JP3325664B2 - Thin film transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin film transistor and method of manufacturing the same

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JP3325664B2 JP22257893A JP22257893A JP3325664B2 JP 3325664 B2 JP3325664 B2 JP 3325664B2 JP 22257893 A JP22257893 A JP 22257893A JP 22257893 A JP22257893 A JP 22257893A JP 3325664 B2 JP3325664 B2 JP 3325664B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ及びそ
の製造方法に係り、特に半導体活性層に多結晶シリコン
層を用いる多結晶シリコン薄膜トランジスタ及びその製
造方法に関する。近年、薄膜トランジスタは、アクティ
ブマトリクス型の液晶表示パネルやエレクトロルミネッ
センス等の駆動素子として用いられている。特に液晶表
示パネルは、薄型の液晶テレビや情報端末として使用さ
れており、その高精彩化、高性能化のために、多結晶シ
リコン薄膜トランジスタが注目され、開発されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a polycrystalline silicon thin film transistor using a polycrystalline silicon layer as a semiconductor active layer and a method of manufacturing the same. In recent years, thin film transistors have been used as driving elements for active matrix type liquid crystal display panels and electroluminescence. In particular, liquid crystal display panels are used as thin liquid crystal televisions and information terminals, and polycrystalline silicon thin film transistors have attracted attention and are being developed for higher definition and higher performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の多結晶シリコン薄膜トランジスタ
の製造方法を、図10を用いて説明する。ガラス基板等
からなる透明絶縁性基板70上に、例えばSiH4 (シ
ラン)ガス等を原料ガスとするプラズマCVD(気相成
長)法により、多結晶シリコン層からなる半導体活性層
72を形成する。
2. Description of the Related Art A conventional method for manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor will be described with reference to FIG. A semiconductor active layer 72 made of a polycrystalline silicon layer is formed on a transparent insulating substrate 70 made of a glass substrate or the like by a plasma CVD (vapor phase growth) method using, for example, a SiH 4 (silane) gas as a source gas.

【0003】次いで、この半導体活性層72上に、ゲー
ト絶縁膜74を介してゲート電極76を形成した後、ゲ
ート電極76をマスクとして半導体活性層72に例えば
V族不純物原子を添加して、半導体活性層72表面にn
+ 型ソース領域78及びn+型ドレイン領域80を相対
して形成する。次いで、全面に、層間絶縁膜82を堆積
した後、コンタクト窓を開口し、このコンタクト窓を介
して、n+ 型ソース領域78及びn+ 型ドレイン領域8
0にそれぞれ接続するソース電極84及びドレイン電極
86を形成する。こうして図10に示すような多結晶シ
リコン薄膜トランジスタを作製する。
Next, after a gate electrode 76 is formed on the semiconductor active layer 72 via a gate insulating film 74, for example, a group V impurity atom is added to the semiconductor active layer 72 using the gate electrode 76 as a mask. N on the surface of the active layer 72
The + source region 78 and the n + drain region 80 are formed to face each other. Next, after depositing an interlayer insulating film 82 on the entire surface, a contact window is opened, and the n + type source region 78 and the n + type drain region 8 are opened through the contact window.
Then, a source electrode 84 and a drain electrode 86 connected to 0 are formed. Thus, a polycrystalline silicon thin film transistor as shown in FIG. 10 is manufactured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法において、
非晶質基板である透明絶縁性基板70上にプラズマCV
D法を用いて半導体活性層72となる多結晶シリコン層
を成長させる場合、透明絶縁性基板70付近では下地の
影響を受けて結晶性が悪く、膜厚が厚くなるにしたがっ
て結晶性が向上していき、ある程度の膜厚で飽和傾向を
示す。
By the way, in the above-mentioned conventional method of manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor,
Plasma CV on a transparent insulating substrate 70 which is an amorphous substrate
When a polycrystalline silicon layer serving as the semiconductor active layer 72 is grown by the method D, the crystallinity is poor near the transparent insulating substrate 70 due to the influence of the underlayer, and the crystallinity is improved as the film thickness increases. And shows a saturation tendency at a certain film thickness.

【0005】一般に、半導体活性層72は、結晶性が悪
くてキャリアの移動度が小さいほどデバイスに用いるの
が不利となり、その結晶性が良いほど、薄膜トランジス
タの特性が良好となるため、通常、半導体活性層72の
膜厚は500nm程度に厚く成長させている。しかし、
結晶性を良くするため、半導体活性層72の膜厚を厚く
すると、ゲート電極76から遠く離れて電圧制御の効か
ない領域においては、チャネル導電型と同じキャリアが
流れるため、オフ電流が増大してしまう。
In general, the semiconductor active layer 72 has poor crystallinity and is disadvantageous for use in devices as the mobility of carriers is small, and the better the crystallinity, the better the characteristics of the thin film transistor. The active layer 72 is grown to a thickness as large as about 500 nm. But,
When the thickness of the semiconductor active layer 72 is increased in order to improve the crystallinity, the same carrier as that of the channel conductivity type flows in a region far from the gate electrode 76 where voltage control is not effective. I will.

【0006】また、情報端末として使用される液晶ディ
スプレーは、チャネル部に遮光膜を形成する等の特別の
手段を取らない限り、常に外部光やバックライトの光が
入射する環境にあるため、透明絶縁性基板70裏面等か
ら半導体活性層72に外部光が入射する。こうした場
合、光リーク電流が発生して薄膜トランジスタのオフ電
流を増加させる原因となるが、この光リーク電流は半導
体活性層72の膜厚が厚いほど増加してしまう。
A liquid crystal display used as an information terminal is always in an environment where external light or backlight light is incident unless special measures such as forming a light-shielding film in a channel portion are used. External light enters the semiconductor active layer 72 from the back surface of the insulating substrate 70 or the like. In such a case, a light leakage current occurs, which causes an increase in the off current of the thin film transistor. However, the light leakage current increases as the thickness of the semiconductor active layer 72 increases.

【0007】このように、半導体活性層72の膜厚が薄
ければ、良好なオン電流特性を得ることができず、オン
電流特性を向上させるために膜厚を厚くすると、逆にオ
フ電流特性が劣化してしまう。従って、オン/オフ比の
大きな良質の薄膜トランジスタを得ることが困難であっ
た。尚、この問題を解決する方法として、非晶質シリコ
ンを減圧CVD法等で成長した後、熱やレーザによるア
ニールで多結晶シリコンを固相成長させる方法がある。
この場合、結晶性の膜厚方向の依存性は少なく、厚さが
50nmから100nm程度の多結晶シリコン層でも必
要な特性を満たすことができる。
As described above, if the film thickness of the semiconductor active layer 72 is small, good on-current characteristics cannot be obtained. If the film thickness is increased to improve the on-current characteristics, on the contrary, the off-current characteristics Deteriorates. Therefore, it has been difficult to obtain a high quality thin film transistor having a large on / off ratio. As a method for solving this problem, there is a method in which amorphous silicon is grown by a low pressure CVD method or the like, and then polycrystalline silicon is solid-phase grown by annealing with heat or laser.
In this case, the dependence of the crystallinity in the thickness direction is small, and the required characteristics can be satisfied even with a polycrystalline silicon layer having a thickness of about 50 nm to 100 nm.

【0008】しかし、アニール温度は600℃程度が必
要であることにより、この温度で使用できる透明絶縁性
基板は石英のような高価な基板を用いなければならない
ため、コスト的な問題がある。また、レーザによるアニ
ールは低温で可能だが、大面積に渡って各素子ごとに均
一に結晶化を行うのは再現性の点で困難である。そこで
本発明は、オン電流特性を向上させると共にオフ電流を
大幅に低減して、オン/オフ比を大きくすることができ
る薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供することを
目的とする。
However, since the annealing temperature is required to be about 600 ° C., an expensive substrate such as quartz must be used as a transparent insulating substrate usable at this temperature, which poses a cost problem. Further, although annealing by laser is possible at low temperature, it is difficult in terms of reproducibility to uniformly crystallize each element over a large area. Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film transistor capable of improving an on-current characteristic and greatly reducing an off-current, thereby increasing an on / off ratio, and a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題は、透明絶縁基
板と、前記透明絶縁基板上に形成された半導体活性層
と、前記半導体活性層表面に相対して形成されたソース
領域及びドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイ
ン領域とに挟まれた前記半導体活性層上にゲート絶縁膜
を介して形成されたゲート電極とを具備する薄膜トラン
ジスタにおいて、前記半導体活性層が、前記透明絶縁基
板上に形成された第1の多結晶シリコン層からなるオフ
電流低減層と、前記オフ電流低減層上に積層された第2
の多結晶シリコン層からなるチャネル層とを有し、前記
ソース領域及び前記ドレイン領域が、それぞれ前記チャ
ネル層内に形成されており、前記オフ電流低減層が、水
素を含有しない原料及び雰囲気ガスを用いて前記透明絶
縁基板上に形成された第1の多結晶シリコン層からな
り、前記チャネル層が、水素を含有する原料又は雰囲気
ガスを用いて前記オフ電流低減層上に形成された第2の
多結晶シリコン層からなることを特徴とする薄膜トラン
ジスタによって達成される。
The object of the present invention is to provide a transparent insulating substrate, a semiconductor active layer formed on the transparent insulating substrate, and a source region and a drain region formed facing the surface of the semiconductor active layer. A thin film transistor comprising a gate electrode formed on the semiconductor active layer interposed between the source region and the drain region via a gate insulating film, wherein the semiconductor active layer is formed on the transparent insulating substrate. An off-current reducing layer made of the first polycrystalline silicon layer, and a second layer stacked on the off-current reducing layer.
A channel layer made of a polycrystalline silicon layer, wherein the source region and the drain region are respectively formed in the channel layer, and the off-current reduction layer is formed of water.
Using a raw material and atmosphere gas containing no silicon
The first polycrystalline silicon layer formed on the edge substrate
Wherein the channel layer is made of a material or atmosphere containing hydrogen.
A second gas formed on the off-current reduction layer using a gas;
This is achieved by a thin film transistor characterized by comprising a polycrystalline silicon layer .

【0010】[0010]

【0011】また、透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板
上に形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面
に相対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半
導体活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート
電極とを具備する薄膜トランジスタにおいて、前記半導
体活性層が、前記透明絶縁基板上に形成された第1の多
結晶シリコン層からなるオフ電流低減層と、前記オフ電
流低減層上に積層された第2の多結晶シリコン層からな
るチャネル層とを有し、前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域が、それぞれ前記チャネル層内に形成されてお
り、前記オフ電流低減層が、チャネル導電型と逆導電型
の不純物が添加された不純物ドープ層を有する第1の多
結晶シリコン層からなり、前記チャネル層が、水素を含
有する原料又は雰囲気ガスを用いて前記不純物ドープ層
上に形成された第2の多結晶シリコン層からなり、前記
チャネル層内の前記ソース領域及び前記ドレイン領域と
前記オフ電流低減層の前記不純物ドープ層とが、30n
m以上の間隔を有していることを特徴とする薄膜トラン
ジスタによって達成される。
Also, a transparent insulating substrate, and the transparent insulating substrate
A semiconductor active layer formed thereon and a surface of the semiconductor active layer
Source and drain regions formed opposite to each other;
The half sandwiched between the source region and the drain region
Gate formed on conductor active layer via gate insulating film
A thin film transistor comprising:
A first active layer formed on the transparent insulating substrate;
An off-current reducing layer made of a crystalline silicon layer;
From the second polycrystalline silicon layer laminated on the flow reduction layer.
The source region and the drain
Are formed in the channel layer, respectively.
The off-current reducing layer is formed of a first polycrystalline silicon layer having an impurity-doped layer to which impurities of a channel conductivity type and a conductivity type are added, and the channel layer is made of a material containing hydrogen or an atmosphere gas. Ri Do from the second polycrystalline silicon layer formed on the impurity-doped layer by using the
The source region and the drain region in a channel layer;
The impurity-doped layer of the off-current reduction layer is 30 n
This is achieved by a thin film transistor having a spacing of at least m .

