JP3152025B2

JP3152025B2 - 絶縁ゲート型トランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3152025B2
Application number: JP21017393A
Authority: JP
Inventors: 清弘川崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH0766416A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像表示機能を有する液
晶パネル、とりわけ一方の基板にスイッチング素子であ
る薄膜型の絶縁ゲート型トランジスタを用いた液晶画像
表示装置において有効な絶縁ゲート型トランジスタとそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の微細加工技術、液晶材料及び実装
技術等の進歩により３−１５インチ程度のサイズではあ
るが、液晶パネルで実用上支障ないテレビジョン画像や
各種の画像表示が商用ベースで既に得られている。液晶
パネルを構成する２枚のガラス板の一方にＲＧＢの着色
層を形成しておくことによりカラー表示も容易に実現さ
れ、また絵素毎にスイッチング素子を内蔵させた、いわ
ゆるアクティブ型の液晶パネルではクロストークも少な
くかつ高いコントラスト比を有する画像が保証される。

【０００３】このような液晶パネルは、走査線としては
１２０−９６０本、信号線としては２４０−２０００本
程度のマトリクス編成が標準的で、例えば図４に示すよ
うに液晶パネル１を構成する一方のガラス基板２上に形
成された走査線の電極端子群６に駆動信号を供給する半
導体集積回路チップ３を直接接続するチッフ゜-オン-ク゛ラス（Ｃ
ＯＧ）方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベースと
し、金メッキされた銅箔の端子群（図示せず）を有する
接続フィルム４を信号線の電極端子群５に接着剤で圧接
しながら固定する方式などの実装手段によって電気信号
が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二つの実装
方式を同時に図示しているが、実際にはいずれかの実装
方式が選ばれることは言うまでもない。なお、７、８は
液晶パネル１中央の画像表示部と信号線及び走査線の電
極端子群５、６との間を接続する配線路で、必ずしも電
極端子群と同じ導電材で構成される必要はない。

【０００４】９は全ての液晶セルに共通の透明導電性の
対抗電極を有するもう１枚のガラス板で、２枚のガラス
板２、９は石英ファイバやプラスチック・ビ−ズ等のス
ペ−サによって数μｍ程度の所定の距離を隔てて形成さ
れ、その間隙（ギャップ）は有機性樹脂よりなるシール
材と封口材で封止された閉空間になっており、閉空間に
は液晶が充填されている。カラ−表示を実現するには、
ガラス板９の閉空間側に着色層と称する染料または顔料
のいずれか一方もしくは両方を含む有機薄膜が被着され
て色表示機能が与えられるので、その場合にはガラス基
板９は別名カラーフィルタと呼ばれる。そして液晶材の
性質によってはガラス板９上面またはガラス板２下面の
いずれかもしくは両面上に偏光板が貼付され、液晶パネ
ル１は電気光学素子として機能する。

【０００５】図５はスイッチング素子として絶縁ゲート
型トランジスタ１０を絵素毎に配置したアクティブ型液
晶パネルの等価回路図である。実線で描かれた素子は一
方のガラス基板２上に、そして破線で描かれた素子はも
う一方のガラス基板９上に形成されている。走査線１１
（８）と信号線１２（７）は、例えば非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）を半導体層とし、シリコン窒化層（ＳｉＮ
ｘ）をゲート絶縁膜とするＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
１０の形成と同時にガラス基板２上に作製される。液晶
セル１３はガラス基板２上に形成された透明導電性の絵
素電極１４と、カラーフィルタ９上に形成された同じく
透明導電性の対抗電極１５と、２枚のガラス板で構成さ
れた閉空間を満たす液晶１６とで構成され、電気的には
コンデンサと同じ扱いを受ける。蓄積容量の構成に関し
てはいくつかの選択が可能で、例えば図５では蓄積容量
２２は前段のゲート（走査線）と絵素電極１４とで構成
されている。

【０００６】図５において蓄積容量２２はアクティブ型
の液晶パネルとしては必ずしも必須の構成要素とは限ら
ないが、駆動用信号源の利用効率の向上、浮遊寄生容量
の障害の抑制及び高温動作時の画像のちらつき（フリッ
カ）防止等には効果的存在で、実用上はほぼ採用されて
いる。

