JP2776336B2 - 薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタの製造方法Info
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Description
トランジスタに関し、特にアクティブマトリクス駆動の
液晶ディスプレイに好適な非晶質シリコン薄膜トランジ
スタに関する。
ィスプレイ(active matrix LCD;AM LCD)で
は、薄型、軽量、低消費電力、及び高表示品質等の特長
があり、近年大量に生産が行われるに至っている。
スプレイでは、多くの場合、非晶質(アモルファス)シ
リコン薄膜トランジスタが各液晶画素のスイッチング素
子として用いられており、重要である。
は、トランジスタ動作を行わせるチャネル活性層に対し
て、ソース・ドレイン電極とゲート電極とがそれぞれ反
対側に位置するスタガード型構造のものが広く用いられ
ている。
膜トランジスタには、ゲート電極がチャネル活性層に対
してガラス基板と同じ側にある逆スタガード型のもの
と、ゲート電極がチャネル活性層に対してガラス基板と
反対側にある順スタガード型のものとがある。
ランジスタについて、例えば特開昭62−81064号
公報には、ソース・ドレイン電極を透明電極材料で形成
した薄膜トランジスタ構造が記載されていると共に、さ
らに不純物を含有した非晶質シリコン層を用いずに不純
物ガスで放電させることによってソース・ドレイン領域
を形成する薄膜トランジスタの製造方法も開示されてい
る。
064号公報に記載された非晶質シリコン薄膜トランジ
スタは、基本的には、図15に示すような構造とされ
る。
膜トランジスタは、絶縁基板1、互いに分離された透明
電極材料からなるソース及びドレイン電極2、半導体膜
4、ゲート絶縁膜5、ゲート金属膜6から構成されてい
る。
-oxide;インジウム・錫酸化物)等の透明電極材料の抵
抗率は、クロムやアルミニウム等の金属材料に比較する
と高い。
レイにおいて、垂直に配置された長い信号線、および水
平方向に配置された長いゲート線では、多くの場合、低
抵抗性が必要とされる。
料を信号線の配線材料に用いている薄膜トランジスタの
場合には、上記したように、信号線の抵抗が下げられな
いという問題点がある。
スタの信号線側のソース・ドレイン透明電極2に、低抵
抗化のために金属配線3を信号線として付加した、図1
6に示すような構造も実用化されている。
層からなる低抵抗信号線を形成した、図16に示された
薄膜トランジスタ構造の場合、隣接した透明画素電極と
金属信号線3とは電気的に絶縁されなければならない。
ォトレジスト工程で形成されるため、フォトレジスト工
程における層間目合わせ精度とエッチング加工精度分の
マージン、および所定の最小分離間隔が必要である。そ
のため、図16に示された薄膜トランジスタ構造を用い
て、ディスプレイとして薄膜トランジスタと透明画素電
極を二次元に配列させた場合、隣接する透明画素電極と
金属信号線3との間隔を広く取る必要が生じる。
の薄膜トランジスタで同一の画素ピッチでディスプレイ
を作成すると、図16に示す薄膜トランジスタ構造を用
いた場合の方が、透明画素の面積を小さくしなければな
らない。すなわち、図16に示す薄膜トランジスタ構造
を用いて液晶ディスプレイを製造すると、開口率が低下
するという問題点がある。
解消し、低抵抗の信号線を有した、高開口率の液晶表示
装置を実現する薄膜トランジスタを提供することを目的
とする。
め、本発明の電界効果型絶縁ゲート薄膜トランジスタ
は、互いに分離された二つのソース・ドレイン電極のう
ちの一方が絶縁基板上に形成され表面がプラズマ放電処
理されてなる金属膜のみで構成され、他方が透明電極膜
で構成されている。
ソース・ドレイン電極のうちの一方が透明電極膜からな
り、他方が透明電極膜と該透明電極膜上に形成され表面
がプラズマ放電処理されてなる金属膜からなる。
・液晶ディスプレイ)において、薄膜トランジスタのゲ
ート電極はいわゆるスキャンライン(走査線)に接続さ
れ、ソース電極は例えばデータラインに接続され、ドレ
イン電極は画素電極に接続され、例えばデータ書込み時
にはソースからドレイン側に信号が伝達するが(放電時
