JP3391176B2 - Method for manufacturing thin film transistor - Google Patents
Method for manufacturing thin film transistorInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置のアクティブマトリクス基
板などにおいて、画素スイッチング用のTFTのオフリ
ーク電流が大きいと、コントラストの低下などといった
表示不良の原因となる。そこで、画素スイッチング用の
TFTとして、ソース・ドレイン領域の端部がゲート電
極の端部に対してチャネル長方向にずれたオフセット構
造のTFTを用いることが検討されている。2. Description of the Related Art In an active matrix substrate of a liquid crystal display device, a large off-leakage current of a pixel switching TFT causes a display defect such as a reduction in contrast. Therefore, as a pixel switching TFT, use of a TFT having an offset structure in which the ends of the source / drain regions are displaced from the ends of the gate electrode in the channel length direction has been studied.
【0003】このようなオフセット構造のTFTは、従
来、半導体が単結晶であるIC、LSI等の分野におい
て、オフリーク電流の低減というよりはむしろ耐電圧を
向上することを目的に用いられており、この分野で用い
られるTFTは、以下の方法によって製造されていた。TFTs having such an offset structure have hitherto been used for the purpose of improving withstand voltage rather than reduction of off-leakage current in the field of ICs, LSIs, etc. in which the semiconductor is a single crystal. The TFT used in this field was manufactured by the following method.
【0004】まず、図7(A)に示すように、基板10
C上に半導体膜11Cを形成した以降、半導体膜11C
の表面にゲート絶縁膜12Cを形成し、続いて、ゲート
絶縁膜12Cの表面にゲート電極13Cを形成する。First, as shown in FIG.
After forming the semiconductor film 11C on C, the semiconductor film 11C
The gate insulating film 12C is formed on the surface of the gate insulating film 12C, and then the gate electrode 13C is formed on the surface of the gate insulating film 12C.
【0005】次に、図7(B)に示すように、ゲート電
極13Cの表面側にシリコン酸化膜21Cを形成する
(シリコン酸化膜形成工程)。Next, as shown in FIG. 7B, a silicon oxide film 21C is formed on the surface side of the gate electrode 13C (silicon oxide film forming step).
【0006】次に、図7(C)に示すように、ゲート電
極13Cの表面が露出する状態にまで、シリコン酸化膜
21Cに異方性エッチングを施す。その結果、シリコン
酸化膜21Cは、均等にエッチングされるため、ゲート
電極13Cの側面では、シリコン酸化膜21Cが厚かっ
た分だけ、シリコン酸化膜21Cがサイドウォール15
Cとして残る。ここで、サイドウォール15Cの外側斜
面の角度は、概ね45°であるから、サイドウォール1
5Cのチャネル長方向における長さ寸法は、ゲート電極
13Cの厚さと概ね一致する。Next, as shown in FIG. 7C, the silicon oxide film 21C is anisotropically etched until the surface of the gate electrode 13C is exposed. As a result, the silicon oxide film 21C is uniformly etched, so that the silicon oxide film 21C is thicker on the side surface of the gate electrode 13C by the thickness of the silicon oxide film 21C.
It remains as C. Here, since the angle of the outer slope of the sidewall 15C is approximately 45 °, the sidewall 1
The length dimension of 5C in the channel length direction substantially matches the thickness of the gate electrode 13C.
【0007】次に、図7(D)に示すように、サイドウ
ォール15Cおよびゲート電極13Cをマスクとして半
導体膜11Cに高濃度の不純物を導入し、高濃度のソー
ス・ドレイン領域161C、162Cを形成する。ここ
で、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域17
Cとなる。Next, as shown in FIG. 7D, high-concentration impurities are introduced into the semiconductor film 11C by using the sidewalls 15C and the gate electrode 13C as masks to form high-concentration source / drain regions 161C and 162C. To do. Here, the portion where the impurities are not introduced is the channel region 17
It becomes C.
【0008】その結果、図7(E)に示すように、ソー
ス・ドレイン領域161C、162Cの端部は、ゲート
電極13Cの端部からチャネル長方向にずれた状態とな
り、オフセットゲート構造のTFTを製造することがで
きる。As a result, as shown in FIG. 7E, the ends of the source / drain regions 161C and 162C are displaced from the ends of the gate electrode 13C in the channel length direction, and the TFT having the offset gate structure is formed. It can be manufactured.
【0009】なお、サイドウォール15Cは、その後も
除去されずに、後に形成される層間絶縁膜と一体化す
る。The sidewall 15C is not removed thereafter, and is integrated with an interlayer insulating film to be formed later.
【0010】一方、ゲート電極13Cを形成した後、シ
リコン酸化膜21Cを形成する前に、ゲート電極13C
をマスクとして低濃度の不純物を導入しておけば、ゲー
ト電極13Cの端部に対してゲート絶縁膜12Cを介し
て対峙する部分に低濃度ソース・ドレイン領域を形成で
きるので、LDD構造のTFTを製造することができ
る。On the other hand, after the gate electrode 13C is formed and before the silicon oxide film 21C is formed, the gate electrode 13C is formed.
If a low-concentration impurity is introduced using the mask as a mask, a low-concentration source / drain region can be formed in a portion facing the end of the gate electrode 13C through the gate insulating film 12C. It can be manufactured.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】このようにして製造さ
れるオフセットゲート構造またはLDD構造のTFTの
うち、IC、LSI等の分野に用いられるTFTでは、
オフセット長やLDD長(低濃度ソース・ドレイン領域
長)を0.2μm〜0.3μmといった比較的短い寸法
に設定するだけで、耐電圧を向上するという目的を達成
できる。Among the TFTs having the offset gate structure or the LDD structure manufactured as described above, the TFTs used in the fields of IC, LSI and the like are as follows.
The objective of improving the withstand voltage can be achieved only by setting the offset length and the LDD length (low-concentration source / drain region length) to relatively short dimensions of 0.2 μm to 0.3 μm.
【0012】しかし、IC、LSI等の分野と違って、
液晶表示装置等の分野のように半導体としてポリシリコ
ンを用いたTFTにおいて、そのオフリーク電流を低減
することを目的にオフセットゲート構造またはLDD構
造を採用する場合には、オフセット長やLDD長を、た
とえば0.5μm以上といった比較的長い寸法に設定す
る必要がある。従って、従来の製造方法には、以下のよ
うな問題点がある。However, unlike the fields of IC and LSI,
In a TFT using polysilicon as a semiconductor such as in the field of liquid crystal display devices, when an offset gate structure or an LDD structure is adopted for the purpose of reducing the off-leakage current, the offset length or the LDD length is It is necessary to set a relatively long dimension such as 0.5 μm or more. Therefore, the conventional manufacturing method has the following problems.
【0013】オフセットゲート構造やLDD構造のTF
Tの製造方法において、オフセット長Loff やLDD長
は、サイドウォール15Cの長さによって規定されるこ
とは明らかであるが、従来の製造方法では、このサイド
ウォール15Cの長さは、ゲート電極13Cの厚さにほ
ぼ一致するため、TFTのオフリーク電流を小さくこと
を目的にオフセット長Loff やLDD長を延ばすには、
その分だけ、ゲート電極13Cも厚くする必要がある。
しかし、ゲート電極13Cを厚くすると、このゲート電
極13Cと同時に形成される走査線も厚くなるため、走
査線の表面側に形成される段差が大きくなり、走査線と
データ線との交点において断線が起きやすくなるという
問題点がある。逆に、従来のオフセットゲート構造やL
DD構造のTFTの製造方法において、走査線表面の段
差部分での断線を防止することを目的に、ゲート電極1
3Cを薄くすると、オフセット長Loff やLDD長が短
くなるので、TFTのオフリーク電流が大きくなるとい
う問題点がある。TF having an offset gate structure or an LDD structure
In the manufacturing method of T, it is apparent that the offset length Loff and the LDD length are defined by the length of the sidewall 15C, but in the conventional manufacturing method, the length of the sidewall 15C is the same as that of the gate electrode 13C. Since the thickness is almost the same as the thickness, in order to extend the offset length Loff and the LDD length for the purpose of reducing the off-leakage current of the TFT,
The gate electrode 13C also needs to be thicker accordingly.