【０００７】図６はカラー液晶画像表示装置の要部断面
図である。染色された感光性ゼラチンまたは着色性感光
性樹脂等よりなる着色層１８は先述したように、カラー
フィルタ９の閉空間側で絵素電極１４に対応してＲＧＢ
の三原色で所定の配列に従って配置されている。全ての
絵素電極１４に共通の対抗電極１５は着色層１８の存在
による電圧配分損失を避けるためには図示したように着
色層１８上に形成される。液晶１６に接して２枚のガラ
ス板上に被着された、例えば０．１μｍ程度の膜厚のポ
リイミド系樹脂薄膜層１９は液晶分子を決められた方向
に揃えるための配向膜である。加えて液晶１６にツイス
ト・ネマチック（ＴＮ）型のものを用いる場合には上下
に２枚の偏光板２０を必要とする。

【０００８】ＲＧＢの着色層１８の境界に低反射性の不
透明膜２１を配置すると、ガラス基板２上の信号線１２
等の配線層からの反射光を防止できてコントラスト比が
向上し、またスイッチング素子１０の外部光照射による
ＯＦＦ時のリーク電流の増大が防げて強い外光の下でも
動作させることが可能となり、ブラックマトリクスとし
て実用化されている。ブラックマトリクス材の構成も多
数考えられるが、着色層の境界に於ける段差の発生状況
と光の透過率を考慮すると、コスト高にはなるが０．１
μｍ程度の膜厚のＣｒ薄膜が簡便である。

【０００９】なお、図６において理解を簡単にするた
め、薄膜トランジスタ１０、走査線１１、及び蓄積容量
２２に加えて光源やスペ−サ等の主要因子は省略されて
いる。２３は絵素電極１４と薄膜トランジスタ１０のド
レインとを接続するための導電性薄膜で、一般的には信
号線１２と同一の材質で同時に形成される。ここでは図
示しなかったが、対抗電極１５は画像表示部より僅かに
外よりの隅部で適当な導電性ペーストを介してＴＦＴ基
板２上の適当な導電性パターンに接続され、電極端子群
５、６の一部に組み込まれて電気的接続が与えられる。

【００１０】スイッチング素子である絶縁ゲ−ト型トラ
ンジスタは、材料・プロセス何れの面からみても工業的
にほぼ画一化されたとは言い難い状況であるが、図７に
は一つの典型的な平面パターン配置図を示す。ここでは
蓄積容量２２は前段の走査線１１’と絵素電極１４とで
構成されている。図７のＡ−Ａも’線上の工程断面図を
図８に示し、絶縁ゲ−ト型トランジスタも含めて液晶画
像表示用ＴＦＴ基板の製造プロセスを以下に説明する。

【００１１】先ず図８（ａ）に示したように、ガラス基
板２の一主面上に絶縁ゲート型トランジスタのゲート電
極と走査線を兼ねる金属層１１を例えば、スパッタ等の
真空製膜装置を用いて０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃ
ｒ）で被着して選択的パターン形成を行なう。

【００１２】次に図８（ｂ）に示したように、ゲート絶
縁層２４となるシリコン窒化層（ＳｉＮｘ）、不純物を
殆ど含まない非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層２５、不純
物を大量に含む非晶質シリコン層（ｎ⁺ａ−Ｓｉ）２６
の３層をプラズマＣＶＤ装置を用いて例えば、０．４−
０．０５−０．０５μｍの膜厚で連続的に堆積する。

【００１３】そして図８（ｃ）に示したように、上記２
層の非晶質シリコン層をゲート１１上の近傍で島状に選
択的に形成して２５’、２６’とし、ゲート絶縁層２４
を露出させる。

【００１４】必ずしもこの位置が製造工程上最適とは限
らないが、引続き図８（ｄ）に示したように、スパッタ
等の真空製膜装置を用いて０．１μｍの膜厚の透明導電
性のＩＴＯを被着して選択的パターン形成を行ない絵素
電極１４を形成する。

【００１５】その後ゲート絶縁層２４の一部を選択的に
除去して走査線１１への接続のための開口部（図示せ
ず）を形成した後、図８（ｅ）に示したように、上記開
口部を含んで例えば０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃｒ）
と０．５μｍの膜厚のアルミ（Ａｌ）の２層よりなるゲ
ート配線（図示せず）と一対のソース・ドレイン配線１
２、２３をゲート１１の一部と重なるように選択的に被
着形成し、図８（ｆ）に示したように上記配線をマスク
として不純物を含まない島状の非晶質シリコン層２５’
上の不純物を含む非晶質シリコン層２６’を選択的に除
去して絶縁ゲ−ト型トランジスタが完成する。

