLDD領域165によってオフ電流を十分低減することができる。
<2.2 Effect>
As described above, in the TFT 100 of the present embodiment, the drain electrode 171 is formed at a predetermined distance from the gate electrode 121 in plan view. Therefore, the ohmic contact layer 161 formed in the horizontal direction in plan view. A region that does not overlap with either the gate electrode 121 or the drain electrode 171 becomes an LDD region 165. The LDD region 165 is less susceptible to the influence of the electric field based on the potential of the gate electrode 121, and therefore, it is only necessary to alleviate electric field concentration due to the electric field based on the drain voltage applied to the drain electrode 171. Therefore, the TFT 100 can maintain a large on-current with a channel region made of a crystalline silicon film with high mobility, and at the same time sufficiently reduce the off-current with the LDD region 165 formed in the horizontal direction.

また、オーミックコンタクト層161の抵抗値とLDD長を調整するだけで、オフ電流を十分低減できるTFT100を形成することができる。オーミックコンタクト層161の抵抗値は、結晶性および不純物濃度の少なくともいずれかを変えることによって、50k〜5000kΩ/□の範囲で自由に選択することができる。また、LDD長は、0.5〜3μmの範囲で自由に選択することができる。
<2.3 TFTの構成の第1の変形例>
図4は、本発明の実施形態の第1の変形例に係るTFT300の構成を示す断面図である。図4に示すTFT300のうち、上述の実施形態に係るTFT100と同一または対応する構成要素については同一の参照符号を付し、TFT100との相違点を中心に説明する。
Further, the TFT 100 capable of sufficiently reducing the off-current can be formed only by adjusting the resistance value and the LDD length of the ohmic contact layer 161. The resistance value of the ohmic contact layer 161 can be freely selected in the range of 50 k to 5000 kΩ / □ by changing at least one of crystallinity and impurity concentration. The LDD length can be freely selected in the range of 0.5 to 3 μm.
<2.3 First Modification of TFT Configuration>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a TFT 300 according to a first modification of the embodiment of the present invention. In the TFT 300 shown in FIG. 4, the same or corresponding components as those of the TFT 100 according to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences from the TFT 100 will be mainly described.

図4に示すように、TFT300では、図2に示すTFT100と異なり、結晶性シリコンからなる半導体層141と、微結晶シリコンからなるオーミックコンタクト層161、162との間に、オーミックコンタクト層161、162と同じ大きさの非晶質シリコン層151、152が、平面視においてオーミックコンタクト層161、162とそれぞれ重なるように配置されている。このように、オーミックコンタクト層161、162に非晶質シリコン層151、152を追加することによって、オーミックコンタクト層161、162の抵抗値を高くすることができるので、オフ電流をより低減することができる。   As shown in FIG. 4, in the TFT 300, unlike the TFT 100 shown in FIG. 2, the ohmic contact layers 161, 162 are disposed between the semiconductor layer 141 made of crystalline silicon and the ohmic contact layers 161, 162 made of microcrystalline silicon. The amorphous silicon layers 151 and 152 having the same size as those of the ohmic contact layers 161 and 162 are arranged so as to overlap with each other in a plan view. In this manner, by adding the amorphous silicon layers 151 and 152 to the ohmic contact layers 161 and 162, the resistance value of the ohmic contact layers 161 and 162 can be increased, so that the off-current can be further reduced. it can.

<2.4 TFTの構成の第2の変形例>
図5は、本発明の実施形態の第2の変形例に係るTFT400の構成を示す断面図である。図5に示すTFT400のうち、実施形態に係るTFT100と同一または対応する構成要素については同一の参照符号を付し、TFT100との相違点を中心に説明する。
<2.4 Second Modification of TFT Configuration>
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a TFT 400 according to a second modification of the embodiment of the present invention. In the TFT 400 illustrated in FIG. 5, the same or corresponding components as those of the TFT 100 according to the embodiment are denoted by the same reference numerals, and the difference from the TFT 100 will be mainly described.

図5に示すように、TFT400では、半導体層141は、結晶性シリコン層143とその上面を形成された非晶質シリコン層145とからなる。この非晶質シリコン層145の膜厚は、ソース領域141sおよびドレイン領域141d上では厚く、チャネル領域141c上では薄くなっている。これは、チャネル領域141c上の高濃度不純物膜をエッチングしたときに、オーバーエッチングによって非晶質シリコン層145の一部が除去されるためである。   As shown in FIG. 5, in the TFT 400, the semiconductor layer 141 includes a crystalline silicon layer 143 and an amorphous silicon layer 145 formed on the upper surface thereof. The amorphous silicon layer 145 is thick on the source region 141s and the drain region 141d and thin on the channel region 141c. This is because when the high concentration impurity film on the channel region 141c is etched, a part of the amorphous silicon layer 145 is removed by overetching.

TFT400のように、結晶性シリコン層143の上面に非晶質シリコン層145が形成されていれば、図2および図4に示すTFT100、300のように、高濃度不純物膜をエッチングしてオーミックコンタクト層161、162を形成するときに、オーバーエッチングによって除去されるのは非晶質シリコン層145の一部で、結晶性シリコン層143まで除去されることはない。このように結晶性シリコン層143の上面に非晶質シリコン層145を設けることによって、結晶性シリコン層143の成膜時の膜厚がエッチング後もそのまま維持されるので、結晶性シリコン層143の抵抗値が高くなってオン電流が小さくなることを防止することができる。   If the amorphous silicon layer 145 is formed on the upper surface of the crystalline silicon layer 143 as in the TFT 400, the high-concentration impurity film is etched to form an ohmic contact as in the TFTs 100 and 300 shown in FIGS. When the layers 161 and 162 are formed, a part of the amorphous silicon layer 145 is removed by overetching, and the crystalline silicon layer 143 is not removed. By providing the amorphous silicon layer 145 on the upper surface of the crystalline silicon layer 143 in this manner, the film thickness at the time of forming the crystalline silicon layer 143 is maintained as it is after the etching. It can be prevented that the resistance value increases and the on-current decreases.

<2.5 TFTの構成の第3の変形例>
図6は、エッチングストッパ層155を有するTFT500の構成を示す断面図である。図6に示すTFT500のうち、実施形態に係るTFT100と同一または対応する構成要素については同一の参照符号を付し、TFT100との相違点を中心に説明する。
<2.5 Third Modification of TFT Configuration>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a TFT 500 having an etching stopper layer 155. As shown in FIG. In the TFT 500 illustrated in FIG. 6, the same or corresponding components as those of the TFT 100 according to the embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences from the TFT 100 will be mainly described.

図2および図4にそれぞれ示すTFT100、300では、半導体層141のチャネル領域141cがエッチングストッパ層によって保護されていなかった。このため、高濃度不純物膜をエッチングしてオーミックコンタクト層161、162を形成するときに、チャネル領域141cの半導体層141の一部が、オーバーエッチングによって除去される。この除去される半導体層141の膜厚を制御することは難しく、またチャネル領域141cの半導体層141の膜厚が薄くなると、抵抗値が高くなってオン電流が減少するという問題が生じる。   In the TFTs 100 and 300 shown in FIGS. 2 and 4, respectively, the channel region 141c of the semiconductor layer 141 is not protected by the etching stopper layer. Therefore, when the ohmic contact layers 161 and 162 are formed by etching the high concentration impurity film, a part of the semiconductor layer 141 in the channel region 141c is removed by overetching. It is difficult to control the thickness of the semiconductor layer 141 to be removed, and when the thickness of the semiconductor layer 141 in the channel region 141c is reduced, there arises a problem that the resistance value is increased and the on-current is reduced.

そこで、チャネル領域141cを覆うように、半導体層141の上面にエッチングストッパ層155を形成しておけば、高濃度不純物膜を除去するときに、チャネル領域141cの半導体層141がオーバーエッチングされることはない。なお、このエッチングストッパ層155として、例えばシリコン膜とのエッチング選択比が高いSiNx膜(窒化シリコン)等が用いられる。このように、エッチングストッパ層155を設けることによって、半導体層141の成膜時の膜厚がエッチング後もそのまま維持される。このため、オン電流の制御がしやすくなる。   Therefore, if the etching stopper layer 155 is formed on the upper surface of the semiconductor layer 141 so as to cover the channel region 141c, the semiconductor layer 141 in the channel region 141c is over-etched when the high concentration impurity film is removed. There is no. As the etching stopper layer 155, for example, a SiNx film (silicon nitride) having a high etching selectivity with respect to the silicon film is used. In this manner, by providing the etching stopper layer 155, the film thickness when the semiconductor layer 141 is formed is maintained as it is after the etching. For this reason, it becomes easy to control the on-current.