には逆)、元々薄膜トランジスタにおけるソース電極と
ドレイン電極には区別がないため、一つの電極を上記
「ソース・ドレイン電極」で示すものとする。
ジスタの製造方法は、(a)絶縁基板上に金属層を形成す
る工程、(b)該金属層をソース・ドレイン電極にパター
ニングする工程、(c)該ソース・ドレイン電極パターン
に不純物ガスの放電を施す工程、(d)非晶質シリコン膜
と絶縁膜とゲート電極膜とを順に堆積させる工程、及
び、(e)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とか
ら構成された該多層膜をゲート電極形状にパターニング
する工程、を少なくとも含む。本発明において、ソース
・ドレイン電極形状にパターニングされた前記金属層表
面には不純物ガスによるプラズマ放電処理が施される。
極層と金属層から構成される多層膜を順に形成する工
程、(b)該多層膜をソース・ドレイン電極形状にパター
ニングする工程、(c)該ソース・ドレイン電極パターン
の一方の電極パターン上の該金属層を選択的に除去して
透明電極パターンを形成する工程、(d)該多層膜パター
ンと該透明電極パターンに不純物ガスの放電を施す工
程、(e)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とを
順に堆積させる工程、及び、(f)前記非晶質シリコン膜
と絶縁膜とゲート電極膜とから構成された積層膜をゲー
ト電極形状にパターニングする工程、を少なくとも含む
ことを特徴とする電界効果型絶縁ゲート薄膜トランジス
タの製造方法を提供する。
層と透明電極層から構成される多層膜を順に形成する工
程、(b)該多層膜をソース・ドレイン電極形状にパター
ニングする工程、(c)該ソース・ドレイン電極パターン
の一方の電極パターン上の該透明電極層を選択的に除去
して金属電極パターンを形成する工程、(d)該多層膜パ
ターンと該金属電極パターンに不純物ガスの放電を施す
工程、(e)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜と
を順に堆積させる工程、及び、(f)前記非晶質シリコン
膜と絶縁膜とゲート電極膜とから構成された積層膜をゲ
ート電極形状にパターニングする工程、を少なくとも含
むことを特徴とする電界効果型絶縁ゲート薄膜トランジ
スタの製造方法を提供する。
電極層を形成しソース・ドレイン電極形状にパターニン
グする工程、(b)パターニングされた所定の該透明電極
層上に金属層を自己選択的に形成して多層膜を形成する
工程、(c)該多層膜と該透明電極層とに不純物ガスの放
電を施す工程、(d)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート
電極膜とをこの順に堆積させる工程、及び、(e)前記非
晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とから構成され
た積層膜をゲート電極形状にパターニングする工程、を
少なくとも含むことを特徴とする電界効果型絶縁ゲート
薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
は、請求項1に記載の本発明に係る薄膜トランジスタの
断面を模式的に示している。
絶縁基板1上に画素電極と一体形成されたソース・ドレ
イン透明導電膜2と、信号配線と一体形成されたソース
・ドレイン金属膜3が設けられ、半導体膜4とゲート絶
縁膜5とゲート金属膜6とから構成される多層膜が、そ
の両端部において透明導電膜2と金属膜3とそれぞれに
重なるようにして設けられている。
スタの作用を説明するために、従来例の薄膜トランジス
タの構成例を示す図15および図16と対比して以下に
説明する。
スタは、前記特開昭62−81064号公報で記載され
た、ソース・ドレイン電極を透明電極材料で形成した薄
膜トランジスタの構造、および透明電極材料であるIT
Oを不純物ガスで放電させることによってソース・ドレ
イン領域を形成する薄膜トランジスタの製造方法に基づ
いている。
を不純物ガスで放電させても、薄膜トランジスタのソー
ス・ドレイン領域を形成することが可能であることを、
実験によって、全く新たに見い出した。この新発見こそ