【0012】に、上記課題は、透明絶縁基板と、前記
透明絶縁基板上に形成された半導体活性層と、前記半導
体活性層表面に相対して形成されたソース領域及びドレ
イン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域とに挟
まれた前記半導体活性層上にゲート絶縁膜を介して形成
されたゲート電極とを具備する薄膜トランジスタの製造
方法において、前記透明絶縁基板上に、水素を含有しな
い原料及び雰囲気ガスを用いて、第1の多結晶シリコン
層を形成する第1の工程と、前記第1の多結晶シリコン
層表面を大気に晒すことなく、前記第1の多結晶シリコ
ン層上に、水素を含有する原料又は雰囲気ガスを用い
て、第2の多結晶シリコン層を形成する第2の工程と、
前記第1及び第2の多結晶シリコン層を所定の形状にパ
ターニングして、前記第1の多結晶シリコン層からなる
前記オフ電流低減層と前記第2の多結晶シリコン層から
なる前記チャネル層とが順に積層された前記半導体活性
層を形成する第3の工程と、前記半導体活性層の前記チ
ャネル層上に、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電
極を形成した後、前記ゲート電極を挟む前記半導体活性
層に所定の不純物を添加して、前記チャネル層内に前記
ソース領域及び前記ドレイン領域を形成する第4の工程
とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法
によって達成される。
[0012] Further, the above-mentioned problems, a transparent insulating substrate, a semiconductor active layer formed on said transparent insulating substrate, a source region and a drain region formed relative to the semiconductor active layer surface, wherein the source In a method for manufacturing a thin film transistor comprising a gate electrode formed on a semiconductor active layer interposed between a region and the drain region with a gate insulating film interposed therebetween, on the transparent insulating substrate, a raw material containing no hydrogen, A first step of forming a first polycrystalline silicon layer using an atmospheric gas, and a step of forming hydrogen on the first polycrystalline silicon layer without exposing the surface of the first polycrystalline silicon layer to the atmosphere. A second step of forming a second polycrystalline silicon layer using a raw material or an atmosphere gas containing
The first and second polycrystalline silicon layers are patterned into a predetermined shape, and the off-current reducing layer made of the first polycrystalline silicon layer and the channel layer made of the second polycrystalline silicon layer are formed. A third step of forming the semiconductor active layer, which is sequentially stacked, and forming the gate electrode on the channel layer of the semiconductor active layer via the gate insulating film, and then sandwiching the gate electrode. Forming a source region and a drain region in the channel layer by adding a predetermined impurity to a semiconductor active layer.

【0013】また、透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板
上に形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面
に相対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半
導体活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート
電極とを具備する薄膜トランジスタの製造方法におい
て、前記透明絶縁基板上に、チャネル導電型と逆導電型
の第1の多結晶シリコン層を形成する第1の工程と、前
記第1の多結晶シリコン層表面を大気に晒すことなく、
前記第1の多結晶シリコン層上に、水素を含有する原料
又は雰囲気ガスを用いて、第2の多結晶シリコン層を形
成する第2の工程と、前記第1及び第2の多結晶シリコ
ン層を所定の形状にパターニングして、前記第1の多結
晶シリコン層からなる前記オフ電流低減層と前記第2の
多結晶シリコン層からなる前記チャネル層とが順に積層
された前記半導体活性層を形成する第3の工程と、前記
半導体活性層の前記チャネル層上に、前記ゲート絶縁膜
を介して前記ゲート電極を形成した後、前記ゲート電極
を挟む前記半導体活性層に所定の不純物を添加して、前
記チャネル層内に前記ソース領域及び前記ドレイン領域
を形成する第4の工程とを含み、前記第1の工程が、前
記透明絶縁基板上に、ノンドープの多結晶シリコン層を
形成した後、連続して、チャネル導電型と逆導電型の不
純物ドープ層を形成し、前記ノンドープの多結晶シリコ
ン層と前記不純物ドープ層とが順に積層した第1の多結
晶シリコン層を形成する工程であることを特徴とする薄
膜トランジスタの製造方法によって達成される。
A transparent insulating substrate; a semiconductor active layer formed on the transparent insulating substrate; a source region and a drain region formed facing the surface of the semiconductor active layer;
In a method for manufacturing a thin film transistor, comprising: a gate electrode formed on a semiconductor active layer interposed between the source region and the drain region via a gate insulating film; A first step of forming a first polycrystalline silicon layer of the opposite conductivity type, and exposing the surface of the first polycrystalline silicon layer to the atmosphere;
A second step of forming a second polycrystalline silicon layer on the first polycrystalline silicon layer by using a hydrogen-containing raw material or an atmospheric gas; and forming the first and second polycrystalline silicon layers. Is patterned into a predetermined shape to form the semiconductor active layer in which the off-current reduction layer made of the first polysilicon layer and the channel layer made of the second polysilicon layer are sequentially stacked. A third step of forming the gate electrode on the channel layer of the semiconductor active layer via the gate insulating film, and then adding a predetermined impurity to the semiconductor active layer sandwiching the gate electrode. , and a fourth step of forming the source region and the drain region to the channel layer, the first step, before
A non-doped polycrystalline silicon layer is formed on the transparent insulating substrate.
After the formation, the channel conductivity type and the reverse conductivity type
Forming a pure doped layer, wherein said non-doped polycrystalline silicon
A first connection layer in which a conductive layer and the impurity-doped layer are sequentially stacked.
This is achieved by a method for manufacturing a thin film transistor, which is a step of forming a crystalline silicon layer .

【0014】また、透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板
上に形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面
に相対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半
導体活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート
電極とを具備する薄膜トランジスタの製造方法におい
て、前記透明絶縁基板上に、チャネル導電型と逆導電型
の第1の多結晶シリコン層を形成する第1の工程と、前
記第1の多結晶シリコン層表面を大気に晒すことなく、
前記第1の多結晶シリコン層上に、水素を含有する原料
又は雰囲気ガスを用いて、第2の多結晶シリコン層を形
成する第2の工程と、前記第1及び第2の多結晶シリコ
ン層を所定の形状にパターニングして、前記第1の多結
晶シリコン層からなる前記オフ電流低減層と前記第2の
多結晶シリコン層からなる前記チャネル層とが順に積層
された前記半導体活性層を形成する第3の工程と、前記
半導体活性層の前記チャネル層上に、前記ゲート絶縁膜
を介して前記ゲート電極を形成した後、前記ゲート電極
を挟む前記半導体活性層に所定の不純物を添加して、前
記チャネル層内に前記ソース領域及び前記ドレイン領域
を形成する第4の工程とを含み、前記半導体活性層に所
定の不純物を添加して前記チャネル層内に形成する前記
ソース領域及び前記ドレイン領域の接合深さを制御し
て、前記ソース領域及び前記ドレイン領域と前記オフ電
流低減層との間隔が、30nm以上になるようにするこ
とを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法によって達
成される。
Also, a transparent insulating substrate, and the transparent insulating substrate
A semiconductor active layer formed thereon and a surface of the semiconductor active layer
Source and drain regions formed opposite to each other;
The half sandwiched between the source region and the drain region
Gate formed on conductor active layer via gate insulating film
And a method of manufacturing a thin film transistor having an electrode.
On the transparent insulating substrate, a channel conductivity type and a reverse conductivity type.
A first step of forming a first polycrystalline silicon layer of
Without exposing the surface of the first polycrystalline silicon layer to the atmosphere,
A raw material containing hydrogen on the first polycrystalline silicon layer
Alternatively, the second polycrystalline silicon layer is formed using an atmospheric gas.
Forming a second step, and the first and second polycrystalline silicon
The first multiple bonding is performed by patterning the
The off-current reducing layer made of a crystalline silicon layer and the second
The channel layer made of a polycrystalline silicon layer is sequentially stacked
A third step of forming the formed semiconductor active layer;
A gate insulating film on the channel layer of the semiconductor active layer;
After forming the gate electrode through, the gate electrode
A predetermined impurity is added to the semiconductor active layer sandwiching the
The source region and the drain region in the channel layer;
And forming a fourth step of forming the semiconductor active layer.
Forming the channel layer by adding a certain impurity.
Controlling the junction depth of the source region and the drain region;
The source region and the drain region and the off-state
The distance from the flow reduction layer should be 30 nm or more.
And a method of manufacturing a thin film transistor.
Is done.

【0015】また、上記の薄膜トランジスタの製造方法
において、前記第1の工程が、前記第1の多結晶シリコ
ン層を100nm以上の厚さに形成する工程であり、前
記第2の工程が、前記第2の多結晶シリコン層を100
nm以下の厚さに形成する工程であることが望ましい。
また、上記の薄膜トランジスタの製造方法において、前
記半導体活性層に所定の不純物を添加して前記チャネル
層内に形成する前記ソース領域及び前記ドレイン領域の
接合深さを制御して、前記ソース領域及び前記ドレイン
領域と前記オフ電流低減層との間隔が、30nm以上に
なるようにすることが望ましい。
In the above-described method of manufacturing a thin film transistor, the first step is a step of forming the first polycrystalline silicon layer to a thickness of 100 nm or more, and the second step is a step of forming the first polycrystalline silicon layer to a thickness of 100 nm or more. 2 polycrystalline silicon layers to 100
It is desirable that the process be performed so as to have a thickness of nm or less.
Further, in the method for manufacturing a thin film transistor described above, a predetermined impurity is added to the semiconductor active layer to control a junction depth of the source region and the drain region formed in the channel layer, and the source region and the drain region are formed. It is desirable that the distance between the drain region and the off-current reduction layer be 30 nm or more.

【0016】[0016]

【作用】本発明は、透明絶縁基板上に、第1及び第2の
多結晶シリコン層を、途中で大気に晒すことなく連続し
て成長させ、しかも第1の多結晶シリコン層の膜厚を1
00nm以上とすることにより、また第2の多結晶シリ
コン層を水素を含む原料ガス中で成長させることによ
り、第2の多結晶シリコン層は良好な結晶性を有するこ
とができる。このため、この第2の多結晶シリコン層か
らなるチャネル層は大きな移動度をもつ良好な電気特性
を得ることができる。
According to the present invention, the first and second polycrystalline silicon layers are continuously grown on a transparent insulating substrate without being exposed to the air on the way, and the thickness of the first polycrystalline silicon layer is reduced. 1
By setting the thickness to not less than 00 nm and by growing the second polycrystalline silicon layer in a source gas containing hydrogen, the second polycrystalline silicon layer can have good crystallinity. Therefore, the channel layer made of the second polycrystalline silicon layer can obtain good electrical characteristics with large mobility.

【0017】他方、透明絶縁基板上に、第1の多結晶シ
リコン層を、水素を含まない原料及び雰囲気ガス中で成
長させることにより、第1の多結晶シリコン層中の多結
晶シリコンのグレインの粒界には未結合手などに起因す
る欠陥が多数存在することになる。このため、第1の多
結晶シリコン層からなるオフ電流低減層に外部からの光
が入射した場合に発生する光リーク電流は、多数の欠陥
により直ちに再結合してしまって外部には流れ出すこと
は殆どなく、膜厚を100nm以上に厚くても、光リー
ク電流の増加に寄与することはない。
On the other hand, by growing a first polycrystalline silicon layer on a transparent insulating substrate in a hydrogen-free raw material and an atmosphere gas, the first polycrystalline silicon layer has a grain size of polycrystalline silicon in the first polycrystalline silicon layer. Many defects due to dangling bonds and the like exist in the grain boundaries. For this reason, the light leakage current generated when light from the outside enters the off-current reduction layer formed of the first polycrystalline silicon layer is recombined immediately due to a large number of defects, and does not flow to the outside. Almost no increase in the film thickness to 100 nm or more does not contribute to an increase in light leakage current.

