JP3232050B2 - 絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法 - Google Patents
絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法Info
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Description
に関するものであり、特に液晶電気光学装置や完全密着
型イメージセンサ装置等に適用可能なものである。
半導体装置は、様々な分野で幅広く使用されている。こ
の半導体装置はシリコン基板上に形成されたものであ
り、多数の半導体素子を機能的に集積させて、ICまた
はLSIとして利用されている。一方、同様の絶縁ゲイ
ト型電界効果半導体装置ながら、絶縁基板上等に薄膜を
積層して形成された薄膜型の絶縁ゲイト型電界効果半導
体装置(以下TFTという)が液晶電気光学装置の画素
のスイッチング素子部分、駆動回路部分あるいは密着型
イメージセンサの読み取り回路部分等に積極的に使用さ
れはじめている。このTFTは前述のように絶縁性基板
上に気相法により薄膜を積層して形成するので、その作
製雰囲気温度が最高で500℃程度と低温で形成でき、
安価なソーダガラス、ホウケイ酸ガラス等を基板として
用いることができる。このように、安価な基板上に作製
でき、その作製する最大寸法は薄膜を気相法にて形成す
る装置の寸法にのみ限定されるもので、容易に大面積基
板上にトランジスタを形成できる利点を持ち、このた
め、多量の画素を持つマトリクス構造の液晶電気光学装
置や一次元または二次元のイメージセンサへの利用を期
待され、一部実現されている。この従来のTFTの代表
的な構造を図2に概略的に示す。図2において、1はガ
ラスよりなる絶縁性基板であり、2は非晶質半導体より
なる薄膜半導体、3はソース、ドレイン領域で、7はソ
ース、ドレイン電極、8はゲイト電極である。このよう
なTFTは一般に、まず基板上に半導体被膜を形成し、
第1のマスクを使用して、必要部分に島状にこの半導体
領域2をパターニングして形成する。次にこのゲイト絶
縁膜6を形成し、この上にゲイト電極材料を形成し、第
2のマスクを使用して、ゲイト電極8とゲイト絶縁膜6
とをパターニングする。この後、第3のマスクにより形
成したフォトレジストのマスクとゲイト電極8とをマス
クとしてセルファラインに半導体領域2にソース、ドレ
イン領域3を形成する。この後、層間絶縁膜4を形成す
る。この層間絶縁膜に対してソース、ドレイン領域3へ
の電極接続の為にコンタクトホールを第4のマスクを使
用して形成する。この後電極材料形成後第5のマスクに
よりこの電極材料をパターニングして電極7を形成し
て、TFTを完成する。
TFTは5枚のマスクを使用し、相補型のTFTの場合
は6枚のマスクが必要とされていた。当然、複雑な集積
回路とする場合にはこの枚数以上のマスクが必要とな
る。このように多数のマスクを使用することはTFT素
子を作製するプロセスにおいて、複雑な工程が必要とな
り、かつマスク合わせの回数も当然増える。これらは、
TFT素子製造の歩留り、生産性の低下を引き起こして
いる。さらに、TFT素子を使用した電子装置の大型化
やTFT素子自身の小型化、パターンの微細化がこれら
をさらに低下させる要因となっていた。その為にTFT
作製プロセスにおいて、複雑な工程を必要としないプロ
セス、TFT作製に必要なマスクの数を減らす新規なT
FTの構造が望まれていた。したがって、本発明は絶縁
ゲイト型電界効果半導体装置の新規な構造と簡単な製造
プロセスに関するものであり、従来に比較して、少ない
マスク数でTFTを作製できることを特徴とするもので
ある。
電極の側面付近にはゲイト電極を構成する材料の陽極酸
化膜が設けられ、ソース、ドレイン領域に接続する電極
は前記ソース、ドレイン領域の上面と側面に接してお
り、前記ソース、ドレインに接続された電極は前記ゲイ
ト電極の側面付近に設けられた絶縁膜の上方にまでわた
って延在している。すなわち、図1に示す本発明のTF
Tの概略断面図にあるように、ゲイト電極8の少なくと
も側面付近には陽極酸化膜10が設けられており、この
陽極酸化膜の端面よりソース、ドレイン領域3の上面と
側面とが少しはみ出ており、このはみ出た部分で電極7
がソース、ドレイン領域3と接続されており、接続の面
積を大きく取っている。さらに、この電極7はゲイト電
極8上の絶縁膜11の上方にまで延在しており、この部
分でパターニングされ、個々の電極に分離されている。
作製する工程を図3、図4に概略的に示す。本明細書に
記載の図面においては、説明のために概略を示したにす
ぎないので、実際の寸法、形状とは若干異なっている。
以後、図3、図4に基づいて、本発明のTFTの製造工
程の一例を説明する。先ず、図3(A)のように、ガラ
ス基板、例えば耐熱性を持つ結晶化ガラス1上に半導体
層2を形成する。この半導体層としては、アモルファス
半導体、多結晶半導体等幅広い種類の半導体を使用する
ことができる。また、形成方法としては採用する半導体
の種類によりプラズマCVD法、スパッタリング法、熱
CVD法等を選択することができる。ここでは、多結晶
シリコン半導体を例として以下の工程を説明して行く。
次にゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜6をこの半導体層2
上に形成する。さらにこの上にゲイト電極となる電極材
料、ここでは電極材料として、アルミニウムを形成す
る。さらに、この上面に絶縁膜11として酸化珪素膜を
スパッタリング法により形成する。この後、第1のマス
クを使用して、この絶縁膜11およびゲイト電極8を
パターニングする。この後、陽極酸化用の電解溶液中に
て、このゲイト電極8の側面付近を陽極酸化して、無孔
質性の酸化アルミニウム10を少なくとも、チヤネル領
域付近のゲイト電極の側面付近に図3(B)のように形
成する。この陽極酸化に使用する溶液としては、代表的
には硫酸、硝酸、燐酸等の強酸溶液や酒石酸、クエン酸
にエチレングリコールやプロピレングリコール等を混合
した混合酸等が使用できる。また、必要に応じて、この
溶液のpHを調整するために、塩やアルカリ溶液を混合
することも可能である。まず、3%の酒石酸水溶液1に
対して、9の割合でプロピレングリコールを添加したA
GW電解溶液にこの基板を浸し、アルミニウムのゲイト
電極を電源の陽極に接続し、対する陰極として白金を使
用して直流電力を印加した。陽極酸化の条件は最初、定
電流モードで電流密度2.5mA/cm2 で30分電流
を流した後、定電圧モードで5分処理し、厚さ2500
Åの酸化アルミニウムをゲイト電極の側面付近に形成し
た。この酸化処理と同条件で作製した試料を用いて、こ
の酸化アルミニウムの絶縁性を調べたところ、比抵抗は
109 Ωmで、絶縁耐圧は2×105 V/cmの特性を
持つ酸化アルミニウム膜であった。また、この試料の表