が、本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法(請求項
3参照)の原理となっている。
レイン電極として、ITO(図15及び図16の透明導
電膜2)ではなく、金属材料を使用できることを本発明
者らは新たに見い出した。
に基づきなされたものであって、図1に示す薄膜トラン
ジスタのように、透明性を要求される画素電極側のソー
ス・ドレイン電極には透明導電膜2を、低抵抗性が要求
される信号配線側のソース・ドレイン電極には金属膜3
を用いることが可能とされている。
(請求項2参照)の構成を模式的に示しており、本発明
の原理・作用を説明するための図である。
様に、ソース・ドレイン電極に金属材料を使用できるこ
とを新たに見い出した結果、図2に示す薄膜トランジス
タは、透明性が要求される画素電極側のソース・ドレイ
ン電極には透明導電膜2を、低抵抗性が要求される信号
配線側のソース・ドレイン電極には金属3と透明電極材
料2との多層構造を用いることが可能となった。
造方法(請求項4参照)においては、低抵抗性が要求さ
れる信号配線側のソース・ドレイン領域には、透明導電
膜2と金属膜3から成る低抵抗多層膜を適用し、ディス
プレイに好適な薄膜トランジスタの製造方法を実現して
いる。
製造方法(請求項5参照)では、低抵抗性が要求される
信号配線側のソース・ドレイン領域には、金属膜3と透
明導電膜2から成る低抵抗多層膜を適用して薄膜トラン
ジスタを製造している。
して以下に説明する。
係る薄膜トランジスタを説明する。図1において、絶縁
基板1は、ガラス基板を用いたり、ガラス基板の主面上
に二酸化硅素膜や窒化硅素膜を堆積させたガラス基板を
用いて作製された。また、透明導電膜2は、パターニン
グしたITO薄膜を用いることなどにより作製した。
ルミニウム薄膜を用いることなどにより作製された。半
導体膜4、ゲート絶縁膜5、ゲート金属膜6から構成さ
れる多層膜は、水素化非晶質シリコン膜と窒化シリコン
膜とを成膜した後、クロムやアルミニウム薄膜を堆積さ
せること等によって作製された。
ングすることにより、図1のトランジスタが作製され
た。
薄膜トランジスタの構成を示している。図2を参照し
て、絶縁基板1は、ガラス基板を用いたり、ガラス基板
の主面上に二酸化硅素膜や窒化硅素膜を堆積させたガラ
ス基板を用いたりすることによって作製され、透明導電
膜2は、パターニングしたITO薄膜を用いることなど
により容易に作製される。金属膜3も、パターニングし
たクロムやアルミニウム薄膜を用いることなどにより作
製された。
膜6から構成される多層膜は、水素化非晶質シリコン膜
と窒化シリコン膜とを成膜した後、クロムやアルミニウ
ム薄膜を堆積させること等によって作製された。
ングすることなどにより、図2のトランジスタが作製さ
れた。
係る薄膜トランジスタの製造方法の一実施形態(請求項
3に対応)を工程順に模式的に説明示した図である。図
3(a)〜図4(d)を参照して、本実施形態を工程順
に以下に説明する。
製のOA−2やコーニング社製の7059ガラス基板を
用い、あるいはこれらのガラス基板の主面上に二酸化硅
素膜や窒化硅素膜を、CVD法又は真空蒸着法で数十n
m〜数μm堆積させた基板を用いた。
数百nmの厚さに、クロムやアルミニウム薄膜を基板状
に堆積させた。この膜を通常のフォトレジスト工程およ
びエッチング工程を用いてパターニングすること等によ
り、金属膜3を形成し、図3(a)に示す構成を形成し
た。
純物ガスとして、例えばアルゴンに0.5%のフォスフ
ィンを混合したガスを用いた。そして、不純物ガスを、
数百〜数千sccm程度の流量、例えば1000scc
m程度プラズマCVD装置に流した。圧力は、数十〜数
百Pa、例えば100Pa程度とした。また、放電電力
は、数十mW/cm2、例えば20mW/cm2程度とし
た。温度は、好ましくは150〜350℃の範囲とさ
れ、例えば250℃程度とした。このようにして、図3
(b)に示すような状態を作った。
の成膜にも、プラズマCVD装置を用いた。通常の水素
化非晶質シリコン膜と窒化シリコン膜の成膜と全く同様
に、シラン系のガスを導入した状態で放電して水素化非
晶質シリコン膜を形成して半導体膜4を形成し、シラン
