JP2546982B2 - 薄膜トランジスタ - Google Patents
薄膜トランジスタInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶質や多結晶もしくはビームアニールな
どで結晶化された半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタ
(TFT)に関するものである。
どで結晶化された半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタ
(TFT)に関するものである。
従来、薄膜トランジスタとしては、第3図に示される
ような構成のものが知られている(特公43-26823号公報
参照)。
ような構成のものが知られている(特公43-26823号公報
参照)。
これは、基板11上にマスクを用いてソース電極12、半
導体15、ドレイン電極13を順次蒸着して多層蒸着薄膜を
形成し、次に、ソース電極12、半導体15、ドレイン電極
13よりなる該多層蒸着薄膜の周辺断面の一部にマスクを
用いて絶縁体16、および、制御電極であるゲート電極14
を蒸着して形成している。
導体15、ドレイン電極13を順次蒸着して多層蒸着薄膜を
形成し、次に、ソース電極12、半導体15、ドレイン電極
13よりなる該多層蒸着薄膜の周辺断面の一部にマスクを
用いて絶縁体16、および、制御電極であるゲート電極14
を蒸着して形成している。
この構成により、ソースおよびドレイン電極間の距離
が半導体の厚みによって一義的に定まり、従来のマスク
製作技術によっては全く不可能な100Å〜1000Å程度の
薄さにすることを実現したものである。
が半導体の厚みによって一義的に定まり、従来のマスク
製作技術によっては全く不可能な100Å〜1000Å程度の
薄さにすることを実現したものである。
〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記薄膜トランジスタは、ソースおよびドレ
イン電極間の距離(チャネル長)を任意に設定すること
は困難である。すなわち、チャネル長を長くするために
は、半導体4の厚みを長くすること、結局、蒸着工程の
時間を長くするとともに、その際、厚みを均一にする必
要があるが、これは技術的に難しい。
イン電極間の距離(チャネル長)を任意に設定すること
は困難である。すなわち、チャネル長を長くするために
は、半導体4の厚みを長くすること、結局、蒸着工程の
時間を長くするとともに、その際、厚みを均一にする必
要があるが、これは技術的に難しい。
また、上記薄膜トランジスタは、半導体4のチャネル
部分に対する遮光が考慮されていない。この種、トラン
ジスタは、半導体4にa−Siを用いる場合が多いが、a
−Siは、光に対して伝導率が大きく変化する欠点を持っ
ているため、これの主用途である液晶表示装置に用いる
ときに誤動作などの欠点を有している。
部分に対する遮光が考慮されていない。この種、トラン
ジスタは、半導体4にa−Siを用いる場合が多いが、a
−Siは、光に対して伝導率が大きく変化する欠点を持っ
ているため、これの主用途である液晶表示装置に用いる
ときに誤動作などの欠点を有している。
本発明は、上記欠点を解消して液晶表示装置など光学
機器に対しても有効に動作する薄膜半導体を提供するこ
とを目的とする。
機器に対しても有効に動作する薄膜半導体を提供するこ
とを目的とする。
課題を解決するための手段 上記問題を解決するために、本発明は、下記の手段を
採用した。
採用した。
第一および第二主電極薄膜領域の間に高抵抗半導体薄
膜を挟持した薄膜トランジスタにおいて、高抵抗半導体
薄膜の端部より内側に端部を持ち、かつ、前記第一主電
極薄膜領域と前記高抵抗半導体薄膜を介して重なる部分
を有する第二主電極薄膜領域と、前記第一および第二主
電極薄膜領域の間に露出する前記高抵抗半導体薄膜の表
面および側面上に設けられたゲート絶縁膜とゲート電極
とよりなる構成としたこと、および、 上記の構成に加えて、高抵抗半導体薄膜が、高抵抗半
導体薄膜と一部重なって設けられた構成としたことであ
る。
膜を挟持した薄膜トランジスタにおいて、高抵抗半導体
薄膜の端部より内側に端部を持ち、かつ、前記第一主電
極薄膜領域と前記高抵抗半導体薄膜を介して重なる部分
を有する第二主電極薄膜領域と、前記第一および第二主
電極薄膜領域の間に露出する前記高抵抗半導体薄膜の表
面および側面上に設けられたゲート絶縁膜とゲート電極
とよりなる構成としたこと、および、 上記の構成に加えて、高抵抗半導体薄膜が、高抵抗半
導体薄膜と一部重なって設けられた構成としたことであ
る。
作用 上記の構成であるので、高抵抗半導体薄膜の端部と第