However, if the gate electrode 13C is thickened, the scanning line formed at the same time as the gate electrode 13C is also thickened, so that the step formed on the front surface side of the scanning line becomes large and a disconnection occurs at the intersection of the scanning line and the data line. There is a problem that it is easy to get up. Conversely, the conventional offset gate structure and L
In a method of manufacturing a TFT having a DD structure, a gate electrode 1 is provided for the purpose of preventing disconnection at a step portion of a scanning line surface.
When 3C is thinned, the offset length Loff and the LDD length are shortened, which causes a problem that the off-leak current of the TFT is increased.
【0014】すなわち、従来の製造方法では、サイドウ
ォールを利用する限り、ゲート電極13Cを薄くするこ
とと、オフセット長Loff やLDD長を長くすることと
は二律背反する関係にある。That is, in the conventional manufacturing method, as long as the side wall is used, making the gate electrode 13C thin and making the offset length Loff and LDD length long are in a trade-off relationship.
【0015】なお、サイドウォールを利用しない製造方
法として、オフセット領域や低濃度ソース・ドレイン領
域を形成する予定の領域をレジストマスクで覆い、この
状態で、高濃度ソース・ドレイン領域を形成するための
不純物を導入する方法もある。しかし、かかる方法では
フォト工程の数が増加し、生産性が低下する。また、フ
ォト工程の精度によっては、オフセット長や低濃度ソー
ス・ドレイン領域長(低濃度ソース・ドレイン領域のチ
ャネル長方向における長さ)にばらつきが発生し、この
ようなばらつきによって、オフセット長や低濃度ソース
・ドレイン領域長が短すぎると、その効果が小さくてオ
フリーク電流が大きくなる。また、オフセット長や低濃
度ソース・ドレイン領域長がばらついて長くなりすぎる
と、オン電流が小さくなってしまうという不都合が生じ
る。As a manufacturing method which does not use sidewalls, a region for forming the offset region and the low concentration source / drain regions is covered with a resist mask, and in this state, the high concentration source / drain regions are formed. There is also a method of introducing impurities. However, in such a method, the number of photo processes is increased and the productivity is reduced. In addition, the offset length and the low-concentration source / drain region length (the length in the channel length direction of the low-concentration source / drain region) vary depending on the accuracy of the photo process. If the length of the concentration source / drain region is too short, the effect is small and the off-leakage current is large. Further, if the offset length and the low-concentration source / drain region length fluctuate and become too long, there arises a disadvantage that the on-current becomes small.
【0016】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
サイドウォールを利用したTFTの製造方法において、
ゲート電極や走査線の表面段差が大きくならないように
ゲート電極を薄くしても、オフセット長や低濃度ソース
・ドレイン領域長を延ばすことができるTFTの製造方
法を提供することにある。In view of the above problems, the object of the present invention is to:
In a method of manufacturing a TFT using a sidewall,
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a TFT which can extend the offset length and the low-concentration source / drain region length even if the gate electrode is thinned so that the surface step difference between the gate electrode and the scanning line does not become large.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タの製造方法は、基板上に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記
ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲ
ート電極を覆うようにレジスト層を形成する工程と、前
記レジスト層をエッチングして、前記ゲート電極の両側
にサイドウォールを形成する工程と、前記ゲート電極と
サイドウォールをマスクとして前記半導体膜に不純物を
注入することによりソース・ドレイン領域を形成する工
程と、前記ソース・ドレイン領域を形成する工程の後
に、前記ゲート電極をエッチングして所定の膜厚にする
ゲート電極厚調整工程と、前記ゲート電極調整工程の後
に、前記サイドウォールを除去する工程とを備えたこと
を特徴とする。A method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention comprises a step of forming a semiconductor film on a substrate,
Forming a gate insulating film on the semiconductor film, forming a gate electrode on the gate insulating film, forming a resist layer so as to cover the gate electrode, and etching the resist layer. A step of forming sidewalls on both sides of the gate electrode, a step of forming a source / drain region by implanting an impurity into the semiconductor film using the gate electrode and the sidewall as a mask, and a step of forming the source / drain region. After the step of forming, the step of etching the gate electrode to adjust the thickness to a predetermined thickness and the step of removing the sidewall after the step of adjusting the gate electrode are provided. .
【0018】また、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、前記ゲート電極を形成する工程と、前記レジスト
層を形成する工程の間に、前記ゲート電極をマスクとし
て、前記半導体膜に低濃度の不純物を注入することを特
徴とする。Further, in the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a low concentration impurity is added to the semiconductor film by using the gate electrode as a mask between the step of forming the gate electrode and the step of forming the resist layer. It is characterized by injecting.
【0019】さらに、前記ゲート電極厚調整工程と同時
に前記ソース・ドレイン領域の表面に位置する前記ゲー
ト絶縁膜をも除去するようにエッチングを行うことを特
徴する。Further, etching is performed so that the gate insulating film located on the surface of the source / drain regions is also removed simultaneously with the step of adjusting the thickness of the gate electrode.
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【0025】[0025]
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施例
を説明する。なお、本発明は、コプラナー型TFTを用
いたアクティブマトリクス基板に適用できるが、以下に
説明する実施例は、いずれも、液晶表示装置における駆
動回路内蔵型のアクティブマトリクス基板上にTFTを
製造する例を説明するものである。そこで、各実施例を
説明する前に、アクティブマトリクス基板の構成を、図
1を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the present invention can be applied to an active matrix substrate using a coplanar type TFT, the embodiments described below are all examples of manufacturing a TFT on a drive circuit built-in type active matrix substrate in a liquid crystal display device. To explain. Therefore, before describing each embodiment, the configuration of the active matrix substrate will be described with reference to FIG.
【0029】図1(A)において、液晶表示装置は、そ
のアクティブマトリクス基板上に、データ線90および
走査線91で区画形成された画素領域を有し、そこに
は、画素用TFT92を介して画像信号が入力される液
晶セルの液晶容量94が存在する。また、データ線90
に対しては、シフトレジスタ84、レベルシフタ85、
ビデオライン87、アナログスイッチ86を備えるデー
タドライバ部82がアクティブマトリクス基板上に形成
されている。走査線91に対しては、シフトレジスタ8
8およびレベルシフタ89を備える走査ドライバ部83
がアクティブマトリクス基板上に形成されている。な
お、画素領域には、前段の走査線との間に保持容量93
も形成されている。ここで、駆動回路用のTFTは、シ
フトレジスタをはじめ、レベルシフタやアナログスイッ
チなどに用いられており、たとえば、シフトレジスタ8
4、88では、図1(B)に2段のインバータを示すよ
うに、第1導電型のTFTn1、n2と、第2導電型の
TFTp1、p2とによってそれぞれCMOS回路が構
成されている。In FIG. 1A, the liquid crystal display device has a pixel region defined by data lines 90 and scanning lines 91 on the active matrix substrate, and pixel regions are formed there through a pixel TFT 92. There is a liquid crystal capacitor 94 of a liquid crystal cell to which an image signal is input. Also, the data line 90
To the shift register 84, the level shifter 85,
A data driver unit 82 including a video line 87 and an analog switch 86 is formed on the active matrix substrate. For the scanning line 91, the shift register 8
8 and a level shifter 89
Are formed on the active matrix substrate. In addition, in the pixel region, a storage capacitor 93 is provided between the pixel line and the preceding scanning line.
Is also formed. Here, the TFT for the drive circuit is used in a shift register, a level shifter, an analog switch, and the like. For example, the shift register 8
In Nos. 4 and 88, as shown in the two-stage inverter in FIG. 1B, the first conductivity type TFTs n1 and n2 and the second conductivity type TFTs p1 and p2 form CMOS circuits.
