JP3131850B2 - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタの製造方法Info
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Description
造方法に関する。
タを製造する場合、ポリシリコン等からなる半導体薄膜
上にゲート絶縁膜を形成し、該ゲート絶縁膜上にゲート
電極を形成し、該ゲート電極をマスクとしてイオン注入
装置により半導体薄膜に不純物を注入し、これによりゲ
ート電極に対応する部分における半導体薄膜の中央部を
チャネル領域とし、その両側を不純物領域からなるソー
ス・ドレイン領域としている。
このような薄膜トランジスタでは、半導体薄膜上に形成
されたゲート絶縁膜を介して不純物を注入することにな
るので、ゲート絶縁膜が例えば膜厚1000Å程度の酸
化シリコン膜によって形成されている場合、ゲート絶縁
膜の膜厚が比較的厚く、このため半導体薄膜に不純物の
濃度プロファイルのピークを位置させるには、イオン注
入の加速エネルギが高くなり、ひいてはイオン注入装置
のコストが高くなり、またデバイスにダメージを与える
ことがあるという問題があった。なお、ゲート絶縁膜が
酸化シリコン膜の単層からなっていると絶縁耐圧が低い
ので、絶縁耐圧を高くするために、ゲート絶縁膜を酸化
シリコン膜と窒化シリコン膜の二層構造または窒化シリ
コンの単層構造とすると、酸化シリコン膜の単層からな
るものに対応する静電容量を有するようにするには、ゲ
ート絶縁膜の膜厚を1.5〜2倍程度と厚くする必要が
ある。例えば、ゲート絶縁膜を酸化シリコン膜と窒化シ
リコン膜の二層構造とする場合、酸化シリコン膜の膜厚
を200Å程度とし、窒化シリコン膜の膜厚を1600
Å程度として、合計1800Å程度とすると、膜厚10
00Å程度の酸化シリコン膜の単層からなるものに対応
する静電容量を有するようにすることができる。しかし
ながら、この場合、ゲート絶縁膜の膜厚がさらに厚くな
り、不純物としてリンイオンを注入するとすると、加速
エネルギが200keV以上とかなり高くなり、ひいて
はイオン注入装置のコストがらり一層高くなり、またデ
バイスに与えるダメージも大きくなってしまう。この発
明の目的は、不純物を低加速エネルギで注入することの
できる薄膜トランジスタの製造方法を提供することにあ
る。
ンからなる半導体薄膜上に、酸化シリコンからなる下層
ゲート絶縁膜および窒化シリコンからなる上層ゲート絶
縁膜を、前記上層ゲート絶縁膜を前記下層ゲート絶縁膜
よりも厚くして形成し、前記上層ゲート絶縁膜上にゲー
ト電極を形成し、該ゲート電極をマスクとして前記上層
ゲート絶縁膜をエッチングして除去し、この状態で前記
ゲート電極をマスクとしてイオン注入装置により前記半
導体薄膜に不純物を注入するようにしたものである。
ングして除去した状態で、ゲート電極をマスクとしてイ
オン注入装置により半導体薄膜に不純物を注入するの
で、ゲート絶縁膜が下層ゲート絶縁膜だけの薄い膜厚の
状態で不純物を注入することになり、したがって不純物
を低加速エネルギで注入することができる。
おけるセルフアライメント型の薄膜トランジスタの各製
造工程を示したものである。そこで、これらの図を順に
参照しながら、セルフアライメント型の薄膜トランジス
タの製造方法について説明する。
る絶縁基板1の上面に半導体薄膜2をパターン形成す
る。すなわち、まず絶縁基板1の上面全体にプラズマC
VDにより半導体薄膜2を形成するためのアモルファス
シリコン膜を500Å程度の厚さに堆積し、次いでエキ
シマレーザを照射することにより、アモルファスシリコ
ン膜を結晶化してポリシリコン膜とし、次いでフォトリ
ソグラフィ技術により不要な部分のポリシリコン膜をエ
ッチングして除去することにより、薄膜トランジスタ形
成領域のみに半導体薄膜2をパターン形成する。次に、
全表面にスパッタ装置により酸化シリコンからなる下層
ゲート絶縁膜3を200Å程度の厚さに堆積する。次
に、全表面にプラズマCVDにより窒化シリコンからな
る上層ゲート絶縁膜4を1600Å程度の厚さに堆積す
る。次に、半導体薄膜2の中央部に対応する部分の上層
ゲート絶縁膜4の上面にスパッタ装置によりアルミニウ
ムからなるゲート電極5を5000Å程度の厚さにパタ
ーン形成する。
マスクとして上層ゲート絶縁膜4をエッチングして除去
する。この状態では、半導体薄膜2を含む絶縁基板1の
全表面に下層ゲート絶縁膜3が残存し、半導体薄膜2の
中央部(チャネル領域2a)に対応する部分の下層ゲー
ト絶縁膜3の上面のみに上層ゲート絶縁膜4が残存し、
この残存した上層ゲート絶縁膜4の上面にゲート電極5
がそのまま残存している。次に、ゲート電極5をマスク
としてイオン注入装置により半導体薄膜2に不純物を注
入し、半導体薄膜2のチャネル領域2aの両側にソース
・ドレイン領域2bを形成する。この場合、半導体薄膜
2のチャネル領域2aの両側のソース・ドレイン領域2
bとなる部分の上面には膜厚200Å程度の下層ゲート
絶縁膜3のみが形成されているので、不純物としてリン
イオンを注入するとすると、30keV程度の低加速エ
ネルギで注入することができ、したがってイオン注入装
置のコストを低減することができ、またデバイスに与え
るダメージを小さくすることができる。次に、エキシマ
レーザを照射し、注入した不純物を活性化する。
マCVD法により窒化シリコンからなる層間絶縁膜6を
3000Å程度の厚さに堆積する。この場合、半導体薄
膜2の表面を覆っている下層ゲート絶縁膜3の上面に層
間絶縁膜6を形成することになるので、下層ゲート絶縁
膜3および上層ゲート絶縁膜4からなるゲート絶縁膜の
絶縁耐圧が低下しないようにすることができる。次に、
ソース・ドレイン領域2bに対応する部分における層間
