JP3115424B2 - 薄膜トランジスタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】(目次) ・産業上の利用分野 ・従来の技術(図7,図8) ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 ・作用 ・実施例 (1)第1の実施例(図1〜図3,図6) (2)第2の実施例(図4) (3)第3の実施例(図5) ・発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ(以
下、TFTと称する。)の製造方法及び液晶表示装置
(以下、LCDと称する)の製造方法に関し、より詳し
くは、TFTアクティブマトリクス液晶表示装置(以
下、TFTアクティブマトリクスLCDと称する。)に
用いられるCMOSからなるTFTの製造方法及びLC
Dの製造方法に関する。
【0003】
【従来の技術】TFTアクティブマトリクスLCDは、
単純マトリクス型表示装置とともに、情報処理装置等の
端末用表示装置として用いられている。
【0004】ここで、両者を比較すると、アクティブマ
トリクス型は多数ある画素をそれぞれ単独に駆動するの
と同様な動作をさせることができ、そのため表示容量の
増大に伴ってライン数が増加しても単純マトリクス型の
ように駆動のデューティ比が低下し、コントラストの低
下や視野角の減少をきたすなどの問題が生じない。この
ため、アクティブマトリクス型LCDは陰極線管(CR
T)並みのカラー表示が得られ、薄型のフラットディス
プレイとして用途を拡げつつある。
【0005】このような長所を有するアクティブマトリ
クス型には、画素電極を駆動するためのTFTを形成す
る必要があり、通常、スタガ型或いは逆スタガ型の単体
のTFTが用いられる。更に、残像の防止や周辺駆動一
体化のため、TFTとしてCMOSを用いることが検討
されている。
【0006】図7(a)〜(d),図8(e)は、従来
例のスタガ型のCMOSからなるTFTの作成方法を含
むTFTアクティブマトリクスLCDの製造方法につい
て説明する断面図、図8(f)は平面図で、図8(e)
は図8(f)のA−A線断面図である。
【0007】まず、図7(a)に示すように、透明基板
1上に動作半導体層となるポリシリコン膜(以下、P−
Si膜と称する。)2,ゲート絶縁膜となるシリコン酸
化膜3及びゲート電極となるアルミニウム膜(以下、A
l膜と称する。)4を順次形成する。
【0008】次いで、CMOS(相補型絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ)を構成するn−MOS(nチャネ
ル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)及びp−MOS
(pチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)の一
対のトランジスタを形成すべき領域のAl膜4上にそれ
ぞれ不図示のレジストパターンを形成した後、レジスト
パターンをマスクとしてAl膜4/シリコン酸化膜3を
順次エッチング・除去し、n−MOSの第1のゲート電
極4a/第1のゲート絶縁膜3a,p−MOSの第2の
ゲート電極4b/第2のゲート絶縁膜3bを形成する。
【0009】次に、新たなレジストパターン5a,5b
を形成した後、P−Si膜2をエッチング・除去し、n
−MOSの第1の動作半導体層2a及びp−MOSの第
2の動作半導体層2bを形成する(図7(b))。
【0010】次いで、イオン注入に対する保護のため、
p−MOS側の第1のゲート電極4b/第1のゲート絶
縁膜3b/第1の動作半導体層2bを被覆してレジスト
膜6を形成した後、n−MOS側の第1の動作半導体層
2aに第1のゲート電極4a/第1のゲート絶縁膜3a
をマスクとして選択的にn型不純物のリンを導入し、対
の第1のS/D領域層7a,7bを形成する。このと
き、第1のゲート電極4a/第1のゲート絶縁膜3aの
下部の第1の動作半導体層2aはn−MOSの第1のチ
ャネル領域層7cとなる(図7(c))。
【0011】次に、イオン注入に対する保護のため、n
−MOS側の第1のゲート電極4a/第1のゲート絶縁
膜3a/第1の動作半導体層2aを被覆してレジスト膜
8を形成した後、p−MOS側の第2の動作半導体層2
bに第2のゲート電極4b/第2のゲート絶縁膜3bを
マスクとして選択的にp型不純物のボロンを導入し、対
の第2のS/D領域層9a,9bを形成する。このと
き、第2のゲート電極4b/第2のゲート絶縁膜3bの
下部の第2の動作半導体層2bはp−MOSの第2のチ
ャネル領域層9cとなる(図7(d))。
【0012】次いで、全面に層間絶縁膜10を形成した
後、n−MOSの第1のS/D領域層7a,7b,p−
MOSの第2のS/D領域層9a,9b上の層間絶縁膜