【0030】[実施例1]図2および図3は、実施例1
に係るTFTの製造方法を示す工程断面図である。な
お、本例の製造方法は、N型またはP型のいずれのTF
Tにも適用できるが、N型のTFTを製造する場合を例
に説明する。本例および後述する実施例2、3では、液
晶表示装置における画素スイッチング用TFTを製造す
る例であり、駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス基
板に限らず、駆動回路とアクティブマトリクス基板とが
別々に構成されている場合にも適用できる。Example 1 FIGS. 2 and 3 show Example 1
6A to 6C are process cross-sectional views showing the method of manufacturing the TFT according to the first embodiment. It should be noted that the manufacturing method of this example is performed by using either N-type or P-type TF.
Although it can be applied to T, the case of manufacturing an N-type TFT will be described as an example. This example and Examples 2 and 3 to be described later are examples of manufacturing a pixel switching TFT in a liquid crystal display device, and the drive circuit and the active matrix substrate are separately configured, not limited to the drive circuit built-in active matrix substrate. It is also applicable when it is.
【0031】まず、図2(A)において、アクティブマ
トリクス基板の基体たるガラス製の基板10(絶縁基
板)の表面側に、LPCVD法またはプラズマCVD法
などを用いてアモルファスシリコン薄膜を形成した後、
レーザアニール法または固相成長法により結晶粒を成長
させて、真性の半導体膜(ポリシリコン薄膜)を形成す
る。次に、半導体膜をフォトリソグラフィ法によってパ
ターニングして、それを島状の半導体膜11とする(半
導体膜形成工程)。なお、基板10の表面には、予め、
下地保護膜を形成しておくのが一般的であるが、本例で
は、下地保護膜については図示を省略してある。First, in FIG. 2A, an amorphous silicon thin film is formed on the surface side of a glass substrate 10 (insulating substrate) which is a base of an active matrix substrate by using an LPCVD method or a plasma CVD method, and then,
Crystal grains are grown by a laser annealing method or a solid phase growth method to form an intrinsic semiconductor film (polysilicon thin film). Next, the semiconductor film is patterned by the photolithography method to form the island-shaped semiconductor film 11 (semiconductor film forming step). In addition, on the surface of the substrate 10,
It is common to form an underlayer protective film, but in this example, the underlayer protective film is not shown.
【0032】次に、島状の半導体膜11に対して、TE
OS−CVD法、LPCVD法、プラズマCVD法、H
TO法などにより、厚さが約0.02μm程度から約
0.15μm程度のシリコン酸化膜からなるゲート絶縁
膜12を形成する(ゲート絶縁膜形成工程)。Next, with respect to the island-shaped semiconductor film 11, TE
OS-CVD method, LPCVD method, plasma CVD method, H
The gate insulating film 12 made of a silicon oxide film having a thickness of about 0.02 μm to about 0.15 μm is formed by the TO method or the like (gate insulating film forming step).
【0033】次に、ゲート絶縁膜12の表面側にゲート
電極を形成するために、タンタル膜などといった金属薄
膜からなる導電体膜を形成した後、この導電体膜をフォ
トリソグラフィ技術によりパターニングして、ゲート絶
縁膜12上に、厚さが0.5μm以上、たとえば、厚さ
が0.8μmのゲート電極13を形成する(ゲート電極
形成工程)。このゲート電極13は、アクティブマトリ
クス基板の走査線と同時に形成される。Next, in order to form a gate electrode on the surface side of the gate insulating film 12, a conductor film made of a metal thin film such as a tantalum film is formed, and then this conductor film is patterned by a photolithography technique. A gate electrode 13 having a thickness of 0.5 μm or more, for example, 0.8 μm is formed on the gate insulating film 12 (gate electrode forming step). The gate electrode 13 is formed at the same time as the scanning line of the active matrix substrate.
【0034】次に、図2(B)に示すように、ゲート電
極13の表面側にレジスト層14を形成する(レジスト
層形成工程)。Next, as shown in FIG. 2B, a resist layer 14 is formed on the surface side of the gate electrode 13 (resist layer forming step).
【0035】次に、図2(C)に示すように、ゲート電
極13の表面が露出するまでレジスト層14に異方性エ
ッチングを施す。たとえば、O2 ガスなどを用いたエッ
チング方法(RIE)を用いる。ここで、レジスト層1
4は、均等にエッチングされるため、ゲート電極13の
側面では、レジスト層14が厚かった分だけ、レジスト
層14が残る。その結果、ゲート電極13の側面には、
レジスト層14の残り部分としてのサイドウォール15
が形成される(サイドウォール形成工程)。ここで、サ
イドウォール15の外側斜面の角度は、概ね45°であ
るから、サイドウォール15の長さ寸法は、ゲート電極
13の厚さと概ね一致し、約0.8μmである。Next, as shown in FIG. 2C, the resist layer 14 is anisotropically etched until the surface of the gate electrode 13 is exposed. For example, an etching method (RIE) using O 2 gas or the like is used. Here, the resist layer 1
Since No. 4 is uniformly etched, the resist layer 14 remains on the side surface of the gate electrode 13 by the amount of the thick resist layer 14. As a result, on the side surface of the gate electrode 13,
Sidewalls 15 as the rest of the resist layer 14
Are formed (sidewall forming step). Here, since the angle of the outer slope of the sidewall 15 is approximately 45 °, the length dimension of the sidewall 15 is approximately 0.8 μm, which is approximately the same as the thickness of the gate electrode 13.
【0036】次に、図2(D)に示すように、サイドウ
ォール15およびゲート電極13をマスクとして半導体
膜11に対して、高濃度のN型の不純物、たとえばリン
イオンを導入する(高濃度不純物導入工程)。その結
果、高濃度ソース・ドレイン領域161、162が形成
され、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域1
7となる。Next, as shown in FIG. 2D, high-concentration N-type impurities such as phosphorus ions are introduced into the semiconductor film 11 using the sidewalls 15 and the gate electrodes 13 as masks (high-concentration impurities). Introduction process). As a result, the high-concentration source / drain regions 161 and 162 are formed, and the portion where impurities are not introduced is the channel region 1.
It becomes 7.
【0037】この不純物導入工程では、ドーパントガス
から発生した全てのイオンを質量分離せずに打ち込む方
法、いわゆるイオンシャワードーピング法を用いる。た
とえば、PH3 を約1%〜約20%含み、残部が水素ガ
スやヘリウムガスからなる混合ガスを用い、この混合ガ
スから発生する全てのイオンを質量分離せずに打ち込
む。なお、不純物の導入方法については、イオンシャワ
ードーピング法の他にも、イオン注入法、プラズマドー
ピング法、レーザドーピング法などを用いてもよい。In this impurity introducing step, a method of implanting all ions generated from the dopant gas without mass separation, that is, a so-called ion shower doping method is used. For example, the PH 3 comprises from about 1% to about 20%, using a mixed gas and the balance being a hydrogen gas, helium gas, implanting all ions generated from the mixed gas without mass separation. Note that as a method for introducing impurities, an ion implantation method, a plasma doping method, a laser doping method, or the like may be used instead of the ion shower doping method.
【0038】次に、図3(A)に示すように、ゲート電
極13に選択的にエッチングを施してゲート電極13を
0.4μm以下の厚さにまで薄くする(ゲート電極厚調
整工程)。かかるエッチングでは、タンタルに対する選
択的なエッチングが可能なドライエッチング方法とし
て、たとえば、CF4 +O2 混合ガスを用いたエッチン
グ方法(CDE)を用いる。Next, as shown in FIG. 3A, the gate electrode 13 is selectively etched to reduce the thickness of the gate electrode 13 to 0.4 μm or less (gate electrode thickness adjusting step). In such etching, for example, an etching method (CDE) using a CF 4 + O 2 mixed gas is used as a dry etching method capable of selectively etching tantalum.
【0039】しかる後に、図3(B)に示すように、サ
イドウォール15を除去する。Thereafter, as shown in FIG. 3B, the side wall 15 is removed.
