JP3346284B2

JP3346284B2 - 薄膜トランジスタ及びその製造方法

Info

Publication number: JP3346284B2
Application number: JP19006098A
Authority: JP
Inventors: 小川　　一文; 和泰足立
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1998-07-06
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2018-07-06
Also published as: JP2000022161A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置等に用
いられる薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動
を行う液晶表示装置は、ノートパソコンやカーナビゲー
ションなどに用いられ、今後更に小型、軽量化と低コス
ト化が望まれている。そして薄膜トランジスタの構造と
しては、ゲート電極に対して基板側にゲート絶縁層が存
在するトップゲート型ＴＦＴ構造のものと、ゲート電極
に対して基板と逆側にゲート絶縁層が存在するボトムゲ
ート型構造のものが存在する。

【０００３】従来のボトムゲート型ＴＦＴ構造の長所
は、ガラス基板等の下地基板からチャネル領域に不純物
が拡散するのをゲート金属電極によりほぼ完全に防止出
来ることにある。ところが、この構造では、ソースドレ
ーンを形成する不純物拡散は、シリコン層形成後、すな
わち、前記シリコン層側から行うことになるので、チャ
ネル領域形成のソースドレーン拡散をセルフアラインメ
ント出来ない欠点があった。したがって、ゲート容量が
大きくなる等トランジスター特性が悪くなるという問題
が生じていた。

【０００４】一方、従来のトップゲート型ＴＦＴ構造の
長所は、ソースドレーンを形成する不純物拡散は、シリ
コン層形成後、ゲート金属パターンを介して前記ゲート
電極側から行うことになるので、チャネル領域形成のソ
ースドレーン拡散をセルフアラインメント出来ることに
ある。ところが、この構造では、チャネル領域下部に
は、ゲート金属がないため、ガラス基板等の下地基板か
らチャネル領域に不純物が拡散するのをゲート金属電極
により防止出来ないという大きな欠点がある。

【０００５】したがって、トランジスタの信頼性をあげ
るためには、下地絶縁膜層を比較的厚くする必要があ
り、基板が反るなど様々な製造工程上の問題が生じてい
た。

【０００６】以下、上記のような欠点を有する従来のボ
トムゲート構造の薄膜トランジスタとその製造方法につ
いて図面を参照しながら具体的に説明する。

【０００７】図３は従来のボトムゲート構造の薄膜トラ
ンジスタの製造工程断面図を示したものであり、図３に
おいて、３１はガラス基板等の透明絶縁性基板、３２は
ゲート電極、３３はＳｉＯ２等からなるゲート絶縁層、
３４ｃはシリコン半導体層のうちのチャネル領域、３４
ｓはシリコン半導体層のうちのソース領域、３４ｄはシ
リコン半導体層のうちのドレイン領域、３５はフォトレ
ジスト、３６は層間絶縁層、３７ｓはソース電極、３７
ｄはドレイン電極を示している。

【０００８】従来のボトムゲート構造の薄膜トランジス
タは、まず透明絶縁性基板３１上にゲート電極３２を形
成する工程から始まり、続いて、このゲート電極３２が
形成された透明絶縁性基板３１上にゲート絶縁層３２を
形成する（図３（ａ））。

【０００９】次にゲート絶縁層上にシリコン半導体層を
選択的に形成する。この時、最近注目されている多結晶
シリコンをシリコン半導体層として用いる場合には、例
えば予め非晶質シリコン層を形成した後、この非晶質シ
リコン層をエキシマレーザ等によりアニールを行う。そ
の後、ゲート電極３２の上部となる位置のシリコン半導
体層上に選択的にフォトレジスト３５を形成し、このフ
ォトレジスト３５をマスクとして、シリコンの導電型を
決定する不純物をイオン注入によりシリコン半導体層に
選択的に導入することによって、薄膜トランジスタを構
成するチャネル領域３４ｃ、ソース領域３４ｓ、ドレイ
ン領域３４ｄを形成する（図３（ｂ））。