【0018】或いはまた、透明絶縁基板上に、チャネル
導電型と逆導電型の第1の多結晶シリコン層若しくはノ
ンドープの多結晶シリコン層とチャネル導電型と逆導電
型の不純物ドープ層とが積層した第1の多結晶シリコン
層を成長させることにより、チャネル層の下に逆導電型
の層が接することになるため、ゲート電極から遠く離れ
て電圧制御の効かない領域においてチャネル導電型と同
じキャリアが流れることを防止し、オフ電流を低減する
ことができる。
Alternatively, a first polycrystalline silicon layer or a non-doped polycrystalline silicon layer having a channel conductivity type and a reverse conductivity type and an impurity doped layer having a channel conductivity type and a reverse conductivity type are laminated on a transparent insulating substrate. By growing the first polycrystalline silicon layer, a layer of the opposite conductivity type comes into contact below the channel layer, so that the same carrier as that of the channel conductivity type is formed in a region far from the gate electrode and where voltage control is not effective. It can be prevented from flowing and off-state current can be reduced.

【0019】このようにして、多数の欠陥の存在によっ
て光リーク電流の流出を防止したり、チャネル導電型と
逆導電型の層の存在によってリークパスの拡大を阻止し
たりするオフ電流低減層と、良好な結晶性によって移動
度が大きくなるチャネル層とから半導体活性層を構成す
ることにより、オン電流特性を向上させつつオフ電流を
低減することができるため、薄膜トランジスタのオン/
オフ比を大きくすることが可能となる。
In this manner, an off-current reducing layer that prevents outflow of light leakage current due to the existence of a large number of defects, and prevents expansion of a leakage path due to the presence of a layer of channel conductivity type and reverse conductivity type; By forming a semiconductor active layer from a channel layer having high mobility due to good crystallinity, it is possible to reduce an off-current while improving an on-current characteristic.
The off ratio can be increased.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づき具体
的に説明する。図1は本発明の第1の実施例による多結
晶シリコン薄膜トランジスタを示す断面図である。ガラ
ス基板等からなる透明絶縁性基板10上に、水素を含有
しない原料及び雰囲気ガスを用いて形成された厚さ10
0nm以上、例えば450nmの多結晶シリコン層から
なるオフ電流低減層12と、水素を含有する原料又は雰
囲気ガスを用いて形成された厚さ100nm以下、例え
ば50nmの多結晶シリコン層からなるチャネル層14
とが順に積層され、これらオフ電流低減層12及びチャ
ネル層14から半導体活性層26が構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be specifically described based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to a first embodiment of the present invention. A thickness 10 formed on a transparent insulating substrate 10 made of a glass substrate or the like by using a hydrogen-free raw material and an atmospheric gas;
An off-current reducing layer 12 made of a polycrystalline silicon layer having a thickness of 0 nm or more, for example, 450 nm, and a channel layer 14 made of a polycrystalline silicon layer having a thickness of 100 nm or less, for example, 50 nm formed using a hydrogen-containing material or an atmospheric gas.
Are sequentially stacked, and a semiconductor active layer 26 is constituted by the off-current reduction layer 12 and the channel layer 14.

【0021】この半導体活性層26のチャネル層14表
面には、n+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域
24が相対して形成されている。尚、ここで、n+ 型ソ
ース領域22及びn+ 型ドレイン領域24はチャネル層
14内に形成され、オフ電流低減層12には達していな
い。n+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域24
がオフ電流低減層12にまで達すると、オフ電流低減層
12に多数存在する欠陥によってオフ電流が増加する悪
影響が現れるからである。
On the surface of the channel layer 14 of the semiconductor active layer 26, an n + type source region 22 and an n + type drain region 24 are formed facing each other. Here, the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24 are formed in the channel layer 14 and do not reach the off-current reduction layer 12. n + type source region 22 and n + type drain region 24
This is because when reaches the off-current reduction layer 12, a large number of defects in the off-current reduction layer 12 have an adverse effect of increasing the off-current.

【0022】また、n+ 型ソース領域22とn+ 型ドレ
イン領域24とに挟まれたチャネル層14上には、例え
ば厚さ150nmのSiO2 (酸化シリコン)膜からな
るゲート絶縁膜16を介して、例えば厚さ300nmの
Al(アルミニウム)膜からなるゲート電極18が形成
されている。また、全面に、例えば厚さ400nmのS
iNx (窒化シリコン)膜からなる層間絶縁膜28が形
成されている。更に、この層間絶縁膜28に開口された
コンタクト窓を介して、n+ 型ソース領域22及びn+
型ドレイン領域24にそれぞれ接続する例えば厚さ60
0nmのAl膜からなるソース電極30及びドレイン電
極32が形成されている。
On the channel layer 14 sandwiched between the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24, a gate insulating film 16 made of, for example, a 150 nm thick SiO 2 (silicon oxide) film is interposed. Thus, a gate electrode 18 made of, for example, an Al (aluminum) film having a thickness of 300 nm is formed. In addition, for example, a 400 nm thick S
An interlayer insulating film 28 made of an iN x (silicon nitride) film is formed. Further, through the contact window opened in the interlayer insulating film 28, the n + type source region 22 and the n + type
Each having a thickness of, for example, 60
A source electrode 30 and a drain electrode 32 made of a 0 nm Al film are formed.

【0023】次に、図1の多結晶シリコン薄膜トランジ
スタの製造方法を、図2及び図3に示す工程図を用いて
説明する。まず、透明絶縁性基板10上に、Ar(アル
ゴン)雰囲気中におけるシリコンターゲットを用いた高
周波スパッタ法により、基板温度450℃、圧力5×1
-3Torrの条件で、多結晶シリコン層12aを450n
mの厚さに堆積する。
Next, the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG.
The manufacturing method of the star will be described with reference to the process charts shown in FIGS.
explain. First, Ar (Al) is placed on the transparent insulating substrate 10.
Gon) High pressure using silicon target in atmosphere
Substrate temperature 450 ° C, pressure 5 × 1 by frequency sputtering
0 -3Under the condition of Torr, the polycrystalline silicon layer 12a is 450 n
m.

【0024】続いて、多結晶シリコン層12aを大気に
晒すことなく、透明絶縁性基板10をスパッタ装置から
CVD装置に移動させた後、プラズマCVD法により、
原料ガスとして流量10sccmのSiH4 ガス及び流量5
00sccmのH2 (水素)ガスを用い、基板温度450
℃、圧力0.5Torr、放電電力200Wの条件で、多結
晶シリコン層12a上に、多結晶シリコン層14aを5
0nmの厚さに成長させる(図2(a)参照)。
Subsequently, the transparent insulating substrate 10 is moved from the sputtering apparatus to the CVD apparatus without exposing the polycrystalline silicon layer 12a to the atmosphere, and then, is subjected to a plasma CVD method.
SiH 4 gas at a flow rate of 10 sccm as a raw material gas and a flow rate of 5
Using H 2 (hydrogen) gas of 00 sccm, substrate temperature 450
5 ° C., a pressure of 0.5 Torr, and a discharge power of 200 W, the polycrystalline silicon layer 14 a was
It is grown to a thickness of 0 nm (see FIG. 2A).

【0025】次いで、多結晶シリコン層14a上に、プ
ラズマCVD法により、SiO2 膜16aを150nm
の厚さに成長させた後、このSiO2 膜16a上に、ス
パッタ法により、Al膜18aを300nmの厚さに堆
積する。そしてこのAl膜18a上に、所定の形状にパ
ターニングしたレジスト20を形成する(図2(b)参
照)。
Next, a 150 nm thick SiO 2 film 16a is formed on the polycrystalline silicon layer 14a by plasma CVD.
Then, an Al film 18a is deposited to a thickness of 300 nm on the SiO 2 film 16a by sputtering. Then, a resist 20 patterned into a predetermined shape is formed on the Al film 18a (see FIG. 2B).

【0026】次いで、このレジスト20をマスクとし
て、Al膜18a及びSiO2 膜16aを順にエッチン
グし、Al膜18aからなるゲート電極18及びSiO
2 膜16aからなるゲート絶縁膜16をそれぞれ形成す
る。続いて、レジスト20を剥離除去した後、ゲート電
極18をマスクとするイオンシャワー法により、例えば
V族不純物原子としてのP(リン)を多結晶シリコン層
14a内にのみ導入して、ゲート電極18を挟む多結晶
シリコン層14a表面にn+ 型ソース領域22及びn+
型ドレイン領域24を相対して形成する(図2(c)参
照)。
Next, using the resist 20 as a mask, the Al film 18a and the SiO 2 film 16a are sequentially etched to form the gate electrode 18 made of the Al film 18a and the SiO 2 film 16a.
A gate insulating film 16 composed of two films 16a is formed. Subsequently, after the resist 20 is removed by stripping, for example, P (phosphorus) as a group V impurity atom is introduced only into the polycrystalline silicon layer 14a by an ion shower method using the gate electrode 18 as a mask. N + type source region 22 and n +
The mold drain region 24 is formed to face each other (see FIG. 2C).

【0027】次いで、多結晶シリコン層14a及び多結
晶シリコン層12aを所定の形状にパターニングして、
多結晶シリコン層14aからなるチャネル層14及び多
結晶シリコン層12aからなるオフ電流低減層12を形
成し、これらチャネル層14及びオフ電流低減層12か
らなる半導体活性層26を形成する。続いて、全面に、
SiNx 膜を400nmの厚さに成長させて、SiNx
膜からなる層間絶縁膜28を形成する(図3(d)参
照)。
Next, the polysilicon layer 14a and the polysilicon layer 12a are patterned into a predetermined shape,
The off-current reducing layer 12 made of the polycrystalline silicon layer 14a and the polycrystalline silicon layer 12a is formed, and the semiconductor active layer 26 made of the channel layer 14 and the off-current reducing layer 12 is formed. Then, on the whole surface,
The the SiN x film is grown to a thickness of 400 nm, SiN x
An interlayer insulating film 28 made of a film is formed (see FIG. 3D).

【0028】次いで、n+ 型ソース領域22及びn+ 型
ドレイン領域24上の層間絶縁膜28にコンタクト窓を
開口した後、このコンタクト窓を介して、n+ 型ソース
領域22及びn+ 型ドレイン領域24にそれぞれ接続す
る厚さ600nmのAl膜からなるソース電極30及び
ドレイン電極32を形成する。こうして、図1に示す多
結晶シリコン薄膜トランジスタを完成する(図3(e)
参照)。
Next, after opening a contact window in the interlayer insulating film 28 on the n + type source region 22 and the n + type drain region 24, the n + type source region 22 and the n + type drain A source electrode 30 and a drain electrode 32 made of an Al film having a thickness of 600 nm connected to the regions 24 are formed. Thus, the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG. 1 is completed (FIG. 3E).
reference).

【0029】このように本実施例によれば、Ar雰囲気
中における高周波スパッタを用いて透明絶縁性基板10
上に多結晶シリコン層12aを堆積することにより、即
ち水素を含まない原料及び雰囲気ガス中で形成すること
により、多結晶シリコン層12aには殆ど水素が含まれ
ないため、また成長の際の基板温度が450℃と低温で
あるため、多結晶シリコン層12a中の多結晶シリコン
のグレインの粒界には未結合手などに起因する欠陥が多
数存在する。
As described above, according to the present embodiment, the transparent insulating substrate 10 is formed using high-frequency sputtering in an Ar atmosphere.
By depositing the polycrystalline silicon layer 12a thereon, that is, by forming the polycrystalline silicon layer 12a in a hydrogen-free raw material and in an atmosphere gas, the polycrystalline silicon layer 12a hardly contains hydrogen. Since the temperature is as low as 450 ° C., there are many defects due to dangling bonds and the like at the grain boundaries of the polycrystalline silicon grains in the polycrystalline silicon layer 12a.