【0040】以降、図3(C)に示すように、ゲート電
極13の表面側に層間絶縁膜18およびコンタクトホー
ル181、182を形成し、このコンタクトホール18
1、182を介して、ソース電極191(アクティブマ
トリクス基板におけるデータ線)、およびITO膜から
なるドレイン電極192(アクティブマトリクス基板に
おける画素電極)を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 3C, an interlayer insulating film 18 and contact holes 181, 182 are formed on the surface side of the gate electrode 13, and the contact hole 18 is formed.
A source electrode 191 (a data line in the active matrix substrate) and a drain electrode 192 (a pixel electrode in the active matrix substrate) made of an ITO film are formed through the electrodes 1 and 182.
【0041】このように形成したTFTは、ゲート電極
13の端部と、高濃度ソース・ドレイン領域161、1
62との端部がチャネル長方向にずれたオフセット構造
になっている。しかも、オフセット長Loff が0.5μ
m以上、たとえば0.8μmと長い。このため、TFT
を低温プロセスで形成したにもかかわらず、オフリーク
電流が小さいので、かかるTFTを画素スイッチング用
に用いると、表示の品質が向上する。また、TFTのソ
ース・ドレイン間における耐電圧が高いため、チャネル
長を短くできる。また、寄生容量が小さいという観点か
らも、かかるTFTを駆動回路用に用いると、駆動回路
における動作速度を高めることができる。しかも、オフ
セット長Loff を0.5μm以上に設定してあるにもか
かわらず、ゲート電極13の厚さが0.4μm以下であ
るため、ゲート電極13(走査線)の表面側に形成され
る段差が小さい。それ故、ゲート電極13(走査線)と
ソース電極191(データ線)との交点においても、断
線等が発生しない。In the TFT thus formed, the end portion of the gate electrode 13 and the high concentration source / drain regions 161, 1 are formed.
It has an offset structure in which the end portion with 62 is displaced in the channel length direction. Moreover, the offset length Loff is 0.5 μ.
m or more, for example, 0.8 μm, which is long. Therefore, the TFT
Although the TFT is formed by a low temperature process, the off-leakage current is small. Therefore, when such a TFT is used for pixel switching, display quality is improved. Further, since the withstand voltage between the source and drain of the TFT is high, the channel length can be shortened. Also, from the viewpoint of small parasitic capacitance, when such a TFT is used for a drive circuit, the operating speed of the drive circuit can be increased. Moreover, even though the offset length Loff is set to 0.5 μm or more, since the thickness of the gate electrode 13 is 0.4 μm or less, the step formed on the surface side of the gate electrode 13 (scanning line) Is small. Therefore, even at the intersection of the gate electrode 13 (scanning line) and the source electrode 191 (data line), disconnection or the like does not occur.
【0042】また、このようなTFTを製造する際に、
ソース・ドレイン領域への不純物導入工程でイオンシャ
ワードーピング法を用いるときには、チャネル領域17
に不純物や水素が侵入しないようにする必要がある。そ
こで、本例では、図2(D)に示すように、高濃度不純
物導入工程において、まだ、ゲート電極13が、厚さが
0.8μmなどといった厚い状態で行う。従って、不純
物導入のための注入エネルギーを大きくしても、チャネ
ル領域17に不純物が届かないので、生産性の向上およ
びTFTの電気的特性の確保の両方を達成することがで
きる。Further, when manufacturing such a TFT,
When the ion shower doping method is used in the step of introducing impurities into the source / drain regions, the channel region 17
It is necessary to prevent impurities and hydrogen from entering into. Therefore, in this example, as shown in FIG. 2D, in the high-concentration impurity introduction step, the gate electrode 13 is still performed in a thick state such as 0.8 μm. Therefore, even if the implantation energy for introducing the impurities is increased, the impurities do not reach the channel region 17, so that it is possible to achieve both the improvement in productivity and the securing of the electrical characteristics of the TFT.
【0043】しかも、サイドウォール15は、あくまで
レジストからなるため、その剥離、除去が容易である。Moreover, since the sidewall 15 is made of a resist, it can be easily peeled and removed.
【0044】[実施例2]図4は、本例のTFTの製造
方法のうち、特徴的な工程のみを示す工程断面図であ
る。先に説明した実施例1に係るTFTの製造方法は、
オフセットゲート構造のTFTの製造方法であるのに対
し、本例のTFTの製造方法は、LDD構造のTFTの
製造方法である。但し、本例のTFTの製造方法は、基
本的な工程が実施例1と同じであるため、対応する部分
には、同じ符合を付してそれらの説明を省略する。[Embodiment 2] FIG. 4 is a process sectional view showing only characteristic steps in the method of manufacturing a TFT of this embodiment. The manufacturing method of the TFT according to the first embodiment described above is
In contrast to the method of manufacturing a TFT having an offset gate structure, the method of manufacturing a TFT of this example is a method of manufacturing a TFT having an LDD structure. However, in the method of manufacturing the TFT of this example, the basic steps are the same as those of the first embodiment, and therefore, corresponding parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【0045】本例では、LDD構造のTFTを製造する
ために、実施例1において図2(A)を参照して説明し
たゲート電極形成工程を行った後、図2(B)を参照し
て説明したレジスト層形成工程を行う前に、図4(A)
に示すように、ゲート電極13をマスクとして低濃度の
N型不純物を半導体膜11に導入しておく。その結果、
半導体膜11には、ゲート電極13に対してセルフアラ
イン的に低濃度ソース・ドレイン領域163、164が
形成される(低濃度不純物導入工程)。In this example, in order to manufacture a TFT having an LDD structure, after performing the gate electrode forming step described in Example 1 with reference to FIG. 2A, referring to FIG. Before performing the described resist layer forming step, FIG.
As shown in, a low concentration N-type impurity is introduced into the semiconductor film 11 using the gate electrode 13 as a mask. as a result,
Low-concentration source / drain regions 163 and 164 are formed in the semiconductor film 11 in self-alignment with the gate electrode 13 (low-concentration impurity introduction step).
【0046】それ以降は、実施例1と同様、図2(B)
〜図3(B)を参照して説明した各工程を行う。その結
果、図4(B)に示すように、ソース・ドレイン領域に
高濃度ソース・ドレイン領域161、162を形成した
とき、ゲート電極13の端部にゲート絶縁膜12を介し
て対峙する部分には低濃度ソース・ドレイン領域16
3、164が残る。After that, as in the first embodiment, as shown in FIG.
-Each step described with reference to FIG. As a result, as shown in FIG. 4B, when the high-concentration source / drain regions 161 and 162 are formed in the source / drain regions, the end portions of the gate electrode 13 are opposed to each other via the gate insulating film 12. Is a low concentration source / drain region 16
3,164 remain.
【0047】このように形成したTFTは、ゲート電極
13の端部にゲート絶縁膜12を介して対峙する部分が
低濃度ソース・ドレイン領域163、164であるLD
D構造になっている。しかも、低濃度ソース・ドレイン
領域長Lldd (低濃度ソース・ドレイン領域163、1
64のチャネル長方向における寸法)が0.5μm以
上、たとえば0.8μmと長い。このため、低温プロセ
スで形成したにもかかわらず、TFTのオフリーク電流
が小さいので、かかるTFTを画素スイッチング用に用
いると、表示の品質が向上する。また、低濃度ソース・
ドレイン領域長Lldd を0.5μm以上に設定してある
にもかかわらず、ゲート電極13の厚さが0.4μm以
下であるため、ゲート電極13(走査線)の表面側に形
成される段差が小さい。それ故、ゲート電極13(走査
線)とソース電極191(データ線)との交点において
も、断線等が発生しないなど、実施例1と同様な効果を
奏する。In the thus-formed TFT, LDs are low-concentration source / drain regions 163 and 164 where the end portions of the gate electrode 13 which face each other with the gate insulating film 12 interposed therebetween are low concentration source / drain regions 163 and 164.