【００１６】図９には別の典型的な平面パターン配置図
を示す。ここでも蓄積容量２２は前段の走査線１１’と
絵素電極１４とで構成されている。図９のＡ−Ａ’線上
の断面図を図１０に示し、絶縁ゲ−ト型トランジスタも
含めて液晶画像表示用ＴＦＴ基板の製造プロセスを以下
に説明する。

【００１７】先ず図１０（ａ）に示したように、ガラス
基板２の一主面上に絶縁ゲート型トランジスタのゲート
電極と走査線を兼ねる金属層１１を例えば、スパッタ等
の真空製膜装置を用いて０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃ
ｒ）で被着して選択的パターン形成を行なう。

【００１８】次に図１０（ｂ）に示したように、ゲート
絶縁層２４となる第１のシリコン窒化層（ＳｉＮｘ）、
不純物を殆ど含まない第１の非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ）層２５、エッチング・ストッパーとなる第２のシリ
コン窒化層（ＳｉＮｘ）２７の３層を例えば、０．４−
０．０５−０．１μｍの膜厚でプラズマＣＶＤ装置を用
いて連続的に堆積する。

【００１９】そして図１０（ｃ）に示したように、ゲー
ト１１上でゲートよりも細く第２のＳｉＮｘ層を選択的
に残して２７’とし、不純物を含まない第１の非晶質シ
リコン層２５を露出した後、全面に不純物として例えば
燐（Ｐ）を含む第２の非晶質シリコン層２６を全面に被
着する。

【００２０】引続き図１０（ｄ）に示したように、ゲー
ト１１上周辺に上記２層の非晶質シリコン層を島状に選
択的に形成して２５’、２６’とし、ゲート絶縁層２４
を露出する。さらに、必ずしもこの位置が製造工程上最
適とは限らないが、スパッタ等の真空製膜装置を用いて
０．１μｍの膜厚の透明導電性のＩＴＯを被着して選択
的パターン形成を行ない、絵素電極１４を形成する。

【００２１】その後ゲート絶縁層２４の一部を選択的に
除去して走査線１１への接続のための開口部（図示せ
ず）を形成した後、図１０（ｅ）に示したように上記開
口部を含んで例えば０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃｒ）
と０．５μｍの膜厚のアルミ（Ａｌ）の２層よりなるゲ
ート配線（図示せず）と一対のソース・ドレイン配線１
２、２３を第２のＳｉＮｘ層２７’と一部重なるように
選択的に被着形成し、図１０（ｆ）に示したように上記
配線をマスクとして第２のＳｉＮｘ層２７’上の不純物
を含む第２の非晶質シリコン層２６’を選択的に除去し
て絶縁ゲ−ト型トランジスタが完成する。第２の非晶質
シリコン層２６’の除去に当り、第１の非晶質シリコン
層２５’との選択比を大きくとることは困難で、通常は
非晶質シリコン層２６’の過食刻によって第１の非晶質
シリコン層２５’は消滅してしまい、図９に示した平面
図上ではソース・ドレイン配線１２、２３の一部の直下
にしか非晶質シリコン層は存在しない。第２のＳｉＮｘ
層２７’は非晶質シリコン層２６’の過食刻に対して絶
縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる不純物を含ま
ない非晶質シリコン層２５’を保護する機能を発揮して
いるので、エッチング・ストッパと称されることも多
い。

【００２２】以上述べた二つの製造方法では、２種類の
非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出
してから、ゲート（走査線）への接続のための開口部形
成が実行されているが、製造工程（特に写真食刻工程）
の短縮化のために非晶質シリコン層を島状に形成するこ
となく、２種類の非晶質シリコン層とゲート絶縁層の多
層を一気に食刻して、上記開口部を形成することも可能
である。開口部形成が多層膜の食刻となってやや複雑に
なり、かつドライエッチを使用する方が確実になるなど
の課題がないわけではないが、非晶質シリコン層を島状
に形成する工程を省略することが出来るからである。た
だし、後者の場合には非晶質シリコン層の不透明性に鑑
み、ゲート配線とソース・ドレイン配線をマスクとして
前記配線間の不要な非晶質シリコン層を除去した後に絵
素電極が形成されることは容易に理解されよう。