二主電極薄膜領域の端部との距離を所望の長さに選ぶこ
とによりチャネル長を自由に調整できるうえ、第一およ
び第二主電極薄膜領域の間の対向面積が小さくなるの
で、その分、容量が小さくなるので、リーク電流の低減
にも役立つものである。
二主電極薄膜領域の端部との距離を所望の長さに選ぶこ
とによりチャネル長を自由に調整できるうえ、第一およ
び第二主電極薄膜領域の間の対向面積が小さくなるの
で、その分、容量が小さくなるので、リーク電流の低減
にも役立つものである。
また、第一、第二主電極薄膜領域およびゲート電極を
光に対して不透明な材料、例えば、Al、Mg、Cr、Pt、M
o、Wなどの金属またはその珪素化物、不純物を添加し
たa−Siや多結晶Si、単結晶Siを用いれば高抵抗半導体
領域は光から完全に遮断され、特に別途に遮光膜を設け
る必要がない。さらに、基板としてガラス板や石英基板
など透明材料を使用した際にも本発明によるTFTは遮光
が容易である。
光に対して不透明な材料、例えば、Al、Mg、Cr、Pt、M
o、Wなどの金属またはその珪素化物、不純物を添加し
たa−Siや多結晶Si、単結晶Siを用いれば高抵抗半導体
領域は光から完全に遮断され、特に別途に遮光膜を設け
る必要がない。さらに、基板としてガラス板や石英基板
など透明材料を使用した際にも本発明によるTFTは遮光
が容易である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明の第一の実施例に係る薄膜トランジ
スタの要部断面図である。
スタの要部断面図である。
第1図において、1は少なくとも表面が絶縁物からな
る基板、2は第一主電極薄膜領域、3は第二主電極薄膜
領域、4はゲート電極、5は高抵抗半導体薄膜領域、6
はゲート絶縁膜、7はソース配線である。
る基板、2は第一主電極薄膜領域、3は第二主電極薄膜
領域、4はゲート電極、5は高抵抗半導体薄膜領域、6
はゲート絶縁膜、7はソース配線である。
基板1の表面には、第一主電極薄膜領域(ドレイン領
域)2、高抵抗半導体薄膜領域5が順次島状に堆積され
ている。この高抵抗半導体薄膜領域5の上に第二主電極
薄膜領域(ソース領域)3が高抵抗半導体薄膜領域5の
端部より内側に設けられている。そして、第一と第二主
電極薄膜領域間のチャネルがこの高抵抗半導体薄膜領域
5の露出する表面及び側面に生じる様に、この高抵抗半
導体薄膜領域5の露出する表面および側面を覆ってゲー
ト絶縁膜6とゲート電極4が配されている。
域)2、高抵抗半導体薄膜領域5が順次島状に堆積され
ている。この高抵抗半導体薄膜領域5の上に第二主電極
薄膜領域(ソース領域)3が高抵抗半導体薄膜領域5の
端部より内側に設けられている。そして、第一と第二主
電極薄膜領域間のチャネルがこの高抵抗半導体薄膜領域
5の露出する表面及び側面に生じる様に、この高抵抗半
導体薄膜領域5の露出する表面および側面を覆ってゲー
ト絶縁膜6とゲート電極4が配されている。
ここで基板1としては、例えば、SiO2や窒化膜コート
されたSiやセラミックス基板など不透明な材料が使用で
き、さらに、ガラス基板や石英基板など透明な材料でも
本発明では、薄膜トランジスタの遮光が容易であるため
使用することが可能である。
されたSiやセラミックス基板など不透明な材料が使用で
き、さらに、ガラス基板や石英基板など透明な材料でも
本発明では、薄膜トランジスタの遮光が容易であるため
使用することが可能である。
ここで、第一、第二主電極薄膜領域およびゲート電極
を光に対して不透明な材料、例えば、Al、Mg、Cr、Pt、
Mo、Wなどの金属またはその珪素化物、不純物を添加し
たa−Siや多結晶Si、単結晶Siを用いれば高抵抗半導体
領域は光から完全に遮断され、特に別途に遮光膜を設け
る必要がないことはすでに述べた。
を光に対して不透明な材料、例えば、Al、Mg、Cr、Pt、
Mo、Wなどの金属またはその珪素化物、不純物を添加し
たa−Siや多結晶Si、単結晶Siを用いれば高抵抗半導体
領域は光から完全に遮断され、特に別途に遮光膜を設け
る必要がないことはすでに述べた。
ドレイン・ソース領域2、3をa−Siや多結晶で高抵
抗半導体領域5を同材料で形成するときには、連続的に
堆積でき、一回のマスク工程で3層を島状にすることが
できる。高抵抗半導体領域5として例えばa−Siを用い
る場合には、プラズマCVD(PCVD)光CVD、分子線蒸着
(MBE)、イオンビーム堆積(IBD)などで400℃以下の
低温で形成され、欠陥減少のため水素やフッ素が添加さ
れる。
抗半導体領域5を同材料で形成するときには、連続的に
堆積でき、一回のマスク工程で3層を島状にすることが
できる。高抵抗半導体領域5として例えばa−Siを用い