It has a D structure. Moreover, the low concentration source / drain region length Lldd (low concentration source / drain regions 163, 1
The dimension of 64 in the channel length direction) is 0.5 μm or more, for example 0.8 μm, which is long. For this reason, the TFT has a small off-leakage current even though it is formed by a low-temperature process. Therefore, when such a TFT is used for pixel switching, display quality is improved. In addition, low concentration sauce
Even though the drain region length Lldd is set to 0.5 μm or more, since the thickness of the gate electrode 13 is 0.4 μm or less, the step formed on the surface side of the gate electrode 13 (scan line) is small. Therefore, even at the intersection of the gate electrode 13 (scanning line) and the source electrode 191 (data line), the same effect as that of the first embodiment is obtained, such as no breakage.
【0048】[実施例3]図5は、本例のTFTの製造
方法のうち、特徴的な工程のみを示す工程断面図であ
る。本例のTFTの製造方法は、高濃度ソース・ドレイ
ン領域に対してソース電極およびドレイン電極をそれぞ
れ直接接続している点に特徴を有し、それ以外の構成に
ついては、実施例1と同じであるため、対応する部分に
は、同じ符合を付してそれらの説明を省略する。まず、
本例のTFTの製造方法でも、図2(A)〜図2(C)
を参照して説明したように、ゲート電極13の表面側に
形成したレジスト層14に対して、ゲート電極13の表
面が露出するまで異方性エッチングを施し、ゲート電極
13の側面に残ったレジスト層13によって、サイドウ
ォール15を形成する。また、図2(D)に示すよう
に、半導体膜11に対して、サイドウォール15および
ゲート電極13をマスクとして半導体膜11に高濃度の
N型の不純物を導入して、高濃度ソース・ドレイン領域
161、162を形成する。これまでの工程は、実施例
1と同様である。[Embodiment 3] FIG. 5 is a process sectional view showing only characteristic steps in the method for manufacturing a TFT of this embodiment. The method of manufacturing the TFT of this example is characterized in that the source electrode and the drain electrode are directly connected to the high-concentration source / drain regions, and the other configurations are the same as in the first embodiment. Therefore, corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. First,
Also in the manufacturing method of the TFT of this example, FIG. 2 (A) to FIG. 2 (C)
As described above, the resist layer 14 formed on the surface side of the gate electrode 13 is anisotropically etched until the surface of the gate electrode 13 is exposed, and the resist left on the side surface of the gate electrode 13 is exposed. The side wall 15 is formed by the layer 13. Further, as shown in FIG. 2D, a high-concentration source / drain is introduced into the semiconductor film 11 by introducing a high-concentration N-type impurity into the semiconductor film 11 using the sidewall 15 and the gate electrode 13 as a mask. Regions 161 and 162 are formed. The steps up to this point are the same as in Example 1.
【0049】次に、図5(A)に示すように、ゲート電
極厚調整工程では、ゲート電極13にエッチングを施
し、ゲート電極13を0.4μm以下の厚さにまで薄く
するときに、ゲート電極13やサイドウォール15から
露出しているゲート絶縁膜12に対してもエッチングを
行い、高濃度ソース・ドレイン領域161、162を露
出させる。このエッチングでは、タンタルおよびゲート
絶縁膜の双方に対するエッチングが可能なドライエッチ
ング方法として、たとえば、CHF3 ガスなどを用いた
エッチング(RIE)を用いる。Next, as shown in FIG. 5A, in the step of adjusting the gate electrode thickness, when the gate electrode 13 is etched to reduce the thickness of the gate electrode 13 to 0.4 μm or less, The gate insulating film 12 exposed from the electrodes 13 and the sidewalls 15 is also etched to expose the high concentration source / drain regions 161 and 162. In this etching, as a dry etching method capable of etching both tantalum and the gate insulating film, for example, etching using CHF 3 gas or the like (RIE) is used.
【0050】次に、図5(B)に示すように、サイドウ
ォール15を除去する。Next, as shown in FIG. 5B, the sidewall 15 is removed.
【0051】しかる後に、図5(C)に示すように、高
濃度ソース・ドレイン領域161、162のうち、ソー
ス領域の側にソース電極191(アクティブマトリクス
基板におけるデータ線)を直接接続し、ドレイン領域の
側にドレイン電極192(アクティブマトリクス基板に
おける画素電極)を直接接続する。かかる接続構造は、
たとえば、ソース電極191を構成するための金属層を
全面に形成した後、フォトリソグラフィ技術によってパ
ターニングし、同様に、ドレイン電極192を構成する
ためのITO層を全面に形成した後、フォトリソグラフ
ィ技術によってパターニングすることによって行う。な
お、最終的には、あるいはソース電極191やドレイン
電極192を形成する前に、ゲート電極13の表面側に
保護膜などを形成するが、その図示を省略する。Thereafter, as shown in FIG. 5C, the source electrode 191 (data line in the active matrix substrate) is directly connected to the source region side of the high-concentration source / drain regions 161, 162, and the drain is formed. The drain electrode 192 (pixel electrode on the active matrix substrate) is directly connected to the region side. Such a connection structure is
For example, after a metal layer for forming the source electrode 191 is formed on the entire surface, patterning is performed by a photolithography technique, and similarly, an ITO layer for forming the drain electrode 192 is formed on the entire surface, and then a photolithography technique is used. It is performed by patterning. Finally, or before forming the source electrode 191 and the drain electrode 192, a protective film or the like is formed on the surface side of the gate electrode 13, but the illustration thereof is omitted.
【0052】このように形成したTFTでも、ゲート電
極13の端部と、高濃度ソース・ドレイン領域161、
162との端部がチャネル長方向にずれたオフセット構
造になっている。しかも、オフセット長Loff が0.5
μm以上、たとえば0.8μmと長い。このため、TF
Tのオフリーク電流が小さいので、このTFTを画素ス
イッチング用に用いると、表示の品質が向上する。ま
た、オフセット長Loffを0.5μm以上に設定してあ
るにもかかわらず、ゲート電極13の厚さが0.4μm
以下であるため、ゲート電極13(走査線)の表面側に
形成される段差が小さい。それ故、アクティブマトリク
ス基板上において、ゲート電極13(走査線)とソース
電極191(データ線)との交点付近でも断線等が発生
しないなど、実施例1と同様な効果を奏する。Also in the TFT thus formed, the end portion of the gate electrode 13, the high concentration source / drain region 161,
It has an offset structure in which the end portion with 162 is displaced in the channel length direction. Moreover, the offset length Loff is 0.5
The length is longer than μm, for example, 0.8 μm. Therefore, TF
Since the off leak current of T is small, the use of this TFT for pixel switching improves the display quality. In addition, even though the offset length Loff is set to 0.5 μm or more, the thickness of the gate electrode 13 is 0.4 μm.
Because of the following, the step formed on the surface side of the gate electrode 13 (scanning line) is small. Therefore, on the active matrix substrate, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, such as disconnection does not occur even near the intersection of the gate electrode 13 (scanning line) and the source electrode 191 (data line).
【0053】さらに、本例では、ゲート電極13をエッ
チングする際に、ゲート絶縁膜12にもエッチングを施
し、高濃度ソース・ドレイン領域161、162を露出
させることによって、高濃度ソース・ドレイン領域16
1、162に対して、ソース電極191およびドレイン
電極192をそれぞれ直接接続する。従って、高濃度ソ
ース・ドレイン領域161、162に対して、ソース電
極191およびドレイン電極192を層間絶縁膜を介し
て電気的接続する場合と相違して、コンタクトホールを
改めて別の工程で形成する必要がない分だけ、工程数を
減らすことができる。Furthermore, in this example, when the gate electrode 13 is etched, the gate insulating film 12 is also etched to expose the high-concentration source / drain regions 161 and 162, so that the high-concentration source / drain regions 16 are exposed.
The source electrode 191 and the drain electrode 192 are directly connected to the Nos. 1 and 162, respectively. Therefore, unlike the case where the source electrode 191 and the drain electrode 192 are electrically connected to the high-concentration source / drain regions 161, 162 through the interlayer insulating film, it is necessary to newly form the contact hole in another step. The number of steps can be reduced as much as there is no.