【００２３】上記２例において蓄積容量２２は前段の走
査線１１’と絵素電極１４とを電極とし、ゲート絶縁層
２４を絶縁体とする構成になっている。またアクティブ
型液晶パネルの信頼性を高める目的で、上記した絶縁ゲ
ート型トランジスタの完成後にパシベーション機能を確
保するＳｉＮｘ等の絶縁層をさらに全面に形成するのが
一般的であるがここではその詳細は省略する。また絶縁
ゲ−ト型トランジスタの耐熱性を向上させるために、ソ
ース・ドレイン配線１２、２３と不純物を含む非晶質シ
リコン層２６’との間に耐熱バリア・メタルとしてＣｒ
を紹介しているが、その他にもＴｉ（チタン）等の金属
薄膜層やシリサイド薄膜層がよく採用されている。耐熱
バリア・メタルの技術の詳細についてもここでは省略す
る。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】先行例として紹介した
絶縁ゲート型トランジスタは何れも、ソース・ドレイン
配線がゲートと一部平面的に重なって形成されるため
に、ゲート・ソース、ゲート・ドレイン間に寄生容量が
発生する。しかもその重なり度合が露光工程での合わせ
精度によって決定されるため、画面サイズが大きくなる
と、１）マスク精度、２）露光機の合わせ精度、３）ガ
ラス基板の熱収縮および熱膨張等で制約されて総合的な
合わせ精度が数 μｍにも及ぶ事は希では無い。ゲート
・ソース間の寄生容量は信号線容量を増加させて消費電
力の増大をもたらし、またゲート・ドレイン間の寄生容
量は絵素電極の電位をゲートパルスで変調させて画像の
焼付けや、露光機にステッパを用いた場合には画面継ぎ
筋として、何れも重大な品質欠陥となるので、明るい画
面を確保するための開口率向上とあいまって、寄生容量
の小さな自己整合型のＴＦＴが望まれている。

【００２５】また絶縁ゲート型トランジスタの構造上、
図８と図１０に記載した両者を比較すると図８に示した
方が製造工程が短いことは容易に理解されよう。しかし
ながら、不純物を含む非晶質シリコン層のみを食刻して
不純物を含まない非晶質シリコン層を残す工程は、選択
比が小さいために極めて制御が困難で、実用上は不純物
を含まない非晶質シリコン層を０．２μｍ以上厚く堆積
しておき、不純物を含む非晶質シリコン層の過食刻に対
してかなりの余裕を持たせているのが現状である。この
ため、プラズマＣＶＤ装置内でのパーティクル発生が歩
留りを大きく左右し、かつ不純物を含む非晶質シリコン
層の食刻が均一性を確保するためにドライエッチとなら
ざるを得ない課題があった。これに対して、図１０の方
はプラズマＣＶＤ装置が３層形成（ＳｉＮｘ、ａ−Ｓ
ｉ、ＳｉＮｘ）とｎ⁺ａ−Ｓｉ形成とで計２台必要であ
り、またエッチングストッパを形成するための写真食刻
工程およびＳｉＮｘの食刻工程が増す課題はあるもの
の、不純物を含まない非晶質シリコン層を先述したよう
に薄く被着でき、かつ不純物を含む非晶質シリコン層の
食刻も制御しにくいと言うことはなく、比較的製造管理
が容易であるという特長がある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した現況に
鑑みなされたもので、エッチングストッパとしての絶縁
層を従来のようにプラズマＣＶＤで被着形成するのでは
なく、不純物を含む非晶質シリコン層を選択的に酸化し
て形成することによって上記課題を回避せんとするもの
である。またゲートとソース・ドレイン間の寄生容量を
低減させるために、上記酸化工程の選択的マスク形成を
ゲートパターンを利用した裏面露光によって自己整合的
に実施するものである。

【００２７】

【作用】ゲートパターンを利用した裏面露光によって自
己整合的に得られた感光性樹脂パターンはゲートとほぼ
同一の幅を与えることができるので、上記感光性樹脂パ
ターンをマスクとして不純物を含まない非晶質シリコン
層上の不純物を含む非晶質シリコン層を選択的に陽極酸
化して酸化シリコン層に変換するために、従来の露光機
を用いたマスク合わせと異なり、ゲートと平面的な重な
りが極めて小さなソース・ドレインを形成することが可
能となった。

【００２８】

【実施例】以下本発明の実施例について図１から図３を
参照しながら説明する。なお便宜上同一の部位には従来
例と同じ番号を賦すこととする。

【００２９】本発明の第１の実施例においては、まず図
１（ａ）に示したように、ガラス基板２の一主面上に絶
縁ゲート型トランジスタのゲート電極と走査線を兼ねる
金属層１１を例えば、スパッタ等の真空製膜装置を用い
て０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃｒ）で被着して選択的
パターン形成を行なう。