系のガスとアンモニアと水素などを導入した状態で放電
して窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁膜5を形成し
た。
nm〜数百nmの厚さに、クロムやアルミニウム薄膜を
堆積させ、ゲート金属膜6を形成した。このようにし
て、図4(c)に示す構造を形成した。
膜6から構成される多層膜に、通常のフォトレジスト工
程およびエッチング工程を用いてパターニングした。こ
のエッチング工程では、材質の異なった多層膜をエッチ
ングしなければならないので、ウェットエッチングとド
ライエッチングの組み合わせ(併用法)を用いたり、ド
ライエッチングの途中でエッチングガスを切り替えるな
どを行うことによって、多層膜のエッチングを行う。こ
のようにして、図4(d)に示すような構成の薄膜トラ
ンジスタが製造された。
る薄膜トランジスタの製造方法の別の実施形態(請求項
3に対応)を工程順に模式的に示した図である。図5
(a)〜図6(d)を参照して、本実施形態を工程順に
以下に説明する。
製のOA−2やコーニング社製の7059ガラス基板を
用い、あるいはこれらのガラス基板の主面上に二酸化硅
素膜や窒化硅素膜を、CVD法や真空蒸着法で数十nm
〜数μm堆積させた基板を用いた。
〜数百nmの厚さに、クロムやアルミウム薄膜を堆積さ
せた。この膜を通常のフォトレジスト工程およびエッチ
ング工程を用いてパターニングすることなどにより、金
属膜3を形成した。さらに、スパッタ法などの真空蒸着
法などによって、数十nm〜数百nmの厚さに堆積させ
たITO薄膜を通常のフォトレジスト工程およびエッチ
ング工程を用いてパターニングすることなどにより、透
明導電膜2を形成した。このようにして、図5(a)に
示す構成を形成した。
純物ガスには、例えばアルゴンに0.5%のフォスフィ
ンを混合したガスを用いた。不純物ガスを、数百〜数千
sccm程度の流量、例えば1000sccm程度プラ
ズマCVD装置に流した。圧力は、好ましくは数十〜数
百Paの範囲、例えば100Pa程度とした。放電電力
は、数十mW/cm2、例えば20mW/cm2程度とし
た。温度は、好ましくは150〜350℃の範囲、例え
ば250℃程度とした。このようにして、図5(b)に
模式的に示す状態を作った。
の成膜にも、プラズマCVD装置を用いた。通常の水素
化非晶質シリコン膜と窒化シリコン膜の成膜と全く同様
に、シラン系のガスを導入した状態で放電して水素化非
晶質シリコン膜を形成して半導体膜4を形成し、シラン
系のガスとアンモニアと水素などを導入した状態で放電
して窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁膜5を形成し
た。
m〜数百nmの厚さに、クロムやアルミニウム薄膜を堆
積させ、ゲート金属膜6を形成した。このようにして、
図6(c)に示す構造を形成した。
金属膜6から構成される多層膜に、通常のフォトレジス
ト工程およびエッチング工程を用いてパターニングし
た。このエッチング工程では、材質の異なった多層膜を
エッチングしなければならないので、ウェットエッチン
グとドライエッチングの組み合わせを用いたり、ドライ
エッチングの途中でエッチングガスを切り替えるなどに
より、多層膜のエッチングを行った。このように、図6
(d)に示すような構成の、本発明に係る薄膜トランジ
スタが作製された。
る薄膜トランジスタの製造方法の更に別の実施形態(請
求項4に対応)を工程順に模式的に示した図である。図
7(a)〜図8(e)を参照して、本実施形態を工程順
に以下に説明する。
社製のOA−2やコーニング社製の7059ガラス基板
を用い、あるいはこれらのガラス基板の主面上に二酸化
硅素膜や窒化硅素膜を、CVD法や真空蒸着法で数十n
m〜数μm堆積させた基板を用いた。
薄膜と、数十nm〜数百nmの厚さのクロムやアルミニ
ウム薄膜をスパッタ法などの真空蒸着法などによって堆
積させた。この多層膜を通常のフォトレジスト工程およ
びエッチング工程を用いてパターニングすること等によ
り、図7(a)に示す構造を形成した。図7(a)を参
照して、絶縁基板1上には、透明導電膜2と金属膜3と
がこの順に積層されパターニングされた状態が示されて
いる。