る場合には、プラズマCVD(PCVD)光CVD、分子線蒸着
(MBE)、イオンビーム堆積(IBD)などで400℃以下の
低温で形成され、欠陥減少のため水素やフッ素が添加さ
れる。
また、高抵抗半導体領域5には、必要により不純物が
添加されることがある。a−Siのように低温堆積が可能
な場合には、ドレイン・ソース領域2、3としてやはり
a−Siの他に金属が用いられる。ソース配線も同様であ
るが、他に透明材料例えばITO(インジウム・錫酸化
物)や酸化錫なども用いることができる。
添加されることがある。a−Siのように低温堆積が可能
な場合には、ドレイン・ソース領域2、3としてやはり
a−Siの他に金属が用いられる。ソース配線も同様であ
るが、他に透明材料例えばITO(インジウム・錫酸化
物)や酸化錫なども用いることができる。
本発明によるTFTでは動作部分が端部に設けられるの
で、ゲート絶縁膜6や電極4の堆積にはステップカバー
性のよいことが必要で光CVD、斜方MBE、IBDなどが特に
有効となる。さらに、高抵抗半導体領域5は、多結晶が
用いられるが、製造工程もほぼ同様であるので説明を省
略する。
で、ゲート絶縁膜6や電極4の堆積にはステップカバー
性のよいことが必要で光CVD、斜方MBE、IBDなどが特に
有効となる。さらに、高抵抗半導体領域5は、多結晶が
用いられるが、製造工程もほぼ同様であるので説明を省
略する。
この構造は、遮光が容易で、かつ、チャネル長が自由
に選択できる利点をもつ。さらに、この例の構造は、主
電極間の対向面積が小さいので容量が小さくできるとと
もに、リーク電流の低減も可能となる利点がある。
に選択できる利点をもつ。さらに、この例の構造は、主
電極間の対向面積が小さいので容量が小さくできるとと
もに、リーク電流の低減も可能となる利点がある。
第2図は、本発明の別の実施例にかかる要部断面図で
ある。
ある。
図において、8はドレイン配線で、他は、第1図と同
様であるので、符号の説明は省略する。
様であるので、符号の説明は省略する。
基板1の表面には、第一主電極薄膜領域(ドレイン領
域)2が形成されている。この第一主電極薄膜領域2の
上に一部分が重なるように高抵抗半導体薄膜領域5が順
次島状に堆積されている。この高抵抗半導体薄膜領域5
の上に第二主電極薄膜領域(ソース領域)3が高抵抗半
導体薄膜領域5の端部より内側に設けられている。そし
て、第一と第二主電極薄膜領域間のチャネルがこの高抵
抗半導体薄膜領域5の露出する表面及び側面に生じる様
に、この高抵抗半導体薄膜領域5の露出する表面および
側面を覆ってゲートを絶縁膜6とゲート電極4が配され
ている。
域)2が形成されている。この第一主電極薄膜領域2の
上に一部分が重なるように高抵抗半導体薄膜領域5が順
次島状に堆積されている。この高抵抗半導体薄膜領域5
の上に第二主電極薄膜領域(ソース領域)3が高抵抗半
導体薄膜領域5の端部より内側に設けられている。そし
て、第一と第二主電極薄膜領域間のチャネルがこの高抵
抗半導体薄膜領域5の露出する表面及び側面に生じる様
に、この高抵抗半導体薄膜領域5の露出する表面および
側面を覆ってゲートを絶縁膜6とゲート電極4が配され
ている。
この構造によれば、上記第1図の実施例と同様に遮光
が容易で、かつ、チャネル長が自由に選択できる利点を
有する。そして、第1図との違いは、第一主電極薄膜領
域(ドレイン領域)2が高抵抗半導体薄膜領域5の底面
を全部覆ってはおらず、TFTの動作部分のみを遮光して
いる。このため、主電極間の対向面積が小さいので容量
が小さくなるとともに、リーク電流の低減にも役立って
いる。
が容易で、かつ、チャネル長が自由に選択できる利点を
有する。そして、第1図との違いは、第一主電極薄膜領
域(ドレイン領域)2が高抵抗半導体薄膜領域5の底面
を全部覆ってはおらず、TFTの動作部分のみを遮光して
いる。このため、主電極間の対向面積が小さいので容量
が小さくなるとともに、リーク電流の低減にも役立って
いる。
以上は、主としてa−Siを用いる例を挙げて説明して
きたが、多結晶や単結晶にも適用でき、その際、レーザ
やランプなどのビームアニール技術が特に有効である。
材料にしても、Siに限らずGaAsなど他の半導体薄膜に適
用できることはいうまでもない。
きたが、多結晶や単結晶にも適用でき、その際、レーザ
やランプなどのビームアニール技術が特に有効である。
材料にしても、Siに限らずGaAsなど他の半導体薄膜に適
用できることはいうまでもない。
以上のように、本発明による薄膜トランジスタは、特
に微細加工を行わなくてもチャネル長を自由に選択で
き、遮光機能も構造自体が備えている。すなわち、チャ