<3 TFTの製造方法>
<3.1 TFTの製造方法の一実施形態>
図7〜図9は、上記実施形態に係るTFT100の製造方法を示す工程断面図である。まず、図7(a)に示すように、ガラス、石英、プラスチック等の透明な絶縁体からなる絶縁性基板110の表面に、Ti(チタン)/Al(アルミニウム)/Tiからなる積層膜をスパッタ法により成膜する。次に、積層膜上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことによってゲート電極121のエッチング時のマスクとなるレジストパターン(図示しない)を形成する。形成したレジストパターンをマスクとして、Ti、Al、Tiの順にドライエッチングを行った後、レジストパターンを剥離する。この結果、基板110上にゲート電極121が形成される。
<3 TFT manufacturing method>
<One Embodiment of Manufacturing Method of TFT>
7 to 9 are process cross-sectional views illustrating the manufacturing method of the TFT 100 according to the embodiment. First, as shown in FIG. 7A, a laminated film made of Ti (titanium) / Al (aluminum) / Ti is sputtered on the surface of an insulating substrate 110 made of a transparent insulator such as glass, quartz, or plastic. The film is formed by the method. Next, a resist is applied onto the laminated film, and exposure and development are performed to form a resist pattern (not shown) that serves as a mask when the gate electrode 121 is etched. Using the formed resist pattern as a mask, dry etching is performed in the order of Ti, Al, and Ti, and then the resist pattern is peeled off. As a result, the gate electrode 121 is formed on the substrate 110.

次に、ゲート電極121を覆うように、例えば膜厚が約410nmのSiNx膜からなるゲート絶縁膜130を形成する。SiNx膜は、SiH4(モノシラン)、NH3(アンモニア)およびN2(窒素)の混合ガスを用いて、プラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition)により成膜される。 Next, a gate insulating film 130 made of a SiNx film having a film thickness of, for example, about 410 nm is formed so as to cover the gate electrode 121. The SiNx film is formed by a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition) using a mixed gas of SiH 4 (monosilane), NH 3 (ammonia) and N 2 (nitrogen).

ゲート絶縁膜130の表面に、微結晶シリコン膜からなる半導体膜140を成膜する。この半導体膜140は、平行平板型のプラズマCVD装置を用いて、例えば、チャンバ内の圧力を3Torr、SiH4とH2の流量比を1:300、RF電力を3kW/m2となるような条件下で成膜される。なお、平行平板型のプラズマ装置を用いたCVD法の代わりに、高密度プラズマCVD法(ICP(Inductively coupled Plasma)法、ECR(Electron Cyclotron Resonance)法、表面波プラズマCVD法、ヘリコン波プラズマCVD法等の方式が含まれる)によって微結晶シリコン膜からなる半導体膜140を成膜してもよい。例えばICP法で成膜する場合、半導体膜140は、チャンバ内の圧力が10mTorr、SiH4とH2の流量比が1:1、RF電力が20kW/m2となるような条件下で成膜される。 A semiconductor film 140 made of a microcrystalline silicon film is formed on the surface of the gate insulating film 130. This semiconductor film 140 is formed using a parallel plate type plasma CVD apparatus so that, for example, the pressure in the chamber is 3 Torr, the flow rate ratio of SiH 4 and H 2 is 1: 300, and the RF power is 3 kW / m 2. The film is formed under the conditions. In place of the CVD method using a parallel plate type plasma apparatus, a high density plasma CVD method (ICP (Inductively coupled Plasma) method, an ECR (Electron Cyclotron Resonance) method, a surface wave plasma CVD method, a helicon wave plasma CVD method). The semiconductor film 140 made of a microcrystalline silicon film may be formed. For example, when the film is formed by the ICP method, the semiconductor film 140 is formed under such conditions that the pressure in the chamber is 10 mTorr, the flow ratio of SiH 4 and H 2 is 1: 1, and the RF power is 20 kW / m 2. Is done.

また、半導体膜140として、微結晶シリコン膜の代わりに多結晶シリコン膜を成膜してもよい。多結晶シリコン膜からなる半導体膜140は、非晶質シリコン膜を結晶化させることによって成膜される。非晶質シリコン膜は、平行平板型のプラズマ装置を用いて、例えば、チャンバ内の圧力を1Torr、SiH4とH2の流量比を1:1、RF電力を1kW/m2となるような条件下で成膜される。このようにして成膜された非晶質シリコン膜に、XeCl等のエキシマレーザを照射することにより結晶化させる。例えば、非晶質シリコンに照射するレーザ光のビーム幅を1mm程度、照射エネルギーを250mJ/cm2とした場合、大きさが0.1〜0.3μmの多結晶シリコン膜となる。なお、エキシマレーザの代わりに、他の固体レーザ(例えばYAGレーザ光をSHG(Second Harmonic Generation)活性物質に入射させることにより放出される第2高調波のレーザ光)等を照射することにより結晶化させてもよい。また、非晶質シリコン膜に照射するレーザ光のビーム幅を10μm程度、照射エネルギーを350mJ/cm2とし、非晶質シリコン膜の固液界面を横方向に移動させることによって生じる温度差を利用して、膜面に沿って横方向に多結晶シリコン膜を成長(ラテラル成長)させてもよい。この場合、ゲート電極121上において熱伝導度が高くなるので、ゲート電極121上で多結晶シリコン膜が成長しやすくなる。 Further, as the semiconductor film 140, a polycrystalline silicon film may be formed instead of the microcrystalline silicon film. The semiconductor film 140 made of a polycrystalline silicon film is formed by crystallizing an amorphous silicon film. The amorphous silicon film is formed using a parallel plate type plasma apparatus, for example, such that the pressure in the chamber is 1 Torr, the flow rate ratio of SiH 4 and H 2 is 1: 1, and the RF power is 1 kW / m 2. The film is formed under the conditions. The amorphous silicon film thus formed is crystallized by irradiating it with an excimer laser such as XeCl. For example, about 1mm beam width of the laser beam to be irradiated to the amorphous silicon, if the irradiation energy was 250 mJ / cm 2, the size is polycrystalline silicon film of 0.1 to 0.3 [mu] m. In addition, crystallization is performed by irradiating with another solid-state laser (for example, a second harmonic laser beam emitted by making a YAG laser beam incident on an SHG (Second Harmonic Generation) active substance) instead of an excimer laser. You may let them. In addition, the laser beam irradiated to the amorphous silicon film has a beam width of about 10 μm, the irradiation energy is set to 350 mJ / cm 2, and the temperature difference generated by moving the solid-liquid interface of the amorphous silicon film in the lateral direction is used. Then, the polycrystalline silicon film may be grown laterally along the film surface (lateral growth). In this case, since the thermal conductivity is high on the gate electrode 121, the polycrystalline silicon film is easily grown on the gate electrode 121.

多結晶シリコン膜からなる半導体膜140は、非晶質シリコン膜を結晶化して成膜する代わりに、上述の方法で成膜された微結晶シリコン膜を結晶化することにより成膜してもよい。このようにして成膜された多結晶シリコン膜中のシリコンの結晶粒径はより大きくなるので、半導体膜140として使用すれば、TFT100のオン電流もより大きくすることができる。また、非晶質シリコン膜や微結晶シリコン膜をレーザ以外の加熱法で加熱することにより、固相成長させて結晶化してもよい。このような加熱法としては、RTA(Rapid Thermal Annealing)法、フラッシュランプアニール法、または焼成炉による加熱法等がある。   The semiconductor film 140 made of a polycrystalline silicon film may be formed by crystallizing a microcrystalline silicon film formed by the above method instead of crystallizing an amorphous silicon film. . Since the crystal grain size of silicon in the polycrystalline silicon film thus formed becomes larger, when used as the semiconductor film 140, the on-current of the TFT 100 can be further increased. Alternatively, the amorphous silicon film or the microcrystalline silicon film may be crystallized by solid phase growth by heating with a heating method other than laser. Examples of such a heating method include an RTA (Rapid Thermal Annealing) method, a flash lamp annealing method, and a heating method using a firing furnace.