【0030】そのため、多結晶シリコン層12aからな
るオフ電流低減層12は、その電気的特性は良くなく、
外部から入射した光によって発生する光リーク電流は、
グレインの粒界に存在する未結合手などの欠陥により直
ちに再結合してしまうため、外部には流れ出すことは殆
どない。従って、多結晶シリコン層12aからなるオフ
電流低減層12の膜厚が450nmと厚くても、光リー
ク電流の増加に寄与することはない。
Therefore, the off-current reduction layer 12 made of the polycrystalline silicon layer 12a has poor electric characteristics,
Light leakage current generated by light incident from the outside is
Immediate recombination occurs due to defects such as dangling bonds present at the grain boundaries of the grains, so that they hardly flow to the outside. Therefore, even if the off-current reduction layer 12 made of the polycrystalline silicon layer 12a is as thick as 450 nm, it does not contribute to an increase in the light leakage current.

【0031】また、透明絶縁性基板10上に成長させた
多結晶シリコン層12aの結晶性は、その膜厚が厚くな
るに従って向上していき、膜厚が100nm以上となる
多結晶シリコン層12a表面近傍では良好な結晶性を得
ることができるため、この結晶性の向上した多結晶シリ
コン層12a上に、途中で大気に晒すことなく、多結晶
シリコン層14aを連続して成長させることにより、多
結晶シリコン層14aの結晶性を良好なものにすること
ができる。
The crystallinity of the polycrystalline silicon layer 12a grown on the transparent insulating substrate 10 increases as the film thickness increases, and the surface of the polycrystalline silicon layer 12a having a film thickness of 100 nm or more is improved. Since good crystallinity can be obtained in the vicinity, the polycrystalline silicon layer 14a can be continuously grown on the polycrystalline silicon layer 12a having improved crystallinity without being exposed to the air on the way. The crystallinity of the crystalline silicon layer 14a can be improved.

【0032】しかも、この多結晶シリコン層14aは、
SiH4 ガス及びH2 ガスを用いるプラズマCVD法に
より成長させることにより、即ち水素を含む原料ガス中
で形成することにより、プラズマで分解した水素ラジカ
ルや水素原子が多結晶シリコン層14a中に取り込ま
れ、グレインの粒界に存在する未結合手を水素が終端し
ているため、欠陥が減少している。
Moreover, the polycrystalline silicon layer 14a
By growing by a plasma CVD method using SiH 4 gas and H 2 gas, that is, by forming in a source gas containing hydrogen, hydrogen radicals and hydrogen atoms decomposed by plasma are taken into the polycrystalline silicon layer 14a. In addition, since hydrogen is terminated by dangling bonds existing at the grain boundaries of grains, defects are reduced.

【0033】そのため、多結晶シリコン層14aからな
るチャネル層14は、キャリア移動度が大きくなり、良
好な電気特性を得ることができ、従ってオン電流特性を
向上させことができる。尚、このチャネル層14に発生
する光リーク電流は、その膜厚を100nm以下、例え
ば50nm程度に薄くすることにより、その増加を抑制
することができる。
Therefore, the channel layer 14 made of the polycrystalline silicon layer 14a has a high carrier mobility and can obtain good electric characteristics, and thus can improve on-current characteristics. The increase in the light leakage current generated in the channel layer 14 can be suppressed by reducing the film thickness to 100 nm or less, for example, about 50 nm.

【0034】こうして、多数の欠陥の存在によって光リ
ーク電流の流出を防止する多結晶シリコン層12aから
なるオフ電流低減層12と、良好な結晶性によって大き
な移動度をもつ多結晶シリコン層14aからなるチャネ
ル層14とから半導体活性層26が構成されるため、オ
ン電流特性を向上させつつ光リーク電流を従来の約1/
10に低減することができた。
Thus, the off-current reducing layer 12 made of the polycrystalline silicon layer 12a for preventing the outflow of the light leak current due to the existence of a large number of defects, and the polycrystalline silicon layer 14a having a large mobility due to good crystallinity. Since the semiconductor active layer 26 is composed of the channel layer 14, the light leakage current is reduced by about 1 /
It was able to be reduced to 10.

【0035】これにより、多結晶シリコン薄膜トランジ
スタのオン/オフ比を大きくして、アクティブマトリク
スの特性を向上させ、高画質の液晶ディスプレイ等を実
現することが可能となる。更に、多結晶シリコン層12
a及び多結晶シリコン層14aは、500℃以下の基板
温度において形成するため、透明絶縁性基板10として
高価な石英基板を用いなくてもよく、製造コストの低減
にも寄与することができる。
Thus, it is possible to increase the on / off ratio of the polycrystalline silicon thin film transistor, improve the characteristics of the active matrix, and realize a high quality liquid crystal display and the like. Further, the polycrystalline silicon layer 12
Since the a and the polycrystalline silicon layer 14a are formed at a substrate temperature of 500 ° C. or less, an expensive quartz substrate may not be used as the transparent insulating substrate 10, which can contribute to a reduction in manufacturing cost.

【0036】尚、上記第1の実施例においては、多結晶
シリコン層12aをAr雰囲気中における高周波スパッ
タを用いて堆積しているが、この方法に限定されず、例
えば真空蒸着法や、SiCl4 等を用いたプラズマCV
D法等を用いてもよい。また、多結晶シリコン層14a
の形成方法も、SiH4 ガス及びH2 ガスを用いるプラ
ズマCVD法に限定されず、例えばArとH2 との混合
ガス雰囲気中での高周波スパッタ法等を用いてもよい。
In the first embodiment, the polycrystalline silicon layer 12a is deposited by high frequency sputtering in an Ar atmosphere. However, the present invention is not limited to this method. For example, a vacuum evaporation method or SiCl 4 Plasma CV using
The D method or the like may be used. Also, the polycrystalline silicon layer 14a
Is not limited to the plasma CVD method using SiH 4 gas and H 2 gas, but may be, for example, a high frequency sputtering method in a mixed gas atmosphere of Ar and H 2 .

【0037】次に、本発明の第2の実施例による多結晶
シリコン薄膜トランジスタを、図4を用いて説明する。
図4は第2の実施例による多結晶シリコン薄膜トランジ
スタを示す断面図である。尚、上記図1に示す多結晶シ
リコン薄膜トランジスタの構成要素と同一の構成要素に
は同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a polycrystalline silicon thin film transistor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to the second embodiment. The same components as those of the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0038】本実施例は、上記第1の実施例における水
素を含有しない原料及び雰囲気ガスを用いて形成された
多結晶シリコン層12aからなるオフ電流低減層12の
代わりに、ノンドープ多結晶シリコン層とp型多結晶シ
リコン層とが順に積層されたオフ電流低減層が形成され
ている点に特徴がある。即ち、透明絶縁性基板10上
に、厚さ100nmのノンドープ多結晶シリコン層34
aとチャネル導電型と逆導電型の不純物が添加された厚
さ100nmのp型多結晶シリコン層36aとが順に積
層され、オフ電流低減層40を形成している。また、こ
のオフ電流低減層40上には、水素を含有する原料又は
雰囲気ガスを用いて形成された厚さ100nmの多結晶
シリコン層からなるチャネル層38が積層されている。
そしてこれらオフ電流低減層40及びチャネル層38か
ら半導体活性層42が構成されている。
This embodiment is different from the first embodiment in that the non-doped polycrystalline silicon layer is replaced with the off-current reducing layer 12 composed of the polycrystalline silicon layer 12a formed by using a hydrogen-free raw material and an atmospheric gas. And an p-type polycrystalline silicon layer in that order. That is, a non-doped polycrystalline silicon layer 34 having a thickness of 100 nm is formed on the transparent insulating substrate 10.
a and a 100 nm-thick p-type polycrystalline silicon layer 36 a to which impurities of the channel conductivity type and the opposite conductivity type are added are sequentially laminated to form an off-current reduction layer 40. On the off-current reducing layer 40, a channel layer 38 of a 100-nm-thick polycrystalline silicon layer formed using a hydrogen-containing material or an atmospheric gas is stacked.
The off-current reduction layer 40 and the channel layer 38 form a semiconductor active layer 42.

【0039】この半導体活性層42のチャネル層38表
面には、上記図1の場合と同様に、n+ 型ソース領域2
2及びn+ 型ドレイン領域24が相対して形成されてい
る。尚、ここで、これらn+ 型ソース領域22及びn+
型ドレイン領域24の接合深さは70nm未満に制御さ
れており、従ってn+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレ
イン領域24とオフ電流低減層40のp型多結晶シリコ
ン層36aとの間隔は30nm以上となっている。この
間隔が30nmよりも狭くなると、n+ 型ソース領域2
2及びn+ 型ドレイン領域24とp型多結晶シリコン層
36aとのpn接合におけるエネルギーバンドの傾きが
急俊になり、トンネル電流によるリーク電流が発生する
恐れが生ずるからである。
On the surface of the channel layer 38 of the semiconductor active layer 42, as in the case of FIG.
2 and n + type drain regions 24 are formed opposite to each other. Here, these n + type source regions 22 and n +
The junction depth of the drain region 24 is controlled to be less than 70 nm. Therefore, the distance between the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24 and the p-type polysilicon layer 36a of the off-current reduction layer 40 is 30 nm. That is all. If this interval is smaller than 30 nm, the n + type source region 2
This is because the slope of the energy band at the pn junction between the 2 and n + -type drain regions 24 and the p-type polycrystalline silicon layer 36a becomes steep, which may cause a leak current due to a tunnel current.

【0040】また、上記図1の場合と同様に、これらn
+ 型ソース領域22とn+ 型ドレイン領域24とに挟ま
れたチャネル層38上には、例えば厚さ300nmのS
iO 2 膜からなるゲート絶縁膜16を介して、例えば厚
さ1500nmのAl膜からなるゲート電極18が形成
されている。更に、全面には、SiNx 膜からなる層間
絶縁膜28が形成され、この層間絶縁膜28に開口され
たコンタクト窓を介して、n+ 型ソース領域22及びn
+ 型ドレイン領域24にそれぞれ接続するAl膜からな
るソース電極30及びドレイン電極32が形成されてい
る。
Also, as in the case of FIG.
+ Type source region 22 and n + type drain region 24.
On the channel layer 38 thus formed, for example, a 300 nm thick S
iO TwoThrough the gate insulating film 16 made of a film, for example,
A gate electrode 18 made of an Al film having a thickness of 1500 nm is formed.
Have been. Furthermore, the entire surface is covered with SiNxInterlayer consisting of film
An insulating film 28 is formed, and an opening is formed in interlayer insulating film 28.
N + source region 22 and n +
+ Type drain region 24.
Source electrode 30 and drain electrode 32 are formed.
You.

【0041】次に、図4の多結晶シリコン薄膜トランジ
スタの製造方法を、図5に示す工程図を用いて説明す
る。まず、透明絶縁性基板10上に、プラズマCVD法
により、原料ガスとして流量10sccmのSiH4 ガス及
び流量500sccmのH2 ガスを導入し、基板温度450
℃、圧力0.5Torr、放電電力200Wの条件で、ノン
ドープ多結晶シリコン層34aを成長させる。
Next, a method of manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG. 4 will be described with reference to the process chart shown in FIG. First, SiH 4 gas at a flow rate of 10 sccm and H 2 gas at a flow rate of 500 sccm were introduced as raw material gases onto the transparent insulating substrate 10 by plasma CVD, and the substrate temperature was set to 450 ° C.
A non-doped polycrystalline silicon layer 34a is grown at a temperature of 0.5 ° C., a pressure of 0.5 Torr, and a discharge power of 200 W.