【００１０】最後に全面に層間絶縁層３６を形成した
後、ソース領域３４ｓ及びドレイン領域３４ｄに対応す
る位置の層間絶縁層３６にコンタクトホールを開口し、
このコンタクトホール内に金属を埋め込んでソース電極
３７ｓ及びドレイン電極３７ｄを形成することにより薄
膜トランジスタが完成する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図３に示した従来のボトムゲート構造の薄膜トランジス
タでは下記に示すような２つの大きな問題点が存在す
る。

【００１２】まず１つ目の問題点は、薄膜トランジスタ
のソース・ドレイン領域となる部分への不純物注入の際
の問題点である。

【００１３】トップゲート構造の薄膜トランジスタの場
合には、ソース・ドレイン領域を形成するシリコン半導
体層がゲート電極の下側に位置しているため、ソース・
ドレイン領域となる部分にシリコンの導電型を決定する
不純物を導入する際には、ゲート電極そのものが不純物
導入の際のマスクとなるため、自己整合的にソース・ド
レイン領域を形成することが可能である。

【００１４】これに対して、図３に示したようなボトム
ゲート構造の薄膜トランジスタの場合、ゲート電極の上
側にソース・ドレイン領域となるシリコン半導体層が存
在しているため、シリコン半導体層にシリコンの導電型
を決定する不純物を導入する際に、既に形成されている
ゲート電極に対応した位置にフォトレジスト３５を形成
する必要性があり、フォトレジスト形成の位置合わせが
必要となる。すなわち、図３に示すような工程では、自
己整合的にソース・ドレイン領域を形成することは不可
能である。

【００１５】今後より高精細な液晶表示装置が求められ
ており、その際には薄膜トランジスタの微細化が必須と
なるわけであるが、上記のような非自己整合的なソース
・ドレイン領域の形成方法は、その際の障害となり、現
在ではトップゲート型の薄膜トランジスタが主流となり
つつある。

【００１６】次に２つ目の問題点は、薄膜トランジスタ
のソース・ドレイン領域となる部分への不純物の導入方
法に関する問題点である。

【００１７】上記したように、薄膜トランジスタのソー
ス・ドレイン領域を形成すべく、シリコン半導体層中に
シリコンの導電型を決定する不純物を導入する際には、
イオン注入という手法が用いられている。最近では、不
純物イオンをシャワー状にシリコン半導体層に導入す
る、いわゆる「イオンシャワードーピング」という手法
も用いられているが、いずれにしても、強制的にシリコ
ン半導体層中に不純物を打ち込むものであり、その際に
は、シリコン半導体層に多かれ少なかれダメージが入っ
てしまう。従って、その後の熱処理等により上記のダメ
ージの回復を行う必要性が生じる。しかしながら、下着
基板にガラスを用いている場合、ガラスの耐熱性により
アニール温度が制限される。（実用上は、最大６００℃
程度である。）したがって、上記熱処理等によっても完
全にダメージを回復できるとは言い切れず、これは、特
に多結晶シリコンを能動層（シリコン半導体層）として
用いる場合に大きな問題点となる。

【００１８】そこで本発明では、上記の２つの問題点に
鑑み、ボトムゲート型ＴＦＴ構造であり、且つソースド
レーン不純物拡散を自己整合的（セルフアラインメン
ト）に熱拡散する方法を用いることで、注入等によるダ
メージを低減しボトムゲート型ＴＦＴ構造の欠点を解消
して信頼性が高く且つ特性の優れたトランジスタを提供
することを主たる目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の薄膜トランジスタは、透明絶縁性基板
と、前記透明絶縁性基板上に選択的に形成された下地絶
縁層と、前記下地絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極側面に形成されたゲート側壁絶縁層と、
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁層と、前記下
地絶縁層、前記ゲート側壁絶縁層、及び前記ゲート絶縁
層を覆うように形成されたシリコン層とを有する薄膜ト
ランジスタであって、前記下地層がシリコンの導電型を
決定する不純物を含有し、かつ、前記下地層と接してい
る前記シリコン層に前記下地絶縁層中に含まれている不
純物が拡散されてソース・ドレイン領域を形成している
ことを特徴とする構成となっている。