て、所望の多層膜パターンのみをレジスト8で被覆し、
露出された金属膜3のみを選択的にエッチングする。こ
のエッチング工程においては、絶縁基板1と透明導電膜
2に対してエッチングが進行しにくい、各種の金属膜の
ウェットエッチングおよびドライエッチング方法を用い
ることができる。このようにして、図7(b)に示すよ
うな構成を得た。図7(b)を参照して、絶縁基板1上
に設けられた一の透明導電膜2上の金属膜3が選択的に
エッチング除去されている。
た後、不純物ガスの放電を行った。不純物ガスには、例
えばアルゴンに0.5%のフォスフィンを混合したガス
を用いた。不純物ガスを、好ましくは数百〜数千scc
m程度の流量、例えば1000sccm程度プラズマC
VD装置に流した。圧力は、好ましくは数十〜数百P
a、例えば100Pa程度とした。放電電力は、好まし
くは数十mW/cm2、例えば20mW/cm2程度とし
た。温度は、好ましくは150〜350℃、例えば25
0℃程度とした。このようにして、図7(c)に示すよ
うな状態を作った。
リコン膜の成膜にも、プラズマCVD装置を用いた。通
常の水素化非晶質シリコン膜と窒化シリコン膜の成膜と
全く同様に、シラン系のガスを導入した状態で放電して
水素化非晶質シリコン膜を形成して半導体膜4を形成
し、シラン系のガスとアンモニアと水素等を導入した状
態で放電して窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁膜5
を形成した。その上に、真空蒸着法などによって、数十
nm〜数百nmの厚さに、クロムやアルミニウム薄膜を
堆積させ、ゲート金属膜6を形成した。このようにし
て、図8(d)に示す構造を形成した。
膜6から構成される多層膜に、通常のフォトレジスト工
程およびエッチング工程を用いてパターニングした。こ
のエッチング工程では、材質の異なった多層膜をエッチ
ングしなければならないので、ウェットエッチングとド
ライエッチングの組み合わせを用いたり、ドライエッチ
ングの途中でエッチングガスを切り替えるなどを行うこ
とによって、多層膜のエッチングを行った。このように
して、図8(e)に示すような構成の、本発明に係る薄
膜トランジスタが作製された。
係る薄膜トランジスタの製造方法の更に別の実施形態
(請求項7に対応)を模式的に示した図である。図9
(a)〜図10(e)を参照して、本実施形態を工程順
に以下に説明する。
社製のOA−2やコーニング社製の7059ガラス基板
を用い、あるいはそれらのガラス基板の主面上に二酸化
硅素膜や窒化硅素膜を、CVD法や真空蒸着法で数十n
m〜数μm堆積させた基板を用いた。
膜を、スパッタ法などの真空蒸着法などによって堆積さ
せた。このITO膜を、通常のフォトレジスト工程およ
びエッチング工程を用いてパターニングすることなどに
より、図9(a)に示す構造を形成した。
電気メッキ等によって自己選択的に金属膜3を堆積させ
た。このようにして、図9(b)に示す構成を作製し
た。
行った。不純物ガスには、例えばアルゴンに0.5%の
フォスフィンを混合したガスを用いた。不純物ガスを、
数百〜数千sccm程度の流量、例えば1000scc
m程度プラズマCVD装置に流した。圧力は、数十〜数
百Pa、例えば100Pa程度とした。放電電力は、数
十mW/cm2、例えば20mW/cm2程度とした。温
度は、150〜350℃、例えば250℃程度とした。
このようにして、図9(c)に示すような状態を作っ
た。
リコン膜の成膜にも、プラズマCVD装置を用いた。通
常の水素化非晶質シリコン膜と窒化シリコン膜の成膜と
全く同様にして、シラン系のガスを導入した状態で放電
して水素化非晶質シリコン膜を形成して半導体膜4を形
成し、シラン系のガスとアンモニアと水素等を導入した
状態で放電して窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁膜
5を形成した。その上に、真空蒸着法などによって、数
十nm〜数百nmの厚さに、クロムやアルミニウム薄膜
を堆積させ、ゲート金属膜6を形成した。このようにし
て、図10(d)に示す構造を形成した。
膜6から構成される多層膜に、通常のフォトレジスト工
程およびエッチング工程を用いてパターニングした。こ