面を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、約8000
倍にまで拡大してその表面の凹凸が観察できたが、微小
な穴は観察できず、良好な絶縁被膜であった。次にこの
上面にプラズマCVD法により酸化珪素膜12を形成し
た後、この状態から基板に対してほぼ垂直方向に異方性
エッチング処理を行い、図3(D)のように絶縁膜1
1、ゲイト電極8および陽極酸化膜10で構成される凸
状部の側壁位置に酸化珪素13を残す。この酸化珪素膜
12は絶縁膜11よりエッチング速度が速くなるように
その作製時の雰囲気温度を200℃と通常より低い温度
で形成する。また、この膜としては酸化珪素膜だけでは
く、有機樹脂膜やその他の被膜が使用できる。つぎにこ
の残った酸化珪素13と凸状部の絶縁膜11、ゲイト電
極8および陽極酸化膜10とをマスクとして、この下の
半導体層2をセルファラインでエッチング除去する。こ
の時の様子を図4(A)に示す。またこの時の上面の様
子を図5(A)に示す。さらに図5におけるA−A' に
対応する断面が図4に示されている。次にこの状態か
ら、酸化珪素膜13とゲイト絶縁膜6とを凸状部をマス
クとして酸化珪素のみ選択エッチング除去し、図4
(F)および図5(B)のように半導体層2の一部をゲ
イト電極の端部より露呈させる。次にこの露呈された部
分に対して、ソース、ドレイン領域となるように不純物
のドーピングを行う。図4(B)にあるように、ゲイト
の陽極酸化膜10をマスクとして基板の上面より、リン
イオンをイオン打ち込み処理する。このようにしてソー
ス、ドレイン領域3を形成する。この後、領域の活性化
処理のため、レーザをこの部分に照射し、レーザアニー
ル処理によりソース、ドレイン領域の活性化を行う。こ
の活性化処理としてはこの他に熱アニール処理等を採用
することができる。次にこの上面にソース、ドレインの
電極となるアルミニウムを形成し、第2のマスクを使
用して、所定のパターンにソース、ドレインの電極をエ
ッチングしてソースとドレインの電極を分断する。この
状態を図4(C)に示す。最後にこのソースとドレイン
の電極7および凸状部をマスクとして、周辺にはみでて
いる半導体層2をエッチング除去し、図4(C)および
図6(B)に示すようなTFTを完成する。上記の説明
において、説明したTFTの製造工程は一例であり、こ
の説明で示された製造工程のみに制限されるものではな
い、例えば、ソース、ドレイン領域の不純物のドーピン
グ工程は上記の説明においては図4(B)に示すよう
に、半導体層2のパターニング後に行ったが、図3
(B)の状態でゲイト上の絶縁膜11をマスクとしてイ
オン打ち込み処理を行うことも可能である。また、図1
に示されたTFTの別の作製方法の例として、図7にそ
の製造工程の概略図を示す。この図に示されたTFTの
作製工程においては図3、図4の作製工程で採用したよ
うな、異方性エッチング技術という特殊な技術は使用せ
ず、一般的なプロセス技術にて構成されている。絶縁性
基板1上に図3の場合と同様にシリコン半導体被膜を全
面に形成した後にTFT素子のソース、ドレイン領域と
チャネル形成領域を含むようにこの半導体被膜を島状に
1枚目のマスクを使用してパターニングしTFT素子に
対応する部分の半導体膜2を形成する。この時の上面図
を図9(A)に示し、このTFT領域のソース、ドレイ
ン、ゲイト付近の断面図を図7(A)に示す。次にこの
上面をおおって、ゲイト絶縁膜6、ゲイト電極材料のア
ルミニウム8及びその上に絶縁膜11を図7(B)に示
すように形成する。次に2枚目のマスクを使用して、半
導体膜2の所定の位置にゲイト部を形成するようにこれ
らの膜をエッチングして図7(C)のように凸状部を完
成し半導体膜2を凸状部より露出させる。またこの時の
上面の様子を図9(B)に示す。この状態で図3の
(B)の工程のようにゲイト電極8の側面付近に陽極酸
化膜10を形成して、図7(C)の状態を得る。次にこ
の露出している半導体膜2にソース、ドレイン用に不純
物イオンをドーピングして、ソース、ドレイン領域3を
図8(A)に示すように形成する。このイオンのドーピ
ングはイオンの打ち込む方向を斜めから行ったり、不純
物の拡散処理を行う等の処理を施し、ソースまたはドレ
インとチャネル領域半導体との境界をゲイト電極8の端
付近、すなわち、陽極酸化膜10の端より中側になるよ
うにする。これにより、陽極酸化膜10とゲイト絶縁膜
6の接する付近にソース、ドレインの電極が重なって設
けられても、ショートすることがなく、陽極酸化膜10
だけで十分な絶縁性を確保することができる。次にこれ
らの全面をおおって、金属被膜を形成した後、3枚目の
マスクを使用して、絶縁膜11上にまでこの電極を延在
させて、ソースドレイン電極7を分断し、図8(B)の
様な構造を得る。次にこのソース、ドレイン電極7から
はみ出ている半導体膜を除去するため、ソース、ドレイ
ン電極7をマスクとしてエッチング処理を行い、図10
(A)の状態を得て、本発明のTFTを完成する。図3
に示した製造方法にくらべて、半導体層2を形成後でゲ
イト電極形成前の工程において、新たにフォトマスクを
使用して、TFT領域付近のみ半導体層を島状にパター
ニングすると、図9、図10に示すように、ゲイト電極
のリード配線部分の下には半導体層2が存在せず基板ま
たは基板上の絶縁膜が存在するのみであり、この部分に
おいて、ゲイト電極配線とコンデンサーを構成しないよ
うにできる。この構成により、より高速に応答可能なT
FTを3枚のマスクにより作製する子とが可能となる。
この様子を図10(A)の上面図のB−B’断面図を図
10(B)に示す。このように本発明によると、たった
2〜3枚のマスクにより、TFTを作製することが可能
となった。また、このTFTを相補型構成とする時に
は、さらにマスクを1〜2枚追加することで達成でき
る。また、ゲイト電極への外部からの接続は陽極酸化処
理の際にゲイト電極の一部を陽極酸化用電解液に接触さ
せないようにして陽極酸化膜を形成するか、最後の不要
な半導体層をエッチングした後にソース、ドレインの電
極と陽極酸化膜との選択エッチングにて、外部に露出し
ている陽極酸化膜を除去することで、接続することがで
きる。無論、新たに別のマスクを使用して、特定の場所
の絶縁膜にコンタクト用の穴をあけて接続することも可
能である。
うな回路構成を持つアクティブマトリクス型の液晶電気
光学装置に対して本発明のTFTを応用した例を示す。
図11から明らかなように本実施例のアクティブ素子は
相補型構成となっており、一つの画素電極に対してPT
FTとNTFTとが設けられている。この回路構成に対
応する実際の電極等の配置構成を図15に示している。
これらは説明を簡単にする為2×2に相当する部分のみ
記載している。まず、本実施例で使用する液晶電気光学
装置用の基板の作製方法を図12〜図14を使用して説
明する。図12(A)において、石英ガラス等の高価で
ない700℃以下、例えば約600℃の熱処理に耐え得