【００２０】また本発明の薄膜トランジスタの製造方法
は、透明絶縁性基板上にシリコンの導電型を決定する不
純物を含有する下地絶縁層を形成する工程と、前記下地
絶縁層上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電
極上にゲート絶縁層を形成する工程と、前記ゲート電極
側面にゲート側壁絶縁層を形成する工程と、前記下地絶
縁層、前記ゲート側壁絶縁層、及び前記ゲート絶縁層を
覆うようにシリコン層を形成する工程と、前記シリコン
層に前記不純物を拡散により含有させてソース・ドレイ
ン領域を形成する工程とを有する構成となっている。

【００２１】上記の構成によれば、ボトムゲート構造の
薄膜トランジスタにおいて、シリコン半導体への不純物
元素の導入によるソース・ドレイン領域の形成をイオン
注入やイオンドーピング等の打ち込みの工程を経ること
なく、拡散により行うことができるため、ソース・ドレ
イン領域を構成するシリコン半導体層のダメージを最小
限に抑制することができる。また、ソース・ドレイン領
域形成のためのシリコン半導体への不純物の導入をフォ
トレジストを用いることなく、自己整合的に行うことが
できる。

【００２２】また、上記の薄膜トランジスタにおいて、
透明絶縁性基板上に第１及び第２の下地絶縁層を選択的
に形成し、前記第１及び第２の下地層がシリコンの導電
型を決定する一方導電型不純物及び他方導電型不純物を
含有させれば、ＣＭＯＳ構造の薄膜トランジスタを容易
に形成することができる。

【００２３】さらに、上記の薄膜トランジスタの製造方
法において、下地絶縁層、ゲート側壁絶縁層、及びゲー
ト絶縁層を覆うように非晶質シリコン層を形成し、その
後非晶質シリコン層にレーザ光を照射して非晶質シリコ
ン層を多結晶化して多結晶シリコン層を形成してやる
と、シリコンの多結晶化と多結晶シリコン層への不純物
の導入によるソース・ドレイン領域の形成を同時に行う
ことができる。

【００２４】また、上記の薄膜トランジスタにおいて、
下地絶縁層が透明絶縁性基板中に含有される不純物の拡
散を防止する機能を有することにより、ガラス基板中に
含有されシリコン半導体層へ悪影響を及ぼす不純物がシ
リコン半導体へ拡散することを防止することができる。
このような下地層としては、ＢＳＧ（ボロンシリケート
グラス）層またはＰＳＧ（リンシリケートグラス）層を
用いることが最も好ましい。

【００２５】さらに、エキシマレーザ光の照射による非
晶質シリコンの多結晶化を行う多結晶シリコン半導体を
用いた薄膜トランジスタの製造方法においては、瞬間的
にかなりの高温に曝されるため、ゲート電極材料として
高融点金属を用いることが好ましく、高融点金属として
ＣｒまたはＭｏを主成分とするものを用いると、ゲート
側壁絶縁層をゲート電極の酸化により容易に形成するこ
とができるため、好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る薄膜トランジスタ及びその製造方法について図面を参
照しながら説明する。なお、以下では薄膜トランジスタ
の能動層を構成するシリコン半導体層が多結晶シリコン
から構成されている場合を例に挙げて説明を行うが、本
発明は必ずしも多結晶シリコンを用いた場合にしか適用
できないものではなく、非晶質シリコンを用いた場合に
も適用することができる。また、以下に示す形態では、
ＮチャネルトランジスタとＰチャネルトランジスタを同
時に基板上に形成する場合について説明を行うが、本発
明は必ずしもＮチャネルトランジスタとＰチャネルトラ
ンジスタが同時に形成されている場合にしか適応できな
いものではなく、どちらか一方のみを形成してやっても
よいことは言うまでもない。