10に開口部10a〜10dを形成する。続いて、第1のS
/D領域層7aと第2のS/D領域層9aとにともに接
続する酸化インジウム錫膜(以下、ITO膜と称す
る。)からなる画素電極11を層間絶縁膜10上に形成
するとともに、第1のS/D領域層7bと第2のS/D
領域層9bとに別々に接続するAl膜からなる第1のド
レインバスライン12a,第2のドレインバスライン12b
を形成する。
【0013】次に、液晶層13を形成すると、スタガ型
のCMOSからなるTFTを有するアクティブマトリク
スLCDが完成する(図8(e),(f))。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
のスタガ型のCMOSからなるTFTを有するアクティ
ブマトリクスLCDの製造方法では、図7(c),
(d)に示すように、片方のMOSトランジスタを保護
するため、レジスト膜6,8をマスクとしてイオン注入
を行っている。このため、レジスト膜6,8が注入イオ
ンにより変質し、レジスト膜6,8の剥離が非常に困難
になるという問題がある。
【0015】本発明はかかる従来例の問題点に鑑み創作
されたものであり、イオン注入のマスクとしてレジスト
膜を用いずにC−MOSの二つの動作半導体層にそれぞ
れ異なる導電型のS/D領域層を形成することより、レ
ジスト膜の剥離の困難性を避けることができる薄膜トラ
ンジスタの製造方法及びこの薄膜トランジスタを用いた
液晶表示装置の製造方法の提供を目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、薄膜トランジスタの製造方
法に係り、相補型絶縁ゲート型電界効果トランジスタを
形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、第1の
トランジスタ側に、第1のゲート電極と、前記第1のゲ
ート電極の幅と対応する幅を有する第1のゲート絶縁膜
と、第1の動作半導体層とを形成するとともに、第2の
トランジスタ側に、第2のゲート電極と、第2の動作半
導体層の幅と対応する幅を有する絶縁膜からなる残存絶
縁膜と、前記第2の動作半導体とを形成する工程と、前
記第1の動作半導体層を通過し、かつ前記残存絶縁膜を
通過するような加速電圧で、前記第2の動作半導体層に
一導電型不純物をイオン注入する工程と、前記残像絶縁
膜により前記第2の動作半導体層への導入が阻止される
ような加速電圧で、前記第1の動作半導体層に反対導電
型不純物をイオン注入する工程とを有することを特徴と
し、請求項2記載の発明は、薄膜トランジスタの製造方
法に係り、相補型絶縁ゲート型電界効果トランジスタを
形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、第1の
トランジスタ側に、第1のゲート電極と、前記第1のゲ
ート電極の幅と対応する幅を有する第1のゲート絶縁膜
と、第1の動作半導体層とを形成するとともに、第2の
トランジスタ側に、第2のゲート電極と、第2の動作半
導体層の幅と対応する幅を有する絶縁膜からなる残存絶
縁膜と、前記第2の動作半導体とを形成する工程と、前
記残像絶縁膜により前記第2の動作半導体層への導入が
阻止されるような加速電圧で、前記第1の動作半導体層
に一導電型不純物をイオン注入する工程と、前記第1の
動作半導体層を通過し、かつ前記残存絶縁膜を通過する
ような加速電圧で、前記第2の動作半導体層に反対導電
型不純物をイオン注入する工程とを有することを特徴と
し、請求項3記載の発明は、薄膜トランジスタの製造方
法に係り、相補型絶縁ゲート型電界効果トランジスタを
形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、第1の
トランジスタ側に、第1のゲート電極と、前記第1のゲ
ート電極の幅と対応する幅を有する第1のゲート絶縁膜
と、第1の動作半導体層とを形成するとともに、第2の
トランジスタ側に、第2の動作半導体層の幅と対応する
幅を有する導電体膜からなる残存導電体膜と、第2の動
作半導体層の幅と対応する幅を有する絶縁膜からなる残
存絶縁膜と、前記第2の動作半導体とを形成する工程
と、前記残存導電体膜及び前記残像絶縁膜により前記第
2の動作半導体層への導入が阻止されるような加速電圧
で、前記第1の動作半導体層に一導電型不純物をイオン
注入する工程と、前記残存導電体膜を選択的にエッチン
グ・除去し、前記第2のゲート電極を形成する工程と、
前記第1の動作半導体層を通過し、かつ前記残存絶縁膜
を通過するような加速電圧で、前記第2の動作半導体層
に反対導電型不純物をイオン注入する工程とを有するこ
とを特徴とし、請求項4記載の発明は、液晶表示装置の
製造方法に係り、請求項1乃至3の何れか一に記載の薄
膜トランジスタの製造方法により作成された前記第1の