るガラス50上にマグネトロンRF(高周波) スパッタ
法を用いてブロッキング層51としての酸化珪素膜を1
000〜3000Åの厚さに作製する。プロセス条件は
酸素100%雰囲気、成膜温度15℃、出力400〜8
00W、圧力0.5Paとした。タ−ゲットに石英また
は単結晶シリコンを用いた成膜速度は30〜100Å/
分であった。この上に、後にソース、ドレイン、チャネ
ル形成領域となるシリコン膜52をLPCVD(減圧気
相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも1
00〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃
でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) をCVD
装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜300
Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であった。
PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vt
h)に概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用
いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に添加
してもよい。スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。プラズマCVD法により珪素膜を作製する場合、温
度は例えば300℃とし、モノシラン(SiH4)またはジシ
ラン(Si2H6) を用いた。これらをPCVD装置内に導入
し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。
これらの方法によって形成された被膜は、酸素が5×10
21cm-3以下であることが好ましい。この酸素濃度が高い
と、結晶化させにくく、熱アニ−ル温度を高くまたは熱
アニ−ル時間を長くしなければならない。また少なすぎ
ると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電流が増加
してしまう。そのため4×1019〜4×10 21cm-3の範囲と
した。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022cm-3と
して比較すると1原子%であった。また、ソ−ス、ドレ
インに対してより結晶化を助長させるため、酸素濃度を
7×1019cm-3以下、好ましくは1×1019cm-3以下とし、
ピクセル構成するTFTのチャネル形成領域のみに酸素
をイオン注入法により5×1020〜5×1021cm-3となるよ
うに添加してもよい。その時周辺回路を構成するTFT
には光照射がなされないため、この酸素の混入をより少
なくし、より大きいキャリア移動度を有せしめること
は、高周波動作をさせるために有効である。上記方法に
よって、アモルファス状態の珪素膜を500〜3000
Å、例えば1500Åの厚さに作製の後、450〜70
0℃の温度にて12〜70時間非酸化物雰囲気にて中温
の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて600℃の温度で
保持した。珪素膜の下の基板表面にアモルファス構造の
酸化珪素膜が形成されているため、この熱処理で特定の
核が存在せず、全体が均一に加熱アニ−ルされる。アニ
−ルにより、珪素膜はアモルファス構造から秩序性の高
い状態に移り、一部は結晶状態を呈し得られるキャリア
の移動度はホ−ル移動度(μh)=10〜200cm2 /
VSec、電子移動度(μe )=15〜300cm2 /V
Secが得られる。図12(A) において、珪素膜を第1
のフォトマスクにてフォトエッチングを施し、PTF
T用の領域30(チャネル巾20μm)を図面の左側に、
NTFT用の領域40を右側に作製した。この上に酸化
珪素膜をゲイト絶縁膜53として500〜2000Å例
えば700Åの厚さに形成した。これはブロッキング層
としての酸化珪素膜51の作製と同一条件とした。この
成膜中に弗素を少量添加し、ナトリウムイオンの固定化
をさせてもよい。また、本実施例ではこの上面に形成さ
れるゲイト電極とゲイト絶縁膜との反応を抑える役目を
持つブロッキング層としてこの酸化珪素膜上に50〜2
00Å例えば100Åの窒化珪素膜54を形成した。こ
の後、この上側にゲイト電極用の材料として、公知のス
パッタリング法にてアルミニウムを3000Å〜1.5
μm例えば1μmの厚さに形成した。このゲイト電極材
料としてはアルミニウムの他にモリブデン(Mo)、タ
ングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)
やこれらの材料にシリコンを混合した合金やシリコンと
金属被膜の積層配線等を使用することができる。本実施
例のようにゲイト電極として、金属材料を使用すると特
にアルニウム等の低抵抗材料の場合は、基板の大面積、
高精細化に伴い発生するゲイト遅延(ゲイト配線を伝播
する電圧パルスの遅延と波形の歪み)の増大をおさえる
ことができ、容易に基板の大面積化をすすめることがで
きる。さらに、このゲイト電極材料上に絶縁膜49とし
て酸化珪素膜を厚さ3000Å〜1μm、ここでは60
00Åにスパッタ法により形成した後、この絶縁膜49
とゲイト電極材料とを第2のフォトマスクにてパタ−
ニングして図12(B)のようにPTFT用のゲイト電
極55、NTFT用のゲイト電極56を形成した。この
ゲイト電極はいずれも同じゲイト配線57に接続されて
いる。次にこの基板を3%の酒石酸水溶液1に対して、
9の割合でプロピレングリコールを添加したAGW電解
溶液に浸し、アルミニウムのゲイト電極を電源の陽極に
接続し、対する陰極として白金を使用して直流電力を印
加した。このときゲイト電極はゲイト配線ごとに接続さ
れているが、基板の端部付近で全てのゲイト配線をはさ
みこんで接続するように接続端子を設けて陽極酸化を行
ない図12(C)のようにゲイト電極の側面付近に陽極
酸化膜58、59を形成した。陽極酸化の条件は最初、
定電流モードで電流密度4mA/cm2 で20分電流を
流した後、定電圧モードで15分処理し、厚さ2500
Åの酸化アルミニウムをゲイト電極の側面付近に形成し
た。この陽極酸化膜はできるだけ厚く形成するほうが良
く、プロセス条件の許すかぎり厚く形成した。次に図1
3(A)のように半導体上の窒化膜54と酸化珪素膜5
3をエッチング除去した後に、基板全面に対してPTF
T用の不純物としてホウ素を1〜5×1015cm-2のドー
ズ量でイオン注入法により添加した。このドープ濃度は
1019cm-3程度としてPTFTのソース60、ドレイン
61を形成する。本実施例では、イオンドーピングを表