【0054】なお、本例については、オフセットゲート
構造のTFTに対して適用したが、実施例2で説明した
ようなLDD構造のTFTに適用することもできる。Although this example is applied to the TFT having the offset gate structure, it can be applied to the TFT having the LDD structure as described in the second embodiment.
【0055】[実施例4]なお、液晶表示装置のアクテ
ィブマトリクス基板上において、駆動回路のCMOS回
路を構成するN型のTFTおよびP型のTFTのうち、
N型のTFTについては、画素スイッチング用のTFT
と同じ工程で製造され、P型のTFTについては、各N
型のTFTの製造工程のうちの一部を援用して製造され
ることが多い。そこで、本例では、実施例1に係るN型
のTFTの製造方法を利用しながら、P型のTFTも製
造していく方法を説明する。[Embodiment 4] Among the N-type TFTs and P-type TFTs forming the CMOS circuit of the drive circuit on the active matrix substrate of the liquid crystal display device,
For N-type TFT, TFT for pixel switching
It is manufactured in the same process as the above.
It is often manufactured by using a part of the manufacturing process of the mold TFT. Therefore, in this example, a method of manufacturing a P-type TFT while using the method of manufacturing an N-type TFT according to the first embodiment will be described.
【0056】図6は、本例のTFTの製造方法を示す工
程断面図である。図6に示す2つのTFTの形成領域の
うち、図面に向かって左側がP型のTFT(駆動回路用
TFT)の形成領域であり、図面に向かって右側がN型
のTFT(画素スイッチング用TFT/駆動回路用TF
T)の形成領域である。6A to 6C are process sectional views showing a method of manufacturing the TFT of this embodiment. Of the two TFT formation regions shown in FIG. 6, the left side of the drawing is a P-type TFT (driving circuit TFT) formation region, and the right side of the drawing is an N-type TFT (pixel switching TFT). / TF for drive circuit
It is a formation region of T).
【0057】まず、図6(A)において、アクティブマ
トリクス基板の基体たるガラス製の基板10の表面側
に、LPCVD法またはプラズマCVD法などを用いて
アモルファスシリコン薄膜を形成した後、レーザアニー
ル法または固相成長法により結晶粒を成長させて、真性
の半導体膜(ポリシリコン薄膜)を形成する。次に、半
導体膜をフォトリソグラフィ法によってパターニングし
て、それをN型のTFTを製造するための第1の半導体
膜11Nと、P型のTFTを製造するための第2の半導
体膜11Pとする(半導体膜形成工程)。なお、基板1
0の表面には、予め、下地保護膜を形成しておくのが一
般的であるが、本例では、下地保護膜については図示を
省略してある。First, in FIG. 6A, an amorphous silicon thin film is formed on the surface side of a glass substrate 10 which is a base of an active matrix substrate by using the LPCVD method or the plasma CVD method, and then the laser annealing method or Crystal grains are grown by a solid phase growth method to form an intrinsic semiconductor film (polysilicon thin film). Next, the semiconductor film is patterned by photolithography to form a first semiconductor film 11N for manufacturing an N-type TFT and a second semiconductor film 11P for manufacturing a P-type TFT. (Semiconductor film forming step). The substrate 1
It is general to preliminarily form an underlayer protective film on the surface of 0, but in this example, the underlayer protective film is not shown.
【0058】次に、第1の半導体膜11N、および第2
の半導体膜11Pに対して、TEOS−CVD法、LP
CVD法、プラズマCVD法、HTO法などにより、第
1のゲート絶縁膜12Nおよび第2のゲート絶縁膜12
Pを形成する(ゲート絶縁膜形成工程)。Next, the first semiconductor film 11N and the second semiconductor film 11N
TEOS-CVD method, LP
The first gate insulating film 12N and the second gate insulating film 12 are formed by the CVD method, the plasma CVD method, the HTO method, or the like.
P is formed (gate insulating film forming step).
【0059】次に、ゲート電極を形成するために、タン
タル膜などといった金属薄膜からなる導電体膜を形成し
た後、この導電体膜をフォトリソグラフィ技術によりパ
ターニングして、第1のゲート絶縁膜12N上に、厚さ
が0.5μm以上、たとえば、厚さが0.8μmの第1
のゲート電極13Nを形成する(第1のゲート電極形成
工程)。このゲート電極13Nは、アクティブマトリク
ス基板の走査線と同時に形成される。Next, in order to form a gate electrode, a conductor film made of a metal thin film such as a tantalum film is formed, and then this conductor film is patterned by a photolithography technique to form a first gate insulating film 12N. A first layer having a thickness of 0.5 μm or more, for example 0.8 μm.
The gate electrode 13N is formed (first gate electrode forming step). The gate electrode 13N is formed at the same time as the scanning line of the active matrix substrate.
【0060】このとき、P型のTFTの形成領域では、
第2のゲート絶縁膜12P上に第2の半導体膜11Pの
形成領域全体を覆うように導電体膜130Pを残す。こ
の導電体膜130Pの厚さは、第1のゲート絶縁膜12
Nの厚さと等しく、厚さが0.5μm以上、たとえば、
厚さが0.8μmである。At this time, in the formation region of the P-type TFT,
The conductor film 130P is left on the second gate insulating film 12P so as to cover the entire formation region of the second semiconductor film 11P. The thickness of the conductor film 130P is equal to that of the first gate insulating film 12
Is equal to the thickness of N and has a thickness of 0.5 μm or more, for example,
The thickness is 0.8 μm.
【0061】次に、図6(B)に示すように、第1のゲ
ート電極13N、および導電体膜130Pの表面側にレ
ジスト層14を形成する(レジスト層形成工程)。Next, as shown in FIG. 6B, a resist layer 14 is formed on the surface side of the first gate electrode 13N and the conductor film 130P (resist layer forming step).
【0062】次に、図6(C)に示すように、第1のゲ
ート電極13Nの表面が露出するまでレジスト層14に
異方性エッチングを施す。ここで、レジスト層14は、
均等にエッチングされるため、第1のゲート電極13N
の側面では、レジスト層14が厚かった分だけ、レジス
ト層14が残る。その結果、第1のゲート電極13Nの
側面には、レジスト層14の残り部分からなるサイドウ
ォール15Nが形成される(サイドウォール形成工
程)。ここで、サイドウォール15Nの外側斜面の角度
は、概ね45°であるから、サイドウォール15Nの長
さ寸法は、第1のゲート電極13Nの厚さと概ね一致
し、約0.8μmである。Next, as shown in FIG. 6C, the resist layer 14 is anisotropically etched until the surface of the first gate electrode 13N is exposed. Here, the resist layer 14 is
Since it is uniformly etched, the first gate electrode 13N
On the side surface of, the resist layer 14 remains as much as the resist layer 14 was thick. As a result, the sidewall 15N formed of the remaining portion of the resist layer 14 is formed on the side surface of the first gate electrode 13N (sidewall forming step). Here, since the angle of the outer slope of the sidewall 15N is approximately 45 °, the length dimension of the sidewall 15N is approximately 0.8 μm, which is approximately the same as the thickness of the first gate electrode 13N.
【0063】次に、図6(D)に示すように、サイドウ
ォール15Nおよび第1のゲート電極13Nをマスクと
して半導体膜11Nに高濃度のN型の不純物、たとえば
リンイオンを導入する(高濃度第1導電型不純物導入工
程)。その結果、半導体膜11Nには、高濃度ソース・
ドレイン領域161N、162Nが形成され、不純物が
導入されなかった部分がチャネル領域17Nとなる。但
し、第2の半導体膜11Pは、厚い導電体膜130Pで
覆われているため、N型の不純物は導入されない。Next, as shown in FIG. 6D, a high-concentration N-type impurity such as phosphorus ions is introduced into the semiconductor film 11N using the sidewall 15N and the first gate electrode 13N as a mask (high-concentration first). 1 conductivity type impurity introduction step). As a result, a high concentration source /
The drain regions 161N and 162N are formed, and the portion into which the impurities are not introduced becomes the channel region 17N. However, since the second semiconductor film 11P is covered with the thick conductor film 130P, N-type impurities are not introduced.