トランジスタの対の第1のソース/ドレイン領域層のう
ちの一つに接続するとともに、前記第2のトランジスタ
の対の第2のソース/ドレイン領域層のうちの一つにも
接続する画素電極を形成する工程と、前記対の第1のソ
ース/ドレイン領域層のうちの他の一つに接続する第1
のドレインバスラインと、前記対の第2のソース/ドレ
イン領域層のうちの他の一つに接続する第2のドレイン
バスラインとを形成する工程とを有することを特徴とし
ている。
【0017】
【作 用】本願の請求項1、2に係る発明の薄膜トラン
ジスタの製造方法においては、第1の動作半導体層と第
2の動作半導体層に対して異なる導電型不純物を選択的
にイオン注入する前に、第1のトランジスタ側では、第
1の動作半導体層上に第1のゲート電極の幅と対応する
幅を有する第1のゲート絶縁膜を形成し、第2のトラン
ジスタ側では第2の動作半導体層上に第2の動作半導体
層の幅と対応する幅を有する絶縁膜からなる残像絶縁膜
を形成している。或いは、第2の動作半導体層の幅と対
応する幅を有する残像絶縁膜上にさらに同じ幅を有する
残存導電体膜を形成している。
【0018】即ち、第1の動作半導体層では第1のゲー
ト電極両側の第1のソース/ドレイン領域の形成部表面
を露出させ、第2の動作半導体層では第2のゲート電極
両側の第2のソース/ドレイン領域の形成部表面にゲー
ト絶縁膜部から延在する残存絶縁膜やゲート電極部から
延在する残存導電膜を残している。そして、第1の動作
半導体層のみに選択的にイオン注入するときは、注入の
エネルギを低くして第2の動作半導体層を残存絶縁膜等
によりマスクしている。また、第2の動作半導体層のみ
に別の不純物をイオン注入するときは、注入のエネルギ
を高くして、第1の動作半導体層に対してイオンを通過
させるとともに、第2の動作半導体層上の残存絶縁膜を
通してイオン注入している。
【0019】このように、第1及び第2の動作半導体層
にそれぞれ第1及び第2のソース/ドレイン領域を形成
するため、ゲート絶縁膜部から延在する残存絶縁膜やゲ
ート電極部から延在する残存導電膜の有無による膜厚差
を利用して異なる不純物をそれぞれ第1及び第2の動作
半導体層に選択的にイオン注入しており、イオン注入の
マスクとしてレジスト膜を用いていない。従って、従来
のような、イオン注入のマスクとして用いたレジスト膜
の剥離の困難性を避けることができる。
【0020】しかも、第2のトランジスタ側では、ゲー
ト電極に基づいて残存絶縁膜をエッチングし、除去する
ことにより、対の第2のソース/ドレイン領域に挟まれ
たチャネル領域上に自己整合的に第2のゲート絶縁膜を
形成することができる。
【0021】
【実施例】以下に、本発明の実施例に係る薄膜トランジ
スタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法について図
面を参照しながら説明する。
【0022】(1)CMOSを用いたTFTアクティブ
マトリクスLCDの回路構成及び駆動方法の一例 図6(a)はCMOSを用いたTFTアクティブマトリ
クスLCDの回路構成についての説明図である。
【0023】図6(a)において、TFTmn1 ,TFT
mn2 ,TFTmp1 ,TFTmp2 ,TFTnn1 ,TFT
nn2 ,TFTnp1 ,TFTnp2 は薄膜トランジスタ、L
lm1,LClm2 ,LCmn1 ,LCmn2 ,LCno1 ,L
no2 は液晶セル、SBm ,SBn はスキャンバスで、
SBm はSBmn,SBmpの2つに分岐し、SBn はSB
nn,SBnpの2つに分岐している。また、RBm ,RB
n は基準バス、DB1 ,DB2 はデータバスである。
【0024】TFTmn1 ,TFTmn2 ,TFTmp1 ,T
FTmp2 の各ドレイン電極はRBmと接続され、TFT
mn1 ,TFTmn2 ,TFTmp1 ,TFTmp2 の各ソース
電極はそれぞれLClm1 ,LClm2 ,LCmn1 ,LC
mn2 に接続され、TFTmn1 ,TFTmn2 の各ゲート電
極はSBmnに、TFTmp1 ,TFTmp2 の各ゲート電極
はSBmpに、TFTnn1 ,TFTnn2 の各ゲート電極は
SBnnに、TFTnp1 ,TFTnp2 の各ゲート電極はS
npにそれぞれ接続されている。また、DB1 ,DB2
は液晶層を挟んで反対側にある。
【0025】このような回路構成のCMOSを用いたT
FTアクティブマトリクスLCDを駆動する場合の電圧
印加のタイミングチャートの一例を図6(b)に示す。
なお、VDnはDB1 に印加する電圧、VR はRBm ,R
n に印加する電圧、VSmはSBm に印加する電圧、V
SnはSBn に印加する電圧、VLCn,m は回路の駆動によ
りLCmn1 に印加される電圧を示す。
【0026】(2)第1の実施例 図1(a)〜(d),図2(e)〜(h),図3(i)
は、本発明の第1の実施例の、スタガ型のCMOSから