【0042】そしてこのノンドープ多結晶シリコン層3
4aの膜厚が100nmになったところで、更に流量1
sccmのB2 6 (ジボラン)ガスを導入し、ノンドープ
多結晶シリコン層34a上に連続してp型多結晶シリコ
ン層36aを100nmの厚さに積層する。続いて、B
2 6 ガスの導入を止め、SiH4 ガス及びH2 ガスの
みにより、p型多結晶シリコン層36a上に連続して多
結晶シリコン層38aを100nmの厚さに積層する
(図5(a)参照)。
The non-doped polycrystalline silicon layer 3
When the film thickness of 4a becomes 100 nm, the flow rate is further increased by 1.
A sccm B 2 H 6 (diborane) gas is introduced, and a p-type polycrystalline silicon layer 36a is continuously laminated to a thickness of 100 nm on the non-doped polycrystalline silicon layer 34a. Then, B
The introduction of the 2 H 6 gas is stopped, and the polycrystalline silicon layer 38 a is continuously laminated on the p-type polycrystalline silicon layer 36 a to a thickness of 100 nm using only the SiH 4 gas and the H 2 gas (FIG. 5A). reference).

【0043】次いで、上記図2(b)〜(c)に示され
る工程と同様にして、多結晶シリコン層38a上に、S
iO2 膜及びAl膜を順に成長させた後、Al膜上に所
定の形状にパターニングしたレジストをマスクとして、
Al膜及びSiO2 膜を順にエッチングし、Al膜から
なるゲート電極18及びSiO2 膜からなるゲート絶縁
膜16を形成する。
Next, in the same manner as the steps shown in FIGS. 2B to 2C, an S layer is formed on the polycrystalline silicon layer 38a.
After sequentially growing an iO 2 film and an Al film, using a resist patterned into a predetermined shape on the Al film as a mask,
The Al film and the SiO 2 film are sequentially etched to form the gate electrode 18 made of the Al film and the gate insulating film 16 made of the SiO 2 film.

【0044】続いて、レジストを剥離除去した後、ゲー
ト電極18をマスクとするイオンシャワー法により、例
えばPを多結晶シリコン層38a内にのみ導入して、多
結晶シリコン層38a表面にn+ 型ソース領域22及び
n+ 型ドレイン領域24を相対して形成する(図5
(b)参照)。尚、このとき、イオンシャワーの加速電
圧等を制御して、n+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレ
イン領域24の接合深さが70nm未満になるように制
御し、n+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域2
4とオフ電流低減層40のp型多結晶シリコン層36a
との間隔は30nmより広くなるように留意する。
Subsequently, after the resist is peeled off, for example, P is introduced only into the polycrystalline silicon layer 38a by an ion shower method using the gate electrode 18 as a mask, so that the surface of the polycrystalline silicon layer 38a is n + type. The source region 22 and the n + type drain region 24 are formed facing each other (FIG. 5).
(B)). At this time, the acceleration voltage of the ion shower is controlled so that the junction depth of the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24 is controlled to be less than 70 nm. n + type drain region 2
4 and the p-type polysilicon layer 36a of the off-current reduction layer 40
Note that the distance between is larger than 30 nm.

【0045】次いで、上記図2(d)〜(e)に示され
る工程と同様にして、多結晶シリコン層38a、p型多
結晶シリコン層36a、及びノンドープ多結晶シリコン
層34aを所定の形状にパターニングして、多結晶シリ
コン層38aからなるチャネル層38並びにp型多結晶
シリコン層36a及びノンドープ多結晶シリコン層34
aからなるオフ電流低減層40を形成し、これらチャネ
ル層38及びオフ電流低減層40からなる半導体活性層
44を形成する。
Next, the polysilicon layer 38a, the p-type polysilicon layer 36a, and the non-doped polysilicon layer 34a are formed into a predetermined shape in the same manner as in the steps shown in FIGS. By patterning, a channel layer 38 composed of a polycrystalline silicon layer 38a, a p-type polycrystalline silicon layer 36a and a non-doped polycrystalline silicon layer 34
An off-current reducing layer 40 made of a is formed, and a semiconductor active layer 44 made of the channel layer 38 and the off-current reducing layer 40 is formed.

【0046】続いて、全面に、SiNx 膜からなる層間
絶縁膜28を形成し、この層間絶縁膜28にコンタクト
窓を開口した後、このコンタクト窓を介してn+ 型ソー
ス領域22及びn+ 型ドレイン領域24にそれぞれ接続
するAl膜からなるソース電極30及びドレイン電極3
2を形成する。こうして、図4に示す多結晶シリコン薄
膜トランジスタを完成する(図5(c)参照)。
Subsequently, an interlayer insulating film 28 made of a SiN x film is formed on the entire surface, a contact window is opened in the interlayer insulating film 28, and then the n + -type source region 22 and n + Electrode 30 and drain electrode 3 made of an Al film respectively connected to the drain region 24
Form 2 Thus, the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG. 4 is completed (see FIG. 5C).

【0047】このように本実施例によれば、SiH4
ス及びH2 ガスを原料ガスとするプラズマCVD法を用
いて、透明絶縁性基板10上に、厚さ100nmのノン
ドープ多結晶シリコン層34a、厚さ100nmのp型
多結晶シリコン層36a、厚さ100nmの多結晶シリ
コン層38aを連続して成長させることにより、上記第
1の実施例における多結晶シリコン層14aと同様に、
多結晶シリコン層38aを良好な結晶性を有するように
することができるため、その多結晶シリコン層14aか
らなるチャネル層14と同様に、大きな移動度をもつ良
好な電気特性をもつチャネル層38を得ることができ、
薄膜トランジスタのオン電流特性を向上させることがで
きる。
As described above, according to the present embodiment, the non-doped polycrystalline silicon layer 34a having a thickness of 100 nm is formed on the transparent insulating substrate 10 by the plasma CVD method using the SiH 4 gas and the H 2 gas as the source gas. By continuously growing a 100 nm-thick p-type polysilicon layer 36a and a 100 nm-thick polysilicon layer 38a, as in the case of the polysilicon layer 14a in the first embodiment,
Since the polycrystalline silicon layer 38a can have good crystallinity, the channel layer 38 having high mobility and good electrical characteristics can be formed similarly to the channel layer 14 composed of the polycrystalline silicon layer 14a. You can get
The on-current characteristics of the thin film transistor can be improved.

【0048】また、このチャネル層38下には、ノンド
ープ多結晶シリコン層34a及びp型多結晶シリコン層
36aが順に積層されたオフ電流低減層40が形成さ
れ、そのp型多結晶シリコン層36aがチャネル層38
に接していることにより、リークパスの広がりが防止さ
れるため、透明絶縁性基板10上に厚く成長させたオフ
電流低減層40にオフ電流が流れることが阻止され、薄
膜トランジスタのオフ電流を低減することができる。
Under the channel layer 38, an off-current reducing layer 40 in which a non-doped polycrystalline silicon layer 34a and a p-type polycrystalline silicon layer 36a are sequentially laminated is formed, and the p-type polycrystalline silicon layer 36a is formed. Channel layer 38
, The spread of the leak path is prevented, so that the off-current is prevented from flowing through the off-current reduction layer 40 grown thick on the transparent insulating substrate 10, and the off-current of the thin film transistor is reduced. Can be.

【0049】こうして、チャネル層38に接するp型多
結晶シリコン層36aによってオフ電流が流れることを
阻止するオフ電流低減層40と、良好な結晶性によって
大きな移動度をもつ多結晶シリコン層38aからなるチ
ャネル層38とから半導体活性層44が構成されるた
め、オン電流を変えずにオフ電流だけを1桁低減するこ
とができた。
As described above, the p-type polycrystalline silicon layer 36a in contact with the channel layer 38 comprises the off-current reducing layer 40 for preventing the off-current from flowing, and the polycrystalline silicon layer 38a having high mobility due to good crystallinity. Since the semiconductor active layer 44 is constituted by the channel layer 38, only the off current can be reduced by one digit without changing the on current.

【0050】これにより、上記第1の実施例の場合と同
様に、薄膜トランジスタのオン/オフ比を大きくして、
アクティブマトリクスの特性を向上させ、高画質の液晶
ディスプレイ等を実現することが可能となる。尚、上記
第2の実施例においては、p型多結晶シリコン層36a
を形成する際に導入する不純物としてB2 6 を用いて
いるが、こうした III族不純物元素の水素化物に限定さ
れず、例えばBCl3 、BBr3 等のハロゲン化物を用
いてもよい。
Thus, as in the first embodiment, the on / off ratio of the thin film transistor is increased,
It is possible to improve the characteristics of the active matrix and realize a high-quality liquid crystal display or the like. In the second embodiment, the p-type polysilicon layer 36a
Although B 2 H 6 is used as an impurity to be introduced when the compound is formed, the present invention is not limited to such a hydride of a Group III impurity element. For example, a halide such as BCl 3 or BBr 3 may be used.

【0051】また、以上は多結晶シリコン薄膜トランジ
スタがnチャネル型の場合であるが、pチャネル型の場
合には、チャネル導電型と逆導電型の不純物が添加され
た多結晶シリコン層を形成する際に、例えばPH3 等の
V族不純物元素の水素化物や、PCl3 等のハロゲン化
物を不純物として用い、n型多結晶シリコン層を形成す
ればよい。
The above is the case where the polycrystalline silicon thin film transistor is an n-channel type. However, when the polycrystalline silicon thin film transistor is a p-channel type, a polycrystalline silicon layer to which an impurity of the conductivity type opposite to the channel conductivity type is added is formed. to, for example, hydrides of group V impurity element PH 3 or the like, using a halide such as PCl 3 as an impurity may be an n-type polycrystalline silicon layer.

【0052】次に、本発明の第3の実施例による多結晶
シリコン薄膜トランジスタを、図6を用いて説明する。
図6は第3の実施例による多結晶シリコン薄膜トランジ
スタを示す断面図である。尚、上記図4に示す多結晶シ
リコン薄膜トランジスタの構成要素と同一の構成要素に
は同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a polycrystalline silicon thin film transistor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to the third embodiment. The same components as those of the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0053】本実施例は、上記第2の実施例におけるノ
ンドープ多結晶シリコン層34aとp型多結晶シリコン
層36aとが順に積層されたオフ電流低減層40の代わ
りに、p型多結晶シリコン層からなるオフ電流低減層が
形成されている点に特徴がある。即ち、透明絶縁性基板
10上に、厚さ200nmのp型多結晶シリコン層から
なるオフ電流低減層46と、水素を含有する原料又は雰
囲気ガスを用いて形成された厚さ100nmの多結晶シ
リコン層からなるチャネル層48が積層され、これらオ
フ電流低減層46及びチャネル層48から半導体活性層
50が構成されている。
This embodiment is different from the second embodiment in that the off-current reduction layer 40 in which the non-doped polysilicon layer 34a and the p-type polysilicon layer 36a are sequentially stacked is replaced with a p-type polysilicon layer. Is characterized in that an off-current reduction layer made of That is, an off-current reducing layer 46 made of a 200 nm-thick p-type polycrystalline silicon layer and a 100 nm-thick polycrystalline silicon formed using a hydrogen-containing raw material or an atmosphere gas are formed on a transparent insulating substrate 10. A channel layer 48 composed of layers is stacked, and the semiconductor active layer 50 is constituted by the off-current reduction layer 46 and the channel layer 48.

【0054】この半導体活性層50のチャネル層48表
面には、上記図4の場合と同様に、接合深さ70nm未
満のn+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域24
が相対して形成され、これらn+ 型ソース領域22とn
+ 型ドレイン領域24とに挟まれたチャネル層48上に
は、ゲート絶縁膜16を介してゲート電極18が形成さ
れている。
The n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24 having a junction depth of less than 70 nm are formed on the surface of the channel layer 48 of the semiconductor active layer 50 as in the case of FIG.
Are formed opposite to each other, and these n + -type source regions 22 and n
On the channel layer 48 sandwiched between the + type drain region 24, the gate electrode 18 is formed via the gate insulating film 16.

【0055】更に、全面には、層間絶縁膜28が形成さ
れ、この層間絶縁膜28に開口されたコンタクト窓を介
して、n+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域2
4にそれぞれ接続するソース電極30及びドレイン電極
32が形成されている。次に、図6の多結晶シリコン薄
膜トランジスタの製造方法を、図7に示す工程図を用い
て説明する。
Further, an interlayer insulating film 28 is formed on the entire surface, and the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 2 are formed through contact windows opened in the interlayer insulating film 28.
4, a source electrode 30 and a drain electrode 32 are formed. Next, a method of manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG. 6 will be described with reference to the process chart shown in FIG.