のエッチング工程では、材質の異なった多層膜をエッチ
ングしなければならないので、ウェットエッチングとド
ライエッチングの組み合わせを用いたり、ドライエッチ
ングの途中でエッチングガスを切り替えるなどを行うこ
とによって、多層膜のエッチングを行った。このよう
に、図10(e)に示す構成からなる、本発明に係る薄
膜トランジスタが作製できた。
に係る薄膜トランジスタの製造方法の別の実施形態(請
求項4に対応)を工程順に模式的に示した図である。図
11(a)〜図12(e)を参照して、本実施形態を工
程順に以下に説明する。
例えば日本電気ガラス社製のOA−2やコーニング社製
の7059ガラス基板を用い、あるいはこれらのガラス
基板の主面上に二酸化硅素膜や窒化硅素膜を、CVD法
や真空蒸着法で数十nm〜数μm堆積させた基板を用い
た。
O薄膜と、数十nm〜数百nmの厚さのクロムやアルミ
ニウム薄膜を、スパッタ法などの真空蒸着法などによっ
て堆積させた。この多層膜を通常のフォトレジスト工程
およびエッチング工程を用いてパターニングすることな
どにより、図11(a)に示す構造を形成した。この際
に、透明導電膜パターニング2よりも金属膜パターン3
が0.1〜数μm程度小さくなるように、金属膜をオー
バーエッチングした。このような製造方法により、薄膜
トランジスタのソース・ドレインのオーミック特性が向
上した。
て、所望の多層膜パターンのみをレジストで被覆し、露
出された金属膜3のみを選択的にエッチングする。この
エッチングには、絶縁基板1と透明導電膜2に対してエ
ッチングが進行しにくい、各種の金属膜のウェットエッ
チングおよびドライエッチング方法が用いられる。この
ようにして、図11(b)に示す構成を作製した。
た後、不純物ガスの放電を行った。不純物ガスには、例
えばアルゴンに0.5%のフォスフィンを混合したガス
を用いた。不純物ガスを、数百〜数千sccm程度の流
量、例えば1000sccm程度プラズマCVD装置に
流した。圧力は、数十〜数百Pa、例えば100Pa程
度とした。放電電力は、数十mW/cm2、例えば20
mW/cm2程度とした。温度は、150〜350℃、
例えば250℃程度とした。このようにして、図11
(c)に示すような状態を作った。
リコン膜の成膜にも、プラズマCVD装置を用いた。通
常の水素化非晶質シリコン膜と窒化シリコン膜の成膜と
全く同様に、シラン系のガスを導入した状態で放電して
水素化非晶質シリコン膜を形成して半導体膜4を形成
し、シラン系のガスとアンモニアと水素等を導入した状
態で放電して窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁膜5
を形成した。
m〜数百nmの厚さに、クロムやアルミニウム薄膜を堆
積させ、ゲート金属膜6を形成した。このようにして、
図12(d)に示す構造を形成した。
膜6から構成される多層膜に、通常のフォトレジスト工
程およびエッチング工程を用いてパターニングした。こ
のエッチング工程では、材質の異なった多層膜をエッチ
ングしなければならないので、ウェットエッチングとド
ライエッチングの組み合わせを用いたり、ドライエッチ
ングの途中でエッチングガスを切り替えるなどを行うこ
とによって、多層膜のエッチングを行った。このよう
に、図12(e)に示すような構成の、本発明に係る薄
膜トランジスタが作製された。
に係る薄膜トランジスタの製造方法の別の実施形態(請
求項5に対応)を工程順に模式的に示した図である。図
13(a)〜図14(e)を参照して、本実施形態を工
程順に以下に説明する。
のOA−2やコーニング社製の7059ガラス基板を用
い、あるいはこれらのガラス基板の主面上に二酸化硅素
膜や窒化硅素膜を、CVD法や真空蒸着法で数十nm〜
数μm堆積させた基板を用いた。
ムやアルミニウム薄膜と、数十nm〜数百nmの厚さの
ITO薄膜を、スパッタ法などの真空蒸着法などによっ
て堆積させた。この多層膜を通常のフォトレジスト工程
およびエッチング工程を用いてパターニングすることに
より、図13(a)に示す構造を形成した。
て、所望の多層膜パターンのみをレジストで被覆し、露
出された透明導電膜2のみを選択的にエッチングする。
このエッチングには、絶縁基板1と金属膜3に対してエ
ッチングが進行しにくい、各種の金属膜のウェットエッ