なるTFTの作成方法を含むTFTアクティブマトリク
スLCDの製造方法について説明する断面図、図3
(j)は平面図で、図3(i)は図3(j)のB−B線
断面図である。
【0027】まず、図1(a)に示すように、透明基板
(基体)21上に動作半導体層となる膜厚約1000Åのポ
リシリコン膜(以下、P−Si膜と称する。)22,ゲ
ート絶縁膜となる膜厚約1500Åのシリコン酸化膜23,
ゲート電極となる膜厚約1μmのアルミニウム膜(以
下、Al膜と称する。)24を順次形成した後、更にス
パッタにより補助マスクとなる膜厚約1000Åのタングス
テン膜(以下、W膜と称する。)25を形成する。
【0028】次いで、CMOS(相補型絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ)を構成するn−MOS(nチャネ
ル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ;第1のトランジ
スタ)、及びp−MOS(pチャネル絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ;第2のトランジスタ)の一対のトラ
ンジスタを形成すべき領域のW膜25上にそれぞれレジ
ストパターン26a,26bを形成した後、レジストパター
ン26a,26bをマスクとしてW膜25をエッチング・除
去し、W膜からなる第1及び第2の補助マスク25a,25
bを形成する(図1(b))。
【0029】次に、p−MOS側を新たなレジストパタ
ーン27で被覆した後、第1の補助マスク25a及びレジ
ストパターン27をマスクとして、Al膜24/シリコ
ン酸化膜23を順次エッチング・除去し、n−MOSの
第1のゲート電極24a/第1のゲート絶縁膜23aを形成
するとともに、p−MOS側に形成すべき第2の動作半
導体層の幅に等しい幅を有する残存Al膜(第1の残存
導電体膜)24b/残存シリコン酸化膜(残存絶縁膜)23
bを形成する(図1(c))。
【0030】次に、n−MOS側を新たなレジストパタ
ーン28で被覆した後、レジストパターン28及び残存
Al膜24b/残存シリコン酸化膜23bをマスクとしてP
−Si膜22をエッチング・除去し、n−MOS側の動
作半導体層22a及びp−MOSの動作半導体層22bを形
成する(図1(d))。
【0031】次いで、n−MOS側のレジストパターン
28を残したまま、かつp−MOS側の第2の補助マス
ク25bをマスクとして残存Al膜24bをエッチング・除
去し、p−MOSの第2のゲート電極24cを形成する
(図2(e))。
【0032】続いて、レジストパターン28を除去す
る。これにより、n−MOS側には第1のゲート電極24
a/第1のゲート絶縁膜23aの両側に第1の動作半導体
層22aが露出するとともに、p−MOS側には第2のゲ
ート電極24cの両側に上部の残存シリコン酸化膜23b/
下部の第2の動作半導体層22bが残存する。
【0033】次に、加速エネルギー60keV,ドーズ
量5×1015cm-2の条件で全面にボロン(一導電型不
純物)のイオン注入を行う。このとき、注入エネルギが
高いので、ボロンはn−MOS側の第1の動作半導体層
22aを通過し、第1の動作半導体層22aには残らない。
一方、p−MOS側には残存シリコン酸化膜23bの下部
に第2の動作半導体層22bが存在しているので、第2の
動作半導体層22bにはボロンが導入される(図2
(f))。
【0034】次いで、加速エネルギー30keV,ドー
ズ量5×1015cm-2の条件で全面にリン(反対導電型
不純物)をイオン注入する。このとき、n−MOS側に
は第1のゲート電極24a/第1のゲート絶縁膜23aの両
側に第1の動作半導体層22aが露出しているので、第1
の動作半導体層22aにはリンが導入されるが、p−MO
S側には第2のゲート電極24cの両側に下部の第2の動
作半導体層22bを被覆して残存シリコン酸化膜23bが露
出しているので、残存シリコン酸化膜23bが第2の動作
半導体層22bへのリンの到達を阻止し、第2の動作半導
体層22bには導入されない。続いて、温度400℃で時
間30分間アニールすると、n+型の対の第1のS/D
領域層30a,30bが形成される。また、対の第1のS/
D領域層30a,30bの間の隣接領域であって第1のゲー
ト電極24aの下方の第1の動作半導体層22aが第1のチ
ャネル領域層30cとなる。このとき、上記の加熱処理に
より、p+型の対の第2のS/D領域層29a,29bも形
成される。また、対の第2のS/D領域層29a,29bの
間の隣接領域であって第2のゲート電極24cの下方の第
2の動作半導体層22bが第2のチャネル領域層29cとな
る(図2(g))。
【0035】次に、p−MOS側の第2の補助マスク25
b/第2のゲート電極24cをマスクとしてRIE(反応
