JP2595757B2 - Thin film field effect transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin film field effect transistor and method of manufacturing the same

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JP2595757B2 JP9811490A JP9811490A JP2595757B2 JP 2595757 B2 JP2595757 B2 JP 2595757B2 JP 9811490 A JP9811490 A JP 9811490A JP 9811490 A JP9811490 A JP 9811490A JP 2595757 B2 JP2595757 B2 JP 2595757B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマトリスク表示素子などに用いる薄膜電界効
果型トランジスタおよびその製造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thin film field effect transistor used for a matrix display element and the like, and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ガラスなどの絶縁性基板上にシリコン薄膜を用いて薄
膜トランジスタを構成する技術は、マトリスク表示素子
などの中心的技術として重要である。マトリスク表示素
子を高度化するためには、画素のスイッチング素子とし
ても、薄膜電界効果型トランジスタの高性能化が要求さ
れる。その一つの方策として、薄膜電界効果型トランジ
スタ(以下TFTと記す。)を自己整合化して作製するこ
とにより、フォトリソグラフィのプロセスにおける目合
わせの負担を軽減し、トランジスタの短チャネル化を行
なうことが提案されている。
A technology for forming a thin film transistor using a silicon thin film on an insulating substrate such as glass is important as a core technology for a matrix display element or the like. In order to enhance the matrix display element, a high performance thin film field effect transistor is required also as a pixel switching element. One of the measures is to reduce the burden of alignment in the photolithography process and shorten the channel of the transistor by manufacturing a thin film field effect transistor (hereinafter referred to as TFT) in a self-aligned manner. Proposed.

自己整合化を実現するための一つの方法として、ゲー
トを基板側に配する、いわゆる逆スタガード形の構造を
とるTFTにおいて、ソース・ドレイを分離するすために
非晶質シリコン薄膜上に配する絶縁膜を基板の裏面から
照射した光により露光するいわゆる背面露光によりその
パタンを形成し、この絶縁膜またはそれを形成するため
に用いたレジスト材をマスクとして、非晶質シリコン薄
膜のソース・ドレイン領域に不純物を選択的にインオン
注入し、さらにこの表面にCrなどの金属を成膜したとき
に、非晶質シリコン薄膜の表面のみに、低抵抗の金属シ
リサイドが形成されることを用いて、ゲートとソース・
ドレイン間の微妙な目合わせが不要でかつ寄生容量が小
さくなる構造をとるTFTが提案されている(例えば特願
昭61−307039号明細書、特願昭61−311828号明細書)。
One way to realize self-alignment is to place the gate on the substrate side, that is, on a TFT with a so-called inverted staggered structure, place it on an amorphous silicon thin film to separate the source and drain A source / drain of an amorphous silicon thin film is formed by using the insulating film or a resist material used for forming the pattern as a mask by so-called back surface exposure in which the insulating film is exposed by light irradiated from the back surface of the substrate. By selectively implanting impurities into the region and further depositing a metal such as Cr on this surface, a low-resistance metal silicide is formed only on the surface of the amorphous silicon thin film, Gate and source
TFTs having a structure in which delicate alignment between drains is not required and a parasitic capacitance is reduced have been proposed (for example, Japanese Patent Application Nos. 61-307039 and 61-311828).

このとき、ソース・ドレイ電極として用いる金属シリ
サイドなどが、直接i層(非晶質シリコン薄膜中の不純
物がドープされていない領域)と接すると、この部分を
通してホール電流が流れ、TFTのゲート電極にOV以下の
電圧を印加した場合のドレイン電流(OFF電流)がドレ
イン電圧に対して非線形的に増大する現象が見られる。
このため、金属または金属シリサイドとi層との直接の
コンタクトを避けるために、特願平1−139521に記載し
たような方法がある。これは、第2図に示すように、非
晶質シリコン薄膜3上に2層の保護絶縁膜7,8を連続し
て形成し、これを背面露光によりゲート電極1よりもや
や細らせたパタンを形成し、これをマスクにして保護絶
縁膜7,8を同じパタンでエッチングしたあと、上部の保
護絶縁膜8を所定の量だけサイドエッチングさせ、しか
るのち下部の保護絶縁膜7を透過するだけの加速電圧で
リンをイオン注入することにより、下部の保護絶縁膜7
下の非晶質シリコン薄膜に対しても選択的にドーピング
を施してn+層4を形成してソース・ドレインとした構造
である。これによりi層とメタルとの直接のコンタクト
を回避し、良好な特性を得ていた。
At this time, when the metal silicide used as the source / drain electrode is in direct contact with the i-layer (the region where the impurities in the amorphous silicon thin film are not doped), a hole current flows through this portion, and the TFT flows into the gate electrode of the TFT. There is a phenomenon that the drain current (OFF current) when a voltage of OV or less is applied increases nonlinearly with respect to the drain voltage.
Therefore, in order to avoid direct contact between the metal or metal silicide and the i-layer, there is a method described in Japanese Patent Application No. 1-139521. In this method, as shown in FIG. 2, two protective insulating films 7 and 8 were continuously formed on an amorphous silicon thin film 3 and this was made slightly thinner than the gate electrode 1 by back exposure. After forming a pattern and using the mask as a mask to etch the protective insulating films 7 and 8 with the same pattern, the upper protective insulating film 8 is side-etched by a predetermined amount and then passes through the lower protective insulating film 7. By implanting phosphorus with only the acceleration voltage, the lower protective insulating film 7 is formed.
The lower amorphous silicon thin film is selectively doped to form an n + layer 4 to form a source / drain. Thereby, direct contact between the i-layer and the metal is avoided, and good characteristics are obtained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

この方法は工程数が少なく、プロセス上簡便ではある
が、2層の保護絶縁膜のうち一方をサイドエッチングさ
せるため、制御できる余裕度が少なく、また段差構造を
つくるときの段差の幅も膜厚程度の非常に微小な条件に
かぎられていた。
This method has a small number of steps and is simple in terms of process. However, since one of the two protective insulating films is side-etched, there is little controllable margin, and the width of the step when forming the step structure is limited by the film thickness. It was limited to very small conditions.