面の絶縁膜を除去した後に行ったが、イオン打ち込みの
条件を変えればこの半導体膜上の絶縁膜53、54をと
おしてもドーピングすることは可能である。次に図13
(B)のようにフォトレジスト61を第3のフォトマス
クを用いて形成し、PTFT領域を覆った後、NTF
T用のソ−ス62ドレイン63に対し、リンを1〜5×
1015cm-2のド−ズ量でイオン注入法により添加し、ド
ープ濃度が1020cm-3程度となるようにした。以上のよ
うなイオンのドーピング工程において、イオンの打ち込
む方向を基板に対して斜めにして、ゲイト電極側面付近
の陽極酸化膜の下の方向に不純物が回り込むようにして
ソース、ドレイン領域の端部をゲイト電極の端部と概略
一致するようにした。これにより、陽極酸化膜が後の工
程で形成される電極配線に対して、十分な絶縁作用を持
つことになり、新たな絶縁膜の形成を行う必要がなくな
る。次に、600℃にて10〜50時間再び加熱アニ−
ルを行い不純物領域の活性化処理を行った。PTFTの
ソ−ス60、ドレイン61、NTFTのソ−ス62、ド
レイン63を不純物を活性化してP+ 、N+ として作製
した。またゲイト電極55、56下にはチャネル形成領
域64、65が形成されている。本実施例ではこの活性
化処理として熱によるアニールを採用したがこの方法以
外にレーザ光をソース、ドレイン領域に照射して活性化
処理する方法も採用可能である。この場合、瞬間的に活
性化処理を行うので、ゲイト電極に使用している金属材
料の拡散のことを考慮する必要がなく、本実施例で採用
したゲイト絶縁膜上のブロッキングの役目の為の窒化珪
素膜54を省略するこも可能となる。次に此の上面に絶
縁性被膜を前記したスパッタ法により酸化珪素膜として
形成した。この被膜の厚みは成るべく厚く、例えば0.
5〜2.0μm本実施例では1.2μmの厚さに形成
し、その後、この上面より異方性エッチング処理を行い
絶縁膜、ゲイト電極および陽極酸化膜で構成される凸状
部の側壁付近に残存領域66を形成する。その様子を図
13(C)に示す。次にこの凸状部と残存領域66とを
マスクとして、半導体膜52の不要部分をエッチング除
去して、凸状部の側面付近に存在する残存領域66を除
去し、凸状部の外側に各々のTFTのソース、ドレイン
領域となる半導体膜52を露呈させた。この状態を図1
4(A)に示す。さらに、これら全体にアルミニウムを
スパッタ法により形成し、リ−ド67、68および、コ
ンタクト部分69、70を第4のマスクによりパター
ニングした後、電極67、68、69、70およびゲイ
ト電極55、56上の絶縁膜49およびその側面付近の
陽極酸化膜58、59よりはみでている半導体膜をエッ
チング除去して、完全な素子分離を行いTFTを完成さ
せる。このような製造方法により、相補型構成のTFT
を4枚のマスクで作製することができた。この様子を図
14(B)に示す。このTFTはゲイト電極の側周辺が
陽極酸化膜でくるまれており、ソース、ドレイン領域は
ゲイト電極部より電極接続部分のみはみだしているがそ
れ以外の部分はすべてゲイト電極下に存在する。また、
ソース、ドレイン電極はソース、ドレイン領域の上面と
側面の2ヵ所で接触しており、十分なオーミック接続が
保証さる。かくすると、セルファライン方式でありなが
らも、700℃以上にすべての工程で温度を加えること
がなくC/TFTを作ることができる。そのため、基板
材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよく、
本発明の大画素の液晶電気光学装置にきわめて適したプ
ロセスである。本実施例では熱アニ−ルは図12
(A)、図13(B)で2回行った。しかし図12
(A)のアニ−ルは求める特性により省略し、双方を図
13(B)のアニ−ルにより兼ね製造時間の短縮を図っ
てもよい。また、本実施例ではゲイト電極としてアルミ
ニウムを使用しているがその下に窒化珪素膜54を設け
ているので、アルミニウムが下のゲイト絶縁膜と反応す
ることが無く良好な界面特性を実現することができた。
次に図14(C)に示す如く2つのTFTを相補型構成
とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素の電極を
透明電極としてそれに連結するため、スパッタ法により
ITO(インジュ−ム・スズ酸化膜)を形成した。それ
を第5のフォトマスクによりエッチングし、画素電極
71を構成させた。このITOは室温〜150℃で成膜
し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−ルに
より成就した。かくの如くにしてPTFT30とNTF
T40と透明導電膜の電極71とを同一ガラス基板50
上に作製した。得られたTFTの電気的な特性はPTF
Tで移動度は20(cm2/Vs)、Vthは−5.9(V)
で、NTFTで移動度は40(cm2/Vs)、Vthは5.0
(V)であった。この液晶電気光学装置の電極等の配置
の様子を図15に示している。図15(A)のC−C’
線断面が図12〜図14の製造工程の断面に対応する。
PTFT30を第1の信号線72と第3の信号線57と
の交差部に設け、第1の信号線72と右隣の第3の信号
線76との交差部にも他の画素用のPTFTが同様に設
けられている。一方NTFTは第2の信号線75と第3
の信号線57との交差部に設けられている。また、隣接
した他の第1の信号線74と第3の信号線57との交差
部には、他の画素用のPTFTが設けられている。この
ようなC/TFTを用いたマトリクス構成を有せしめ
た。PTFT30は、ドレイン61の電極で第1の信号
線72に連結され、ゲイト55は信号線57に連結され
ている。ソ−ス60の出力端はコンタクトを介して画素
の電極71に連結している。他方、NTFT40はソー
ス62の電極で第2の信号線73に連結され、ゲイト5
6は信号線57に、ドレイン63の出力端はコンタクト
を介してPTFTと同様に画素電極71に連結してい
る。また、同じ第3の信号線に接続され、かつとなりに
設けられた他のC/TFTはPTFT31が第1の信号
線74にNTFT41が第2の信号線75に接続されて
いる。かくして一対の信号線72、73に挟まれた間
(内側) に、透明導電膜よりなる画素電極71とC/T
FTとにより1つのピクセル80を構成せしめた。かか
る構造を左右、上下に繰り返すことにより、2×2のマ
トリクスをそれを拡大した640×480、1280×
960といった大画素の液晶電気光学装置とすることが
できる。なお、ここでTFTの不純物領域をソース、ド
レインと呼んだのは説明の為であり、実際に駆動する際
にはその呼び名の機能とは異なる場合がある。本実施例
においては、半導体膜52を第1のフォトマスクを使用
して島状にエッチング除去して、各々のTFTの素子分
離をおこなっている。これにより、TFTの領域以外の
ゲイト配線の下側には半導体膜が存在せず、このゲイト
配線の下は基板か基板上の絶縁膜であり、この部分でゲ