性イオンエッチング)により残存シリコン酸化膜23bを
エッチング・除去し、第2のゲート絶縁膜23cを形成す
る。このとき、n−MOS側に残存する第1の補助マス
ク25a/第1のゲート電極24a/第1のゲート絶縁膜23
a/第1の動作半導体層22aは殆どエッチングされずに
そのまま残る(図2(h))。
【0036】次いで、全面に膜厚約5000Åの層間絶縁膜
31を形成した後、n−MOS側の第1のS/D領域層
30a,30b及びp−MOS側の第2のS/D領域層29
a,29b上の層間絶縁膜31に開口部31a〜31dを形成
する。続いて、第1のS/D領域層30a及び第2のS/
D領域層29aとにともに接続する酸化インジウム錫膜
(以下、ITO膜と称する。)からなる画素電極32を
第1のS/D領域層30a及び第2のS/D領域層29aと
に挟まれた層間絶縁膜31上に形成するとともに、第1
のS/D領域層30b及び第2のS/D領域層29bとに別
々に接続する膜厚約5000ÅのAl膜からなる第1及び第
2のドレインバスライン33a,33bを形成する。
【0037】次に、液晶層34を注入し、カラーフィル
タ等を積層すると、スタガ型のCMOSからなるTFT
を有するアクティブマトリクスLCDが完成する(図3
(i),(j))。なお、図では第1の補助マスク25a
及び第2の補助マスク25bを第1のゲート電極24a及び
第2のゲート電極24c上に残し、第1のゲート電極24a
/第1の補助マスク25a及び第2のゲート電極24c/第
2の補助マスク25bを新たな第1及び第2のゲート電極
として用いている。また、図6(a)との対応関係の一
例を示すと、次のようになる。即ち、p−MOS,n−
MOSがTFT mp1 ,TFTnn1 に、画素電極32がL
mn1 に、第1及び第2のドレインバスライン33a,33
bがRBm ,RBn に、ゲートバスライン24cがSBmn
及びSB mpにそれぞれ相当する。
【0038】以上のように、本発明の第1の実施例によ
れば、図2(e)に示すように、n−MOS側では透明
基板21上の第1の動作半導体層22aの上に第1のゲー
ト電極24aの幅と等しい幅の第1のゲート絶縁膜23a/
第1のゲート電極24a/第1の補助マスク25aを形成し
て第1の動作半導体層22aを露出し、p−MOS側では
第2のゲート電極24cの幅と等しい幅で第2のゲート電
極24c/第2の補助マスク25bを形成し、第2の動作半
導体層22bの幅に等しい幅の残存シリコン酸化膜23bを
第2の動作半導体層22b上に残した状態で、まず、図2
(f)に示すように、残存シリコン酸化膜23bを通過す
るような加速エネルギでボロンをイオン注入して第2の
動作半導体層22b中にボロンを導入し、n−MOS側で
は第1の動作半導体層22aを通過させ、ボロンが第1の
動作半導体層22aには残らないようにしている。次い
で、図2(g)に示すように、p−MOS側の残存シリ
コン酸化膜23bを通過しないような加速エネルギでリン
をイオン注入することにより、n−MOS側の第1の動
作半導体層22a中にリンを導入し、p−MOS側では第
2の動作半導体層22b中へのリンの導入を阻止してい
る。
【0039】従って、従来と異なり、イオン注入を阻止
するレジスト膜を形成せずに、p−MOS側の第2の動
作半導体層22b及びn−MOS側の第1の動作半導体層
22aにそれぞれ異なる導電型を有する、対の第2のS/
D領域層29a,29b,対の第1のS/D領域層30a,30
bを形成することができる。このため、従来のような、
イオン注入のマスクとして用いたレジスト膜の剥離の困
難性を避けることができる。
【0040】しかも、p−MOS側では、第2の補助マ
スク25bに基づいて残存シリコン酸化膜23bをエッチン
グ・除去することにより、対の第2のS/D領域層29
a,29bに挟まれた第2のチャネル領域層29c上に自己
整合的に第2のゲート絶縁膜23cを形成することができ
る。
【0041】仮に、第2のゲート絶縁膜23cを形成する
ために、第2の補助マスク25bを用いずに、第2の補助
マスク25bの代わりに新たに残存シリコン酸化膜23b上
にレジストパターンを形成し、そのレジストパターンを
マスクとして残存シリコン酸化膜23bをエッチング・除
去した場合には、対の第2のS/D領域層29a,29bに
挟まれた第2のチャネル領域層29c上に丁度第2のゲー
ト絶縁膜23cを形成することは殆ど不可能である。ま
た、第2の補助マスク25bもレジストパターンも用いず
に、第2のゲート電極24cをマスクの代用として、図2
(h)の残存シリコン膜23bをエッチング・除去して第
2のゲート絶縁膜23cを形成した場合、残存シリコン膜
23bのエッチングガス等により第1及び第2のゲート電
極24a,24cがダメージを受けてしまう。
【0042】なお、第1の実施例では、第1のトランジ