このため特にチャネル長を短くした場合、同じドレイ
ン電圧でもチャネル長が長いトランジスタに比べ、ドレ
イン部にかかる電界の強度が大きくなり、保護絶縁膜下
のn+層内で擬フェルミレベルの低下が起こり、n+層のチ
ャネル方向の長さが十分でないので、ホールのブロッキ
ングが完全でなくなる状態が起こる。このことによりド
レイン電圧を高くした場合に非線形的な電流の増大が観
測される。このことはこのTFTをアクティブマトリクス
液晶ディスプレイの画素のスイッチング素子として用い
た場合、著しく不都合であり、これを短チャネル化し、
開口率の増大と奇数容量の低減を図っていく上で重大の
問題である。
Therefore, particularly when the channel length is shortened, the intensity of the electric field applied to the drain portion becomes larger than that of a transistor having a longer channel length even at the same drain voltage, and the pseudo-Fermi level decreases in the n + layer below the protective insulating film. , N + layer is not long enough in the channel direction, so that a state occurs in which the blocking of holes is not complete. Thus, a non-linear increase in current is observed when the drain voltage is increased. This is extremely inconvenient when this TFT is used as a switching element of a pixel of an active matrix liquid crystal display.
This is a serious problem in increasing the aperture ratio and reducing the odd-number capacity.

また、段差の部分は第1の保護絶縁膜を通してイオン
注入するため、この部分の保護絶縁膜はリンがイオン注
入された状態となっている。一般にイオン注入された絶
縁膜は結合状態が不安定になっていることが多く、注入
されたキャリアをトラップしやすい状態になっている。
ソース・ドレインのエッジで強い電界を受けて加速され
た電子が、この部分にトラップされやすい状態になって
いる。これにより、固定電荷が発生するため、素子の信
頼性を落とす原因となっていた。
In addition, since the step portion is ion-implanted through the first protective insulating film, the protective insulating film in this portion is in a state where phosphorus is ion-implanted. In general, the bonding state of the ion-implanted insulating film is often unstable, so that the injected carriers are easily trapped.
Electrons accelerated by receiving a strong electric field at the edges of the source and drain are easily trapped in these portions. As a result, fixed charges are generated, which causes a reduction in the reliability of the device.

本発明の目的は、上述のように自己整合的に形成する
非晶質シリコンTFTにおいて、保護絶縁膜下のn+層の領
域を広げ、ドレインにさらに強い電界がかかった場合で
もホールのブロッキングが完全におこなえるような構造
のTFTを与えるとともに、さらにそれを自己整合的に実
現する際、保護絶縁膜の信頼性を損なわないような薄膜
電界効果トランジスタを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an amorphous silicon TFT formed in a self-aligned manner as described above, in which the region of the n + layer under the protective insulating film is expanded so that blocking of holes can be prevented even when a stronger electric field is applied to the drain. It is an object of the present invention to provide a thin-film field-effect transistor that can provide a TFT having a structure that can be performed completely and that does not impair the reliability of a protective insulating film when the TFT is realized in a self-aligned manner.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は、絶縁性基板上に、基板側からゲート電
極,ゲート絶縁膜,非晶質シリコン薄膜の順に積層・配
置し、該非晶質シリコン薄膜上のゲートの直上の一部分
にゲート電極幅よりも狭い幅の第1の保護絶縁膜を配置
し、さらに第1の保護絶縁膜を完全に覆い、ゲート電極
直上領域の両側に設けるソース電極およびドレイ電極の
両方向に少なくとも500Å以上広がっていて、かつゲー
ト電極の直上領域からはみ出さない範囲の面積を有する
第2の保護絶縁膜を第1の保護絶縁膜の上に配し、第2
の保護絶縁膜が覆っていない非晶質シリコン薄膜にソー
ス電極およびドレイン電極をコンタクトさせ、さらに第
1の保護絶縁膜が覆っていない非晶質シリコン薄膜に
は、表面からゲート絶縁膜に達しない適当な領域に不純
物をドーピングしてあることを特徴とする薄膜電界効果
型トランジスタである。
According to the present invention, a gate electrode, a gate insulating film, and an amorphous silicon thin film are laminated and arranged on an insulating substrate in this order from the substrate side, and a portion of the amorphous silicon thin film immediately above the gate is wider than the gate electrode width. A first protection insulating film having a narrow width, further covering the first protection insulation film completely, and extending at least 500 ° or more in both directions of a source electrode and a drain electrode provided on both sides of a region immediately above the gate electrode; Disposing a second protective insulating film having an area not protruding from a region immediately above the electrode on the first protective insulating film;
The source electrode and the drain electrode are brought into contact with the amorphous silicon thin film not covered with the protective insulating film, and the amorphous silicon thin film not covered with the first protective insulating film does not reach the gate insulating film from the surface. A thin film field effect transistor characterized in that an appropriate region is doped with an impurity.

さらに本発明の薄膜電界効果型トランジスタの製造方
法は、絶縁性基板表面にゲート電極を形成後、ゲート絶
縁膜,非晶質シリコン薄膜,第1の保護絶縁膜を積層
し、第1の保護絶縁膜表面にレジスト塗布後、基板の裏
面より紫外線を照射し、すでに形成したゲート電極をマ
スクとして、露光時間を制御してゲート電極をやや細ら
せたパタンを形成し、このパタンをマスクにして第1の
保護絶縁膜をエッチングし、レジスト除去後、第1の保
護絶縁膜をマスクとしてイオン注入を行って、非晶質シ
リコン薄膜のソース・ドレイン部に不純物をドーピング
し、さらに全面に第2の保護絶縁膜を成膜後、第2の保
護絶縁膜表面にレジスト塗布し、絶縁性基板裏面より再
度紫外線を照射し、すでに形成したゲート電極をマスク
として、露光時間を第1の保護絶縁膜を露光した時間に
比べ十分短く、しかもレジストが十分感光する時間に設
定することにより露光を行い、マスクパタンを形成し、
しかるのち、第2の保護絶縁膜をエッチングし、露出し
た不純物をドーピングした非晶質シリコン薄膜表面にソ
ース電極とドレイン電極を形成することを特徴としてい
る。
Further, according to the method of manufacturing a thin film field effect transistor of the present invention, after forming a gate electrode on an insulating substrate surface, a gate insulating film, an amorphous silicon thin film, and a first protective insulating film are laminated, and the first protective insulating film is formed. After applying the resist on the film surface, irradiate ultraviolet rays from the back surface of the substrate, use the already formed gate electrode as a mask, control the exposure time, form a pattern with a slightly narrowed gate electrode, and use this pattern as a mask After the first protective insulating film is etched and the resist is removed, ion implantation is performed using the first protective insulating film as a mask to dope the source / drain portions of the amorphous silicon thin film with impurities, and further to cover the entire surface with the second protective insulating film. After the formation of the protective insulating film, a resist is applied to the surface of the second protective insulating film, ultraviolet light is again irradiated from the back surface of the insulating substrate, and the exposure time is reduced using the already formed gate electrode as a mask. Protective insulating film sufficiently short compared with the time of exposing and moreover subjected to exposure by setting the time that the resist is sufficiently sensitive, to form a mask pattern of,
Thereafter, the second protective insulating film is etched to form a source electrode and a drain electrode on the surface of the amorphous silicon thin film doped with the exposed impurities.