イト入力側の容量を形成することが無いため、高速の応
答が可能となる。さらに、図15(A)のD−D’断面
に対応する断面図を図15(B)に示す。このように本
発明ではゲイト電極配線57、76と配線72との交差
部においてゲイト電極配線上に必ず絶縁膜49が設けら
れるので、この部分での配線による容量の発生を防止で
き、たった4枚のマスクで多層配線構造を有するTFT
の集積回路も作製することが可能となった。この様に作
製したアクティブ素子が設けられた基板を使用して、液
晶電気光学装置とする。先ずこの基板上に紫外線硬化特
性を有する、エポキシ変成アクリル樹脂中に50重量%
のネマチック液晶を分散させた樹脂を、スクリーン法を
用いて形成した。使用したスクリーンのメッシュ密度は
1インチ当り125メシュとし、エマルジョン厚は15
μmとした。またスキージー圧は1.5kg/cm2と
した。次に10分間のレベリングの後236nmを中心
とした発光波長を有する高圧水銀ランプにて、1000
mJのエネルギーを与え、樹脂を硬化させ、12μm厚
の調光層を形成した。その後、直流スパッタ法を用い
て、Mo(モリブデン)を2500Å成膜し、第二の電
極とした。その後、黒色のエポキシ樹脂を、スクリーン
法を用いて印刷を行い、50℃で30分仮焼成の後、1
80℃で30分本焼成を行い、50μmの保護膜を形成
した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICを接続
し、ただひとつの基板で構成される反射型の液晶表示装
置を完成させた。本実施例ではアクティブ素子として相
補型構成のTFTを各画素に1組づつ設けたが、特にこ
の構成に限定されることはなく、複数組の相補型構成の
TFTを設けてもよく、さらに複数組の相補型構成のT
FTを複数に分割された画素電極に設けてもよい。この
様にして、分散型液晶にアクティブ素子を設けた液晶電
気光学装置を完成した。本実施例の分散型液晶は基板が
1枚しか必要としないため、軽くて薄い液晶電気光学装
置を安価で実現することができ、偏向板を使用せず、配
向膜も必要とせず、一枚のみの基板で液晶電気光学効果
を実現できるので、非常に明るい液晶電気光学装置を実
現できた。また、その他の液晶電気光学装置の基板の一
方としても本発明を応用することは可能である。「実施
例2」 本実施例では図16に示すような、一つの画素
に対して、相補型構成の変形トランスファーゲイトTF
Tを設けた液晶電気光学装置に本発明を採用した。本実
施例におけるTFTの作製は基本的に実施例1と同様で
あり、その工程はほぼ図12〜図14と同様に進行す
る。ただし、本実施例では変形トランスファーゲイトの
C/TFTを採用しているので、図12〜図14とはそ
の配置が異なる、実際の配置は図19に示すような位置
にTFTは配置接続されている。図16にあるように、
共通のゲイト配線91にPTFT95とNTFT96と
がゲイトを接続しているこれらはソース、ドレイン領域
を接続して、他方の信号線93に接続しており、他方の
ソース、ドレイン領域も共通に画素電極に接続されてい
る。まず、ガラス98上にマグネトロンRF(高周波)
スパッタ法を用いてブロッキング層99としての酸化珪
素膜を1000〜3000Åの厚さに作製する。プロセ
ス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度15℃、出力4
00〜800W、圧力0.5Paとした。タ−ゲットに
石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は30〜1
00Å/分であった。この上にシリコン膜97をLPC
VD(減圧気相)法、スパッタ法またはプラズマCVD
法により形成した。図17(A)において、珪素膜を第
1のフォトマスクにてフォトエッチングを施し、PT
FT用の領域を図面の左側に、NTFT用の領域を右側
に作製した。本実施例の場合は実施例1の場合と異な
り、この半導体領域はTFTの領域になるように確定さ
せる。一方実施例1の場合は後の工程で再度異方性エッ
チングによりTFTの領域を確定するので、1回目マス
クはラフに位置合わせを行っていた。この上に酸化珪素
膜をゲイト絶縁膜103として500〜2000Å例え
ば700Åの厚さに形成した。これはブロッキング層と
しての酸化珪素膜99の作製と同一条件とした。この
後、この上側にゲイト電極107用の材料として、公知
のスパッタリング法にてアルミニウムとシリコンの合金
を3000Å〜1.5μm例えば1μmの厚さに形成し
た。このゲイト電極材料としてはアルミニウムシリサイ
ドの他にモリブデン(Mo)、タングステン(W)、チ
タン(Ti)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)やこ
れらの材料にシリコンを混合した合金やこれらの材料自
身の合金やシリコンと金属被膜の積層配線等を使用する
ことができる。さらに、このゲイト電極材料上に絶縁膜
106として酸化珪素膜を厚さ3000Å〜1μm、こ
こでは6000Åにスパッタ法により形成した後、この
絶縁膜106とゲイト電極107とを第2のフォトマス
クにてパタ−ニングして図17(B)のようにゲイト
電極107と絶縁膜106とを形成した。次にこの基板
を3%の酒石酸水溶液1に対して、9の割合でプロピレ
ングリコールを添加したAGW電解溶液に浸し、アルミ
ニウムシリサイドのゲイト電極を電源の陽極に接続し、
対する陰極として白金を使用して直流電力を印加した。
このときゲイト電極はゲイト配線ごとに接続されている
が、基板の端部付近で全てのゲイト配線をはさみこんで
接続するように接続端子を設けて陽極酸化を行ない図1
7(C)のようにゲイト電極の側面付近に陽極酸化膜1
00を形成した。次に図17(D)のように半導体上の
絶縁膜103をエッチング除去した後に、基板全面に対
してPTFT用の不純物としてホウ素を1〜5×1015
cm-2のドーズ量でイオン注入法により添加した。このド
ープ濃度は1019cm-3程度としてPTFTのソース、ド
レイン領域を形成する。本実施例では、イオンドーピン
グを表面の絶縁膜を除去した後に行ったが、イオン打ち
込みの条件を変えればこの半導体膜上の絶縁膜103を
とおしてもドーピングすることは可能である。次に図1
8(A)のようにフォトレジスト110を第3のフォト
マスクを用いて形成し、PTFT領域を覆った後、N
TFT用のソ−ス、ドレイン領域に対し、リンを1〜5
×1015cm-2のド−ズ量でイオン注入法により添加し、
ドープ濃度が1020cm-3程度となるようにした。以上の
ようなイオンのドーピング工程において、イオンの打ち
込む方向を基板に対して斜めにして、ゲイト電極側面付
近の陽極酸化膜の下の方向に不純物が回り込むようにし
てソース、ドレイン領域104、105の端部をゲイト
電極の端部と概略一致するようにした。これにより、陽
極酸化膜100が後の工程で形成される電極配線に対し
て、十分な絶縁作用を持つことになり、新たな絶縁膜の