【００２７】まず、図１に本発明の実施の形態における
薄膜トランジスタの構造断面図を示す。図１において、
１１はガラス基板等の透明絶縁性基板であり、この透明
絶縁性基板１１上には、シリコンの導電型を決定する一
方導電型不純物を含む下地層としてのＰＳＧ層１２、及
びシリコンの導電型を決定する他方導電型不純物を含む
下地層としてのＢＳＧ層１３が選択的に形成されてい
る。そしてＰＳＧ層１２及びＢＳＧ層１３の上には例え
ばクロムからなるゲート電極１４と、ＰＳＧ層１２から
のＰの拡散により不純物が導入された第１のポリシリコ
ン層１５と、ＢＳＧ層１３からのＢの拡散により不純物
が導入された第２のポリシリコン層１６が形成されてい
る。この第１のポリシリコン層１５及び第２のポリシリ
コン層は薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域を構
成している。

【００２８】また、このゲート電極１４の側面には、ゲ
ート電極１４と不純物が導入された第１のポリシリコン
層１５や不純物が導入された第２のポリシリコン層１６
との間を電気的に絶縁するためのゲート側壁絶縁層１７
が形成されている。なお、このゲート側壁絶縁層１７
は、ゲート電極１４を酸化することによって得られた絶
縁層であることが好ましい。

【００２９】さらにゲート電極１４上にはゲート絶縁層
１８が形成されており、その上には、上記のゲート絶縁
層１８及びゲート側壁絶縁層１７を覆うとともにゲート
電極の両側に形成されている不純物が導入された第１の
ポリシリコン層１５や不純物が導入された第２のポリシ
リコン層１６に接するようにポリシリコン層１９が形成
されている。なお、このポリシリコン層１９は図１に示
す薄膜トランジスタのチャネル領域を形成することにな
る。

【００３０】また、以上のような構造を有する素子上に
は層間絶縁層１１０が形成されており、さらに絶縁層１
１０には選択的にコンタクトホールが形成され、このコ
ンタクトホール内に金属を埋め込むことにより、ソース
・ドレイン電極１１１が形成されている。

【００３１】以上示した本発明の薄膜トランジスタによ
れば、薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域を形成
する際に、ＰＳＧ層１２やＢＳＧ層１３というようなシ
リコンの導電型を決定する不純物を含有する下地層から
のシリコン半導体層への熱拡散を用いているため、イオ
ン注入のような不純物を打ち込む工程を有しないため、
シリコン半導体層へのダメージの発生を防止することが
できる。また、詳細については後述するが、上記のよう
な手法を用いると、フォトレジストをマスクとして用い
る不純物の導入工程が存在しないため、自己整合的にソ
ース・ドレイン領域を形成することができる。

【００３２】また、本実施の形態では、上記したように
シリコンの導電型を決定する不純物を含有する下地膜と
して、ＰＳＧ層やＢＳＧ層等を用いているわけである
が、この層は、透明絶縁性基板であるガラス基板中に存
在するアルカリ金属等の不純物のシリコン半導体層への
拡散を防止する機能をも有している。しかも、このＰＳ
Ｇ層やＢＳＧ層は、ガラス基板からのアルカリ金属のよ
うな不純物のシリコン半導体層への拡散防止のために従
来用いられているシリコン窒化膜等（アンダーコート層
と呼ばれている）と比較すると、アルカリ金属等の拡散
を防止する効果が高いため、例えば薄膜トランジスタを
製造する時の、熱処理等の際のガラス基板からの拡散を
より確実に防止することが可能となる。従って、薄膜ト
ランジスタの特性に大きく影響を及ぼす部分であるゲー
ト電極とゲート絶縁層界面へのアルカリ金属等の汚染を
防止することができる。