さらに上述の製造方法の第1の保護絶縁膜のパタンを
露光する工程を、レジスト塗布後ゲート電極の中心線の
角度を回転数として、基板の法線の方向が紫外線の進行
方向に対して一定の角度を有するように基板を回転させ
た状態で固定し、基板の裏面より紫外線を照射したの
ち、さらに基板の法線方向が紫外線の進行方向に対し
て、逆方向に一定の角度を有するように基板を回転させ
た状態で固定し、これに基板の裏面より紫外線を照射す
る2回の照射により露光し、この時の基板の法線方向と
紫外線の照射方向がなす角度により、第1の保護絶縁膜
のゲート電極に対する位置と大きさを決定する工程に替
えたことを特徴とする薄膜電界効果型トランジスタの製
造方法である。
Further, the step of exposing the pattern of the first protective insulating film in the above-described manufacturing method is performed by using the angle of the center line of the gate electrode after the application of the resist as the number of rotations so that the direction of the normal to the substrate is constant with respect to the traveling direction of the ultraviolet rays. After rotating the substrate so that it has an angle, and irradiating ultraviolet rays from the back surface of the substrate, the normal direction of the substrate further has a certain angle in the opposite direction with respect to the traveling direction of the ultraviolet rays. The substrate is fixed in a rotated state, and the substrate is exposed to light by irradiating the back surface of the substrate with ultraviolet light twice, and the first direction is determined by the angle between the normal direction of the substrate and the irradiation direction of ultraviolet light. A method for manufacturing a thin-film field-effect transistor, characterized by replacing the step of determining the position and size of a protective insulating film with respect to a gate electrode.

〔作用〕[Action]

一般に、ソース・ドレイン領域に十分な厚さのn+層を
形成すれば、これを通してホール電流が流れることはな
い。しかし、n+層が薄い場合これに強電界を印加する
と、n+層内で擬フェルミレベルの低下が起き、ホールの
存在が無視できなくなる。この結果、ホール電流,再結
合電流の増大が起こる。すなわち、チャネル長を短く
し、ドレイン電圧を大きくしていった場合に、ホールに
よる電流の影響を消すためには、十分広い領域にn+層を
形成する必要がある。
Generally, if an n + layer having a sufficient thickness is formed in the source / drain region, no hole current flows through the n + layer. However, the application of a strong electric field thereto when the n + layer is thin, reduction of quasi-Fermi levels in the n + layer in the place, the presence of the hole can not be ignored. As a result, the hole current and the recombination current increase. That is, when the channel length is reduced and the drain voltage is increased, it is necessary to form the n + layer in a sufficiently wide region in order to eliminate the effect of the current caused by holes.

基板の裏面より紫外線を照射することによってレジス
トを露光する際、第3図(a)に示す本発明のTFTの場
合のように、ゲート電極1をマスクとして、ゲート絶縁
膜2、非晶質シリコン薄膜3、保護絶縁膜7を介して塗
布されているレジスト12に紫外線13が照射されると、第
3図(a)に示すように、ゲート電極端付近を通った紫
外線13は回折を受け、形成されるパタンはゲート電極1
をやや細らせた状態となる。第3図(b)に示すよう
に、回折光14は通常の透過光に比して強度が小さいの
で、露光時間が短いと露光量が十分でなく、現像時にこ
の部分のレジストは残る。しかし露光時間が長いと露光
量が十分となり、現像時に除去される。すなわち露光時
間(T)により、オーバー露光量が決定され、保護絶縁
膜7のパタンがゲート電極1から後退する量(d)が一
意に定まる。この関係を次式で表す。
When the resist is exposed by irradiating ultraviolet rays from the back surface of the substrate, as in the case of the TFT of the present invention shown in FIG. When the resist 13 applied through the thin film 3 and the protective insulating film 7 is irradiated with ultraviolet rays 13, as shown in FIG. 3A, the ultraviolet rays 13 passing near the end of the gate electrode are diffracted, The pattern formed is the gate electrode 1
Is slightly reduced. As shown in FIG. 3B, since the intensity of the diffracted light 14 is smaller than that of ordinary transmitted light, if the exposure time is short, the exposure amount is not sufficient, and the resist in this portion remains during development. However, if the exposure time is long, the exposure amount becomes sufficient and is removed during development. That is, the overexposure amount is determined by the exposure time (T), and the amount (d) by which the pattern of the protective insulating film 7 recedes from the gate electrode 1 is uniquely determined. This relationship is represented by the following equation.

d=g(T) このことを利用して、第1の保護絶縁膜を形成する際
には、露光時間を長くとりT1とし、第2の保護絶縁膜を
形成する際、露光時間を短くT2(T2<T1)とすることに
より、第4図に示すような2層の保護絶縁膜7,8の関係
を形成することができる。
using the d = g (T) Therefore, when forming the first protective insulating film, the longer takes T 1 the exposure time, when forming the second protective insulating film, the exposure time is shortened By setting T 2 (T 2 <T 1 ), a relationship between the two protective insulating films 7 and 8 as shown in FIG. 4 can be formed.