チングおよびドライエッチング方法が使用できた。この
ようにして図13(b)に示す構成が作製された。
た後、不純物ガスの放電を行った。不純物ガスには、例
えばアルゴンに0.5%のフォスフィンを混合したガス
を用いた。不純物ガスを、数百〜数千sccm程度の流
量、例えば1000sccm程度プラズマCVD装置に
流した。圧力は、数十〜数百Pa、例えば100Pa程
度とした。放電電力は、数十mW/cm2、例えば20
mW/cm2程度とした。温度は、150〜350℃、
例えば250℃程度とした。このようにして、図13
(c)に示すような状態を作った。
リコン膜の成膜にも、プラズマCVD装置を用いた。通
常の水素化非晶質シリコン膜と窒化シリコン膜の成膜と
全く同様に、シラン系のガスを導入した状態で放電して
水素化非晶質シリコン膜を形成して半導体膜4を形成
し、シラン系のガスとアンモニアと水素などを導入した
状態で放電して窒化シリコン膜を形成してゲート絶縁膜
5を形成した。このようにして、図14(d)に示すよ
うな構成が得られた。
nm〜数百nmの厚さに、クロムやアルミニウム薄膜を
堆積させ、ゲート金属膜6を形成した。このようにして
形成した、半導体膜4、ゲート絶縁膜5、ゲート金属膜
6から構成される多層膜に、通常のフォトレジスト工程
およびエッチング工程を用いてパターニングした。
多層膜をエッチングしなければならないので、ウェット
エッチングとドライエッチングの組み合わせを用いた
り、ドライエッチングの途中でエッチングガスを切り替
えるなどを行うことによって、多層膜のエッチングを行
うことができた。このようにして、図14(d)に示す
ような構成の、本発明に係る薄膜トランジスタが作製さ
れた。
ジスタの製造工程のみについて説明した。
トランジスタを適用した場合には、上記したトランジス
タ構造に、付加的な遮光層パターンやパッシヴェーショ
ン膜、コンタクト孔等が追加されることは明白である。
ランジスタの製造方法を適用した場合には、上記のトラ
ンジスタの製造方法の実施例の前後に、付加的な遮光層
パターンやパッシヴェーション膜、コンタクト孔等の製
造工程が追加されることも明白である。
低抵抗の信号線を有した、高開口率のTFT−LCD
(薄膜トランジスタ液晶表示装置)が製造可能とされる
ため、TFT−LCDの大型化や低コスト化等を達成す
るという効果を有する。
るための図である。
るための図である。
タの製造方法の一実施形態を説明するために製造工程順
に模式的に示す図である。
タの製造方法の一実施形態を説明するために製造工程順
に模式的に示す図である。
タの製造方法の第2の実施形態を説明するために製造工
程順に模式的に示す図である。
タの製造方法の第2の実施形態を説明するために製造工
程順に模式的に示す図である。
タの製造方法の第3の実施形態を説明するために製造工
程順に模式的に示す図である。
タの製造方法の第3の実施形態を説明するために製造工
程順に模式的に示す図である。
タの製造方法の第4の実施形態を説明するために製造工
程順に模式的に示す図である。
スタの製造方法の第4の実施形態を説明するために製造
工程順に模式的に示す図である。
スタの製造方法の第5の実施形態を説明するために製造
工程順に模式的に示す図である。
スタの製造方法の第5の実施形態を説明するために製造
工程順に模式的に示す図である。
スタの製造方法の第6の実施形態を説明するために製造
工程順に模式的に示す図である。
スタの製造方法の第6の実施形態を説明するために製造
工程順に模式的に示す図である。
めの図である。
るための図である。
Claims (7)
- 【請求項1】互いに分離された二つのソース・ドレイン
電極のうちの一方が絶縁基板上に形成され表面がプラズ
マ放電処理されてなる金属膜のみで構成され、他方が透
明電極膜で構成されている、ことを特徴とする電界効果
型絶縁ゲート薄膜トランジスタ。 - 【請求項2】互いに分離された二つのソース・ドレイン
電極のうちの一方が透明電極膜からなり、他方が透明電
極膜と該透明電極膜上に形成され表面がプラズマ放電処
理されてなる金属膜からなる、ことを特徴とする電界効
果型絶縁ゲート薄膜トランジスタ。 - 【請求項3】電界効果型絶縁ゲート薄膜トランジスタの