【0056】まず、透明絶縁性基板10上に、プラズマ
CVD法により、原料ガスとしてSiH4 ガス、H2
ス、及びB2 6 ガスを導入し、p型多結晶シリコン層
46aを200nmの厚さに成長させる。続いて、B2
6 ガスの導入を止め、SiH4 ガス及びH2 ガスのみ
により、p型多結晶シリコン層46a上に連続して多結
晶シリコン層48aを100nmの厚さに積層する(図
7(a)参照)。
First, SiH 4 gas, H 2 gas, and B 2 H 6 gas are introduced as raw material gases onto the transparent insulating substrate 10 by a plasma CVD method to form a p-type polycrystalline silicon layer 46a having a thickness of 200 nm. Let it grow. Then, B 2
The introduction of the H 6 gas is stopped, and a polycrystalline silicon layer 48a is continuously stacked on the p-type polycrystalline silicon layer 46a to a thickness of 100 nm only by the SiH 4 gas and the H 2 gas (see FIG. 7A). ).

【0057】次いで、上記図5(b)〜(c)に示され
る工程と同様にして、多結晶シリコン層48a上に、ゲ
ート電極18及びゲート絶縁膜16を形成した後、ゲー
ト電極18をマスクとするイオンシャワー法により、多
結晶シリコン層48a表面に、接合深さが70nm未満
のn+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域24を
相対して形成する。
Next, after forming the gate electrode 18 and the gate insulating film 16 on the polycrystalline silicon layer 48a in the same manner as the steps shown in FIGS. 5B to 5C, the gate electrode 18 is masked. The n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24 having a junction depth of less than 70 nm are formed on the surface of the polycrystalline silicon layer 48a.

【0058】続いて、多結晶シリコン層48a及びp型
多結晶シリコン層46aを所定の形状にパターニングし
て、多結晶シリコン層48aからなるチャネル層48及
びp型多結晶シリコン層46aからなるオフ電流低減層
46を形成し、これらチャネル層48及びオフ電流低減
層46からなる半導体活性層50を形成する。続いて、
全面に、層間絶縁膜28を形成した後、この層間絶縁膜
28に開口したコンタクト窓を介して、n+ 型ソース領
域22及びn+ 型ドレイン領域24にそれぞれ接続する
ソース電極30及びドレイン電極32を形成する。こう
して、図6に示す多結晶シリコン薄膜トランジスタを完
成する(図7(b)参照)。
Subsequently, the polycrystalline silicon layer 48a and the p-type polycrystalline silicon layer 46a are patterned into predetermined shapes, and the channel layer 48 composed of the polycrystalline silicon layer 48a and the off-current composed of the p-type polycrystalline silicon layer 46a are formed. The reduction layer 46 is formed, and the semiconductor active layer 50 including the channel layer 48 and the off-current reduction layer 46 is formed. continue,
After an interlayer insulating film 28 is formed on the entire surface, a source electrode 30 and a drain electrode 32 connected to the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24 through contact windows opened in the interlayer insulating film 28, respectively. To form Thus, the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG. 6 is completed (see FIG. 7B).

【0059】このように本実施例によれば、透明絶縁性
基板10上に、厚さ200nmのp型多結晶シリコン層
46aからなるオフ電流低減層46及び厚さ100nm
の多結晶シリコン層48aからなるチャネル層48を連
続成長によって形成することにより、上記第2の実施例
の場合と同様の効果を奏することができる。尚、本実施
例と上記第2の実施例とを比較すると、上記第2の実施
例におけるオフ電流低減層40がノンドープ多結晶シリ
コン層34aとp型多結晶シリコン層36aとが順に積
層された複雑な構造になってはいるが、そのp型多結晶
シリコン層36aの厚さが本実施例におけるp型多結晶
シリコン層46aの厚さよりも薄いため、使用ガス量を
低減して生産コストを低下させる点において、また不必
要な廃棄ガス量を低減する点において、上記第2の実施
例が好ましい。
As described above, according to the present embodiment, on the transparent insulating substrate 10, the off-current reducing layer 46 made of the p-type polycrystalline silicon layer 46a having a thickness of 200 nm and the thickness of 100 nm
By forming the channel layer 48 of the polycrystalline silicon layer 48a by continuous growth, the same effect as in the case of the second embodiment can be obtained. When this embodiment is compared with the second embodiment, the non-doped polysilicon layer 34a and the p-type polysilicon layer 36a of the off-current reduction layer 40 in the second embodiment are sequentially stacked. Although the structure is complicated, the thickness of the p-type polycrystalline silicon layer 36a is smaller than the thickness of the p-type polycrystalline silicon layer 46a in this embodiment, so that the amount of gas used is reduced and the production cost is reduced. The second embodiment is preferred in terms of reducing the amount of waste gas and reducing unnecessary waste gas.

【0060】次に、本発明の第4の実施例による多結晶
シリコン薄膜トランジスタを、図8を用いて説明する。
図8は第3の実施例による多結晶シリコン薄膜トランジ
スタを示す断面図である。尚、上記図1及び図4に示す
多結晶シリコン薄膜トランジスタの構成要素と同一の構
成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a polycrystalline silicon thin film transistor according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to the third embodiment. The same components as those of the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0061】本実施例は、上記第1の実施例における水
素を含有しない原料及び雰囲気ガスを用いて形成された
多結晶シリコン層12aからなるオフ電流低減層12
と、上記第2の実施例におけるノンドープ多結晶シリコ
ン層34a及びp型多結晶シリコン層36aが順に積層
されたオフ電流低減層40とが組み合わさったオフ電流
低減層が形成されている点に特徴がある。
This embodiment is different from the first embodiment in that the off-current reduction layer 12 made of the polycrystalline silicon layer 12a formed using the hydrogen-free raw material and the atmospheric gas is used.
The off-current reduction layer is formed by combining the off-current reduction layer 40 in which the non-doped polysilicon layer 34a and the p-type polysilicon layer 36a in the second embodiment are sequentially stacked. There is.

【0062】即ち、透明絶縁性基板10上に、水素を含
有しない原料及び雰囲気ガスを用いて形成された厚さ3
00nmのノンドープ多結晶シリコン層52aと厚さ1
00nmのp型多結晶シリコン層54aとが順に積層さ
れ、オフ電流低減層58を形成している。また、このオ
フ電流低減層58上に、水素を含有する原料又は雰囲気
ガスを用いて形成された厚さ100nmの多結晶シリコ
ン層56aからなるチャネル層56が積層されている。
そしてこれらオフ電流低減層58及びチャネル層56か
ら半導体活性層60が構成されている。
That is, the thickness 3 formed on the transparent insulating substrate 10 by using a hydrogen-free raw material and an atmospheric gas.
00 nm non-doped polycrystalline silicon layer 52a and thickness 1
A 00 nm p-type polycrystalline silicon layer 54a is sequentially stacked to form an off-current reduction layer 58. On this off-current reduction layer 58, a channel layer 56 made of a 100-nm-thick polycrystalline silicon layer 56a formed using a hydrogen-containing material or an atmospheric gas is laminated.
The off-current reduction layer 58 and the channel layer 56 constitute a semiconductor active layer 60.

【0063】この半導体活性層50のチャネル層56表
面には、上記図4の場合と同様に、接合深さ70nm未
満のn+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域24
が相対して形成され、これらn+ 型ソース領域22とn
+ 型ドレイン領域24とに挟まれたチャネル層56上に
は、ゲート絶縁膜16を介してゲート電極18が形成さ
れている。
The n + -type source region 22 and the n + -type drain region 24 having a junction depth of less than 70 nm are formed on the surface of the channel layer 56 of the semiconductor active layer 50, as in the case of FIG.
Are formed opposite to each other, and these n + -type source regions 22 and n
On the channel layer 56 sandwiched between the + type drain region 24, the gate electrode 18 is formed via the gate insulating film 16.

【0064】更に、全面には、層間絶縁膜28が形成さ
れ、この層間絶縁膜28に開口されたコンタクト窓を介
して、n+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域2
4にそれぞれ接続するソース電極30及びドレイン電極
32が形成されている。次に、図8の多結晶シリコン薄
膜トランジスタの製造方法を、図9に示す工程図を用い
て説明する。
Further, an interlayer insulating film 28 is formed on the entire surface, and the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 2 are formed through contact windows opened in the interlayer insulating film 28.
4, a source electrode 30 and a drain electrode 32 are formed. Next, a method for manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG. 8 will be described with reference to the process chart shown in FIG.

【0065】まず、透明絶縁性基板10上に、原料ガス
としてSiCl4 等を用いたプラズマCVD法により、
ノンドープ多結晶シリコン層52aを300nmの厚さ
に成長させる。そして原料ガスをSiCl4 等からSi
4 等に切り替えると共に、更にB2 6 ガスを導入
し、ノンドープ多結晶シリコン層52a上に連続してp
型多結晶シリコン層54aを100nmの厚さに積層す
る。
First, a plasma CVD method using SiCl 4 or the like as a source gas is formed on the transparent insulating substrate 10 by a plasma CVD method.
A non-doped polycrystalline silicon layer 52a is grown to a thickness of 300 nm. Then, the source gas is changed from SiCl 4 or the like to Si.
In addition to switching to H 4 or the like, B 2 H 6 gas is further introduced, and p is continuously formed on the non-doped polycrystalline silicon layer 52a.
The polycrystalline silicon layer 54a is laminated to a thickness of 100 nm.

【0066】続いて、B2 6 ガスの導入を止め、Si
4 ガス等のみにより、p型多結晶シリコン層54a上
に連続して多結晶シリコン層56aを100nmの厚さ
に積層する(図9(a)参照)。次いで、上記図5
(b)〜(c)に示される工程と同様にして、多結晶シ
リコン層56a上に、ゲート電極18及びゲート絶縁膜
16を形成した後、ゲート電極18をマスクとするイオ
ンシャワー法により、多結晶シリコン層56a表面に、
接合深さが70nm未満のn+ 型ソース領域22及びn
+ 型ドレイン領域24を相対して形成する。
Subsequently, introduction of the B 2 H 6 gas was stopped, and Si
A polycrystalline silicon layer 56a is continuously laminated on the p-type polycrystalline silicon layer 54a to a thickness of 100 nm only by the H 4 gas or the like (see FIG. 9A). Next, FIG.
After the gate electrode 18 and the gate insulating film 16 are formed on the polycrystalline silicon layer 56a in the same manner as in the steps shown in (b) to (c), the gate electrode 18 and the gate insulating film 16 are formed by an ion shower method using the gate electrode 18 as a mask. On the surface of the crystalline silicon layer 56a,
N + -type source regions 22 and n having a junction depth of less than 70 nm
The + type drain region 24 is formed to face each other.