さらに、プラズマCVD法または高密度プラズマCVD法を用いることにより、微結晶半導体膜をゲート絶縁膜130上に成膜し、成膜した微結晶半導体膜を結晶化することなく半導体膜140として使用することもできる。この場合、結晶化に必要な工程が不要になるので、TFT100の製造工程を短縮することができる。   Further, a microcrystalline semiconductor film is formed over the gate insulating film 130 by a plasma CVD method or a high-density plasma CVD method, and the formed microcrystalline semiconductor film is used as the semiconductor film 140 without being crystallized. You can also In this case, a process necessary for crystallization is not necessary, and thus the manufacturing process of the TFT 100 can be shortened.

半導体膜140を積層した後、プラズマCVD法により、N型不純物として例えばP(リン)が高濃度にドーピングされた微結晶シリコン膜からなる高濃度不純物膜160を積層する。具体的には、平行平板型プラズマ装置に、SiH4(モノシラン)、H2(水素)およびPH3(ホスフィン)の混合ガスを供給し、SiH4に対するPH3のガス流量を0.01〜2%の範囲で調整して、シート抵抗が50k〜500kΩ/□である微結晶シリコン膜を成膜する。 After the semiconductor film 140 is stacked, a high concentration impurity film 160 made of a microcrystalline silicon film doped with, for example, P (phosphorus) at a high concentration as an N-type impurity is stacked by plasma CVD. Specifically, a mixed gas of SiH 4 (monosilane), H 2 (hydrogen) and PH 3 (phosphine) is supplied to the parallel plate type plasma apparatus, and the gas flow rate of PH 3 with respect to SiH 4 is 0.01-2. %, A microcrystalline silicon film having a sheet resistance of 50 k to 500 kΩ / □ is formed.

なお、高濃度不純物膜160として、微結晶シリコン膜の代わりに非晶質シリコン膜を積層してもよい。この場合、PH3とSiH4のガス流量を調整することにより、シート抵抗が500k〜5000kΩ/□である非晶質シリコン膜を成膜する。 Note that an amorphous silicon film may be stacked as the high concentration impurity film 160 instead of the microcrystalline silicon film. In this case, an amorphous silicon film having a sheet resistance of 500 k to 5000 kΩ / □ is formed by adjusting the gas flow rates of PH 3 and SiH 4 .

図7(b)に示すように、スパッタ法によって、高濃度不純物膜160の上面に、例えばMo(モリブデン)等からなる金属膜170を形成する。次に、図7(c)に示すように、金属膜170の上面にレジスト膜210を形成し、ハーフトーンマスク190を使用して露光(以下、「ハーフトーン露光」という)する。   As shown in FIG. 7B, a metal film 170 made of, for example, Mo (molybdenum) or the like is formed on the upper surface of the high concentration impurity film 160 by sputtering. Next, as shown in FIG. 7C, a resist film 210 is formed on the upper surface of the metal film 170 and exposed using a halftone mask 190 (hereinafter referred to as “halftone exposure”).

この明細書では、中間露光される領域に対応するマスク上の位置に複数のスリットを設け、スリットの幅に応じて光の強度を弱めるマスク(グレートーンマスクともいう)と、半透過膜で覆った半透過部によって光の強度を弱めるマスクをまとめてハーフトーンマスクという。図10は、この実施形態に係る製造方法に使用されるハーフトーンマスクの模式的平面図である。図10に示すハーフトーンマスク190には、光を遮光する遮光部191と、光を透過する透過部193と、複数のスリット194によって光の強度を弱める半透過部192が形成されている。   In this specification, a plurality of slits are provided at positions on the mask corresponding to the intermediately exposed region, and a mask (also referred to as a gray-tone mask) that reduces the light intensity according to the width of the slit and a semi-transmissive film are covered. The masks that weaken the light intensity by the semi-transmissive portion are collectively referred to as a halftone mask. FIG. 10 is a schematic plan view of a halftone mask used in the manufacturing method according to this embodiment. A halftone mask 190 shown in FIG. 10 includes a light shielding portion 191 that shields light, a transmission portion 193 that transmits light, and a semi-transmission portion 192 that weakens light intensity by a plurality of slits 194.

図7(c)に示すように、チャネル領域141cとなるべき位置にハーフトーンマスク190の半透過部192を位置合わせし、ドレイン電極およびソース電極が形成されるべき位置に遮光部191を位置合わせして露光する。その結果、チャネル領域141cとなる領域のレジスト膜210は、透過部193を透過した光よりも強度が弱い光によって露光され、ドレイン電極およびソース電極が形成されるべき領域のレジスト膜210は露光されない。   As shown in FIG. 7C, the semi-transmissive portion 192 of the halftone mask 190 is aligned with the position where the channel region 141c is to be formed, and the light shielding portion 191 is aligned with the position where the drain electrode and the source electrode are to be formed. And expose. As a result, the resist film 210 in the region to be the channel region 141c is exposed by light having a lower intensity than the light transmitted through the transmission portion 193, and the resist film 210 in the region where the drain electrode and the source electrode are to be formed is not exposed. .

ハーフトーン露光後に現像を行うと、ハーフトーンマスク190の半透過部192に対応するチャネル領域141cとなるべき位置では、レジスト膜210の一部が現像液に溶解し、図8(d)に示すように、レジストパターン220の膜厚が薄くなる。遮光部191に対応するドレイン電極およびソース電極が形成されるべき位置では、レジスト膜210は現像液に溶解しないので、レジストパターン220の膜厚は厚いままである。一方、ハーフトーンマスク190の透過部193に対応する部分ではレジスト膜210が除去され、金属膜170の表面が露出している。このようなレジストパターン220をマスクとして、ドライエッチングにより、表面が露出された金属膜170、その下部の高濃度不純物膜160および半導体膜140を連続してエッチングする。   When development is performed after halftone exposure, a part of the resist film 210 is dissolved in the developer at a position where the channel region 141c corresponding to the semi-transmissive portion 192 of the halftone mask 190 is to be formed, as shown in FIG. Thus, the film thickness of the resist pattern 220 becomes thin. Since the resist film 210 is not dissolved in the developer at the position where the drain electrode and the source electrode corresponding to the light shielding portion 191 are to be formed, the film thickness of the resist pattern 220 remains thick. On the other hand, the resist film 210 is removed at the portion corresponding to the transmission part 193 of the halftone mask 190, and the surface of the metal film 170 is exposed. Using the resist pattern 220 as a mask, the metal film 170 whose surface is exposed, the high-concentration impurity film 160 thereunder, and the semiconductor film 140 are successively etched by dry etching.

続いて図8(e)に示すように、レジストパターン220のうち、半透過部192を透過した光によって露光された領域のみを除去するため、O2(酸素)ガスに高周波電力を印加して発生させたプラズマを発生させ、そのプラズマによりレジスト膜を灰化除去するアッシング(以下、「ハーフアッシング」という)を行う。ハーフアッシングによって、チャネル領域が形成されるべき領域では、レジストパターン220のうち膜厚の薄い部分が完全に除去され、金属膜170の表面が露出される。このとき、ハーフトーンマスクの遮光部191に対応するレジストパターン220の膜厚も若干薄くなるが、金属膜170をエッチングするときのマスクとして十分な膜厚のレジストパターン230が残されている。 Subsequently, as shown in FIG. 8E, a high frequency power is applied to O 2 (oxygen) gas in order to remove only the region of the resist pattern 220 exposed by the light transmitted through the semi-transmissive portion 192. Ashing (hereinafter referred to as “half ashing”) is performed in which the generated plasma is generated and the resist film is ashed and removed by the plasma. In the region where the channel region is to be formed by half ashing, the thin portion of the resist pattern 220 is completely removed, and the surface of the metal film 170 is exposed. At this time, although the film thickness of the resist pattern 220 corresponding to the light shielding portion 191 of the halftone mask is slightly reduced, the resist pattern 230 having a sufficient film thickness is left as a mask when the metal film 170 is etched.

図8(f)に示すように、ハーフアッシングされて残ったレジストパターン230をマスクにして、金属膜170をドライエッチングし、ドレイン電極171およびソース電極172を形成する。その後、レジストパターン230を剥離する。次に、図9(g)に示すように、レジストを塗布し、露光および現像を行うことによって、チャネル領域141cとなるべき領域上に開口部を有するレジストパターン240を形成する。   As shown in FIG. 8F, the metal film 170 is dry-etched using the resist pattern 230 left after half ashing as a mask to form a drain electrode 171 and a source electrode 172. Thereafter, the resist pattern 230 is peeled off. Next, as shown in FIG. 9G, a resist is applied, and exposure and development are performed to form a resist pattern 240 having an opening on a region to be the channel region 141c.