形成を行う必要がなくなる。次に、レーザ光をソース、
ドレイン領域に照射して活性化処理した、この場合、瞬
間的に活性化処理を行うので、ゲイト電極に使用してい
る金属材料の拡散のことを考慮する必要がなく、信頼性
の高いTFTを作製することができた。さらに、これら
全体にアルミニウムをスパッタ法により形成し、電極リ
ード102をを第4のマスクによりパターニングした
後、電極102およびゲイト電極107上の絶縁膜10
6およびその側面付近の陽極酸化膜100よりはみでて
いる半導体膜をエッチング除去して、完全な素子分離を
行いTFTを完成させる。このような製造方法により、
相補型構成のTFTを4枚のマスクで作製することがで
きた。この様子を図18(B)に示す。次に図18
(C)に示す如く2つのTFTを相補型構成とし、かつ
その出力端を液晶装置の一方の画素の電極を透明電極と
してそれに連結するため、スパッタ法によりITO(イ
ンジュ−ム・スズ酸化膜)を形成した。それを第5のフ
ォトマスクによりエッチングし、画素電極108を構
成させた。上記のようにして、図19(A)、(B)、
(C)に示すような配置と構造を持つ変形トランスファ
ーゲイトのTFTを完成した。図19(B)は図19
(A)のF−F’断面に対応する断面図であり、図19
(C)は図19(A)のE−E’断面に対応する断面図
である。図19(B)、(C)より明らかなように、ゲ
イト電極107上には必ず層間絶縁膜106が存在し、
同図(A)で示されるようなゲイト配線107のリード
部分とソース、ドレイン配線102のリード部分との交
差部分で十分な層間絶縁機能を発揮しこの交差部分での
配線容量の発生を抑えることができた。このように、本
実施例においては実施例1と同じ枚数のマスクで、異方
性エッチングという高度なプロセス技術を用いることな
く、配線付近の容量がより少ない、ゲイト絶縁膜付近で
のショートの可能性のより少ない、素子構造のTFTを
持つアクティブ素子基板を完成することができた。この
基板を第1の基板として、対向基板に対向電極、配向処
理層が形成された第2の基板を使用して、張り合わせ公
知の技術により、STN型液晶をこの基板間に注入して
アクティブマトリクス型のSTN液晶電気光学装置を完
成した。以上の例においてはいずれも液晶電気光学装置
に応用した例を示したが、この例に限定されることはな
く、他の装置や三次元集積回路素子等に適用可能なこと
は言うまでもない。
少ない枚数のマスクを使用して、TFT素子を製造する
ことが可能となった。この構造の素子を応用して、半導
体製品を作製すると、マスクの数の減少にともない、製
造工程の簡略化と製造歩留りの向上を図ることができ、
より、製造コストの安い半導体応用装置を提供すること
ができた。本発明は、ゲイト電極材料に金属材料を用い
ることで、この金属材料の陽極酸化法による酸化膜をそ
の表面に設けて、その上に立体交差を有する3次元的な
配線を設けることを特徴としている。また、該ゲイト電
極および電極側面付近の酸化膜によって、ソース・ドレ
インのコンタクト部分のみをゲイト電極より露出して設
けて給電点をチャネルに近づけることで、装置の周波数
特性の低下、ON抵抗の増加を防ぐことができた。また
本発明ではゲイト電極材料にアルミニウムを用いた場
合、素子形成工程中のアニール時にゲイト酸化膜中の水
素を、アルミニウムの持つ触媒効果によって、H2 →H
にして、より減少させることが出来、界面準位密度(Q
SS)をシリコンゲイトを用いた場合と比較して、減少さ
せることが出来、素子特性を向上させることができた。
また、TFTのソース、ドレイン領域をセルファライン
とし、さらにソース、ドレイン領域へ給電する電極のコ
ンタクト部分もセルファライン的に一を定めたため、T
FTに要する素子の面積が減り、集積度を向上させるこ
とができる。また液晶電気光学装置のアクティブ素子と
して使用した場合には液晶パネルの開口率を上げること
ができた。また、ゲイト電極の側面付近の陽極酸化膜を
積極的に利用し、特徴のある構造のTFTを提案し、か
つこのTFT製造の為のマスクは最低で2枚と非常に少
ないマスク数で製造することができた。
す。
す。
示す。
示す。
す。
す。
装置に応用した際の回路の概略図を示す。
装置に応用した際の製造工程の概略断面図を示す。
装置に応用した際の製造工程の概略断面図を示す。
装置に応用した際の製造工程の概略断面図を示す。
装置に応用した際の基板上の配置の様子を示す概略図。
装置に応用した際の回路の概略図を示す。
装置に応用した際の製造工程の概略断面図を示す。
装置に応用した際の製造工程の概略断面図を示す。
装置に応用した際の基板上の配置の様子を示す概略図。
Claims (19)
- 【請求項1】 絶縁表面を有する基板上に半導体層を形
成し、 前記半導体層上に絶縁膜を形成し、 前記絶縁膜上にゲイト電極となる導電膜を形成し、 前記ゲイト電極となる導電膜の表面を陽極酸化し、ゲイ
ト電極と、前記ゲイト電極の少なくとも側面に陽極酸化
膜とを形成し、 前記ゲイト電極及び前記陽極酸化膜をマスクとして前記
絶縁膜をエッチングし、前記半導体層の一部を露出さ
せ、 前記ゲイト電極及び前記陽極酸化膜をマスクとして前記
半導体層に不純物イオンを打ち込み、前記半導体層にチ
ャネル形成領域と前記チャネル形成領域に接する一対の
不純物領域とを形成し、 前記不純物領域の1つに接する電極を形成する絶縁ゲイ
ト型電界効果半導体装置の作製方法であって、 前記不純物イオンは前記基板に対して斜めの方向から前
記半導体層に打ち込まれることを特徴とする絶縁ゲイト
型電界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項2】 絶縁表面を有する基板上に半導体層を形
成し、 前記半導体層上に絶縁膜を形成し、 前記絶縁膜上にゲイト電極となる導電膜を形成し、 前記ゲイト電極となる導電膜の表面を陽極酸化し、ゲイ
ト電極と、前記ゲイト電極の少なくとも側面に陽極酸化
膜とを形成し、 前記ゲイト電極及び前記陽極酸化膜をマスクとして前記
絶縁膜をエッチングし、前記半導体層の一部を露出さ
せ、 前記ゲイト電極及び前記陽極酸化膜をマスクとして前記
半導体層に不純物イオンを打ち込み、前記半導体層にチ
ャネル形成領域と前記チャネル形成領域に接する一対の
不純物領域とを形成し、 前記不純物領域の1つ及び前記陽極酸化膜に接する電極
を形成する絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法
であって、 前記不純物イオンは前記基板に対して斜めの方向から前
記半導体層に打ち込まれることを特徴とする絶縁ゲイト
型電界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、前記一
対の不純物領域は前記絶縁表面と接していることを特徴
とする絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