ネル長は高抵抗半導体薄膜領域の厚みだけで定められる
のではなく、その表面をも利用するので、チャネル長の
長いものも同時に形成できるので、薄膜トランジスタの
集積回路の機能向上、設計の容易化に大いに役だつもの
である。さらに、本発明の構造によれば、主電極の対向
面積が小さいので、容量が小さくできるとともに、リー
ク電流の低減も可能になるなど顕著な効果を奏するもの
である。
に微細加工を行わなくてもチャネル長を自由に選択で
き、遮光機能も構造自体が備えている。すなわち、チャ
ネル長は高抵抗半導体薄膜領域の厚みだけで定められる
のではなく、その表面をも利用するので、チャネル長の
長いものも同時に形成できるので、薄膜トランジスタの
集積回路の機能向上、設計の容易化に大いに役だつもの
である。さらに、本発明の構造によれば、主電極の対向
面積が小さいので、容量が小さくできるとともに、リー
ク電流の低減も可能になるなど顕著な効果を奏するもの
である。
さらに、本発明による薄膜トランジスタは、縦型構造
を有しているため、マルチチャネル化にも有利である。
他の利点として、駆動能力が大きいために液晶表示パネ
ルに使用したとき各画素スイッチトランジスタを小さく
でき、開口率を大きくできるとともに、周辺回路もa−
SiTFTで実現できることにある。
を有しているため、マルチチャネル化にも有利である。
他の利点として、駆動能力が大きいために液晶表示パネ
ルに使用したとき各画素スイッチトランジスタを小さく
でき、開口率を大きくできるとともに、周辺回路もa−
SiTFTで実現できることにある。
このように、本発明は、TFTの応用範囲を広げ、工業
的に極めて有用である。
的に極めて有用である。
第1図は、本発明の実施例を示す薄膜トランジスタの要
部断面図である。 第2図は、本発明の他の実施例を示す薄膜トランジスタ
の要部断面図である。 第3図は、従来の薄膜トランジスタの要部断面図であ
る。 1……基板 2……第一主電極薄膜領域 3……第二主電極薄膜領域 4……ゲート電極 5……高抵抗半導体薄膜領域 6……ゲート絶縁膜 7……ソース配線 8……ドレイン配線
部断面図である。 第2図は、本発明の他の実施例を示す薄膜トランジスタ
の要部断面図である。 第3図は、従来の薄膜トランジスタの要部断面図であ
る。 1……基板 2……第一主電極薄膜領域 3……第二主電極薄膜領域 4……ゲート電極 5……高抵抗半導体薄膜領域 6……ゲート絶縁膜 7……ソース配線 8……ドレイン配線
Claims (1)
- 【請求項1】少なくとも表面が絶縁物よりなる基板と、
該基板上に設けられた第1主電極薄膜領域と、前記第1
主電極薄膜領域と一部重なって設けられた高抵抗半導体
薄膜領域の端部より内側に端部を持ち、かつ、前記第1
主電極薄膜領域と前記高抵抗半導体薄膜領域を介して重
なる部分を有する第2主電極薄膜領域と、前記第1及び
第2主電極薄膜領域の間に露出する前記高抵抗半導体薄
膜領域の上面及び端面上に設けられたゲート絶縁膜とゲ
ート電極とよりなる薄膜トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58120073A JP2546982B2 (ja) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | 薄膜トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58120073A JP2546982B2 (ja) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | 薄膜トランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6012769A JPS6012769A (ja) | 1985-01-23 |
JP2546982B2 true JP2546982B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=14777227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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-
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- 1983-07-01 JP JP58120073A patent/JP2546982B2/ja not_active Expired - Lifetime
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