【００３０】次に図１（ｂ）に示したように、ゲート絶
縁層２４となるシリコン窒化層（ＳｉＮｘ）、不純物を
殆ど含まない非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層２５、不純
物を大量に含む非晶質シリコン層（ｎ⁺ａ−Ｓｉ）２６
の３層を例えば、０．４−０．０５−０．０５μｍの膜
厚で連続的に堆積する。

【００３１】そして図１（ｃ）に示したように、全面に
ネガ型の感光性樹脂２８を塗布した後、ガラス基板２の
裏面から紫外線２９を照射し、かつガラス基板２の上面
からは通常のホトマスクを用いた露光を併用して、図１
（ｄ）に示したようにゲート１１のパターンに対応して
ゲートパターンよりもわずかに（０．５〜１μｍ程度）
細い幅を有する開口部３０を有する感光性樹脂パターン
２８’を得る。上記露光処理において、適当な処置によ
りガラス基板２の周辺領域に感光性樹脂２８が除去され
た領域を確保しておき、そこをクリップ等で挟んで化成
液中での陽極酸化を行う。

【００３２】不純物を含まない非晶質シリコン層は暗所
では電気的な導電性がほとんどないが、明所では光励起
された電子のため電気的な導電性が生じる性質を持って
おり、これに対して不純物を含む非晶質シリコン層は明
暗に関係なく常時電気的な導電性が有する性質を利用し
て不純物を有する非晶質シリコン層のみを選択的に陽極
酸化することが可能である。

【００３３】具体的には暗所で陽極酸化を行うと導電性
の差から不純物を含む非晶質シリコン層のみが陽極酸化
されて酸化シリコン層になる。５００Åの不純物を含む
非晶質シリコン層は定電圧化成ならば化成電圧は１００
Ｖで１０００Åの酸化シリコン層となる。化成電流が定
常値に収束した後、10.000 ルックス程度の明るい光を
照射して陽極酸化を１〜３分程度追加し、不純物を含ま
ない非晶質シリコン層もごくわずか、数１０Å程度酸化
させると好ましい結果が得られる。これは不純物を含む
非晶質シリコン層から不純物を含まない非晶質シリコン
層に拡散している微量の不純物（Ｐ）を酸化シリコン中
に取り込み、不純物を含まない非晶質シリコン層の電気
的純度を高めるための処理である。

【００３４】陽極酸化終了後、前記感光性樹脂パターン
２８’を除去した状態が図１（ｅ）に示されており、ゲ
ート１１上にのみゲートパターンよりも０．５〜１μｍ
程度細い酸化シリコン層３１を選択的に形成することが
出来ている。

【００３５】この後、図１（ｆ）に示したように、２層
の非晶質シリコン層を選択的に除去して島状２５’、２
６’とし、ゲート絶縁層２４を露出させる。先述したよ
うに必ずしもこの位置が製造工程上最適とは限らないが
スパッタ等の真空製膜装置を用いて０．１μｍの膜厚の
透明導電性のＩＴＯを被着して選択的パターン形成を行
ない、絵素電極１４を形成する。

【００３６】その後ゲート絶縁層２４の一部を選択的に
除去して走査線１１への接続のための開口部（図示せ
ず）を形成した後、図１（ｇ）に示したように、上記開
口部を含んでゲート絶縁層２４上にゲート配線（図示せ
ず）と、不純物を含む非晶質シリコン層２６’を含んで
ゲート絶縁層２４上にソース配線１２と、同じく不純物
を含む非晶質シリコン層２６’と絵素電極１４の一部を
含んでゲート絶縁層２４上にドレイン配線２３とを例え
ば０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃｒ）と０．５μｍの膜
厚のアルミ（Ａｌ）の２層よりなる配線で選択的に被着
形成し、第１の実施例による絶縁ゲ−ト型トランジスタ
が完成する。ここではソース・ドレイン配線１２、２３
はゲート１１と平面的に重ならないようにして、寄生容
量の低下を図っている。

【００３７】第１の実施例においては、絶縁ゲート型ト
ランジスタのソース・ドレインとなる不純物を含む非晶
質シリコン層２６’上の全てにソース・ドレイン配線１
２、２３が形成されていないので、ソース・ドレイン抵
抗を下げることには限界がある。そこで本発明の第２の
実施例においてはソース・ドレイン配線の形成にゲート
パターンを利用した裏面露光でソース・ドレイン配線と
不純物含む非晶質シリコン層との重なりを精度良く増加
させるもので、それを第２の実施例として記載する。