【0064】次に、図6(E)に示すように、第1のゲ
ート電極13Nを構成するタンタル膜に対して選択的に
エッチングを施してゲート電極13Nを0.4μm以下
の厚さにまで薄くする(ゲート電極厚調整工程)。この
とき、導電体膜130Pも、選択的にエッチングされ、
0.4μm以下の厚さにまで薄くなる。Next, as shown in FIG. 6E, the tantalum film forming the first gate electrode 13N is selectively etched to reduce the thickness of the gate electrode 13N to 0.4 μm or less. Thin (gate electrode thickness adjustment step). At this time, the conductor film 130P is also selectively etched,
The thickness is reduced to 0.4 μm or less.
【0065】次に、図6(F)に示すように、サイドウ
ォール15を除去する。Next, as shown in FIG. 6F, the sidewall 15 is removed.
【0066】次に、図6(G)に示すように、導電体膜
130Pのゲート電極形成予定領域、およびN型のTF
T形成領域の表面をレジストマスク20で覆い、導電体
膜130Pをパターニングして、第2のゲート電極13
Pを形成する。Next, as shown in FIG. 6G, the gate electrode formation planned region of the conductor film 130P and the N-type TF are formed.
The surface of the T formation region is covered with the resist mask 20, the conductor film 130P is patterned, and the second gate electrode 13 is formed.
Form P.
【0067】次に、図6(H)に示すように、第2のゲ
ート電極13Pの表面、およびN型のTFT形成領域を
レジストマスク20で覆った状態のまま、P型の不純物
を導入し、第2の半導体膜11Pに高濃度ソース・ドレ
イン領域161P、162Pを形成する(第2導電型不
純物導入工程)。なお、第2の半導体膜11Pのうち、
不純物が導入されなかった領域がチャネル領域17Pと
なる。Next, as shown in FIG. 6H, P-type impurities are introduced with the surface of the second gate electrode 13P and the N-type TFT formation region covered with the resist mask 20. , High-concentration source / drain regions 161P and 162P are formed in the second semiconductor film 11P (second conductivity type impurity introducing step). Incidentally, of the second semiconductor film 11P,
The region into which the impurities are not introduced becomes the channel region 17P.
【0068】この不純物導入工程では、ドーパントガス
から発生した全てのイオンを質量分離せずに打ち込む方
法、いわゆるイオンシャワードーピング法を用いる。た
とえば、B2 H6 を約1%〜約20%含み、残部が水素
ガスやヘリウムガスからなる混合ガスを用い、この混合
ガスから発生する全てのイオンを質量分離せずに打ち込
む。なお、不純物の導入方法については、イオンシャワ
ードーピング法の他にも、イオン注入法、プラズマドー
ピング法、レーザドーピング法などを用いてもよい。In this impurity introducing step, a method of implanting all ions generated from the dopant gas without mass separation, that is, a so-called ion shower doping method is used. For example, a mixed gas containing B 2 H 6 in an amount of about 1% to about 20% and the balance of hydrogen gas or helium gas is used, and all ions generated from this mixed gas are implanted without mass separation. Note that as a method for introducing impurities, an ion implantation method, a plasma doping method, a laser doping method, or the like may be used instead of the ion shower doping method.
【0069】その結果、図6(I)に示すように、第2
の半導体膜11Pには、第2のゲート電極13Pに対し
てセルフアライン的に高濃度ソース・ドレイン領域16
1P、162Pが形成され、セルフアライン構造のP型
のTFTと、オフセットゲート構造のN型のTFTとが
形成される。これらのTFTのうち、N型のTFTは、
画素スイッチング用TFTおよび駆動回路用のTFTと
して用いられ、P型のTFTは、駆動回路用のTFTと
して用いられる。As a result, as shown in FIG. 6 (I), the second
Of the semiconductor film 11P of the high-concentration source / drain region 16 in self-alignment with the second gate electrode 13P.
1P and 162P are formed, and a P-type TFT having a self-aligned structure and an N-type TFT having an offset gate structure are formed. Of these TFTs, the N-type TFT is
It is used as a pixel switching TFT and a drive circuit TFT, and a P-type TFT is used as a drive circuit TFT.
【0070】従って、本例のTFTの製造方法によれ
ば、図6(D)に示したように、N型の不純物を導入す
る際には、厚い導電体膜130Pで第2の半導体膜11
Pを覆い、図6(H)に示したように、P型の不純物を
導入する際には、レジストマスク20で第1の半導体膜
11Nを覆うので、所定の領域のみに不純物を導入でき
る。しかも、P型のTFTでも第2のゲート電極13P
が薄いので、表面の段差を小さくでき、この場合でも、
図6(H)に示したように、不純物を大きな注入エネル
ギーで導入するとしても、第2の半導体膜11Pは、第
2のゲート電極13Pとレジストマスク20とによって
覆われているので、チャネル領域17Pへの不純物の侵
入を防止できる。Therefore, according to the method of manufacturing the TFT of this example, as shown in FIG. 6D, when the N-type impurity is introduced, the second conductive film 11P is formed by using the thick conductive film 130P.
As shown in FIG. 6H, the first semiconductor film 11N is covered with the resist mask 20 when covering P and introducing the P-type impurity, so that the impurity can be introduced only into a predetermined region. Moreover, even with a P-type TFT, the second gate electrode 13P
Since the thickness is thin, the step on the surface can be made small, and even in this case,
As shown in FIG. 6H, even if impurities are introduced with a large implantation energy, since the second semiconductor film 11P is covered with the second gate electrode 13P and the resist mask 20, the channel region is formed. It is possible to prevent impurities from entering 17P.
【0071】従って、オフリーク電流が小さいことが求
められる画素スイッチング用のTFTとして、オフセッ
ト長Loff が0.5μm以上、たとえば0.8μmと長
いオフセットゲート構造を備えたN型のTFTを構成で
きるので、表示の品質が向上する。また、N型のTFT
のオフセット長Loff を0.5μm以上に設定してある
にもかかわらず、第1のゲート電極13N、および第2
のゲート電極13Pの厚さが0.4μm以下であるた
め、第1のゲート電極13N(走査線)、および第2の
ゲート電極13Pの表面側に形成される段差が小さい。
それ故、アクティブマトリクス基板上では、ゲート電極
13(走査線)とソース電極191(データ線)との交
点においても断線等が発生しない。Therefore, an N-type TFT having an offset gate structure having a long offset length Loff of 0.5 μm or more, for example 0.8 μm, can be constructed as a pixel switching TFT which is required to have a small off-leakage current. The display quality is improved. In addition, N-type TFT
The offset length Loff of the first gate electrode 13N and the second gate electrode 13N is set to 0.5 μm or more.
Since the thickness of the gate electrode 13P is 0.4 μm or less, the step formed on the surface side of the first gate electrode 13N (scan line) and the second gate electrode 13P is small.
Therefore, on the active matrix substrate, disconnection or the like does not occur even at the intersection of the gate electrode 13 (scanning line) and the source electrode 191 (data line).
【0072】また、このTFTを製造する際に、ソース
・ドレイン領域への不純物導入工程でイオンシャワード
ーピング法を用いるときには、チャネル領域17N、1
7Pに不純物や水素が侵入しないようにする必要があ
る。そこで、図6(D)に示した高濃度第1導電型不純
物導入工程では、ゲート電極13が、厚さが0.8μm
などといった厚い状態で不純物の導入を行い、図6
(H)に示した第2導電型不純物導入工程では、薄くさ
れた後の第2のゲート電極13Pとレジストマスク20
とが積層された状態で不純物の導入を行う。従って、不
純物導入のための注入エネルギーを大きくしても、チャ
ネル領域17N、17Pに不純物や水素が届かないの
で、生産性の向上およびTFTの電気的特性の確保の両
方を達成することができる。When the ion shower doping method is used in the step of introducing impurities into the source / drain regions when manufacturing this TFT, the channel regions 17N, 1
It is necessary to prevent impurities and hydrogen from entering 7P. Therefore, in the high-concentration first conductivity type impurity introduction step shown in FIG. 6D, the gate electrode 13 has a thickness of 0.8 μm.