【００３３】なお、上記の図１に示す薄膜トランジスタ
では、従来用いられているアンダーコート層を形成して
いないが、シリコン窒化膜等のアンダーコート層を形成
した後、その上にＰＳＧ層やＢＳＧ層を形成することも
可能であり、この場合には、より確実にガラス基板から
シリコン半導体層への不純物の拡散を防止することがで
きる。

【００３４】次に以下では、図１に示した本発明の実施
の形態における薄膜トランジスタの製造方法について、
その製造工程断面図を示す図２を参照しながら説明す
る。なお、以下に示す例においても、Ｎチャネルトラン
ジスタとＰチャネルトランジスタを同時に基板上に形成
する場合について説明を行うが、本発明は必ずしもＮチ
ャネルトランジスタとＰチャネルトランジスタが同時に
形成されている場合にしか適応できないものではなく、
どちらか一方のみを形成してやってもよいことは言うま
でもない。

【００３５】まず、ガラス基板等の透明絶縁性基板２１
上のＮチャンネルトランジスタを形成する領域にはＮ型
不純物であるＰを含み、かつ、ガラス基板中に含まれる
アルカリ金属等のゲート電極とゲート絶縁膜界面に悪影
響を及ぼす元素の拡散を防止できる下地絶縁膜であるＰ
ＳＧ膜２２を形成し、一方、Ｐチャンネルトランジスタ
を形成する領域にはＰ型不純物であるＢを含み、かつ、
ガラス基板中に含まれるアルカリ金属等のゲート電極と
ゲート絶縁膜界面に悪影響を及ぼす元素の拡散を防止で
きる下地絶縁膜であるＢＳＧ膜２３を選択的に形成す
る。

【００３６】そして上記のＰＳＧ膜２２及びＢＳＧ膜２
３の上に各々、後にゲート電極を構成することになるゲ
ート電極材料層２４を形成する。なお、詳しいことは後
述するが、本実施の形態では、ゲート電極材料層２４の
材料としては、Ｃｒを用いた。

【００３７】その後、全面に後にＳｉＯ２等のゲート絶
縁層２５を形成し、さらにゲート電極パターンを形成す
るためのレジストパターン２６を形成する（図２
（ａ））。

【００３８】次に上記のようにして形成されたレジスト
パターン２６をマスクとしてドライッチングを行ってゲ
ート電極２７を形成する（図２（ｂ））。この時、同時
にゲート絶縁層もパターニングされる。

【００３９】その後、図２（ｂ）のエッチング工程の際
に用いたレジストパターン２６を除去するとともに、ゲ
ート電極２７の側面を加熱により酸化し、ゲート電極２
７側面にゲート電極側壁絶縁層２８を形成する（図２
（ｃ））。このゲート電極側壁絶縁層２８は、この後に
形成されるシリコン半導体層とゲート電極２７間を電気
的に絶縁する機能を有している。本実施の形態では、上
記のようにして加熱による酸化によりゲート電極側壁絶
縁層２８を形成しているため、ゲート電極に用いる金属
材料としては、熱酸化により絶縁層を形成することが可
能である必要性があり、上記したようにＣｒの他Ｔｉや
Ｍｏを材料として用いることが好ましい。

【００４０】次に後に薄膜トランジスタのチャネル領域
やソース・ドレイン領域となる半導体層を形成する。具
体的には、全面に非晶質シリコン層２９を堆積する（図
２（ｄ））。

【００４１】この状態で、上記の非晶質シリコン層２９
の多結晶化処理を行う。具体的には、例えばエキシマレ
ーザー光（図２（ｅ）における矢印）を照射することに
より瞬時に非晶質シリコンを溶融・再結晶化させて多結
晶シリコン層を形成する。エキシマレーザー光によるア
ニールを行うと、瞬間的にとは言え、エキシマレーザー
光が照射された領域はかなりの高温になるわけである
が、ここで、本実施の形態ではゲート電極２７の材料と
してＣｒという高融点金属材料を用いているため、ゲー
ト電極２７が溶融することはない。以上のような様々な
理由により、ゲート電極２７の材料としては、酸化膜が
絶縁性を有し、かつ、エキシマレーザー光の照射によっ
ても溶融することのない高融点金属を用いることが好ま
しく、本実施の形態ではＣｒを用いたが、それ以外にも
ＴｉやＭｏ等を用いることもできる。