第1の保護絶縁膜をパタン形成し、レジストを除去し
た段階で、これに低加速電圧でリンをイオン注入する
と、第1の保護絶縁膜がマスクとして働き、これに覆わ
れていない部分にはリンがドーピングされ、ソース・ド
レイン電極のn+層が形成される。この上から第2の保護
絶縁膜を成膜し、これに対して上述の条件で背面露光を
行いパタン形成すると、第5図に示すように、ソース・
ドレインのコンタクト部から L=g(T1)−g(T2) だけの距離の領域で保護絶縁膜下にn+層4が形成され
る。このLは第1および第2保護絶縁膜に対する背面露
光の時間T1,T2によって制御でき、最大で1μm程度ま
でのものを作製できる。
At the stage where the first protective insulating film is patterned and the resist is removed, phosphorus is ion-implanted into the first protective insulating film at a low accelerating voltage. Phosphorus is doped to form an n + layer of source / drain electrodes. When a second protective insulating film is formed from above and a back exposure is performed on the second protective insulating film under the above-described conditions to form a pattern, as shown in FIG.
An n + layer 4 is formed under the protective insulating film in a region at a distance of L = g (T 1 ) −g (T 2 ) from the contact portion of the drain. This L can be controlled by the back exposure times T 1 , T 2 for the first and second protective insulating films, and a maximum of about 1 μm can be manufactured.

このようにしてn+層4を保護絶縁膜8の下側に十分広
い領域で形成すると、強電界により形成される擬フェル
ミレベルの変化がこの中で吸収され、ホールによる影響
は電極に到達せず、ホール電流は流れないため、ゲート
電極1に0V以下の電圧を印加した場合のドレイン電圧に
よる電流の非線形的な増大を防ぐことができる。
When the n + layer 4 is formed in a sufficiently wide area below the protective insulating film 8 in this manner, the change in the pseudo Fermi level formed by the strong electric field is absorbed therein, and the effect of the hole reaches the electrode. Since no hole current flows, a non-linear increase in current due to the drain voltage when a voltage of 0 V or less is applied to the gate electrode 1 can be prevented.

またイオン注入を行う際に、第1の保護絶縁膜7をマ
スクとして用いるが、注入されたイオンは第1の保護絶
縁膜7の上部でストップし、非晶質シリコン薄膜3との
界面にまで到達しない。このため、第2図に示す従来例
のように、保護絶縁膜と非晶質シリコン薄膜界面で保護
絶縁膜にチャージがトラップされやすい構造となること
を回避できるため、デバイスの信頼性が向上する。
When the ion implantation is performed, the first protective insulating film 7 is used as a mask, but the implanted ions stop at the upper portion of the first protective insulating film 7 and reach the interface with the amorphous silicon thin film 3. Do not reach. For this reason, it is possible to avoid a structure in which charges are easily trapped in the protective insulating film at the interface between the protective insulating film and the amorphous silicon thin film as in the conventional example shown in FIG. 2, thereby improving the reliability of the device. .

また背面露光を行う際に、第6図に示すように基板10
をゲート電極1の中心線を回転軸として、基板10の法線
方向が紫外線13の進行方向に対して一定の角度(θ)を
有するまで回転した状態で固定し、これに裏面より紫外
線13を照射するとゲート電極のパタンはゲート電極の直
上より F(θ)=D1・tan(θ)+D2・tan(θ) +D3・tan(θ) だけずれた位置に露光される。ただし、D1,D2・D3はそ
れぞれゲート絶縁膜2、非晶質シリコン薄膜3、保護絶
縁膜7の厚さ、n1,n2,n3はそれぞれの屈折率、θ12,
θはそれぞれの内部で紫外線13が基板10の法線となす
角を表す。通常ゲート絶縁膜2の厚さは3000Å、非晶質
シリコン薄膜の厚は700Å、保護絶縁膜厚は2000Å程度
である。また屈折率はそれぞれ1.5,3.5,1.5程度であ
り、θを45゜にとるとFは5000Å程度となる。さらに基
板を逆方向に回転した状態で露光すると、今度は逆方向
にパタンがずれる。以上の2度の背面露光を経たレジス
ト12は、第7図に示すように、両方の露光によって投射
されたパタンの共通部分18のみが現像により残る。
Also, when performing back exposure, as shown in FIG.
Is fixed with the center line of the gate electrode 1 as a rotation axis until the normal direction of the substrate 10 has a certain angle (θ) with respect to the traveling direction of the ultraviolet light 13, and the ultraviolet light 13 is Upon irradiation, the pattern of the gate electrode is exposed at a position shifted from immediately above the gate electrode by F (θ) = D 1 tan (θ 1 ) + D 2 tan (θ 2 ) + D 3 tan (θ 3 ). Here, D 1 , D 2, and D 3 are the thicknesses of the gate insulating film 2, the amorphous silicon thin film 3, and the protective insulating film 7, respectively, and n 1 , n 2 , and n 3 are the respective refractive indexes, θ 1 , and θ. 2 ,
theta 3 Each UV 13 internally represent normal and angle of the substrate 10. Usually, the thickness of the gate insulating film 2 is 3000 mm, the thickness of the amorphous silicon thin film is 700 mm, and the thickness of the protective insulating film is about 2000 mm. The refractive indexes are about 1.5, 3.5, and 1.5, respectively, and when θ is 45 °, F is about 5000 °. When exposure is performed while the substrate is rotated in the opposite direction, the pattern is shifted in the opposite direction. As shown in FIG. 7, in the resist 12 that has been subjected to the above two back exposures, only the common portion 18 of the pattern projected by both exposures remains by development.

第1の保護絶縁膜を上述の露光を用いてパタン形成し
たあと、イオン注入し、これに第2の保護絶縁膜を成膜
し、通常の方法で背面露光を行うと、第5図に示すよう
な状態が自己整合的に実現できる。この時Lは L=F(θ)+g(T1)−g(T2) である。この場合、Lは基板の回転方向によって主とし
て制御されるので、プロセス的には多少複雑になるが、
より大きなLを有するTFTを作製することができる。
After patterning the first protective insulating film using the above-described exposure, ion implantation is performed, a second protective insulating film is formed thereon, and back exposure is performed by a normal method, as shown in FIG. Such a state can be realized in a self-aligned manner. At this time, L is L = F (θ) + g (T 1 ) −g (T 2 ). In this case, since L is mainly controlled by the rotation direction of the substrate, the process becomes somewhat complicated,
TFTs with larger L can be made.