スタ41をn−MOSとし、第2のトランジスタ42を
p−MOSとしているが、第1のトランジスタ41をp
−MOSとし、第2のトランジスタ42をn−MOSと
してもよい。この場合、第1のトランジスタ41側の第
1の動作半導体層22aに加速電圧10KeVでボロンを
イオン注入し、第2のトランジスタ42側の第2の動作
半導体層22bに残存シリコン酸化膜23bを介して加速電
圧110KeVでリンを導入する。
【0043】(3)第2の実施例 図4(a),(b)は本発明の第2の実施例のスタガ型
のCMOSからなるTFTの作成方法を含むTFTアク
ティブマトリクスLCDの製造方法について説明する断
面図である。
【0044】第1の実施例と異なるところは、図2
(e)の工程の後、先にn−MOS(第1のトランジス
タ)41側の第1の動作半導体層22aに加速電圧30K
eV,ドーズ量5×1015cm-2でリンを導入してn+
型の対の第1のS/D領域層37a,37bを形成し(図4
(a))、次いで、p−MOS(第2のトランジスタ)
42側の第2の補助マスク25bに基づいて残存シリコン
酸化膜23bを介して第2の動作半導体層22bに加速電圧
60KeV,ドーズ量5×1015cm-2でボロンを導入
してp+型の対の第2のS/D領域層38a,38bを形成
していることである。なお、図4(a)において、対の
第1のS/D領域層37a,37bに挟まれた第1の動作半
導体層22aが第1のチャネル領域層35cとなり、図4
(b)において、対の第2のS/D領域層38a,38bに
挟まれた第2の動作半導体層22bが第2のチャネル領域
層38cとなる。
【0045】このようにしても、第1の実施例の場合と
同様に、レジスト膜を用いずにp−MOS側の第2の動
作半導体層22b及びn−MOS側の第1の動作半導体層
22aにそれぞれ異なる導電型を有する第1及び第2のS
/D領域層を形成することができる。このため、従来の
ような、イオン注入のマスクとして用いたレジスト膜の
剥離の困難性を避けることができる。
【0046】なお、第2の実施例では、第1のトランジ
スタ41をn−MOSとし、第2のトランジスタ42を
p−MOSとしているが、第1のトランジスタ41をp
−MOSとし、第2のトランジスタ42をn−MOSと
してもよい。この場合、第1のトランジスタ41側の第
1の動作半導体層22aに加速電圧10KeVでボロンを
イオン注入し、第2のトランジスタ42側の第2の動作
半導体層22bに残存シリコン酸化膜23bを介して加速電
圧110KeVでリンを導入する。
【0047】(4)第3の実施例 図5(a),(b)は本発明の第3の実施例のスタガ型
のCMOSからなるTFTの作成方法を含むTFTアク
ティブマトリクスLCDの製造方法について説明する断
面図である。
【0048】第1の実施例と異なるところは、第1のト
ランジスタ41をp−MOSとし、第2のトランジスタ
42をn−MOSとするとともに、第1のトランジスタ
41側の動作半導体層22aにボロンをイオン注入する際
に第2のトランジスタ42側に動作半導体層22bの幅と
等しい幅を有する残存Al膜24bを残していることであ
る。
【0049】即ち、図1(d)の工程の後、直ちに第1
のトランジスタ41側の第1の動作半導体層22aに加速
電圧10KeV,ドーズ量1×1016cm-2でボロン
(一導電型不純物)を導入してp+型の対の第1のS/
D領域層を形成し(図5(a))、次いで、第2の補助
マスク25bに基づいて第2のトランジスタ42側の残存
Al膜24bをエッチング・除去して第2のゲート電極24
cを形成した後、残存シリコン酸化膜23bを介して第2
の動作半導体層22bに加速電圧110KeV,ドーズ量
1×1016cm-2でリン(反対導電型不純物)を導入
し、n+型の対の第2のS/D領域層36a,36bを形成
していることである。なお、図5(a)において対の第
1のS/D領域層35a,35bに挟まれた第1の動作半導
体層22aが第1のチャネル領域層35cとなり、図5
(b)において対の第2のS/D領域層36a,36bに挟
まれた第2の動作半導体層22bが第2のチャネル領域層
36cとなる。
【0050】このようにしても、第1の実施例の場合と
同様に、レジスト膜を用いずにp−MOS側の第1の動
作半導体層22a及びn−MOS側の第2の動作半導体層
22bにそれぞれ異なる導電型を有する第1のS/D領域
層35a,35b,第2のS/D領域層36a,36bを形成す
ることができる。このため、従来のような、イオン注入
のマスクとして用いたレジスト膜の剥離の困難性を避け
ることができる。
【0051】なお、第3の実施例では、第1のトランジ
スタ41をp−MOSとし、第2のトランジスタ42を
n−MOSとしているが、第1のトランジスタ41をn
−MOSとし、第2のトランジスタ42をp−MOSと
してもよい。この場合、第1のトランジスタ41側の第