【００４２】そして、本実施の形態では、このエキシマ
レーザー光による多結晶化処理の際に、同時に不純物拡
散によるソース・ドレイン領域（図１における第１のポ
リシリコン層及び第２のポリシリコン層）の形成（活性
化処理も兼ねて）を行うことができる。すなわち本実施
の形態では、エキシマレーザー光照射により発生した熱
によりＰＳＧ膜２２及びＢＳＧ膜２３中から多結晶シリ
コン層に対して各々Ｐ及びＢが拡散することにより、ソ
ース・ドレイン領域２１１を形成することができる（図
２（ｅ））。

【００４３】以上のように、本実施の形態によれば、エ
キシマレーザー光照射工程により、シリコン半導体層の
多結晶化と薄膜トランジスタを構成するチャネル領域２
１０、ソース・ドレイン領域２１１を同時に行うことが
できる。従って、ソース・ドレイン領域形成のための、
不純物注入工程を経る必要性がなくなり、自己整合的に
ソース・ドレイン領域を形成することができるととも
に、イオンドーピング等によるダメージの発生をも防止
することができる。

【００４４】なお、この図２（ｅ）の工程において、熱
処理条件などをうまく制御してやれば、ゲート電極２７
の側面に存在する多結晶シリコン層の厚みがその他の領
域の多結晶シリコン層よりも厚いため、不純物であるＰ
やＢの濃度が薄くなり、結果として自動的にＬＤＤ構造
を形成することも可能になる。

【００４５】次に以上のようにゲート電極、ソース・ド
レイン領域が形成された透明絶縁性基板２１全面に、例
えばＳｉＯ２からなる層間絶縁層２１２を形成し（図２
（ｆ））、その後、層間絶縁層のソース・ドレイン領域
に対応する位置にコンタクトホールを形成し、さらにこ
のコンタクトホール内に金属を埋め込むことにより、ソ
ース・ドレイン電極２１３を形成して薄膜トランジスタ
が完成する（図２（ｇ））。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シリコン
半導体の導電型を決定する不純物を含有する下地層から
のシリコン半導体層への事故整合的拡散により、ソース
・ドレイン電極を形成しているため、ボトムゲート型の
薄膜トランジスタにおいても、イオン注入等の不純物元
素の打ち込み工程がなくなるため、シリコン半導体層へ
のダメージを低減することができるとともに、自己整合
的にソース・ドレイン領域を形成することが可能とな
る。

【００４７】また、上記のような不純物を含有する下地
層として、ＰＳＧ層やＢＳＧ層を用いると、透明絶縁性
基板としてガラス基板を用いた場合には、薄膜トランジ
スタ特性への悪影響を及ぼすアルカリ金属等の不純物元
素のガラス基板からシリコン半導体層への拡散も確実に
防止することができる。

【００４８】したがって、信頼性およびトランジスタ特
性の優れたＴＦＴを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における薄膜トランジスタ
の構造を示す断面図

【図２】本発明の実施の形態における薄膜トランジスタ
の製造工程断面図

【図３】従来の薄膜トランジスタの製造工程断面図

【符号の説明】

１１，２１，３１透明絶縁性基板１２，２２ＰＳＧ層１３，２３ＢＳＧ層１４，２７，３２ゲート電極１５不純物が導入された第１のポリシリコン層１６不純物が導入された第２のポリシリコン層１７ゲート側壁絶縁層１８，２５，３３ゲート絶縁層１９チャネル領域を有するポリシリコン層２４ゲート電極材料層２６レジストパターン２８ゲート電極側壁絶縁層２９非晶質シリコン層３４ｃ，２１０チャネル領域３４ｄドレイン領域３４ｓソース領域３５フォトレジスト３６，２１２層間絶縁層３７ｄドレイン電極３７ｓソース電極１１０絶縁層１１１，２１３ソース・ドレイン電極２１１ソース・ドレイン領域