以上の方法により制御性よく、チャネル保護膜下のn+
層の流さLを決定することあできる。これによりホール
による非線形的な電流の増大を防ぐことができる。また
この構造では、第1の保護絶縁膜と非晶質シリコン薄膜
との界面に注入イオンが到達しないので、保護絶縁膜の
信頼性が失われることはない。
With the above method, the n + under the channel protective film is well controlled.
The flow L of the layer can be determined. This can prevent a non-linear increase in current due to holes. Further, in this structure, since the implanted ions do not reach the interface between the first protective insulating film and the amorphous silicon thin film, the reliability of the protective insulating film is not lost.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(a)に、第1の発明の薄膜電界効果型トラン
ジスタの一実施例の断面図を示す。第1図(b)にはこ
のトランジスタの平面図を示す。
FIG. 1 (a) is a sectional view of one embodiment of the thin film field effect transistor of the first invention. FIG. 1B shows a plan view of this transistor.

以下第2の発明により、第1の発明の構造のTFTを自
己整合的に作製した例を示す。
Hereinafter, an example in which a TFT having the structure of the first invention is manufactured in a self-aligned manner according to the second invention will be described.

まず、ガラス基板10の上にCrをスパッタ法により500
Å堆積させる。このCr薄膜をゲート電極のパタンを残
し、不要なCr薄膜をエッチング除去してゲート電極1を
形成する。さらに、これを純水で十分に洗浄したのち、
プラズマCVD法を用いて、ゲート絶縁膜2として非晶質
窒化シリコン薄膜を4000Å、水素化非晶質シリコン薄膜
3を700Å、第1の保護絶縁膜7として非晶質窒化シリ
コン薄膜2000Åを連続的に堆積する。
First, 500 g of Cr is sputtered on the glass substrate 10.
さ せ る Deposit. The gate electrode 1 is formed by etching the Cr thin film while removing the unnecessary Cr thin film while leaving the pattern of the gate electrode. After thoroughly washing this with pure water,
Using plasma CVD, an amorphous silicon nitride thin film of 4000 .ANG., A hydrogenated amorphous silicon thin film 3 of 700 .ANG., And an amorphous silicon nitride thin film of 2000 .ANG. Deposited on

ここでポジ型の高分子レジスト剤を塗布後、通常の背
面露光時間5分に対して、これより2分長く露光を行う
ことにより、オーバー露光が発生し、ゲート電極1に対
して、2000Å程度細ったパタンが露光される。これを現
像、ベーク後、このレジストをマスクに第1の保護絶縁
膜7を垂直性の強いドライエッチングにより、サイドエ
ッチングをできるだけ回避してエッチングする。この
後、レジスト剥離することにより、第1の保護絶縁膜7
が自己整合的に形成される。
Here, after applying the positive type polymer resist agent, by performing the exposure for 2 minutes longer than the usual back exposure time of 5 minutes, over-exposure occurs, and about 2000 ° to the gate electrode 1. The thin pattern is exposed. After this is developed and baked, the first protective insulating film 7 is etched using this resist as a mask by dry etching with high perpendicularity, avoiding side etching as much as possible. Thereafter, the first protective insulating film 7 is removed by stripping the resist.
Are formed in a self-aligned manner.

これに対して加速電圧25kVでリンをドーズ量4×1515
dose/cm2だけイオ注入する。この際、加速電圧は第1の
保護絶縁膜の上部でストップされ、かつ、非晶質シリコ
ン薄膜3に注入されたイオンがゲート絶縁膜2との界面
に到達しない程度、低加速電圧であることが要求され
る。今の場合、非晶質シリコン薄膜3の厚は700Åであ
り、非晶質シリコン薄膜中のリンの飛程を考慮すると加
速電圧は30kV以下であることが望まし。また後に電極と
して用いる金属材料と非晶質シリコン薄膜3とが100Å
以下の表面部分で相互作用するため、200Å程度以上の
深さまでドーピングすることが望ましい。このため加速
電圧は10kV以上必要である。この範囲でドーピングは一
定のエネルギで注入を行なう必要はなく、均一性と再現
性が保証せれれば、この範囲に分布したエネルギを与え
られたイオンにより注入を行うことも可能である。
On the other hand, the dose of phosphorus is 4 × 15 15 at an acceleration voltage of 25 kV.
Io is injected only at dose / cm 2 . At this time, the acceleration voltage is stopped at an upper portion of the first protective insulating film, and is low enough that the ions implanted into the amorphous silicon thin film 3 do not reach the interface with the gate insulating film 2. Is required. In this case, the thickness of the amorphous silicon thin film 3 is 700 °, and the acceleration voltage is preferably 30 kV or less in consideration of the range of phosphorus in the amorphous silicon thin film. The metal material used later as the electrode and the amorphous silicon thin film 3 are 100
It is desirable to dope to a depth of about 200 ° or more to interact with the following surface portions. Therefore, an acceleration voltage of 10 kV or more is required. In this range, doping does not need to be performed with constant energy, and if uniformity and reproducibility are guaranteed, it is possible to perform implantation with ions distributed with energy distributed in this range.

イオン注入後、230℃で1時間アルゴン雰囲気中でア
ニールを行う。これにより、注入されたリンのイオンは
電気的に活性化され、n+層4が形成する。アニール雰囲
気はアルゴンに限らず、水素中でも構わない。また、大
気中、窒素中でも著しく、特性が落ちることはない。ま
た、アニール中の圧力は大気圧でも、真空中でもよい。
また、アニールはレーザー照射などを用いて短時間に行
ってもよい。
After the ion implantation, annealing is performed at 230 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere. As a result, the implanted phosphorus ions are electrically activated, and the n + layer 4 is formed. The annealing atmosphere is not limited to argon, but may be hydrogen. Further, the characteristics are remarkable even in the air and nitrogen, and the characteristics do not deteriorate. The pressure during annealing may be atmospheric pressure or vacuum.
The annealing may be performed in a short time using laser irradiation or the like.

しかる後に、第2の保護絶縁膜8として非晶質窒化シ
リコン薄膜500Åを成膜する。これにポジ型の高分子レ
ジスト剤を塗布後、通常の露光時間で、裏面より紫外線
を照射し、ゲート電極1をマスクとして露光する。現
像、ベーク後、これをマスクとして、第2の保護絶縁膜
を垂直性の強いドライエッチングにより、サイドエッチ
ングを回避してエッチングする。
Thereafter, an amorphous silicon nitride thin film 500 # is formed as the second protective insulating film 8. After applying a positive polymer resist agent thereto, the back surface is irradiated with ultraviolet rays for a normal exposure time, and the exposure is performed using the gate electrode 1 as a mask. After development and baking, the second protective insulating film is etched by using the mask as a mask by dry etching with high perpendicularity, avoiding side etching.