図9(h)に示すように、レジストパターン240をマスクとして開口部に露出した高濃度不純物膜160をドライエッチングし、ギャップエッチ部243を形成する。このようにして形成されたギャップエッチ部243により、チャネル領域141c上の高濃度不純物膜160が除去されて2つの高濃度不純物層に分離され、それぞれオーミックコンタクト層161、162になる。その後、レジストパターン240を剥離する。なお、高濃度不純物膜160を除去するときのオーバーエッチングによって、その下部の半導体層141もある程度エッチングされる。   As shown in FIG. 9H, the high-concentration impurity film 160 exposed in the opening is dry-etched using the resist pattern 240 as a mask to form a gap etch portion 243. The high-concentration impurity film 160 on the channel region 141c is removed and separated into two high-concentration impurity layers by the gap etch portion 243 formed in this way, and become ohmic contact layers 161 and 162, respectively. Thereafter, the resist pattern 240 is peeled off. Note that the semiconductor layer 141 therebelow is also etched to some extent by over-etching when the high-concentration impurity film 160 is removed.

図9(i)に示すように、プラズマCVD法によって、TFT100の全体を覆うようにSiNxからなる保護膜180を形成する。その後、保護膜180に、ドレイン電極171の表面に達するコンタクトホール(図1(b)の16)を開口する。そして、保護膜180上に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明な金属膜をスパッタ法によって形成し、透明な金属膜をパターンニングして画素電極(図1(b)の15)を形成する。その結果、コンタクトホール16を介してドレイン電極171に接続された画素電極15が形成される。   As shown in FIG. 9I, a protective film 180 made of SiNx is formed so as to cover the entire TFT 100 by plasma CVD. Thereafter, a contact hole (16 in FIG. 1B) reaching the surface of the drain electrode 171 is opened in the protective film 180. A transparent metal film such as ITO (Indium Tin Oxide) is formed on the protective film 180 by sputtering, and the transparent metal film is patterned to form a pixel electrode (15 in FIG. 1B). . As a result, the pixel electrode 15 connected to the drain electrode 171 through the contact hole 16 is formed.

<3.2 効果>
以上のように、本実施形態の製造方法によれば、チャネル領域141c上の金属膜170を除去するためのレジストパターンと、ドレイン電極171およびソース電極172をパターニングするためのレジストパターンとを、それぞれ異なるフォトマスクを使用して形成する代わりに、ハーフトーンマスク190を使用してレジストパターン220を形成するだけでよいので、フォトマスクの枚数を増やすことなくLDD領域165を形成することができる。
<3.2 Effects>
As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the resist pattern for removing the metal film 170 on the channel region 141c and the resist pattern for patterning the drain electrode 171 and the source electrode 172 are each obtained. Instead of using a different photomask, it is only necessary to form the resist pattern 220 using the halftone mask 190, so that the LDD region 165 can be formed without increasing the number of photomasks.

また高濃度不純物膜160中の不純物濃度を、成膜時のガス流量を調整することにより調整するので、イオン注入を行う必要がない。このため、イオン注入時にマスクとなるレジストパターンを形成する工程、イオン注入工程およびドーピングされた不純物イオンを活性化するためのアニール工程が不要になり、製造工程数の増加を抑えることができる。また絶縁性基板110が大型化すれば難しくなるイオン注入工程が不要になることによって、大型化した絶縁性基板110にも高濃度不純物膜160を容易に形成することができる。さらに、イオン注入によってドーピングされた不純物を活性化するための熱処理(約600℃)が不要になるので、TFT100を低温プロセス(約350℃以下)で形成することができる。   Further, since the impurity concentration in the high concentration impurity film 160 is adjusted by adjusting the gas flow rate during film formation, it is not necessary to perform ion implantation. For this reason, a step of forming a resist pattern that becomes a mask at the time of ion implantation, an ion implantation step, and an annealing step for activating doped impurity ions become unnecessary, and an increase in the number of manufacturing steps can be suppressed. In addition, since an ion implantation step that becomes difficult when the insulating substrate 110 is enlarged is not necessary, the high-concentration impurity film 160 can be easily formed on the enlarged insulating substrate 110. Further, since heat treatment (about 600 ° C.) for activating the impurities doped by ion implantation is not required, the TFT 100 can be formed by a low temperature process (about 350 ° C. or less).

さらに、a−Si_TFTの製造プロセスに追加すべき工程がほとんどないので、a−Si_TFTの製造ラインを利用することにより、新たな製造ラインを設ける必要がない。このため、TFT100の製造コストを低減することができる。   Furthermore, since there are few steps to be added to the a-Si_TFT manufacturing process, it is not necessary to provide a new manufacturing line by using the a-Si_TFT manufacturing line. For this reason, the manufacturing cost of TFT100 can be reduced.

<3.3 TFTの製造方法の第1の変形例>
図11〜図13は、上述の実施形態のTFT100の第1の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。図11〜図13に示すTFTの製造工程のうち、図7〜図9に示す製造工程と同一または対応する製造工程については同一の参照符号を付し、図7〜図9に示す製造工程との相違点を中心に説明する。
<3.3 First Modified Example of TFT Manufacturing Method>
11 to 13 are process cross-sectional views illustrating a manufacturing method according to the first modification of the TFT 100 of the above-described embodiment. 11 to 13, the same or corresponding manufacturing steps as those shown in FIGS. 7 to 9 are denoted by the same reference numerals, and the manufacturing steps shown in FIGS. The difference will be mainly described.

図11(a)に示す高濃度不純物膜160を形成するまでの製造工程は、図7(a)に示す製造工程と同一であるため、その説明を省略する。次に、図11(b)に示すように、高濃度不純物膜160上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことによってレジストパターン(図示しない)を形成する。形成したレジストパターンをマスクとして、高濃度不純物膜160、半導体膜140およびゲート絶縁膜130の順にドライエッチングを行った後、レジストパターンを剥離する。この結果、TFTが形成されるべき領域にゲート絶縁膜130、半導体層141および高濃度不純物膜160が積層された積層膜が形成される。   The manufacturing process until the high-concentration impurity film 160 shown in FIG. 11A is formed is the same as the manufacturing process shown in FIG. Next, as shown in FIG. 11B, a resist is applied on the high-concentration impurity film 160, and a resist pattern (not shown) is formed by performing exposure and development. Using the formed resist pattern as a mask, dry etching is performed in the order of the high-concentration impurity film 160, the semiconductor film 140, and the gate insulating film 130, and then the resist pattern is peeled off. As a result, a stacked film in which the gate insulating film 130, the semiconductor layer 141, and the high-concentration impurity film 160 are stacked in a region where the TFT is to be formed is formed.

図11(c)に示すように、スパッタ法によって、高濃度不純物膜160の上面に、例えばMo(モリブデン)等からなる金属膜170を形成する。次に、図12(d)に示すように、金属膜170の上面にレジスト膜210を形成し、ハーフトーンマスク290を使用してハーフトーン露光をする。   As shown in FIG. 11C, a metal film 170 made of, for example, Mo (molybdenum) or the like is formed on the upper surface of the high concentration impurity film 160 by sputtering. Next, as shown in FIG. 12D, a resist film 210 is formed on the upper surface of the metal film 170, and halftone exposure is performed using a halftone mask 290.

図14は、このハーフトーン露光に使用されるハーフトーンマスク290の模式的平面図である。図14に示すハーフトーンマスク290には、光を遮光する遮光部291と、光を透過する透過部293と、複数のスリットによって光の強度を弱める半透過部292が形成されている。   FIG. 14 is a schematic plan view of a halftone mask 290 used for this halftone exposure. In the halftone mask 290 shown in FIG. 14, a light shielding portion 291 that shields light, a transmission portion 293 that transmits light, and a semi-transmission portion 292 that weakens light intensity by a plurality of slits are formed.

図12(d)に示すように、チャネル領域141cとなるべき位置にハーフトーンマスク290の半透過部292および半透過部292によって挟まれた透過部293を位置合わせし、ドレイン電極およびソース電極が形成されるべき位置に遮光部291を位置合わせして露光する。この場合、チャネル領域141c上のレジスト膜210のうち、透過部293に対応するレジスト膜は強い強度の光によって露光され、半透過部292に対応するレジスト膜は強度が弱められた光によって露光され、ドレイン電極171およびソース電極172が形成されるべき領域のレジスト膜は露光されない。   As shown in FIG. 12D, the translucent portion 292 and the translucent portion 292 sandwiched by the transflective portion 292 of the halftone mask 290 are aligned with the position where the channel region 141c is to be formed, and the drain electrode and the source electrode are aligned. The light shielding portion 291 is positioned at the position to be formed and exposed. In this case, of the resist film 210 on the channel region 141c, the resist film corresponding to the transmissive part 293 is exposed with high intensity light, and the resist film corresponding to the semi-transmissive part 292 is exposed with light with reduced intensity. The resist film in the region where the drain electrode 171 and the source electrode 172 are to be formed is not exposed.