おいて、前記不純物領域と前記チャネル形成領域との境
界は前記ゲイト電極の端と一致していることを特徴とす
る絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に
おいて、前記半導体層に光を照射し、前記不純物領域を
活性化する工程をさらに含むことを特徴とする絶縁ゲイ
ト型電界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項6】 請求項5において、前記光とはレーザ光
であることを特徴とする絶縁ゲイト型電界効果半導体装
置の作製方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に
おいて、前記ゲイト電極としてアルミニウム、モリブデ
ン、タングステン、チタン、タンタル、これらの材料と
シリコンとの合金、又はこれらの材料自身の合金を用い
ることを特徴とする絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の
作製方法。 - 【請求項8】 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に
おいて、前記ゲイト電極としてシリコンと金属被膜の積
層を用いることを特徴とする絶縁ゲイト型電界効果半導
体装置の作製方法。 - 【請求項9】 絶縁表面を有する基板上に第一及び第二
の半導体層を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に絶縁膜を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に前記絶縁膜を介してそ
れぞれ第一及び第二のゲイト電極となる導電膜を形成
し、 前記第一及び第二のゲイト電極となる導電膜の表面を陽
極酸化し、第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び
第二のゲイト電極のそれぞれ少なくとも側面に第一及び
第二の陽極酸化膜と、を形成し、 前記第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び第二の
陽極酸化膜とをマスクとして前記絶縁膜をエッチング
し、前記第一及び第二の半導体層の一部を露出させ、 前記第一のゲイト電極及び前記第一の陽極酸化膜をマス
クとして前記第一の半導体層に第一の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第一の半導体層に第一のチ
ャネル形成領域と、前記第一のチャネル形成領域に接す
る一対の第一の不純物領域とを形成し、 前記第一の半導体層を覆ってフォトレジストを形成し、 前記第二のゲイト電極及び前記第二の陽極酸化膜をマス
クとして前記第二の半導体層に第二の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第二の半導体層に第二のチ
ャネル形成領域と、前記第二のチャネル形成領域に接す
る一対の第二の不純物領域とを形成し、 前記フォトレジストを除去し、 前記第一の不純物領域の1つに接する第一の電極と、前
記第二の不純物領域の1つに接する第二の電極とを形成
する絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法であっ
て、 前記第一又は第二の導電型を有する不純物イオンは、そ
れぞれ前記基板に対して斜めから前記第一又は第二の半
導体層に打ち込まれることを特徴とする絶縁ゲイト型電
界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項10】 絶縁表面を有する基板上に第一及び第
二の半導体層を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に絶縁膜を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に前記絶縁膜を介してそ
れぞれ第一及び第二のゲイト電極となる導電膜を形成
し、 前記第一及び第二のゲイト電極となる導電膜の表面を陽
極酸化し、第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び
第二のゲイト電極のそれぞれ少なくとも側面に第一及び
第二の陽極酸化膜と、を形成し、 前記第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び第二の
陽極酸化膜とをマスクとして前記絶縁膜をエッチング
し、前記第一及び第二の半導体層の一部を露出させ、 前記第一のゲイト電極及び前記第一の陽極酸化膜をマス
クとして前記第一の半導体層に第一の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第一の半導体層に第一のチ
ャネル形成領域と、前記第一のチャネル形成領域に接す
る一対の第一の不純物領域とを形成し、 前記第一の半導体層を覆ってフォトレジストを形成し、 前記第二のゲイト電極及び前記第二の陽極酸化膜をマス
クとして前記第二の半導体層に第二の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第二の半導体層に第二のチ
ャネル形成領域と、前記第二のチャネル形成領域に接す
る一対の第二の不純物領域とを形成し、 前記フォトレジストを除去し、 前記第一の不純物領域の1つ及び前記第一の陽極酸化膜
に接する第一の電極と、前記第二の不純物領域の1つ及
び前記第二の陽極酸化膜に接する第二の電極とを形成す
る絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法であっ
て、 前記第一又は第二の導電型を有する不純物イオンは、そ
れぞれ前記基板に対して斜めから前記第一又は第二の半
導体層に打ち込まれることを特徴とする絶縁ゲイト型電
界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項11】 絶縁表面を有する基板上に第一及び第
二の半導体層を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に絶縁膜を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に前記絶縁膜を介してそ
れぞれ第一及び第二のゲイト電極となる導電膜を形成
し、 前記第一及び第二のゲイト電極となる導電膜の表面を陽
極酸化し、第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び
第二のゲイト電極のそれぞれ少なくとも側面に第一及び
第二の陽極酸化膜と、を形成し、 前記第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び第二の
陽極酸化膜とをマスクとして前記絶縁膜をエッチング