レジスト剥離後、十分に希釈した弗酸で非晶質シリコ
ン薄膜表面に形成された自然酸化膜を除去し、その後、
速やかにCr薄膜をスパッタ法により500Å堆積させる。
この際、第2の保護絶縁膜8は弗酸に対して極力エッチ
ングされないことが必要である。このため、第2の保護
絶縁膜8として、弗酸に対してエッチングレートの遅い
条件で作製した窒化シリコンなどであることが望まし
い。このCr薄膜をソース・ドレイン電極6のパタンにエ
ッチングする。このプロセスにより第2の保護絶縁膜が
残っていない部分では、非晶質シリコンの表面にCrシリ
サイド5が形成され、これがソース・ドレイン電極とし
て機能する。
After removing the resist, remove the natural oxide film formed on the surface of the amorphous silicon thin film with sufficiently diluted hydrofluoric acid.
Immediately deposit a 500-mm Cr thin film by sputtering.
At this time, it is necessary that the second protective insulating film 8 is not etched with hydrofluoric acid as much as possible. For this reason, it is desirable that the second protective insulating film 8 is made of silicon nitride or the like manufactured under a condition that the etching rate is low with respect to hydrofluoric acid. This Cr thin film is etched into a pattern of the source / drain electrode 6. By this process, in a portion where the second protective insulating film does not remain, Cr silicide 5 is formed on the surface of the amorphous silicon, and functions as a source / drain electrode.

この状態で不必要な部分の非晶質シリコン薄膜をドラ
イエッチングにより除去する。このプロセスで作製した
TFTは短チャネル化しても、第8図に示すように良好な
特性を示す。
In this state, unnecessary portions of the amorphous silicon thin film are removed by dry etching. Made by this process
Even if the TFT is shortened, the TFT shows good characteristics as shown in FIG.

本実施例において、ゲート電極は露光に用いる紫外線
を遮蔽し、電位を十分に制御できるだけの低抵抗である
ことが必要である。本実施例では膜厚を500Åとした
が、これはもっと厚くてよい。また300Å程度でもその
目的を達することができる。材料としては、ゲート絶縁
膜として用いる、非晶質誘電体と干渉しない物質である
ことが望ましい。Crの他にMo,Taなどの材料が考えられ
る。また、AlとCrを積層するなどして、より低抵抗化し
てもちいてもよい。
In this embodiment, it is necessary that the gate electrode shields ultraviolet rays used for exposure and has a low resistance enough to sufficiently control the potential. In the present embodiment, the film thickness is set to 500 °, but this may be thicker. In addition, the purpose can be achieved even with about 300 mm. It is desirable that the material be a material that does not interfere with the amorphous dielectric and is used as the gate insulating film. In addition to Cr, materials such as Mo and Ta are conceivable. Further, the resistance may be further reduced by laminating Al and Cr.

またゲート絶縁膜としては、窒化シリコン膜が非晶質
シリコンと良好な界面を形成するが、これを他の絶縁性
誘導体を用いて2層化してもよい。また膜厚はゲート電
極と非晶質シリコンもしくは他の電極との間の絶縁性を
確保する厚さであることが要求されるが、1000Å以上で
あればよい。
Although a silicon nitride film forms a favorable interface with amorphous silicon as a gate insulating film, the silicon nitride film may be formed into two layers by using another insulating derivative. Further, the film thickness is required to be a thickness that ensures insulation between the gate electrode and the amorphous silicon or another electrode, but may be 1000 mm or more.

非晶質シリコン薄膜は紫外線を強く吸収するので、背
面露光を行うためその厚さ1500Å程度以下であることが
必要である。
Since the amorphous silicon thin film strongly absorbs ultraviolet light, it needs to have a thickness of about 1500 mm or less for back exposure.

本実施例では、第1の保護絶縁膜として、窒化シリコ
ンを用いたが、これは酸化シリコンなど、他の絶縁性誘
導体でもよい。またこれは第2の保護絶縁膜に対しても
同様である。
In this embodiment, silicon nitride is used as the first protective insulating film, but this may be another insulating derivative such as silicon oxide. This also applies to the second protective insulating film.

次に第3の発明に基づき、第1の構造のTFTを自己整
合的に作業した例を示す。
Next, an example in which the TFT of the first structure is operated in a self-aligned manner based on the third invention will be described.

まず、絶縁性基板上にCrをスパッタ法により500Å堆
積させる。このCr薄膜をゲート電極のパタンを残し、不
要なCr薄膜をエッチングし、残った部分をゲート電極1
とする。さらに、これを純水で十分に洗浄したのち、プ
ラズマCVD法を用いて、ゲート絶縁膜2として非晶質窒
化シリコン薄膜を4000Å、水素化非晶質シリコン薄膜3
を700Å、第1の保護絶縁膜7として非晶質窒化シリコ
ン薄膜2000Åを連続的に堆積する。
First, Cr is deposited on an insulating substrate by a thickness of 500 ° by a sputtering method. The Cr thin film is etched to remove the unnecessary Cr thin film while leaving the pattern of the gate electrode, and the remaining portion is removed to the gate electrode 1.
And Further, after this is sufficiently washed with pure water, an amorphous silicon nitride thin film of 4000 .ANG.
Is continuously deposited, and an amorphous silicon nitride thin film 2000 # is continuously deposited as the first protective insulating film 7.