ハーフトーン露光後に現像を行うと、チャネル領域141cとなるべき位置のレジスト膜210のうち、強い強度の光によって露光されたレジスト膜は現像液に溶解し、強度が弱められた光によって露光されたレジスト膜はその一部が現像液に溶解するので、形成されるレジストパターン280は図12(e)に示すような形状になる。具体的には、レジストパターン280は、チャネル領域141cとなるべき位置に開口部を有する膜厚の薄いレジスト膜と、ドレイン電極171およびソース電極172が形成されるべき位置に膜厚の厚いレジスト膜を有するパターンとなる。ハーフトーンマスク290の透過部293に対応する部分ではレジスト膜210が除去され、金属膜170の表面が露出する。次に、図12(f)に示すように、レジストパターン280をマスクとして、ドライエッチングにより、表面が露出された金属膜170およびその下部の高濃度不純物膜160を連続してエッチングすることにより、ギャップエッチ部283を形成する。このようにして形成されたギャップエッチ部283により、高濃度不純物膜160は左右に分離され、オーミックコンタクト層161、162が形成される。なお、ドライエッチング時のオーバエッチングにより、半導体層141の表面もある程度エッチングされる。   When development is performed after half-tone exposure, the resist film 210 exposed to a high intensity light in the resist film 210 at a position to become the channel region 141c is dissolved in the developer and exposed to light with a reduced intensity. Since a part of the resist film is dissolved in the developer, the formed resist pattern 280 has a shape as shown in FIG. Specifically, the resist pattern 280 includes a thin resist film having an opening at a position where the channel region 141c is to be formed, and a thick resist film at a position where the drain electrode 171 and the source electrode 172 are to be formed. It becomes the pattern which has. The resist film 210 is removed at a portion corresponding to the transmission part 293 of the halftone mask 290, and the surface of the metal film 170 is exposed. Next, as shown in FIG. 12F, by using the resist pattern 280 as a mask, the metal film 170 whose surface is exposed and the high-concentration impurity film 160 therebelow are continuously etched by dry etching. A gap etch portion 283 is formed. The high-concentration impurity film 160 is separated into right and left by the gap etch portion 283 formed in this way, and ohmic contact layers 161 and 162 are formed. Note that the surface of the semiconductor layer 141 is also etched to some extent by overetching during dry etching.

続いて図13(g)に示すように、ギャップエッチ部283の左右に位置するレジストパターン280のうち強度が弱められた光によって露光された部分を除去するため、ハーフアッシングを行う。ハーフアッシングによって、チャネル領域141cが形成されるべき領域では、レジストパターン220のうち膜厚の薄い部分が完全に除去され、金属膜170の表面が露出される。このとき、ハーフトーンマスクの遮光部291に対応するレジストパターン220の膜厚も少し薄くなるが、金属膜170をエッチングするときのマスクとして十分な膜厚のレジストパターン285が残されている。   Subsequently, as shown in FIG. 13G, half ashing is performed in order to remove the portions of the resist pattern 280 located on the left and right sides of the gap etch portion 283 that have been exposed to light whose intensity has been reduced. In the region where the channel region 141c is to be formed by half ashing, the thin portion of the resist pattern 220 is completely removed, and the surface of the metal film 170 is exposed. At this time, although the film thickness of the resist pattern 220 corresponding to the light-shielding portion 291 of the halftone mask is slightly reduced, the resist pattern 285 having a sufficient film thickness as a mask for etching the metal film 170 remains.

図13(h)に示すように、ハーフアッシングされて残ったレジストパターン285をマスクにして、金属膜170をドライエッチングし、ドレイン電極171およびソース電極172を形成する。その後、レジストパターン285を剥離する。次に、図13(i)に示すように、プラズマCVD法によって、TFT100の全体を覆うようにSiNxからなる保護膜180を形成する。その後のコンタクトホールを開口したり、画素電極を形成したりする製造工程は、上述の実施形態と同一であるので、その説明を省略する。   As shown in FIG. 13H, the metal film 170 is dry-etched using the resist pattern 285 remaining after the half ashing as a mask to form a drain electrode 171 and a source electrode 172. Thereafter, the resist pattern 285 is peeled off. Next, as shown in FIG. 13I, a protective film 180 made of SiNx is formed so as to cover the entire TFT 100 by plasma CVD. Subsequent manufacturing steps for opening a contact hole and forming a pixel electrode are the same as those in the above-described embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、本変形例に係る製造方法の効果について、図7〜図9に示す実施形態に係る製造方法と比較しながら説明する。図7〜図9に示す製造方法では、図8(d)に示すように、ハーフトーン露光によってレジストパターン220を形成し、レジストパターン220をハーフエッチングしたレジストパターン230をマスクとしてエッチングすることにより、ドレイン電極171およびソース電極172を形成する。さらに図9(g)に示すように、新たにレジストパターン240を形成し、レジストパターン240をマスクとしてエッチングすることによりギャップエッチ部243を形成する。この場合、レジストパターン220、240を形成するためのフォトマスクは、ゲート電極121形成時に絶縁性基板110上に同時に形成されたマークに合わせてそれぞれアライメントされる。しかし、同じマークを使用してアライメントを行っても、アライメント装置の機械精度や画像読込み精度等のため、レジストパターン220とレジストパターン240のずれが±1μm程度生じる可能性がある。この場合、LDD領域165のLDD長も1μm程度長くなったり、短くなったりする。一方、本発明によって形成されるLDD領域165のLDD長は0.5〜3μm程度であり、±1μm程度のずれは無視できない影響を与える。   Next, the effect of the manufacturing method according to this modification will be described in comparison with the manufacturing method according to the embodiment shown in FIGS. In the manufacturing method shown in FIG. 7 to FIG. 9, as shown in FIG. 8D, the resist pattern 220 is formed by halftone exposure, and the resist pattern 230 obtained by half-etching the resist pattern 220 is etched as a mask. A drain electrode 171 and a source electrode 172 are formed. Further, as shown in FIG. 9G, a resist pattern 240 is newly formed, and a gap etch portion 243 is formed by etching using the resist pattern 240 as a mask. In this case, the photomasks for forming the resist patterns 220 and 240 are aligned with the marks formed simultaneously on the insulating substrate 110 when the gate electrode 121 is formed. However, even if the alignment is performed using the same mark, there is a possibility that the deviation between the resist pattern 220 and the resist pattern 240 may be about ± 1 μm due to the mechanical accuracy and image reading accuracy of the alignment apparatus. In this case, the LDD length of the LDD region 165 is also increased or decreased by about 1 μm. On the other hand, the LDD length of the LDD region 165 formed by the present invention is about 0.5 to 3 μm, and a deviation of about ± 1 μm has a non-negligible effect.

そこで、本変形例に係る製造方法においては、図12(e)に示すように、ハーフトーン露光によってレジストパターン280を形成し、レジストパターン280をマスクとしてエッチングすることによりギャップエッチ部283を形成する。さらに、レジストパターン280をハーフアッシングしてレジストパターン285とし、レジストパターン285をマスクとしてエッチングすることにより、ドレイン電極171およびソース電極172を形成する。この場合、図7〜図9に示す製造方法と異なり、ドレイン電極171とオーミックコンタクト層161との位置関係は、レジストパターン280のみによって決まるので、アライメント精度に基づくレジストパターンのずれを考慮する必要がない。なお、ハーフアッシングによりレジストパターン280のエッジ部が後退するので、ドレイン電極171およびソース電極172が若干細くなるが、その後退量を0.3μm以下に抑えることができるので、LDD領域165のLDD長に与える影響を大幅に少なくすることができる。また、見込まれる後退量だけマスクのパターンをあらかじめリサイズ処理しておけば、ドレイン電極171およびソース電極172の寸法をほぼ設計値どおりに形成することもできる。   Therefore, in the manufacturing method according to the present modification, as shown in FIG. 12E, a resist pattern 280 is formed by halftone exposure, and a gap etch portion 283 is formed by etching using the resist pattern 280 as a mask. . Further, the resist pattern 280 is half-ashed to form a resist pattern 285, and etching is performed using the resist pattern 285 as a mask, whereby the drain electrode 171 and the source electrode 172 are formed. In this case, unlike the manufacturing method shown in FIGS. 7 to 9, the positional relationship between the drain electrode 171 and the ohmic contact layer 161 is determined only by the resist pattern 280, so it is necessary to consider the shift of the resist pattern based on the alignment accuracy. Absent. Since the edge portion of the resist pattern 280 is retreated by half ashing, the drain electrode 171 and the source electrode 172 are slightly thinned, but the retreat amount can be suppressed to 0.3 μm or less, so that the LDD length of the LDD region 165 is reduced. Can be greatly reduced. Further, if the mask pattern is resized in advance by the expected amount of recession, the dimensions of the drain electrode 171 and the source electrode 172 can be formed almost as designed.