【0067】続いて、多結晶シリコン層56a、p型多
結晶シリコン層54a及びノンドープ多結晶シリコン層
52aを所定の形状にパターニングして、多結晶シリコ
ン層56aからなるチャネル層56とp型多結晶シリコ
ン層54a及びノンドープ多結晶シリコン層52aから
なるオフ電流低減層58とを形成し、これらチャネル層
56及びオフ電流低減層58からなる半導体活性層60
を形成する。
Subsequently, the polycrystalline silicon layer 56a, the p-type polycrystalline silicon layer 54a and the non-doped polycrystalline silicon layer 52a are patterned into predetermined shapes to form a channel layer 56 made of the polycrystalline silicon layer 56a and the p-type polycrystalline silicon layer. Forming an off-current reducing layer 58 comprising a silicon layer 54a and a non-doped polycrystalline silicon layer 52a; and forming a semiconductor active layer 60 comprising these channel layer 56 and off-current reducing layer 58.
To form

【0068】続いて、全面に、層間絶縁膜28を形成し
た後、この層間絶縁膜28に開口したコンタクト窓を介
して、n+ 型ソース領域22及びn+ 型ドレイン領域2
4にそれぞれ接続するソース電極30及びドレイン電極
32を形成する。こうして、図8に示す多結晶シリコン
薄膜トランジスタを完成する(図9(b)参照)。この
ように本実施例によれば、透明絶縁性基板10上に、S
iCl4 等の水素を含有しない原料及び雰囲気ガスを用
いたプラズマCVD法による厚さ300nmのノンドー
プ多結晶シリコン層52a、チャネル導電型と逆導電型
の不純物が添加された厚さ100nmのp型多結晶シリ
コン層54a、及びSiH4 等の水素を含有する原料及
び雰囲気ガスを用いたプラズマCVD法による厚さ10
0nmの多結晶シリコン層56aを連続成長させること
により、多数の欠陥の存在によって光リーク電流の流出
を防止する多結晶シリコン層52aとリークパスの広が
りを防止するp型多結晶シリコン層54aとが順に積層
されたオフ電流低減層58が形成され、良好な結晶性に
よって大きな移動度をもつ多結晶シリコン層56aから
なるチャネル層56が形成され、そしてこれらオフ電流
低減層58及びチャネル層56からなる半導体活性層6
0が形成されるため、上記第1及び第2の実施例を組み
合わせた効果を奏することができる。即ち、オン電流特
性を向上させつつ、光リーク電流を低減すると共に、そ
れ以外のリーク電流をも低減することができる。
Subsequently, after an interlayer insulating film 28 is formed on the entire surface, the n + -type source region 22 and the n + -type drain region 2 are formed through a contact window opened in the interlayer insulating film 28.
4, a source electrode 30 and a drain electrode 32 are formed, respectively. Thus, the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG. 8 is completed (see FIG. 9B). As described above, according to the present embodiment, the S
A non-doped polycrystalline silicon layer 52a having a thickness of 300 nm formed by a plasma CVD method using a hydrogen-free raw material such as iCl 4 and an atmosphere gas, and a p-type polysilicon having a thickness of 100 nm to which impurities of a channel conductivity type and a conductivity type are added. A thickness of 10 by a plasma CVD method using a crystalline silicon layer 54a, a hydrogen-containing material such as SiH 4, and an atmosphere gas;
By continuously growing the 0-nm polycrystalline silicon layer 56a, the polycrystalline silicon layer 52a for preventing outflow of light leakage current due to the presence of a large number of defects and the p-type polycrystalline silicon layer 54a for preventing expansion of a leak path are sequentially formed. A stacked off-current reduction layer 58 is formed, a channel layer 56 made of a polycrystalline silicon layer 56a having high mobility with good crystallinity is formed, and a semiconductor formed of the off-current reduction layer 58 and the channel layer 56 is formed. Active layer 6
Since 0 is formed, an effect obtained by combining the first and second embodiments can be obtained. That is, while improving the on-current characteristics, the light leakage current can be reduced, and the other leakage currents can also be reduced.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透明絶縁基板上に、第1の多結晶シリコン層及び第2の
多結晶シリコン層を、途中で大気に晒すことなく連続し
て形成することにより、また第2の多結晶シリコン層を
水素を含む原料ガス中で形成することにより、第2の多
結晶シリコン層は良好な結晶性を有することができるた
め、この第2の多結晶シリコン層からなるチャネル層は
良好な電気特性を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
By forming a first polycrystalline silicon layer and a second polycrystalline silicon layer continuously on a transparent insulating substrate without being exposed to the air on the way, the second polycrystalline silicon layer contains hydrogen. By forming the second polycrystalline silicon layer in a source gas, the second polycrystalline silicon layer can have good crystallinity. Therefore, the channel layer including the second polycrystalline silicon layer can obtain good electric characteristics. .

【0070】他方、透明絶縁基板上に、第1の多結晶シ
リコン層を、水素を含まない原料及び雰囲気ガス中で形
成することにより、第1の多結晶シリコン層中の多結晶
シリコンのグレインの粒界には未結合手などに起因する
欠陥が多数存在するため、外部から入射した光により発
生する光リーク電流は多数の欠陥により直ちに再結合し
てしまい、従って第1の多結晶シリコン層からなるオフ
電流低減層が光リーク電流の増加に寄与することはな
い。
On the other hand, by forming a first polycrystalline silicon layer on a transparent insulating substrate in a hydrogen-free raw material and in an atmosphere gas, the first polycrystalline silicon layer has a grain size of polycrystalline silicon in the first polycrystalline silicon layer. Since many defects due to dangling bonds and the like are present in the grain boundaries, light leakage current generated by light incident from the outside is immediately recombined by many defects, and thus, the first polycrystalline silicon layer The off-current reduction layer does not contribute to an increase in light leakage current.

【0071】或いは、透明絶縁基板上に、チャネル導電
型と逆導電型の第1の多結晶シリコン層又はノンドープ
多結晶シリコン層とチャネル導電型と逆導電型の不純物
ドープ層とが積層した第1の多結晶シリコン層を形成す
ることにより、チャネル層の下に逆導電型の層が接する
ため、ゲート電極から遠く離れて電圧制御の効かない領
域においてチャネル導電型と同じキャリアが流れること
を防止し、オフ電流を低減することができる。
Alternatively, a first polycrystalline silicon layer or a non-doped polycrystalline silicon layer of the opposite conductivity type to the channel conductivity type and an impurity doped layer of the opposite conductivity type to the channel conductivity type are stacked on the transparent insulating substrate. The formation of the polycrystalline silicon layer prevents the same carrier as that of the channel conductivity type from flowing in a region far from the gate electrode and where voltage control is not effective because the layer of the opposite conductivity type is in contact with the lower portion of the channel layer. In addition, off current can be reduced.

【0072】即ち、多数の欠陥の存在によって光リーク
電流の流出を防止したり、チャネル導電型と逆導電型の
層の存在によってリークパスの拡大を阻止したりするオ
フ電流低減層と、良好な結晶性によって大きなる移動度
をもつチャネル層とから半導体活性層が構成されること
により、オン電流特性を向上させつつオフ電流を低減す
ることができるため、薄膜トランジスタのオン/オフ比
を大きくすることができる。
That is, an off-current reduction layer that prevents outflow of light leakage current due to the presence of a large number of defects, and prevents expansion of a leakage path due to the presence of a layer of the channel conductivity type and the opposite conductivity type; Since the semiconductor active layer is composed of a channel layer having a large mobility depending on the property, the off-current can be reduced while the on-current characteristics are improved, so that the on / off ratio of the thin film transistor can be increased. it can.

【0073】これにより、多結晶シリコン薄膜トランジ
スタのオン/オフ比を大きくして、アクティブマトリク
スの特性を向上させ、高画質の液晶ディスプレイ等を実
現することが可能となる。
As a result, it is possible to increase the on / off ratio of the polycrystalline silicon thin film transistor, improve the characteristics of the active matrix, and realize a high quality liquid crystal display or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による多結晶シリコン薄
膜トランジスタを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造
方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 2 is a process chart (1) for explaining a method for manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG.

【図3】図1の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造
方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 3 is a process diagram (part 2) for describing the method for manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG.

【図4】本発明の第2の実施例による多結晶シリコン薄
膜トランジスタを示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造
方法を説明するための工程図である。
5 is a process chart for explaining a method of manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG.

【図6】本発明の第3の実施例による多結晶シリコン薄
膜トランジスタを示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造
方法を説明するための工程図である。
FIG. 7 is a process chart illustrating a method for manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG.

【図8】本発明の第4の実施例による多結晶シリコン薄
膜トランジスタを示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a polycrystalline silicon thin film transistor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造
方法を説明するための工程図である。
FIG. 9 is a process chart illustrating a method for manufacturing the polycrystalline silicon thin film transistor of FIG.

【図10】従来の多結晶シリコン薄膜トランジスタを説
明するための断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a conventional polycrystalline silicon thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…透明絶縁性基板 12a…水素を含有しない原料及び雰囲気ガスを用いて
形成された多結晶シリコン層 12…オフ電流低減層 14a…水素を含有する原料又は雰囲気ガスを用いて形
成された多結晶シリコン層 14…チャネル層 16a…SiO2 膜 16…ゲート絶縁膜 18a…Al膜 18…ゲート電極 20…レジスト 22…n+ 型ソース領域 24…n+ 型ドレイン領域 26…半導体活性層 28…層間絶縁膜 30…ソース電極 32…ドレイン電極 34a…ノンドープ多結晶シリコン層 36a…p型多結晶シリコン層 38a…多結晶シリコン層 38…チャネル層 40…オフ電流低減層 42…半導体活性層 44…半導体活性層 46a…p型多結晶シリコン層 46…オフ電流低減層 48a…多結晶シリコン層 48…チャネル層 50…半導体活性層 52a…水素を含有しない原料及び雰囲気ガスを用いて
形成されたノンドープ多結晶シリコン層 54a…p型多結晶シリコン層 56a…水素を含有する原料又は雰囲気ガスを用いて形
成された多結晶シリコン層 56…チャネル層 58…オフ電流低減層 60…半導体活性層 70…透明絶縁性基板 72…半導体活性層 74…ゲート絶縁膜 76…ゲート電極 78…n+ 型ソース領域 80…n+ 型ドレイン領域 82…層間絶縁膜 84…ソース電極 86…ドレイン電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transparent insulating substrate 12a ... Polycrystalline silicon layer formed using hydrogen-free raw material and atmospheric gas 12 ... Off-current reduction layer 14a ... Polycrystalline formed using hydrogen-containing raw material or atmospheric gas Silicon layer 14 channel layer 16a SiO 2 film 16 gate insulating film 18a Al film 18 gate electrode 20 resist 22 n + type source region 24 n + type drain region 26 semiconductor active layer 28 interlayer insulation Film 30 source electrode 32 drain electrode 34a non-doped polycrystalline silicon layer 36a p-type polycrystalline silicon layer 38a polycrystalline silicon layer 38 channel layer 40 off-current reduction layer 42 semiconductor active layer 44 semiconductor active layer 46a: p-type polycrystalline silicon layer 46: off-current reduction layer 48a: polycrystalline silicon layer 48: channel layer 50 Semiconductor active layer 52a: non-doped polycrystalline silicon layer formed using hydrogen-free raw material and atmospheric gas 54a: p-type polycrystalline silicon layer 56a: polycrystalline formed using hydrogen-containing raw material or atmospheric gas Silicon layer 56 channel layer 58 off-current reducing layer 60 semiconductor active layer 70 transparent insulating substrate 72 semiconductor active layer 74 gate insulating film 76 gate electrode 78 n + source region 80 n + drain Region 82: interlayer insulating film 84: source electrode 86: drain electrode

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−369271(JP,A) 特開 昭64−49221(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/336 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-369271 (JP, A) JP-A-64-49221 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29 / 786 H01L 21/336