【００３８】本発明の第２の実施例においては、第１の
実施例の図１（ｆ）までは同一の製造工程で進行する。
ゲート絶縁層２４の一部を選択的に除去して走査線１１
への接続のための開口部（図示せず）を形成した後、図
２（ａ）に示したように全面にポジ型の感光性樹脂３２
を塗布し、ガラス基板２の裏面より露光して現像すれば
図２（ｂ）に示したようにゲート１１のパターンに対応
した感光性樹脂パターン３２’を得ることができる。

【００３９】この裏面露光に当たっては得られる感光性
樹脂パターン３２’の幅は酸化シリコン層３１よりは大
きく、かつゲート１１よりは小さく（第１の実施例と同
様に０．５〜１μｍ程度）する必要があることである。
なぜならば前者の条件を満たさないと酸化シリコン層３
１上に後で形成するソース・ドレイン配線が重なって形
成されることになり寄生容量が増加し、また後者の条件
を満たさないとソース・ドレイン配線が不純物を含む非
晶質シリコン層２６’に並列に形成される長さが短くな
りソース・ドレイン抵抗が高くなるからである。

【００４０】感光性樹脂パターン３２’の形成後、例え
ば０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃｒ）と０．５μｍの膜
厚のアルミ（Ａｌ）の２層をスパッタ等の真空製膜装置
を用いて全面に被着する。感光性樹脂パターン３２’の
厚みを１μｍ以上とすることは容易なので、感光性樹脂
パターン３２’の除去とともに感光性樹脂パターン３
２’上のＣｒ／Ａｌ積層部をリフトオフで選択的に除去
した後、図２（ｃ）に示したようにゲート配線（図示せ
ず）とソース・ドレイン配線１２、２３を通常の写真食
刻工程を採用して選択的に形成し、第２の実施例による
絶縁ゲ−ト型トランジスタが完成する。

【００４１】本発明の第３の実施例においては、不純物
を含む非晶質シリコン層２６’上の全面にシリサイド層
を形成させて、ソース・ドレイン抵抗を更に低下させよ
うとするもので、それを以下に記載する。

【００４２】本発明の第３の実施例においては、第１の
実施例の図１（ｅ）までは同一の製造工程で進行する。
その後、図３（ａ）に示したように、全面にシリサイド
を形成可能なタンタル、タングステン、モリブデン、ク
ロム、チタン等の高融点金属層３３を例えば、スパッタ
等の真空製膜装置を用いて０．１μｍの厚みで被着す
る。その後ガラス基板２を２００℃以上の温度に加熱す
ると、不純物を含む非晶質シリコン層２６と前記高融点
金属層３３とが不純物を含む非晶質シリコン層２６内に
大量に含まれている水素によって２００℃以上の低温で
シリサイドを形成するのに対して、前記高融点金属層３
３と酸化シリコン層３１とは反応しないので、シリサイ
ド層の形成後、基板２上の不要な高融点金属層を除去す
れば、不純物を含む非晶質シリコン層２６表面にシリサ
イド層を選択的にかつ自己整合的に形成できる。

【００４３】引続き図３（ｂ）に示したようにシリサイ
ド層３４、不純物を含む非晶質シリコン層２６’、不純
物を含まない非晶質シリコン層２５’を島状に形成して
ゲート絶縁層２４を露出させる。そして必ずしもこの位
置が製造工程上最適とは限らないがスパッタ等の真空製
膜装置を用いて０．１μｍの膜厚の透明導電性のＩＴＯ
を被着して選択的パターン形成を行ない、絵素電極１４
を形成する。シリサイド層よりなるドレインは抵抗値が
低いので絵素電極１４はドレインを含んで形成してよ
い。

【００４４】その後、図３（ｃ）に示したようにゲート
絶縁層２４の一部を選択的に除去して走査線１１への接
続のための開口部（図示せず）を形成した後、上記開口
部を含んでゲート絶縁層２４上にゲート配線（図示せ
ず）と、ソースとなるシリサイド層３４を含んでゲート
絶縁層２４上にソース配線１２とを例えば０．１μｍの
膜厚のクロム（Ｃｒ）と０．５μｍの膜厚のアルミ（Ａ
ｌ）の２層よりなる配線で選択的に被着形成して第３の
実施例による絶縁ゲ−ト型トランジスタが完成する。