また、ギャップエッチ部283を形成するためのレジストパターンと、ドレイン電極171およびソース電極172を形成するためのレジストパターンとを、ハーフトーン露光を利用することによって1枚のフォトマスクで形成することができるので、より一層マスク枚数を低減することができる。本変形例のその他の効果は、図7〜図9に示す実施形態に係る製造方法の効果と同一であるため、その説明を省略する。   In addition, a resist pattern for forming the gap etch portion 283 and a resist pattern for forming the drain electrode 171 and the source electrode 172 can be formed using one photomask by utilizing halftone exposure. Therefore, the number of masks can be further reduced. The other effects of this modification are the same as the effects of the manufacturing method according to the embodiment shown in FIGS.

<3.4 TFTの製造方法の第2の変形例>
図15〜図16は、上述の実施形態のTFT100の第2の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。図15〜図16に示す製造工程のうち、図7〜図9に示す製造工程と同一または対応する製造工程については同一の参照符号を付し、図7〜図9に示す製造工程との相違点を中心に説明する。
<3.4 Second Modification of TFT Manufacturing Method>
15 to 16 are process cross-sectional views illustrating a manufacturing method according to the second modification of the TFT 100 of the above-described embodiment. Among the manufacturing steps shown in FIGS. 15 to 16, the same or corresponding manufacturing steps as those shown in FIGS. 7 to 9 are given the same reference numerals, and are different from the manufacturing steps shown in FIGS. 7 to 9. The explanation will focus on the points.

図15(a)に示す工程から図15(b)に示す高濃度不純物膜160を積層するまでの工程は、図7(a)に示すTFT100の製造工程と同じであるので、その説明を省略する。高濃度不純物膜160上に形成されたレジストパターン(図示しない)をマスクとして、高濃度不純物膜160および半導体膜140を連続してドライエッチングする。この結果、TFTが形成されるべき領域の左右の領域では、高濃度不純物膜160および半導体膜140が除去されている。   The steps from the step shown in FIG. 15A to the stack of the high concentration impurity film 160 shown in FIG. 15B are the same as the manufacturing steps of the TFT 100 shown in FIG. To do. Using the resist pattern (not shown) formed on the high concentration impurity film 160 as a mask, the high concentration impurity film 160 and the semiconductor film 140 are successively dry etched. As a result, the high concentration impurity film 160 and the semiconductor film 140 are removed in the left and right regions of the region where the TFT is to be formed.

図15(c)に示すように、スパッタ法によって、基板110の全面に、例えばMo(モリブデン)等からなる金属膜170を形成する。そして、金属膜170上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことによって、ドレイン電極171およびソース電極172となるべき領域上にレジストパターン250を形成する。このレジストパターン250は、ゲート電極121の上方のチャネル領域141cとなるべき部分に開口部を有する。   As shown in FIG. 15C, a metal film 170 made of, for example, Mo (molybdenum) or the like is formed on the entire surface of the substrate 110 by sputtering. Then, a resist is applied on the metal film 170, and exposure and development are performed, so that a resist pattern 250 is formed on regions to be the drain electrode 171 and the source electrode 172. The resist pattern 250 has an opening in a portion to be the channel region 141c above the gate electrode 121.

図15(d)に示すように、レジストパターン250をマスクとして、基板110をエッチャントに浸漬し、金属膜170をウエットエッチングする。このウエットエッチングに使用されるエッチャントは、レジストパターンの剥がれがなく、また金属膜170の下部の高濃度不純物膜160に対して十分なエッチング選択比を有する必要がある。このため、金属エッチャントとしてよく知られているSLAエッチャント(組成;H3PO4(リン酸):H2O:HNO3(硝酸):CH3COOH(酢酸)=16:2:1:1)が使用される。続いて、高濃度不純物膜160をドライエッチングする。この結果、金属膜170はゲート電極121の左右に分離された金属層173、174になり、高濃度不純物膜160はオーミックコンタクト層161、162に分離される。なお、ドライエッチング時のオーバーエッチングによって、除去された高濃度不純物膜160の下部の半導体層141もある程度エッチングされる。 As shown in FIG. 15D, the substrate 110 is immersed in an etchant using the resist pattern 250 as a mask, and the metal film 170 is wet etched. The etchant used for this wet etching needs to have a resist layer with no peeling of the resist pattern and a sufficient etching selectivity with respect to the high concentration impurity film 160 below the metal film 170. Therefore, an SLA etchant well known as a metal etchant (composition: H 3 PO 4 (phosphoric acid): H 2 O: HNO 3 (nitric acid): CH 3 COOH (acetic acid) = 16: 2: 1: 1) Is used. Subsequently, the high concentration impurity film 160 is dry etched. As a result, the metal film 170 becomes metal layers 173 and 174 separated to the left and right of the gate electrode 121, and the high-concentration impurity film 160 is separated into ohmic contact layers 161 and 162. Note that the semiconductor layer 141 under the removed high-concentration impurity film 160 is also etched to some extent by overetching during dry etching.

図15(e)に示すように、金属層173、174を追加エッチングするため、基板110を再びSLAエッチャントに浸漬する。金属層173、174は、レジストパターン250とオーミックコンタクト層161、162によってそれぞれ挟まれている。金属層173、174の端部は露出しているので、SLAエッチャントに浸漬されれば、端部からレジストパターン250に沿ってそれぞれ右および左方向に所定のエッチングレートでエッチングされていく。このため、SLAのエッチングレートを予め求めておけば、追加エッチングのエッチング時間を調整するだけで、金属層173、174の長さすなわちLDD長を所望の長さにすることができる。そして、図12(F)に示すようにレジストパターン250を剥離する。   As shown in FIG. 15E, the substrate 110 is immersed again in the SLA etchant in order to additionally etch the metal layers 173 and 174. The metal layers 173 and 174 are sandwiched between the resist pattern 250 and the ohmic contact layers 161 and 162, respectively. Since the ends of the metal layers 173 and 174 are exposed, when immersed in the SLA etchant, the metal layers 173 and 174 are etched from the ends along the resist pattern 250 in the right and left directions at a predetermined etching rate, respectively. For this reason, if the etching rate of SLA is obtained in advance, the length of the metal layers 173 and 174, that is, the LDD length can be set to a desired length only by adjusting the etching time of the additional etching. Then, the resist pattern 250 is removed as shown in FIG.

その後のTFTの製造工程は、図9(h)および図9(i)と同じであるので、その説明を省略する。   Subsequent TFT manufacturing steps are the same as those shown in FIGS. 9H and 9I, and a description thereof will be omitted.

このように、図15(c)に示すレジストパターン250を用いて、金属膜170および高濃度不純物膜160を左右に分離するだけでなく、分離された金属層173、174の長さを調整することができるので、金属層173、174の長さを調整するためのマスクを追加する必要がない。また、追加エッチングの時間を変えることにより金属層173、174のシフト量を調整することができるので、TFTのLDD長を容易に調整することができる。   As described above, using the resist pattern 250 shown in FIG. 15C, not only the metal film 170 and the high-concentration impurity film 160 are separated into left and right, but also the lengths of the separated metal layers 173 and 174 are adjusted. Therefore, it is not necessary to add a mask for adjusting the lengths of the metal layers 173 and 174. In addition, since the shift amount of the metal layers 173 and 174 can be adjusted by changing the additional etching time, the LDD length of the TFT can be easily adjusted.

また、a−Si_TFTの製造プロセスに追加すべき工程がほとんどないので、新たな製造ラインを設ける必要がない。このため、TFTの製造コストを低減することができる。   In addition, since there are few steps to be added to the manufacturing process of the a-Si_TFT, it is not necessary to provide a new manufacturing line. For this reason, the manufacturing cost of TFT can be reduced.