ここで、ポジ型の高分子レジスト剤を塗布後、基板を
ゲート電極1の中心線を回転軸として、基板10の法線が
紫外線の進行方向に対して45゜の向きを有するように回
転させた状態で固定する。この状態で紫外線を裏面より
照射し、ゲート電極1をマスクとしてこれをゲート直上
より5000Å程度ずらした位置に投射してレジストを露光
する。この時、単位面積あたりの露光量はcos(θ)と
なるので露光時間は通常の1/cos(θ)倍する必要があ
る。45゜回転させる場合1.4倍程度の露光時間が必要で
ある。さらに基板を逆方向に回転し、−45゜の向きを有
するように固定し、再度裏面より同時間、紫外線を照射
し、ゲート電極1をマスクとし、これを前とは逆方向に
5000Åずらした位置に投射してレジストを露光する。2
度の露光後現像により残るパタンは、2回の露光によ
り、露光されなかった領域の共通部分である。これは、
ゲート電極1の両側から5000Å程度内側に入り込んだパ
タンである。このパタンにより第1の保護絶縁膜7を垂
直性の強いドライエッチングで、サイドエッチングしな
いようにエッチングする。これにより第1の保護絶縁膜
7が自己整合的に形成される。この後、レジストを剥離
し、これに対して加速電圧25kVでリンをドーズ量4×10
15dose/cm2だけイオン注入する。これは前記の条件と同
様である。しかる後に、第2の保護絶縁膜8として非晶
質窒化シリコン薄膜500Åを成膜する。これをレジスト
塗布後通常の方法により裏面より紫外線を照射し、ゲー
ト電極1をマスクとして露光する。このパタンにより第
2の保護絶縁膜8をエッチングする。
Here, after applying the positive type polymer resist agent, the substrate is rotated around the center line of the gate electrode 1 so that the normal line of the substrate 10 has an angle of 45 ° with respect to the traveling direction of the ultraviolet rays. And fix it. In this state, ultraviolet rays are irradiated from the back surface, and the resist is exposed by using the gate electrode 1 as a mask and projecting it at a position shifted by about 5000 ° from immediately above the gate. At this time, since the exposure amount per unit area is cos (θ), the exposure time needs to be multiplied by 1 / cos (θ). When rotated by 45 °, about 1.4 times the exposure time is required. Further, the substrate is rotated in the opposite direction and fixed so as to have a direction of -45 °, and ultraviolet light is again irradiated from the back surface for the same time, and the gate electrode 1 is used as a mask.
The resist is exposed by projecting at a position shifted by 5000 °. 2
The pattern left by the development after the second exposure is a common portion of the area not exposed by the two exposures. this is,
This is a pattern that has entered about 5000 ° from both sides of the gate electrode 1. With this pattern, the first protective insulating film 7 is subjected to dry etching with high perpendicularity so as to prevent side etching. Thereby, the first protective insulating film 7 is formed in a self-aligned manner. Thereafter, the resist was stripped, and phosphorus was dosed at an acceleration voltage of 25 kV with a dose of 4 × 10 4
Implant only 15 dose / cm 2 . This is the same as the condition described above. Thereafter, an amorphous silicon nitride thin film 500 # is formed as the second protective insulating film 8. After applying the resist, the resist is irradiated with ultraviolet light from the back surface by a usual method, and is exposed using the gate electrode 1 as a mask. With this pattern, the second protective insulating film 8 is etched.

レジスト剥離後、十分に希釈した弗酸で非晶質シリコ
ン薄膜3の表面に形成された自然酸化膜を除去し、その
後速やかにCr薄膜をスパッタ法により500Å堆積させ
る。このCr薄膜をソース・ドレイン電極6のパタンにエ
ッチングする。このプロセスにより第2の保護絶縁膜が
残っていない部分では、非晶質シリコン薄膜3の表面に
Crシリサイド5が形成され、これがソース・ドレイン電
極として機能する。
After the resist is stripped, the natural oxide film formed on the surface of the amorphous silicon thin film 3 is removed with sufficiently diluted hydrofluoric acid, and a Cr thin film is immediately deposited by sputtering at a thickness of 500 °. This Cr thin film is etched into a pattern of the source / drain electrode 6. In the portion where the second protective insulating film does not remain by this process, the surface of the amorphous silicon thin film 3
Cr silicide 5 is formed and functions as a source / drain electrode.

この状態で不必要な部分の非晶質シリコン薄膜をドラ
イエッチングにより除去する。
In this state, unnecessary portions of the amorphous silicon thin film are removed by dry etching.

以上のプロセスで作製したTFTは第8図で示したよう
に良好な特性を示す。
The TFT manufactured by the above process shows good characteristics as shown in FIG.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