【００４５】以上述べたように、本発明では不純物を含
む非晶質シリコン層よりなるソース・ドレインが自己整
合的に形成されるので、従来のようにソース・ドレイン
配線をマスクとして不純物を含む非晶質シリコン層を選
択的に食刻する必要の無いことも大きな特徴である。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、絶
縁ゲート型トランジスタのチャネルを保護する絶縁層
は、不純物を含む非晶質シリコン層を陽極酸化してゲー
トと自己整合的に形成される。したがって不純物を含む
非晶質シリコン層よりなるソース・ドレインとゲートと
の平面的な重なりは、デバイスサイズの大小に関係なく
１μｍ以下の値を実現できるので、ゲート・ドレイン間
の寄生容量による画像の焼付けは実質的に皆無とするこ
とが可能となった。また製造工程の簡略化の観点からみ
ても、プラズマＣＶＤ装置が１台で絶縁ゲート型トラン
ジスタを形成することが可能となり、加えて不純物を含
まない非晶質シリコン層を薄く形成してよいので歩留り
や生産性の向上の寄与も著しく高い等の優れた効果が得
られた。

【００４７】ゲート配線やソース・ドレイン配線の材質
については、本発明の主旨からも明らかなように特別な
制約が無いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による絶縁ゲート型トランジス
タの製造工程断面図

【図２】本発明の実施例による絶縁ゲート型トランジス
タの製造工程断面図

【図３】本発明の実施例による絶縁ゲート型トランジス
タの製造工程断面図

【図４】液晶パネルへの実装手段を示す斜視図

【図５】アクティブ型液晶パネルの等価回路図

【図６】カラー表示用同パネルの要部断面図

【図７】図５に対応した従来のＴＦＴ基板上の平面パタ
ーン図

【図８】図７のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図９】従来の別のＴＦＴ基板上の平面パターン図

【図１０】図９のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【符号の説明】

１液晶パネル２ガラス板３半導体チップ４接続フィルム５、６電極端子９カラ−フィルタ１０絶縁ゲ−ト型トランジスタ１１走査線１２信号線１３液晶セル１４絵素電極１５対抗電極１６液晶１７共通の電極線１８着色層１９配向膜２０偏光板２３ドレイン配線２４ゲート絶縁層２５不純物を含まない非晶質シリコン層２６不純物を含む非晶質シリコン層２７エッチングストッパとしての絶縁層２８ネガ型感光性樹脂層２９紫外線３０感光性樹脂層２８の開口部３１不純物を含む酸化シリコン層３２ポジ型感光性樹脂層３３高融点金属層３４ソース・ドレインとなるシリサイド層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 29/786 G02F 1/1343 G02F 1/1368 H01L 21/336