<3.5 TFTの製造方法の第3の変形例>
図17〜図18は、上述の実施形態のTFT100の第3の変形例に係る製造方法を示す工程断面図である。図17〜図18に示すTFTの製造工程のうち、図15〜図16に示す製造工程と同一または対応する製造工程については同一の参照符号を付し、図15〜図16に示す製造工程との相違点を中心に説明する。
<3.5 Third Modification of TFT Manufacturing Method>
17 to 18 are process cross-sectional views illustrating a manufacturing method according to the third modification of the TFT 100 of the above-described embodiment. 17 to 18, the same or corresponding manufacturing steps as those shown in FIGS. 15 to 16 are denoted by the same reference numerals, and the manufacturing steps shown in FIGS. The difference will be mainly described.

図17(a)から、図17(d)に示す、高濃度不純物膜160をドライエッチングしてオーミックコンタクト層161、162を形成するまでの製造工程は、図15(a)〜図15(d)に示す製造工程と同一であるため、その説明を省略する。次に、図17(d)に示すように、金属膜170および高濃度不純物膜160をドライエッチングするときにマスクとして使用したレジストパターン260を剥離する。   The manufacturing process from FIG. 17A to FIG. 17D until the high-concentration impurity film 160 is dry-etched to form the ohmic contact layers 161 and 162 is shown in FIGS. The manufacturing process shown in FIG. Next, as shown in FIG. 17D, the resist pattern 260 used as a mask when the metal film 170 and the high-concentration impurity film 160 are dry-etched is removed.

図18(e)に示すように、レジストを塗布し、露光および現像を行うことによって、分離された左右の金属層175、176の上面にそれぞれ島状のレジストパターン270を新たに形成する。そして、レジストパターン270をマスクにして金属層175、176をエッチングすることにより、ドレイン電極171およびソース電極172をそれぞれ形成する。その後の製造工程は、図12(g)に示す製造工程と同一なので、その説明を省略する。   As shown in FIG. 18E, a resist is applied, and exposure and development are performed, whereby island-like resist patterns 270 are newly formed on the upper surfaces of the separated left and right metal layers 175 and 176, respectively. Then, the drain layer 171 and the source electrode 172 are formed by etching the metal layers 175 and 176 using the resist pattern 270 as a mask. The subsequent manufacturing process is the same as the manufacturing process shown in FIG.

このように、a−Si_TFTの製造プロセスに追加すべき工程がほとんどないので、新たな製造ラインを設ける必要がない。このため、TFTの製造コストを低減することができる。   As described above, since there are few steps to be added to the manufacturing process of the a-Si_TFT, it is not necessary to provide a new manufacturing line. For this reason, the manufacturing cost of TFT can be reduced.

<4. その他>
上記実施形態およびその変形例に係るTFT100、300、400、500では、半導体層141およびオーミックコンタクト層161、162はシリコン膜によって形成されているとしたが、SiGe(シリコンゲルマニウム)膜またはSiC(炭化シリコン)膜等の半導体膜によって形成されていてもよい。
<4. Other>
In the TFTs 100, 300, 400, and 500 according to the embodiment and the modification thereof, the semiconductor layer 141 and the ohmic contact layers 161 and 162 are formed of a silicon film. However, a SiGe (silicon germanium) film or a SiC (carbonized carbon) is used. It may be formed of a semiconductor film such as a (silicon) film.

上記実施形態およびその変形例に係るTFT100、300、400、500は、Nチャネル型TFTとして説明したが、Pチャネル型TFTであってもよい。なお、Pチャネル型TFTの場合、オーミックコンタクト層161、162にはP型不純物がドーピングされている。   Although the TFTs 100, 300, 400, and 500 according to the embodiment and the modification thereof have been described as N-channel TFTs, they may be P-channel TFTs. In the case of a P-channel TFT, the ohmic contact layers 161 and 162 are doped with a P-type impurity.

また、上記実施形態およびその変形例に係るTFT100、300、400、500は、液晶表示装置10で使用される場合、画素用TFTとして使用される場合が多いが、ドライバモノリシック表示装置の駆動回路用TFTとして用いることもできる。さらに、TFT100、300、400、500は、液晶表示装置だけでなく、有機EL(Organic Electro Luminescence)表示装置にも使用される。   In addition, the TFTs 100, 300, 400, and 500 according to the above-described embodiments and modifications thereof are often used as pixel TFTs when used in the liquid crystal display device 10, but are used for a driver monolithic display device drive circuit. It can also be used as a TFT. Further, the TFTs 100, 300, 400, and 500 are used not only for liquid crystal display devices but also for organic EL (Organic Electro Luminescence) display devices.

10…液晶表示装置
100、300、400、500…TFT
110…絶縁性基板
121…ゲート電極
130…ゲート絶縁膜
141…半導体層
141d…ドレイン領域
141c…チャネル領域
141s…ソース領域
151、152、155…非晶質シリコン層
155…エッチングストッパ層
160…高濃度不純物膜
161、162…オーミックコンタクト層
165…LDD領域
170…金属膜
171…ドレイン電極
172…ソース電極
190、290…ハーフトーンマスク
220、250、280、285…レジストパターン
243、283…ギャップエッチ部
10 ... Liquid crystal display device 100, 300, 400, 500 ... TFT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Insulating substrate 121 ... Gate electrode 130 ... Gate insulating film 141 ... Semiconductor layer 141d ... Drain region 141c ... Channel region 141s ... Source region 151, 152, 155 ... Amorphous silicon layer 155 ... Etching stopper layer 160 ... High concentration Impurity films 161, 162 ... Ohmic contact layer 165 ... LDD region 170 ... Metal film 171 ... Drain electrode 172 ... Source electrode 190, 290 ... Halftone mask 220, 250, 280, 285 ... Resist pattern 243, 283 ... Gap etch part

Claims (17)