フロントページの続き (56)参考文献特開平３−286537（ＪＰ，Ａ) 特開平６−317811（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−67068（ＪＰ，Ａ) 特開平４−124836（ＪＰ，Ａ) 特開平４−356931（ＪＰ，Ａ) 特開平９−139505（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 29/786 H01L 21/336

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明絶縁性基板と、前記透明絶縁性基板上
に形成された下地絶縁層と、前記下地絶縁層上に形成さ
れた金属からなるゲート電極と、前記ゲート電極側面に
形成された金属酸化物からなるゲート側壁絶縁層と、前
記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁層と、前記下地
絶縁層、前記ゲート側壁絶縁層、及び前記ゲート絶縁層
を覆うように形成されたシリコン層とを有する薄膜トラ
ンジスタであって、前記下地層がシリコンの導電型を決
定する不純物を含有し、かつ、前記下地層と接している
前記シリコン層に前記下地絶縁層中に含まれている不純
物が拡散されてソース・ドレイン領域を形成しているこ
とを特徴とするボトムゲート型の薄膜トランジスタ。
【請求項２】下地絶縁層が透明絶縁性基板中に含有され
る不純物の拡散を防止する機能を有することを特徴とす
る請求項１に記載のボトムゲート型の薄膜トランジス
タ。
【請求項３】下地絶縁層がＢＳＧ層またはＰＳＧ層であ
ることを特徴とする請求項２に記載のボトムゲート型の
薄膜トランジスタ。
【請求項４】透明絶縁性基板と、前記透明絶縁性基板上
に選択的に形成された第１及び第２の下地絶縁層と、前
記第１及び第２の下地絶縁層上に各々形成された金属か
らなるゲート電極と、前記ゲート電極側面に形成された
金属酸化物からなるゲート側壁絶縁層と、前記ゲート電
極上に形成されたゲート絶縁層と、前記第１及び第２の
下地絶縁層、前記ゲート側壁絶縁層、及び前記ゲート絶
縁層を覆うように形成されたシリコン層とを有する薄膜
トランジスタであって、前記第１及び第２の下地層がシ
リコンの導電型を決定する一方導電型不純物及び他方導
電型不純物を含有し、かつ、前記第１及び第２の下地層
と接している前記シリコン層に前記第１及び第２の下地
絶縁層中に含まれている不純物が拡散されてソース・ド
レイン領域を形成していることを特徴とするボトムゲー
ト型の薄膜トランジスタ。
【請求項５】第１及び第２の下地絶縁層が透明絶縁性基
板中に含有される不純物の拡散を防止する機能を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のボトムゲート型の薄
膜トランジスタ。
【請求項６】第１の下地層がＢＳＧ層であり、第２の下
地層がＰＳＧ層であることを特徴とする請求項５に記載
のボトムゲート型の薄膜トランジスタ。
【請求項７】シリコン層が多結晶シリコンであることを
特徴とする請求項１〜６いずれかに記載のボトムゲート
型の薄膜トランジスタ。
【請求項８】透明絶縁性基板上にシリコンの導電型を決
定する不純物を含有する下地絶縁層を形成する工程と、
前記下地絶縁層上に金属からなるゲート電極を形成する
工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工
程と、前記ゲート電極側面に金属酸化物からなるゲート
側壁絶縁層を形成する工程と、前記下地絶縁層、前記ゲ
ート側壁絶縁層、及び前記ゲート絶縁層を覆うようにシ
リコン層を形成する工程と、前記シリコン層に前記不純
物を拡散により含有させてソース・ドレイン領域を形成
する工程とを有するボトムゲート型の薄膜トランジスタ
の製造方法。
【請求項９】透明絶縁性基板上にシリコンの導電型を決
定する不純物を含有する下地絶縁層を形成する工程と、
前記下地絶縁層上に金属からなるゲート電極を形成する
工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁層を形成する工