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板上に
形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面に相
対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半導体
活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
とを具備する薄膜トランジスタにおいて、 前記半導体活性層が、前記透明絶縁基板上に形成された
第1の多結晶シリコン層からなるオフ電流低減層と、前
記オフ電流低減層上に積層された第2の多結晶シリコン
層からなるチャネル層とを有し、 前記ソース領域及び前記ドレイン領域が、それぞれ前記
チャネル層内に形成されており、 前記オフ電流低減層が、水素を含有しない原料及び雰囲
気ガスを用いて前記透明絶縁基板上に形成された第1の
多結晶シリコン層からなり、 前記チャネル層が、水素を含有する原料又は雰囲気ガス
を用いて前記オフ電流低減層上に形成された第2の多結
晶シリコン層からなる ことを特徴とする薄膜トランジス
タ。
1. A transparent insulating substrate, a semiconductor active layer formed on the transparent insulating substrate, a source region and a drain region formed facing the surface of the semiconductor active layer, the source region and the drain region And a gate electrode formed on the semiconductor active layer with a gate insulating film interposed therebetween, wherein the semiconductor active layer is formed on the transparent insulating substrate by first polycrystalline silicon. An off-current reduction layer made of a layer, and a channel layer made of a second polycrystalline silicon layer laminated on the off-current reduction layer, wherein the source region and the drain region are respectively formed in the channel layer. is formed, the off current reduction layer does not contain a hydrogen feedstock and Kiri囲
A first insulating layer formed on the transparent insulating substrate using a gaseous gas;
A polycrystalline silicon layer, wherein the channel layer is a raw material or an atmosphere gas containing hydrogen;
A second junction formed on the off-current reduction layer by using
A thin film transistor comprising a crystalline silicon layer .
【請求項2】 透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板上に
形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面に相
対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半導体
活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
とを具備する薄膜トランジスタにおいて、 前記半導体活性層が、前記透明絶縁基板上に形成された
第1の多結晶シリコン層からなるオフ電流低減層と、前
記オフ電流低減層上に積層された第2の多結晶シリコン
層からなるチャネル層とを有し、 前記ソース領域及び前記ドレイン領域が、それぞれ前記
チャネル層内に形成されており、 前記オフ電流低減層が、チャネル導電型と逆導電型の不
純物が添加された不純物ドープ層を有する第1の多結晶
シリコン層からなり、 前記チャネル層が、水素を含有する原料又は雰囲気ガス
を用いて前記不純物ドープ層上に形成された第2の多結
晶シリコン層からなり、 前記チャネル層内の前記ソース領域及び前記ドレイン領
域と前記オフ電流低減層の前記不純物ドープ層とが、3
0nm以上の間隔を有している ことを特徴とする薄膜ト
ランジスタ。
2. A method according to claim 1 , wherein said transparent insulating substrate is provided on said transparent insulating substrate.
The formed semiconductor active layer and the surface of the semiconductor active layer
A source region and a drain region formed for the
The semiconductor sandwiched between a source region and the drain region
Gate electrode formed on active layer via gate insulating film
In thin film transistor including bets, the semiconductor active layer, formed on said transparent insulating substrate
An off-current reduction layer made of a first polycrystalline silicon layer;
Second polycrystalline silicon laminated on the off-current reduction layer
A source layer and the drain region, respectively.
An off-current reduction layer formed in a channel layer, the off-current reduction layer including a first polycrystalline silicon layer having an impurity-doped layer doped with an impurity of a channel conductivity type and an opposite conductivity type; Ri Do from the second polycrystalline silicon layer formed on the impurity-doped layer by using the raw material or the atmosphere gas containing the source region and the drain territory of the channel layer
Region and the impurity-doped layer of the off-current reduction layer are 3
A thin film transistor having an interval of 0 nm or more .
【請求項3】 透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板上に
形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面に相
対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半導体
活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
とを具備する薄膜トランジスタの製造方法において、 前記透明絶縁基板上に、水素を含有しない原料及び雰囲
気ガスを用いて、第1の多結晶シリコン層を形成する第
1の工程と、 前記第1の多結晶シリコン層表面を大気に晒すことな
く、前記第1の多結晶シリコン層上に、水素を含有する
原料又は雰囲気ガスを用いて、第2の多結晶シリコン層
を形成する第2の工程と、 前記第1及び第2の多結晶シリコン層を所定の形状にパ
ターニングして、前記第1の多結晶シリコン層からなる
前記オフ電流低減層と前記第2の多結晶シリコン層から
なる前記チャネル層とが順に積層された前記半導体活性
層を形成する第3の工程と、 前記半導体活性層の前記チャネル層上に、前記ゲート絶
縁膜を介して前記ゲート電極を形成した後、前記ゲート
電極を挟む前記半導体活性層に所定の不純物を添加し
て、前記チャネル層内に前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域を形成する第4の工程とを含むことを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。
3. A transparent insulating substrate, a semiconductor active layer formed on the transparent insulating substrate, a source region and a drain region formed facing the surface of the semiconductor active layer, the source region and the drain region. A thin film transistor comprising a gate electrode formed on the semiconductor active layer interposed between the semiconductor active layer and a gate insulating film, using a hydrogen-free raw material and an atmosphere gas on the transparent insulating substrate. A first step of forming a first polycrystalline silicon layer; a raw material containing hydrogen on the first polycrystalline silicon layer without exposing the surface of the first polycrystalline silicon layer to the atmosphere; A second step of forming a second polycrystalline silicon layer using an atmospheric gas; and patterning the first and second polycrystalline silicon layers into a predetermined shape to form the first polycrystalline silicon layer. A third step of forming the semiconductor active layer in which the off-current reduction layer made of a recon layer and the channel layer made of the second polycrystalline silicon layer are sequentially stacked; and the channel layer of the semiconductor active layer After forming the gate electrode with the gate insulating film interposed therebetween, a predetermined impurity is added to the semiconductor active layer sandwiching the gate electrode to form the source region and the drain region in the channel layer. A method of manufacturing a thin film transistor.
【請求項4】 透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板上に
形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面に相
対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半導体
活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
とを具備する薄膜トランジスタの製造方法において、 前記透明絶縁基板上に、チャネル導電型と逆導電型の第
1の多結晶シリコン層を形成する第1の工程と、 前記第1の多結晶シリコン層表面を大気に晒すことな
く、前記第1の多結晶シリコン層上に、水素を含有する
原料又は雰囲気ガスを用いて、第2の多結晶シリコン層
を形成する第2の工程と、 前記第1及び第2の多結晶シリコン層を所定の形状にパ
ターニングして、前記第1の多結晶シリコン層からなる
前記オフ電流低減層と前記第2の多結晶シリコン層から
なる前記チャネル層とが順に積層された前記半導体活性
層を形成する第3の工程と、 前記半導体活性層の前記チャネル層上に、前記ゲート絶
縁膜を介して前記ゲート電極を形成した後、前記ゲート
電極を挟む前記半導体活性層に所定の不純物を添加し
て、前記チャネル層内に前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域を形成する第4の工程とを含み、 前記第1の工程が、前記透明絶縁基板上に、ノンドープ
の多結晶シリコン層を形成した後、連続して、チャネル
導電型と逆導電型の不純物ドープ層を形成し、前記ノン
ドープの多結晶シリコン層と前記不純物ドープ層とが順
に積層した第1の多結晶シリコン層を形成する工程であ
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
4. A transparent insulating substrate, a semiconductor active layer formed on the transparent insulating substrate, a source region and a drain region formed facing the surface of the semiconductor active layer, the source region and the drain region. And a gate electrode formed on the semiconductor active layer with a gate insulating film interposed therebetween. The method according to claim 1, further comprising: forming a first conductive type and a reverse conductive type on the transparent insulating substrate. A first step of forming a polycrystalline silicon layer, and using a hydrogen-containing raw material or an atmosphere gas on the first polycrystalline silicon layer without exposing the surface of the first polycrystalline silicon layer to the atmosphere. A second step of forming a second polycrystalline silicon layer, and patterning the first and second polycrystalline silicon layers into a predetermined shape to form a second polycrystalline silicon layer before forming the first polycrystalline silicon layer. A third step of forming the semiconductor active layer in which the off-current reduction layer and the channel layer made of the second polycrystalline silicon layer are sequentially stacked; and forming the semiconductor active layer on the channel layer. After forming the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween, a predetermined impurity is added to the semiconductor active layer sandwiching the gate electrode to form the source region and the drain region in the channel layer. and a step, the first step, the transparent insulating substrate, an undoped
After forming a polycrystalline silicon layer,
Forming an impurity doped layer of a conductivity type and a reverse conductivity type,
The doped polycrystalline silicon layer and the impurity-doped layer
Forming a first polycrystalline silicon layer laminated on the substrate.
A method of manufacturing the thin film transistor, characterized in that that.
【請求項5】 透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板上に
形成された半導体活性層と、前記半導体活性層表面に相
対して形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた前記半導体
活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
とを具備する薄膜トランジスタの製造方法において、 前記透明絶縁基板上に、チャネル導電型と逆導電型の第
1の多結晶シリコン層を形成する第1の工程と、 前記第1の多結晶シリコン層表面を大気に晒すことな
く、前記第1の多結晶シリコン層上に、水素を含有する
原料又は雰囲気ガスを用いて、第2の多結晶シリコン層
を形成する第2の工程と、 前記第1及び第2の多結晶シリコン層を所定の形状にパ
ターニングして、前記第1の多結晶シリコン層からなる
前記オフ電流低減層と前記第2の多結晶シリコ ン層から
なる前記チャネル層とが順に積層された前記半導体活性
層を形成する第3の工程と、 前記半導体活性層の前記チャネル層上に、前記ゲート絶
縁膜を介して前記ゲート電極を形成した後、前記ゲート
電極を挟む前記半導体活性層に所定の不純物を添加し
て、前記チャネル層内に前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域を形成する第4の工程とを含み、 前記半導体活性層に所定の不純物を添加して前記チャネ
ル層内に形成する前記ソース領域及び前記ドレイン領域
の接合深さを制御して、前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域と前記オフ電流低減層との間隔が、30nm以上
になるようにする ことを特徴とする薄膜トランジスタの
製造方法。
5. A transparent insulating substrate, and a transparent insulating substrate on the transparent insulating substrate.
The formed semiconductor active layer and the surface of the semiconductor active layer
A source region and a drain region formed for the
The semiconductor sandwiched between a source region and the drain region
Gate electrode formed on active layer via gate insulating film
In the method for manufacturing a thin film transistor including bets, the transparent insulating substrate, the first channel conductivity type opposite conductivity type
A first step of forming one polycrystalline silicon layer, and exposing a surface of the first polycrystalline silicon layer to the atmosphere.
And containing hydrogen on the first polycrystalline silicon layer.
A second polycrystalline silicon layer using a raw material or an atmospheric gas;
A second step of forming the first and second polycrystalline silicon layers into a predetermined shape.
Turning, comprising the first polycrystalline silicon layer
From said second polycrystalline silicon down layer and the off-current reducing layer
The semiconductor active layer in which the channel layer is sequentially stacked
A third step of forming a layer; and forming the gate insulating layer on the channel layer of the semiconductor active layer.
After forming the gate electrode via an edge film, the gate
Adding a predetermined impurity to the semiconductor active layer sandwiching the electrode;
The source region and the drain in the channel layer.
Forming a channel region by adding a predetermined impurity to the semiconductor active layer.
The source region and the drain region formed in a metal layer
Controlling the junction depth of the source region and the drain
Distance between the active region and the off-current reduction layer is 30 nm or more.
A method for manufacturing a thin film transistor.
【請求項6】 請求項乃至のいずれかに記載の薄膜
トランジスタの製造方法において、 前記第1の工程が、前記第1の多結晶シリコン層を10
0nm以上の厚さに形成する工程であり、 前記第2の工程が、前記第2の多結晶シリコン層を10
0nm以下の厚さに形成する工程であることを特徴とす
る薄膜トランジスタの製造方法。
6. A manufacturing method of a thin film transistor according to any one of claims 3 to 5, wherein the first step, the first polysilicon layer 10
Forming the second polycrystalline silicon layer to a thickness of at least 0 nm.
A method for manufacturing a thin film transistor, which is a step of forming the film to a thickness of 0 nm or less.
【請求項7】 請求項記載の薄膜トランジスタの製造
方法において、 前記半導体活性層に所定の不純物を添加して前記チャネ
ル層内に形成する前記ソース領域及び前記ドレイン領域
の接合深さを制御して、前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域と前記オフ電流低減層との間隔が、30nm以上
になるようにすることを特徴とする薄膜トランジスタの
製造方法。
7. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 4 , wherein a predetermined impurity is added to the semiconductor active layer to control a junction depth of the source region and the drain region formed in the channel layer. And a distance between the source region and the drain region and the off-current reduction layer is 30 nm or more.
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