絶縁性基板に形成されたボトムゲート型の薄膜トランジスタであって、
前記絶縁性基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記ゲート電極と対向するチャネル領域と、前記チャネル領域を挟むように形成されたソース領域およびドレイン領域とを有する半導体層と、
前記半導体層上に形成されたソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ソース領域との間、および、前記ドレイン電極と前記ドレイン領域との間にそれぞれ形成されたオーミックコンタクト層とを備え、
前記半導体層は、微結晶半導体層および多結晶半導体層のいずれかを含み、
前記ドレイン電極は、前記ドレイン電極上に形成された前記オーミックコンタクト層の一部と重なるとともに、平面視において前記ゲート電極の端部から所定の距離を隔てて配置されていることを特徴とする、薄膜トランジスタ。
A bottom-gate thin film transistor formed on an insulating substrate,
A gate electrode formed on the insulating substrate;
A gate insulating film formed on the gate electrode;
A semiconductor layer formed on the gate insulating film and having a channel region facing the gate electrode, and a source region and a drain region formed so as to sandwich the channel region;
A source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer;
Ohmic contact layers formed between the source electrode and the source region and between the drain electrode and the drain region, respectively.
The semiconductor layer includes one of a microcrystalline semiconductor layer and a polycrystalline semiconductor layer,
The drain electrode overlaps with a part of the ohmic contact layer formed on the drain electrode, and is disposed at a predetermined distance from an end of the gate electrode in a plan view. Thin film transistor.
前記所定の距離は0.5〜3μmであり、
前記オーミックコンタクト層は、シート抵抗が50k〜5000kΩ/□の導電体層であることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
The predetermined distance is 0.5 to 3 μm,
The thin film transistor according to claim 1, wherein the ohmic contact layer is a conductor layer having a sheet resistance of 50 k to 5000 kΩ / □.
前記オーミックコンタクト層は、不純物をドーピングした半導体層であることを特徴とする、請求項1または2に記載の薄膜トランジスタ。   The thin film transistor according to claim 1, wherein the ohmic contact layer is a semiconductor layer doped with impurities. 前記オーミックコンタクト層は、シート抵抗が50k〜500kΩ/□の微結晶半導体層を含むことを特徴とする、請求項3に記載の薄膜トランジスタ。   The thin film transistor according to claim 3, wherein the ohmic contact layer includes a microcrystalline semiconductor layer having a sheet resistance of 50 k to 500 kΩ / □. 前記オーミックコンタクト層は、さらに非晶質半導体層を含むことを特徴とする、請求項4に記載の薄膜トランジスタ。   The thin film transistor according to claim 4, wherein the ohmic contact layer further includes an amorphous semiconductor layer. 前記オーミックコンタクト層は、シート抵抗が500k〜5000kΩ/□の非晶質半導体層を含むことを特徴とする、請求項3に記載の薄膜トランジスタ。   4. The thin film transistor according to claim 3, wherein the ohmic contact layer includes an amorphous semiconductor layer having a sheet resistance of 500 k to 5000 kΩ / □. 前記半導体層は、前記微結晶半導体層または前記多結晶半導体層の上面に非晶質半導体層が積層されていることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタ。   2. The thin film transistor according to claim 1, wherein an amorphous semiconductor layer is stacked on an upper surface of the microcrystalline semiconductor layer or the polycrystalline semiconductor layer. 前記半導体層の前記チャネル領域上にチャネルストッパ層が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタ。   2. The thin film transistor according to claim 1, wherein a channel stopper layer is formed on the channel region of the semiconductor layer. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタを画素形成部のスイッチング素子として用いたことを特徴とする、表示装置。   9. A display device comprising the thin film transistor according to claim 1 as a switching element of a pixel formation portion. 絶縁性基板上に形成されたボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記絶縁性基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極と対向するチャネル領域と、前記チャネル領域を挟むように形成されたソース領域およびドレイン領域とを有する半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜上に、不純物がドーピングされた不純物膜を形成する不純物膜形成工程と、
前記不純物膜上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
光の強度を弱めて透過させる半透過部と、光を遮光する遮光部とを少なくとも有するハーフトーンマスクを用いて、前記チャネル領域に対応する前記金属膜上の少なくとも一部の領域に残された第1のレジスト膜の膜厚が、ソース電極およびドレイン電極が形成されるべき領域に残された第2のレジスト膜の膜厚よりも薄くなるとともに、平面視において前記第2のレジスト膜の端部が前記ゲート電極の端部と所定の距離を隔てて配置される第1のレジストパターンを形成する第1のパターニング工程と、
酸素ガスによるプラズマを用いて前記第1のレジスト膜を除去するとともに、前記第2のレジスト膜を残す選択除去工程と、
前記選択除去工程によって残された前記第2のレジスト膜をマスクとして前記金属膜をエッチングすることによりドレイン電極とソース電極とを形成する電極形成工程と、
前記選択除去工程の前および前記電極形成工程の後のいずれかにおいて、前記不純物膜をエッチングすることにより、前記ソース領域および前記ドレイン領域の上面にそれぞれオーミックコンタクト層を形成するオーミックコンタクト層形成工程とを備えることを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法。
A method for producing a bottom-gate thin film transistor formed on an insulating substrate,
Forming a gate electrode on the insulating substrate; and
Forming a gate insulating film on the gate electrode; and
Forming a semiconductor film having a channel region opposed to the gate electrode and a source region and a drain region formed so as to sandwich the channel region on the gate insulating film;
An impurity film forming step of forming an impurity film doped with impurities on the semiconductor film;
A metal film forming step of forming a metal film on the impurity film;
Using a halftone mask having at least a semi-transmissive portion that transmits light with reduced light intensity and a light-shielding portion that blocks light, the light is left in at least a portion of the metal film corresponding to the channel region. The film thickness of the first resist film is thinner than the film thickness of the second resist film left in the region where the source electrode and the drain electrode are to be formed, and the edge of the second resist film in plan view A first patterning step of forming a first resist pattern in which a portion is arranged at a predetermined distance from an end of the gate electrode;
A selective removal step of removing the first resist film using plasma with oxygen gas and leaving the second resist film;
An electrode forming step of forming a drain electrode and a source electrode by etching the metal film using the second resist film left in the selective removal step as a mask;
An ohmic contact layer forming step of forming an ohmic contact layer on the upper surface of the source region and the drain region by etching the impurity film either before the selective removing step and after the electrode forming step, A method for producing a thin film transistor, comprising:
前記オーミックコンタクト層形成工程は、
前記ドレイン電極と前記ソース電極とを形成した後に、前記選択除去工程において残された前記第2のレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、
前記金属膜の上面の前記ゲート電極に対応する位置に開口部を有する第2のレジストパターンを形成する第2のパターニング工程と、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、前記不純物膜をエッチングする不純物膜エッチング工程とを含むことを特徴とする、請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
The ohmic contact layer forming step includes
A resist film removing step of removing the second resist film left in the selective removing step after forming the drain electrode and the source electrode;
A second patterning step of forming a second resist pattern having an opening at a position corresponding to the gate electrode on the upper surface of the metal film;
11. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 10, further comprising: an impurity film etching step of etching the impurity film using the second resist pattern as a mask.
前記ハーフトーンマスクは、前記半透過部の一部に透過部を有し、
前記第1のレジストパターンは、前記ハーフトーンマスクの前記透過部に対応する第1のレジスト膜の位置に開口部を有し、
前記オーミックコンタクト層形成工程は、前記選択除去工程の前に行われ、前記第1のレジストパターンをマスクとして前記開口部に露出された金属膜および前記不純物膜を順にエッチングする開口部エッチング工程を含むことを特徴とする、請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
The halftone mask has a transmission part in a part of the semi-transmission part,
The first resist pattern has an opening at a position of the first resist film corresponding to the transmission part of the halftone mask,
The ohmic contact layer forming step includes an opening portion etching step which is performed before the selective removal step and sequentially etches the metal film and the impurity film exposed to the opening portion using the first resist pattern as a mask. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 10, wherein:
絶縁性基板上に形成されたボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記絶縁性基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜上に、不純物がドーピングされた不純物膜を形成する不純物膜形成工程と、
前記不純物膜上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の上面の前記ゲート電極に対応する領域に開口部を有するレジストパターンを形成するパターニング形成工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記金属膜および前記不純物膜をエッチングするエッチング工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記金属膜の端部が前記ゲート電極の端部から平面視において所定の距離だけ離れるまで、前記金属膜をウエットエッチングにより追加エッチングする追加エッチング工程とを備えることを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法。
A method for producing a bottom-gate thin film transistor formed on an insulating substrate,
Forming a gate electrode on the insulating substrate; and
Forming a gate insulating film on the gate electrode; and
Forming a semiconductor film on the gate insulating film; and
An impurity film forming step of forming an impurity film doped with impurities on the semiconductor film;
A metal film forming step of forming a metal film on the impurity film;
Forming a resist pattern having an opening in a region corresponding to the gate electrode on the upper surface of the metal film;
Etching process for etching the metal film and the impurity film using the resist pattern as a mask;
An additional etching step of additionally etching the metal film by wet etching until the end of the metal film is separated from the end of the gate electrode by a predetermined distance in plan view using the resist pattern as a mask. A method for manufacturing a thin film transistor.
前記エッチング工程および追加エッチング工程は、リン酸、硝酸および酢酸を含むエッチャントによってウエットエッチングすることを特徴とする、請求項13に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   14. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 13, wherein the etching step and the additional etching step are wet-etched with an etchant containing phosphoric acid, nitric acid and acetic acid. 前記不純物膜形成工程は、不純物を含むガスによるプラズマを用いたプラズマCVD法により不純物膜を形成することを特徴とする、請求項10または13に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   14. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 10, wherein the impurity film forming step forms the impurity film by a plasma CVD method using plasma with a gas containing impurities. 前記半導体膜は微結晶半導体膜であり、
前記半導体膜形成工程は、プラズマCVD法または高密度プラズマCVD法によって前記微結晶半導体膜を形成する微結晶半導体膜形成工程を含むことを特徴とする、請求項10または13に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
The semiconductor film is a microcrystalline semiconductor film;
14. The thin film transistor manufacturing method according to claim 10, wherein the semiconductor film forming step includes a microcrystalline semiconductor film forming step of forming the microcrystalline semiconductor film by a plasma CVD method or a high density plasma CVD method. Method.
前記半導体膜は多結晶半導体膜であり、
前記半導体膜形成工程は、レーザ結晶化法によって非晶質半導体膜および微結晶半導体膜のいずれかから多結晶半導体膜を生成する多結晶半導体膜形成工程を含むことを特徴とする、請求項10または13に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
The semiconductor film is a polycrystalline semiconductor film;
The semiconductor film forming step includes a polycrystalline semiconductor film forming step of generating a polycrystalline semiconductor film from either an amorphous semiconductor film or a microcrystalline semiconductor film by a laser crystallization method. Or a method for producing a thin film transistor according to 13;
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