1の動作半導体層22aに加速電圧30KeV,ドーズ量
5×1015cm-2でリンをイオン注入し、第2のトラン
ジスタ42側の第2の動作半導体層22bに残存シリコン
酸化膜23bを介して加速電圧60KeV,ドーズ量5×
1015cm-2でボロンを導入する。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜トラ
ンジスタの製造方法においては、第1のトランジスタ側
では基体上の第1の動作半導体層の上に第1のゲート電
極の幅と等しい幅の第1のゲート絶縁膜/第1のゲート
電極/第1の補助マスクを形成し、第1の動作半導体層
を露出し、第2のトランジスタ側では、第2のゲート電
極を形成すべき領域に第2のゲート電極/第2の補助マ
スクを形成し、第2の動作半導体層の幅に等しい幅の残
存絶縁膜を第2の動作半導体層上に残した状態で、ま
ず、残存絶縁膜を通過するような加速エネルギで第2の
動作半導体層に一導電型不純物をイオン注入し、第1の
トランジスタ側では第1の動作半導体層を通過させて、
一導電型不純物が第1の動作半導体層に残らないように
している。次いで、第2のトランジスタ側の残存絶縁膜
を通過しないような加速エネルギで、反対導電型不純物
をイオン注入することにより、第1の動作半導体層中に
反対導電型不純物を導入し、第2のトランジスタ側では
第2の動作半導体層中への反対導電型不純物の導入を阻
止している。
【0053】従って、従来と異なり、イオン注入を阻止
するレジスト膜を形成せずに、第1及び第2のトランジ
スタ側の第1及び第2の動作半導体層にそれぞれ異なる
導電型を有する対の第1及び第2のソース/ドレイン領
域層を形成することができる。これにより、従来のよう
な、イオン注入のマスクとして用いたレジスト膜の剥離
の困難性を避けることができる。
【0054】しかも、第1のトランジスタ側では、第1
の補助マスクにより第1のゲート電極を保護し、第2の
トランジスタ側では、第2の補助マスクに基づいて残存
絶縁膜をエッチング・除去することにより、対の第2の
ソース/ドレイン領域層に挟まれた第2のチャネル領域
層上に自己整合的に第2のゲート絶縁膜を形成すること
ができるとともに、残存絶縁膜のエッチングガス等によ
り第1及び第2のゲート電極がダメージを受けるのを防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のCMOSからなるTF
Tの作成方法を含むLCDの製造方法について説明する
図(その1)である。
【図2】本発明の第1の実施例のCMOSからなるTF
Tの作成方法を含むLCDの製造方法について説明する
図(その2)である。
【図3】本発明の第1の実施例のCMOSからなるTF
Tの作成方法を含むLCDの製造方法について説明する
図(その3)である。
【図4】本発明の第2の実施例のCMOSからなるTF
Tの作成方法について説明する断面図である。
【図5】本発明の第3の実施例のCMOSからなるTF
Tの作成方法について説明する断面図である。
【図6】本発明の実施例に係るCMOSTFTアクティ
ブマトリクスLCDの回路構成及び駆動方法についての
説明図である。
【図7】従来例のCMOSからなるTFTの作成方法を
含むLCDの製造方法について説明する図(その1)で
ある。
【図8】従来例のCMOSからなるTFTの作成方法を
含むLCDの製造方法について説明する図(その2)で
ある。
【符号の説明】
21 透明基板(基体)、 22 P−Si膜(半導体膜)、 22a 第1の動作半導体層、 22b 第2の動作半導体層、 23 シリコン酸化膜(絶縁膜)、 23a 第1のゲート絶縁膜、 23b 残存シリコン酸化膜(残存絶縁膜)、 23c 第2のゲート絶縁膜、 24 Al膜(第1の導電体膜)、 24a 第1のゲート電極、 24b 残存Al膜(第1の残存導電体膜)、 24c 第2のゲート電極、 24d ゲートバスライン、 25 W膜(第2の導電体膜)、 25a 第1の補助マスク、 25b 第2の補助マスク、 26a,26b,27,28 レジストパターン、 29a,29b,36a,36b,38a,38b 第2のS/D領
域層、 29c,36c,38c 第2のチャネル領域層、 30a,30b,35a,35b,37a,37b 第1のS/D領
域層、 30c,35c,37c 第1のチャネル領域層、 31 層間絶縁膜、 31a〜31d 開口部、 32 画素電極、 33a 第1のドレインバスライン、 33b 第2のドレインバスライン、 41 第1のトランジスタ、 42 第2のトランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−289917(JP,A) 特開 平3−42868(JP,A) 特開 平4−119664(JP,A) 特開 平3−95965(JP,A) 特開 平4−177327(JP,A) 特開 平4−186775(JP,A) 特開 平4−286320(JP,A) 特開 平4−286321(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368 H01L 29/786