製造方法において、 絶縁基板上に形成されソース・ドレイン電極形状にパタ
ーニングされた金属膜表面に不純物ガスによるプラズマ
放電処理を施す、ことを特徴とする電界効果型絶縁ゲー
ト薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項4】 (a)絶縁基板上に金属層を形成する工程、 (b)該金属層をソース・ドレイン電極にパターニングす
る工程、 (c)該ソース・ドレイン電極形状にパターニングされた
前記金属層に不純物ガスによるプラズマ放電処理を施す
工程 (d)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とを順に
堆積させる工程、及び、 (e)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とから構
成された該多層膜をゲート電極形状にパターニングする
工程、 を少なくとも含むことを特徴とする電界効果型絶縁ゲー
ト薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項5】 (a)絶縁基板上に透明電極層と金属層から構成される多
層膜を順に形成する工程、 (b)該多層膜をソース・ドレイン電極形状にパターニン
グする工程、 (c)該ソース・ドレイン電極パターンの一方の電極パタ
ーン上の該金属層を選択的に除去して透明電極パターン
を形成する工程、 (d)該多層膜パターンの前記金属層に不純物ガスによる
プラズマ放電処理を施す工程、 (e)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とを順に
堆積させる工程、及び、 (f)前記非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とか
ら構成された積層膜をゲート電極形状にパターニングす
る工程、 を少なくとも含むことを特徴とする電界効果型絶縁ゲー
ト薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項6】 (a)絶縁基板上に金属層と透明電極層から構成される多
層膜を順に形成する工程、 (b)該多層膜をソース・ドレイン電極形状にパターニン
グする工程、 (c)該ソース・ドレイン電極パターンの一方の電極パタ
ーン上の該透明電極層を選択的に除去して金属電極パタ
ーンを形成する工程、 (d)該金属電極パターンに不純物ガスによるプラズマ放
電処理を施す工程、 (e)非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とを順に
堆積させる工程、及び、 (f)前記非晶質シリコン膜と絶縁膜とゲート電極膜とか
ら構成された積層膜をゲート電極形状にパターニングす
る工程、 を少なくとも含むことを特徴とする電界効果型絶縁ゲー
ト薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項7】前記プラズマ放電処理が、プラズマCVD
装置において、アルゴンに0.5%程度のフォスフィン
を混合したガスを数百〜数千sccm程度の流量流し、
圧力を数十〜数百Paとし、放電電力を数十mW/cm
2 とし、温度を150〜350℃の範囲の条件で放電を
行うことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか一に記
載の電界効果型絶縁ゲート薄膜トランジスタの製造方法
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JP27361595A JP2776336B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタの製造方法 |
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-
1995
- 1995-09-26 JP JP27361595A patent/JP2776336B2/ja not_active Expired - Fee Related
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