し、前記第一及び第二の半導体層の一部を露出させ、 前記第一のゲイト電極及び前記第一の陽極酸化膜をマス
クとして前記第一の半導体層に第一の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第一の半導体層に第一のチ
ャネル形成領域と、前記第一のチャネル形成領域に接す
る一対の第一の不純物領域とを形成し、 前記第一の半導体層を覆ってフォトレジストを形成し、 前記第二のゲイト電極及び前記第二の陽極酸化膜をマス
クとして前記第二の半導体層に第二の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第二の半導体層に第二のチ
ャネル形成領域と、前記第二のチャネル形成領域に接す
る一対の第二の不純物領域とを形成し、 前記フォトレジストを除去し、 前記第一の不純物領域の1つに接する第一の電極と、前
記第二の不純物領域の1つに接する第二の電極とを形成
する絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法であっ
て、 前記第二の不純物領域において、前記第一の導電型を有
する不純物の濃度は前記第二の導電型を有する不純物の
濃度よりも小さく、 前記第一又は第二の導電型を有する不純物イオンは、そ
れぞれ前記基板に対して斜めから前記第一又は第二の半
導体層に打ち込まれることを特徴とする絶縁ゲイト型電
界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項12】 絶縁表面を有する基板上に第一及び第
二の半導体層を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に絶縁膜を形成し、 前記第一及び第二の半導体層上に前記絶縁膜を介してそ
れぞれ第一及び第二のゲイト電極となる導電膜を形成
し、 前記第一及び第二のゲイト電極となる導電膜の表面を陽
極酸化し、第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び
第二のゲイト電極のそれぞれ少なくとも側面に第一及び
第二の陽極酸化膜と、を形成し、 前記第一及び第二のゲイト電極と、前記第一及び第二の
陽極酸化膜とをマスクとして前記絶縁膜をエッチング
し、前記第一及び第二の半導体層の一部を露出させ、 前記第一のゲイト電極及び前記第一の陽極酸化膜をマス
クとして前記第一の半導体層に第一の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第一の半導体層に第一のチ
ャネル形成領域と、前記第一のチャネル形成領域に接す
る一対の第一の不純物領域とを形成し、 前記第一の半導体層を覆ってフォトレジストを形成し、 前記第二のゲイト電極及び前記第二の陽極酸化膜をマス
クとして前記第二の半導体層に第二の導電型を有する不
純物イオンを打ち込み、前記第二の半導体層に第二のチ
ャネル形成領域と、前記第二のチャネル形成領域に接す
る一対の第二の不純物領域とを形成し、 前記フォトレジストを除去し、 前記第一の不純物領域の1つ及び前記第一の陽極酸化膜
に接する第一の電極と、 前記第二の不純物領域の1つ及び前記第二の陽極酸化膜
に接する第二の電極とを形成する絶縁ゲイト型電界効果
半導体装置の作製方法であって、 前記第二の不純物領域において、前記第一の導電型を有
する不純物の濃度は前記第二の導電型を有する不純物の
濃度よりも小さく、 前記第一又は第二の導電型を有する不純物イオンは、そ
れぞれ前記基板に対して斜めから前記第一又は第二の半
導体層に打ち込まれることを特徴とする絶縁ゲイト型電
界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項13】 請求項9乃至請求項12のいずれか1
項において、前記第一又は第二の一対の不純物領域は前
記絶縁表面と接していることを特徴とする絶縁ゲイト型
電界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項14】 請求項9乃至請求項13のいずれか1
項において、前記第一の不純物領域と前記第一のチャネ
ル形成領域との境界又は前記第二の不純物領域と前記第
二のチャネル形成領域との境界は、それぞれ前記第一の
ゲイト電極又は前記第二のゲイト電極の端と一致してい
ることを特徴とする絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の
作製方法。 - 【請求項15】 請求項9乃至請求項14のいずれか1
項において、前記第一又は第二の半導体層に光を照射
し、前記第一の不純物領域又は前記第二の不純物領域を
活性化する工程をさらに含むことを特徴とする絶縁ゲイ
ト型電界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項16】 請求項15において、前記光とはレー
ザ光であることを特徴とする絶縁ゲイト型電界効果半導
体装置の作製方法。 - 【請求項17】 請求項9乃至請求項16のいずれか1
項において、前記第一又は第二のゲイト電極としてアル
ミニウム、モリブデン、タングステン、チタン、タンタ
ル、これらの材料とシリコンとの合金、又はこれらの材
料自身の合金を用いることを特徴とする絶縁ゲイト型電
界効果半導体装置の作製方法。 - 【請求項18】 請求項9乃至請求項16のいずれか1
項において、前記ゲイト電極としてシリコンと金属被膜
の積層を用いることを特徴とする絶縁ゲイト型電界効果
半導体装置の作製方法。 - 【請求項19】 請求項9乃至請求項18のいずれか1
項において、前記第一及び第二の導電型の不純物とは、
それぞれP型又はN型のいずれか一方の導電型の不純物
であることを特徴とする絶縁ゲイト型電界効果半導体装
置の作製方法。
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JP25108898A JP3232050B2 (ja) | 1991-05-16 | 1998-09-04 | 絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法 |
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JP25108898A JP3232050B2 (ja) | 1991-05-16 | 1998-09-04 | 絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法 |
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1998
- 1998-09-04 JP JP25108898A patent/JP3232050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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