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板の一主面上にゲートとなる第
１の金属層が選択的に形成され、第１の絶縁層を介して
不純物を含まない第１の非晶質シリコン層が前記ゲート
上に形成され、前記第１の非晶質シリコン層上で前記ゲ
ート上にゲートよりも細く自己整合的に形成された陽極
酸化層を除いた一対の不純物を含む第２の非晶質シリコ
ン層をソース・ドレインとし、前記ソース・ドレインを
含んで前記第１の絶縁層上に前記ゲートと重ならないよ
うにソース・ドレイン配線となる第２の金属層が選択的
に形成され、かつ前記陽極酸化層は前記不純物を含む第
１の陽極酸化層と、前記第１の陽極酸化層よりも前記第
１の非晶質シリコン層側に形成された前記不純物を含ま
ない第２の陽極酸化層とからなることを特徴とする絶縁
ゲート型トランジスタ。
【請求項２】絶縁性基板の一主面上にゲートとなる第
１の金属層を選択的に形成する工程と、第１の絶縁層と
不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と不純物を含
む第２の非晶質シリコン層とを順次被着する工程と、前
記第２の非晶質シリコン層上にネガ型の感光性樹脂を塗
布する工程と、前記絶縁性基板の他の主面上からの露光
も含めて、前記ゲートよりも細い開口部を有する感光性
樹脂パターンを形成する工程と、前記感光性樹脂パター
ンをマスクとし、選択的に第２の非晶質シリコン層を陽
極酸化し、不純物を含む酸化シリコン層を形成した後、
光を照射して第１の非晶質シリコン層の一部を選択的に
陽極酸化して、不純物を含まない酸化シリコン層を形成
する工程と、前記感光性樹脂パターンの除去後、前記不
純物を含む第２の非晶質シリコン層上にソース・ドレイ
ン配線となる第２の金属層を選択的に形成する工程とか
らなる絶縁ゲート型トランジスタの製造方法。
【請求項３】絶縁性基板の一主面上にゲートとなる第
１の金属層が選択的に形成され、第１の絶縁層を介して
不純物を含まない第１の非晶質シリコン層が前記ゲート
上に形成され、前記第１の非晶質シリコン層上で前記ゲ
ート上にゲートよりも細く自己整合的に形成された陽極
酸化層を除いた一対の不純物を含む第２の非晶質シリコ
ン層をソース・ドレインとし、前記ソース・ドレインを
含んで前記第１の絶縁層上に前記ゲートと一部重なるよ
うに自己整合的にソース・ドレイン配線となる第２の金
属層が選択的に形成され、かつ前記陽極酸化層は前記不
純物を含む第１の陽極酸化層と、前記第１の陽極酸化層
よりも前記第１の非晶質シリコン層側に形成された前記
不純物を含まない第２の陽極酸化層とからなることを特
徴とする絶縁ゲート型トランジスタ。
【請求項４】絶縁性基板の一主面上にゲートとなる第
１の金属層を選択的に形成する工程と、第１の絶縁層と
不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と不純物を含
む第２の非晶質シリコン層とを順次被着する工程と、前
記第２の非晶質シリコン層上にネガ型の感光性樹脂を塗
布する工程と、前記絶縁性基板の他の主面上からの露光
も含めて、前記ゲートよりも細い開口部を有する第１の
感光性樹脂パターンを形成する工程と、前記第１の感光
性樹脂パターンをマスクとし、選択的に第２の非晶質シ
リコン層を陽極酸化し、不純物を含む酸化シリコン層を
形成した後、光を照射して第１の非晶質シリコン層の一
部を選択的に陽極酸化して、不純物を含まない酸化シリ
コン層を形成する工程と、前記第１の感光性樹脂パター
ンの除去後、全面にポジ型の感光性樹脂を塗布する工程
と、前記絶縁性基板の他の主面上からの露光により第２
の感光性樹脂パターンを形成する工程と、全面に第２の
金属層を形成する工程と、前記第２の感光性樹脂の除去
により前記第２の金属層を選択的に除去した後にソース
・ドレイン配線を選択的に形成する工程とからなる絶縁
ゲート型トランジスタの製造方法。
【請求項５】絶縁性基板の一主面上にゲートとなる第
１の金属層が選択的に形成され、第１の絶縁層を介して
不純物を含まない第１の非晶質シリコン層が前記ゲート
上に形成され、前記第１の非晶質シリコン層上で前記ゲ
ート上にゲートよりも細く自己整合的に形成された陽極
酸化層を除いた一対の不純物を含む第２の非晶質シリコ
ン層上に形成されたシリサイド層をソース・ドレインと
し、前記ソース・ドレインを含んで前記第１の絶縁層上
にソース・ドレイン配線となる第２の金属層が選択的に
形成され、かつ前記陽極酸化層は前記不純物を含む第１
の陽極酸化層と、前記第１の陽極酸化層よりも前記第１
の非晶質シリコン層側に形成された前記不純物を含まな
い第２の陽極酸化層とからなることを特徴とする絶縁ゲ
ート型トランジスタ。
【請求項６】絶縁性基板の一主面上にゲートとなる第
１の金属層を選択的に形成する工程と、第１の絶縁層と
不純物を含まない第１の非晶質シリコン層と不純物を含
む第２の非晶質シリコン層とを順次被着する工程と、前
記第２の非晶質シリコン層上にネガ型の感光性樹脂を塗
布する工程と、前記絶縁性基板の他の主面上からの露光
も含めて前記ゲートよりも細い開口部を有する感光性樹
脂パターンを形成する工程と、前記感光性樹脂パターン
をマスクとし、選択的に第２の非晶質シリコン層を陽極
酸化し、不純物を含む酸化シリコン層を形成した後、光
を照射して第１の非晶質シリコン層の一部を選択的に陽
極酸化して、不純物を含まない酸化シリコン層を形成す
る工程と、前記感光性樹脂パターンの除去後、全面に第
２の金属層を被着する工程と、前記絶縁性基板を加熱し
て前記第２の非晶質シリコン層と第２の金属層とを選択
的にシリサイド層化させる工程と、前記第２の金属層を
除去した後に前記シリサイド層上にソース配線またはソ
ース・ドレイン配線となる第３の金属層を選択的に形成
する工程とからなる絶縁ゲート型トランジスタの製造方
法。