このように、本発明により作製したTFT構造を特に短
チャネルのTFTに対して用いることにより、OFF電流が低
減するとともに、チャネル保護膜の信頼性の向上を図る
ことができ、大面積,高性能のアクティブマトリクス液
晶ディスプレイのスイッチング素子として非常に有効な
TFTを自己整合的に作成することができた。
As described above, by using the TFT structure manufactured according to the present invention particularly for a short-channel TFT, the OFF current can be reduced, and the reliability of the channel protective film can be improved. Very effective as a switching element for active matrix liquid crystal displays
The TFT could be created in a self-aligned manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)は本発明の一実施例の断面図、(b)はそ
の平面図、第2図は従来型のドーピング構造のTFTの断
面図、第3図(a)は背面露光時のゲート付近での紫外
線の回折の状況を示す図、(b)は境界からの距離と露
光量の関係を示す図、第4図は2層の保護絶縁膜のパタ
ンの関係を示す図、第5図は2層の保護絶縁膜とn+層と
の関係を示す図、第6図は第3の発明の一実施例を示す
図、第7図は2度の背面露光と保護絶縁膜の関係を示す
図、第8図は本発明により作製したTFTの特性を示す図
である。 図において、1……ゲート電極、2……ゲート絶縁膜、
3……非晶質シリコン薄膜、4……n+層、5……Crシリ
サイド、6……ドレイン電極またはソース電極、7……
第1の保護絶縁膜、8……第2の保護絶縁膜、10……ガ
ラス基板、12……レジスト、13……紫外線、14……回折
した紫外線。
1A is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view thereof, FIG. 2 is a cross-sectional view of a TFT having a conventional doping structure, and FIG. FIG. 4B is a diagram showing the state of diffraction of ultraviolet rays near the gate, FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the distance from the boundary and the exposure, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the patterns of the two protective insulating films; FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the two protective insulating films and the n + layer, FIG. 6 is a diagram showing one embodiment of the third invention, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing the relationship, and FIG. 8 is a diagram showing characteristics of a TFT manufactured according to the present invention. In the figure, 1 ... gate electrode, 2 ... gate insulating film,
3 ... Amorphous silicon thin film, 4 ... n + layer, 5 ... Cr silicide, 6 ... Drain electrode or source electrode, 7 ...
First protective insulating film, 8 second protective insulating film, 10 glass substrate, 12 resist, 13 ultraviolet rays, 14 ultraviolet rays diffracted.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁性基板上に、基板側からゲート電極、
ゲート絶縁膜、非晶質シリコン薄膜の順に積層・配置
し、該非晶質シリコン薄膜上のゲートの直上の一部分に
ゲート電極幅よりも狭い幅の第1の保護絶縁膜を配置
し、さらに第1の保護絶縁膜を完全に覆い、ゲート電極
直上領域の両側に設けるソース電極およびドレイン電極
の両方向に少なくとも500Å以上広がっていて、かつゲ
ート電極の直上領域からはみ出さない範囲の面積を有す
る第2の保護絶縁膜を第1の保護絶縁膜の上に配し、第
2の保護絶縁膜が覆っていない非晶質シリコン薄膜にソ
ース電極およびドレイン電極をコンタクトさせ、さらに
第1の保護絶縁膜が覆っていない非晶質シリコン薄膜に
は、表面からゲート絶縁膜に達しない適当な領域に不純
物をドーピングしてあることを特徴とする薄膜電界効果
型トランジスタ。
1. A gate electrode on an insulating substrate from a substrate side,
A gate insulating film and an amorphous silicon thin film are stacked and arranged in this order, and a first protective insulating film having a width smaller than the gate electrode width is arranged on a part of the amorphous silicon thin film immediately above the gate, and A second area which completely covers the protective insulating film and extends at least 500 ° in both directions of the source electrode and the drain electrode provided on both sides of the region immediately above the gate electrode, and has an area not exceeding the region directly above the gate electrode. A protective insulating film is provided on the first protective insulating film, the source electrode and the drain electrode are brought into contact with the amorphous silicon thin film which is not covered by the second protective insulating film, and the first protective insulating film is further covered. An amorphous silicon thin film which has not been doped with an impurity in an appropriate region not reaching the gate insulating film from the surface.
【請求項2】絶縁性基板表面にゲート電極を形成後、ゲ
ート絶縁膜、非晶質シリコン薄膜、第1の保護絶縁膜を
積層し、第1の保護絶縁膜表面にレジスト塗布後、基板
の裏面より紫外線を照射し、すでに形成したゲート電極
をマスクとして、露光時間を制御してゲート電極をやや
細らせたパタンを形成し、このパタンをマスクにして第
1の保護絶縁膜をエッチングし、レジスト除去後、第1
の保護絶縁膜をマスクとしてイオン注入を行って、非晶
質シリコン薄膜のソース・ドレイン部に不純物をドーピ
ングし、さらに全面に第2の保護絶縁膜を成膜後、第2
の保護絶縁膜表面にレジスト塗布し、絶縁性基板裏面よ
り再度紫外線を照射し、すでに形成したゲート電極をマ
スクとして、露光時間を第1の保護絶縁膜を露光した時
間に比べ十分短く、しかもレジストが十分感光する時間
に設定することにより露光を行い、マスクパタンを形成
し、しかるのち、第2の保護絶縁膜をエッチングし、露
出した不純物をドーピングした非晶質シリコン薄膜表面
にソース電極とドレイン電極を形成することを特徴とす
る薄膜電界効果型トランジスタの製造方法。
2. A gate electrode is formed on a surface of an insulating substrate, a gate insulating film, an amorphous silicon thin film, and a first protective insulating film are laminated, and a resist is applied to the surface of the first protective insulating film. By irradiating ultraviolet rays from the back surface, using the already formed gate electrode as a mask, the exposure time is controlled to form a slightly narrowed pattern of the gate electrode, and the first protective insulating film is etched using this pattern as a mask. After removing the resist, the first
Is performed by using the protective insulating film as a mask, doping impurities into the source / drain portions of the amorphous silicon thin film, further forming a second protective insulating film on the entire surface,
Resist is applied to the surface of the protective insulating film, and ultraviolet light is again irradiated from the back surface of the insulating substrate. Using the gate electrode already formed as a mask, the exposure time is sufficiently shorter than the exposure time of the first protective insulating film. Exposure is performed by setting the exposure time to a sufficient value to form a mask pattern. Thereafter, the second protective insulating film is etched, and the source electrode and the drain are formed on the surface of the amorphous silicon thin film doped with the exposed impurities. A method for manufacturing a thin-film field-effect transistor, comprising forming an electrode.
【請求項3】絶縁性基板上にゲート電極形成後、ゲート
絶縁膜、非晶質シリコン薄膜、第1の保護絶縁膜を順次
積層し、第1の保護絶縁膜にレジスト塗布後、ゲート電
極の中心線を回転軸として、基板の法線の方向が紫外線
の進行方向に対して一定の角度を有するように基板を回
転させた状態で固定し、基板の裏面より紫外線を照射し
たのち、さらに基板の法線方向が紫外線の進行方向に対
して、逆方向に一定の角度を有するように基板を回転さ
せた状態で固定し、これに基板の裏面より紫外線を照射
する2回の照射によりゲート電極よりも細いパタンを形
成し、このパタンをマスクにして第1の保護絶縁膜をエ
ッチングし、レジスト除去後、露出している非晶質シリ
コン薄膜にイオン注入により不純物をドーピングし、さ
らに、全面に第2の保護絶縁膜、レジストを順次形成
し、基板裏面より露出してレジストをパタン化し、この
パタンをマスクに第2の保護絶縁膜をエッチングし、レ
ジスト除去後、露出した不純物をドーピングした非晶質
シリコン薄膜表面にソース電極とドレイン電極を形成す
ることを特徴とする薄膜電界効果型トランジスタの製造
方法。
3. After forming a gate electrode on an insulating substrate, a gate insulating film, an amorphous silicon thin film, and a first protective insulating film are sequentially laminated, and a resist is applied to the first protective insulating film. The substrate is rotated and fixed so that the direction of the normal line of the substrate has a certain angle with respect to the traveling direction of the ultraviolet ray with the center line as the rotation axis, and the ultraviolet ray is irradiated from the back surface of the substrate, and then the substrate is further irradiated. The substrate is rotated and fixed so that the normal direction of the substrate has a certain angle in the opposite direction to the traveling direction of the ultraviolet light, and the gate electrode is irradiated with ultraviolet light from the back surface of the substrate twice. A thinner pattern is formed, the first protective insulating film is etched using this pattern as a mask, the resist is removed, and then the exposed amorphous silicon thin film is doped with impurities by ion implantation. Second A protective insulating film and a resist are sequentially formed, the resist is patterned by being exposed from the back surface of the substrate, the second protective insulating film is etched using the pattern as a mask, the resist is removed, and then the amorphous silicon doped with the exposed impurities is removed. A method for manufacturing a thin film field effect transistor, comprising forming a source electrode and a drain electrode on a thin film surface.
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