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相補型絶縁ゲート型電界効果トランジス
    タを形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、 第1のトランジスタ側に、第1のゲート電極と、前記第
    1のゲート電極の幅と対応する幅を有する第1のゲート
    絶縁膜と、第1の動作半導体層とを形成するとともに、
    第2のトランジスタ側に、第2のゲート電極と、第2の
    動作半導体層の幅と対応する幅を有する絶縁膜からなる
    残存絶縁膜と、前記第2の動作半導体とを形成する工程
    と、 前記第1の動作半導体層を通過し、かつ前記残存絶縁膜
    を通過するような加速電圧で、前記第2の動作半導体層
    に一導電型不純物をイオン注入する工程と、 前記残像絶縁膜により前記第2の動作半導体層への導入
    が阻止されるような加速電圧で、前記第1の動作半導体
    層に反対導電型不純物をイオン注入する工程とを有する
    ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
  2. 【請求項2】 相補型絶縁ゲート型電界効果トランジス
    タを形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、 第1のトランジスタ側に、第1のゲート電極と、前記第
    1のゲート電極の幅と対応する幅を有する第1のゲート
    絶縁膜と、第1の動作半導体層とを形成するとともに、
    第2のトランジスタ側に、第2のゲート電極と、第2の
    動作半導体層の幅と対応する幅を有する絶縁膜からなる
    残存絶縁膜と、前記第2の動作半導体とを形成する工程
    と、 前記残像絶縁膜により前記第2の動作半導体層への導入
    が阻止されるような加速電圧で、前記第1の動作半導体
    層に一導電型不純物をイオン注入する工程と、 前記第1の動作半導体層を通過し、かつ前記残存絶縁膜
    を通過するような加速電圧で、前記第2の動作半導体層
    に反対導電型不純物をイオン注入する工程とを有するこ
    とを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
  3. 【請求項3】 相補型絶縁ゲート型電界効果トランジス
    タを形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、 第1のトランジスタ側に、第1のゲート電極と、前記第
    1のゲート電極の幅と対応する幅を有する第1のゲート
    絶縁膜と、第1の動作半導体層とを形成するとともに、
    第2のトランジスタ側に、第2の動作半導体層の幅と対
    応する幅を有する導電体膜からなる残存導電体膜と、第
    2の動作半導体層の幅と対応する幅を有する絶縁膜から
    なる残存絶縁膜と、前記第2の動作半導体とを形成する
    工程と、 前記残存導電体膜及び前記残像絶縁膜により前記第2の
    動作半導体層への導入が阻止されるような加速電圧で、
    前記第1の動作半導体層に一導電型不純物をイオン注入
    する工程と、 前記残存導電体膜を選択的にエッチング・除去し、前記
    第2のゲート電極を形成する工程と、 前記第1の動作半導体層を通過し、かつ前記残存絶縁膜
    を通過するような加速電圧で、前記第2の動作半導体層
    に反対導電型不純物をイオン注入する工程とを有するこ
    とを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3の何れか一に記載の薄膜
    トランジスタの製造方法により作成された前記第1のト
    ランジスタの対の第1のソース/ドレイン領域層のうち
    の一つに接続するとともに、前記第2のトランジスタの
    対の第2のソース/ドレイン領域層のうちの一つにも接
    続する画素電極を形成する工程と、 前記対の第1のソース/ドレイン領域層のうちの他の一
    つに接続する第1のドレインバスラインと、前記対の第
    2のソース/ドレイン領域層のうちの他の一つに接続す
    る第2のドレインバスラインとを形成する工程とを有す
    ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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