絶縁膜6および下層ゲート絶縁膜3にコンタクトホール
7を形成する。次に、コンタクトホール7および層間絶
縁膜6の上面の所定の個所にスパッタ装置によりアルミ
ニウムからなるソース・ドレイン電極8を5000Å程
度の厚さにパターン形成し、ソース・ドレイン領域2b
と接続させる。かくして、セルフアライメント型の薄膜
トランジスタが製造される。
面に酸化シリコンからなる下層ゲート絶縁膜3を形成
し、該下層ゲート絶縁膜3の上面に窒化シリコンからな
る上層ゲート絶縁膜4を形成し、該上層ゲート絶縁膜4
の上面に形成したゲート電極5をマスクとして上層ゲー
ト絶縁膜4をエッチングして除去し、この状態で不純物
を注入しているが、これに限定されるものではない。例
えば、上層ゲート絶縁膜4をその厚さ方向の途中までエ
ッチングして除去し、この状態で不純物を注入するよう
にしてもよい。また、下層ゲート絶縁膜3をもっと厚く
形成した場合には、上層ゲート絶縁膜4だけでなく、下
層ゲート絶縁膜3をその厚さ方向の途中までエッチング
して除去し、この状態で不純物を注入するようにしても
よい。さらに、ゲート絶縁膜を酸化シリコン膜または窒
化シリコン膜のいずれかの単層で形成した場合には、こ
の単層をその厚さ方向の途中までエッチングして除去
し、この状態で不純物を注入するようにしてもよい。
ば、上層ゲート絶縁膜をエッチングして除去した状態
で、ゲート電極をマスクとしてイオン注入装置により半
導体薄膜に不純物を注入するので、ゲート絶縁膜が下層
ゲート絶縁膜だけの薄い膜厚の状態で不純物を注入する
ことになり、したがって不純物を低加速エネルギで注入
することができ、ひいてはイオン注入装置のコストを低
減することができ、またデバイスに与えるダメージを小
さくすることができる。
の製造に際し、絶縁基板の上面に半導体薄膜、下層ゲー
ト絶縁膜、上層ゲート絶縁膜およびゲート電極を形成し
た状態の断面図。
をマスクとして上層ゲート絶縁膜をエッチングして除去
した後、ゲート電極をマスクとして半導体薄膜に不純物
を注入した状態の断面図。
膜、コンタクトホールおよびソース・ドレイン電極を形
成した状態の断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】ポリシリコンからなる半導体薄膜上に、酸
化シリコンからなる下層ゲート絶縁膜および窒化シリコ
ンからなる上層ゲート絶縁膜を、前記上層ゲート絶縁膜
を前記下層ゲート絶縁膜よりも厚くして形成し、前記上
層ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、該ゲート電極
をマスクとして前記上層ゲート絶縁膜をエッチングして
除去し、この状態で前記ゲート電極をマスクとしてイオ
ン注入装置により前記半導体薄膜に不純物を注入するこ
とを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項2】前記ゲート電極をマスクとして、前記上層
ゲート絶縁膜と、前記下層ゲート絶縁膜をその厚さ方向
の途中までエッチングして除去することを特徴とする請
求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項3】前記下層ゲート絶縁膜の膜厚は200Å程
度であり、前記上層ゲート絶縁膜の膜厚は1600Å程
度であることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジ
スタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03338014A JP3131850B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP03338014A JP3131850B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05152328A JPH05152328A (ja) | 1993-06-18 |
JP3131850B2 true JP3131850B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=18314139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03338014A Expired - Fee Related JP3131850B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3131850B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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KR100579188B1 (ko) * | 2004-02-12 | 2006-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 엘디디 구조를 갖는 박막트랜지스터 |
CN106952928B (zh) * | 2017-03-30 | 2018-10-23 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种tft背板的制作方法及tft背板 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP03338014A patent/JP3131850B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH05152328A (ja) | 1993-06-18 |
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