程と、前記ゲート電極側面に金属酸化物からなるゲート
側壁絶縁層を形成する工程と、前記下地絶縁層、前記ゲ
ート側壁絶縁層、及び前記ゲート絶縁層を覆うように非
晶質シリコン層を形成する工程と、前記非晶質シリコン
層にレーザ光を照射して前記非晶質シリコン層を多結晶
化して多結晶シリコン層を形成するとともに、前記多結
晶シリコン層に前記不純物を拡散により含有させてソー
ス・ドレイン領域を形成する工程とを有するボトムゲー
ト型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】透明絶縁性基板上にシリコンの導電型を
決定する一方導電型不純物を含有する第１の下地絶縁層
及びシリコンの導電型を決定する他方導電型不純物を含
有する第２の下地絶縁層を選択的に形成する工程と、前
記第１及び第２の下地絶縁層上に金属からなるゲート電
極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁層
を形成する工程と、前記ゲート電極側面に金属酸化物か
らなるゲート側壁絶縁層を形成する工程と、前記第１及
び第２の下地絶縁層、前記ゲート側壁絶縁層、及び前記
ゲート絶縁層を覆うようにシリコン層を形成する工程
と、前記シリコン層に前記一方導電型不純物及び前記他
方導電型不純物を拡散により含有させてソース・ドレイ
ン領域を形成する工程とを有するボトムゲート型の薄膜
トランジスタの製造方法。
【請求項１１】透明絶縁性基板上にシリコンの導電型を
決定する一方導電型不純物を含有する第１の下地絶縁層
及びシリコンの導電型を決定する他方導電型不純物を含
有する第２の下地絶縁層を選択的に形成する工程と、前
記第１及び第２の下地絶縁層上に金属からなるゲート電
極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁層
を形成する工程と、前記ゲート電極側面に金属酸化物か
らなるゲート側壁絶縁層を形成する工程と、前記第１及
び第２の下地絶縁層、前記ゲート側壁絶縁層、及び前記
ゲート絶縁層を覆うように非晶質シリコン層を形成する
工程と、前記非晶質シリコン層にレーザ光を照射して前
記非晶質シリコン層を多結晶化して多結晶シリコン層を
形成するとともに、前記多結晶シリコン層に前記一方導
電型不純物及び前記他方導電型不純物を拡散により含有
させてソース・ドレイン領域を形成する工程とを有する
ボトムゲート型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】下地絶縁層が透明絶縁性基板中に含有さ
れる不純物の拡散を防止する機能を有することを特徴と
する請求項８、９、１０または１１に記載のボトムゲー
ト型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】下地絶縁層がＢＳＧ層またはＰＳＧ層で
あることを特徴とする請求項１２に記載のボトムゲート
型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】第１及び第２の下地絶縁層が透明絶縁性
基板中に含有される不純物の拡散を防止する機能を有す
ることを特徴とする請求項１０または１１に記載のボト
ムゲート型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】第１の下地層がＢＳＧ層であり、第２の
下地層がＰＳＧ層であることを特徴とする請求項１４に
記載のボトムゲート型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】ゲート電極材料が高融点金属からなるこ
とを特徴とする請求項９または１１に記載のボトムゲー
ト型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１７】高融点金属がＣｒまたはＴｉ、Ｍｏを主
成分とすることを特徴とする請求項１６に記載のボトム
ゲート型の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】ゲート側壁絶縁層をゲート電極の酸化に
より形成することを特徴とする請求項８〜１１いずれか
に記載のボトムゲート型の薄膜トランジスタの製造方
法。