As shown in Fig. 6, impurities are introduced in a thick state such as
In the second conductivity type impurity introducing step shown in (H), the second gate electrode 13P and the resist mask 20 after being thinned
Impurities are introduced in a state where and are stacked. Therefore, even if the implantation energy for introducing the impurities is increased, the impurities and hydrogen do not reach the channel regions 17N and 17P, so that it is possible to achieve both the improvement in productivity and the securing of the electrical characteristics of the TFT.
【0073】[実施例4の変形例]実施例4において
も、図6(A)を参照して説明した第1のゲート電極形
成工程を行った後、図6(B)を参照して説明したレジ
スト層形成工程を行う前に、第1のゲート電極13Nを
マスクとして低濃度のN型不純物を半導体膜11Nに導
入しておいてもよい。このようにすると、実施例2と同
様、半導体膜11Nには、第1のゲート電極13Nに対
してセルフアライン的に低濃度ソース・ドレイン領域を
形成できるので、N型のTFTをLDD構造として製造
できる。[Modification of Fourth Embodiment] In the fourth embodiment as well, description will be given with reference to FIG. 6B after the first gate electrode forming step described with reference to FIG. Before performing the above-described resist layer forming step, a low concentration N-type impurity may be introduced into the semiconductor film 11N using the first gate electrode 13N as a mask. By doing this, as in the second embodiment, the low concentration source / drain regions can be formed in the semiconductor film 11N in a self-aligned manner with respect to the first gate electrode 13N, so that an N-type TFT having an LDD structure is manufactured. it can.
【0074】[その他の実施例]いずれの実施例でも、
チャネル領域が真性のシリコン膜(半導体膜)から構成
されたTFTを製造する方法を例に説明したが、たとえ
ば、チャネルドープ工程を追加した方法、あるいは、極
めて低濃度の不純物を含む半導体膜を基板上に形成し、
それからTFTを製造する方法に適用してもよい。[Other Embodiments] In any of the embodiments,
Although the method of manufacturing the TFT in which the channel region is composed of an intrinsic silicon film (semiconductor film) has been described as an example, for example, a method in which a channel doping step is added, or a semiconductor film containing an extremely low concentration of impurities is used as a substrate. Formed on the
It may then be applied to the method of manufacturing the TFT.
【0075】また、画素スイッチング用TFTとしてN
型のものを用いた例で説明したが、P型のTFTを画素
スイッチング用TFTとして用いてもよいFurther, N is used as a pixel switching TFT.
Although an example of using a P-type TFT has been described, a P-type TFT may be used as a pixel switching TFT.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るTF
Tの製造方法では、レジスト層から構成されたサイドウ
ォールおよび未だ厚い状態のゲート電極をマスクとして
不純物の導入を行い、不純物の導入を終えた後、ゲート
電極を薄くすることを特徴とする。従って、本発明によ
れば、TFTのオフセット長やLDD構造における低濃
度ソース・ドレイン長を延ばして、TFTのオフリーク
電流を小さくすることを目的に、ゲート電極を厚く形成
し、チャネル方向に長いサイドウォールを形成するとし
ても、このゲート電極は、不純物の導入を行った後に薄
くするので、ゲート電極(走査線)の表面側に形成され
る段差が小さい。それ故、ゲート電極(走査線)とソー
ス電極(データ線)との交点においても、断線等が発生
しない。また、不純物の導入を行うときには、チャネル
領域に不純物などが届かないようにする必要があるが、
本発明では、ゲート電極がまだ厚い状態にあるときに不
純物の導入を行う。従って、質量分離を行わないイオン
注入技術(イオンシャワードーピング技術)において、
水素希釈した不純物ガスを用いるときに不純物導入のた
めの注入エネルギーを大きくしても、チャネル領域に不
要な不純物や水素が届かない。よって、生産性の向上お
よびTFTの電気的特性の確保の両方を達成することが
できる。しかも、不純物の導入時にマスクとしたレジス
ト層は、後で除去する必要があるといっても、イオン注
入のマスクとして通常用いられている材料であるため、
その剥離、除去が容易である。As described above, the TF according to the present invention
The manufacturing method of T is characterized in that the impurity is introduced by using the side wall made of the resist layer and the gate electrode which is still thick as a mask, and after the introduction of the impurity is completed, the gate electrode is thinned. Therefore, according to the present invention, in order to extend the offset length of the TFT and the low-concentration source / drain length in the LDD structure to reduce the off-leakage current of the TFT, the gate electrode is formed thick and the side long in the channel direction is formed. Even if the wall is formed, since the gate electrode is thinned after the introduction of the impurities, the step formed on the surface side of the gate electrode (scanning line) is small. Therefore, even at the intersection of the gate electrode (scanning line) and the source electrode (data line), disconnection or the like does not occur. Also, when introducing impurities, it is necessary to prevent impurities from reaching the channel region.
In the present invention, impurities are introduced when the gate electrode is still thick. Therefore, in the ion implantation technology (ion shower doping technology) that does not perform mass separation,
Even when the implantation energy for introducing impurities is increased when using an impurity gas diluted with hydrogen, unnecessary impurities and hydrogen do not reach the channel region. Therefore, it is possible to achieve both the improvement in productivity and the securing of the electrical characteristics of the TFT. Moreover, the resist layer used as a mask at the time of introducing impurities is a material that is usually used as a mask for ion implantation, even though it needs to be removed later,
It is easy to peel and remove.
【図1】本発明の各実施例に係る液晶表示装置のアクテ
ィブマトリクス基板を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing an active matrix substrate of a liquid crystal display device according to each embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1に係るTFTの製造方法を示
す工程断面図である。FIG. 2 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing a TFT according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例1に係るTFTの製造方法にお
いて、図2に示す工程に続いて行う各工程を示す工程断
面図である。FIG. 3 is a process cross-sectional view showing each process performed subsequent to the process shown in FIG. 2 in the method of manufacturing a TFT according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例2に係るTFTの製造方法のう
ち、特徴的な工程を示す工程断面図である。FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a characteristic process in the method for manufacturing a TFT according to the second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例3に係るTFTの製造方法のう
ち、特徴的な工程を示す工程断面図である。FIG. 5 is a process cross-sectional view showing a characteristic process in a method of manufacturing a TFT according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例4に係る相補型TFTの製造方
法を示す工程断面図である。FIG. 6 is a process sectional view showing a method of manufacturing a complementary TFT according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】従来のTFTの製造方法を示す工程断面図であ
る。7A to 7C are process cross-sectional views showing a conventional TFT manufacturing method.
10・・・基板
11・・・半導体膜
12・・・ゲート絶縁膜
13・・・ゲート電極
14・・・レジスト層
15・・・サイドウォール
161、162・・・高濃度ソース・ドレイン領域
17・・・チャネル領域
18・・・層間絶縁膜
181、182・・・コンタクトホール
191・・・ソース電極(アクティブマトリクス基板に
おけるデータ線)
192・・・ドレイン電極(アクティブマトリクス基板
における画素電極)10 ... Substrate 11 ... Semiconductor film 12 ... Gate insulating film 13 ... Gate electrode 14 ... Resist layer 15 ... Sidewalls 161, 162 ... High concentration source / drain regions 17 ... ..Channel regions 18 ... Interlayer insulating films 181, 182 ... Contact holes 191 ... Source electrodes (data lines in active matrix substrate) 192 ... Drain electrodes (pixel electrodes in active matrix substrate)
Claims (3)
と、 前記レジスト層をエッチングして、前記ゲート電極の両
側にサイドウォールを形成する工程と、 前記ゲート電極とサイドウォールをマスクとして前記半
導体膜に不純物を注入することによりソース・ドレイン
領域を形成する工程と、 前記ソース・ドレイン領域を形成する工程の後に、前記
ゲート電極をエッチングして所定の膜厚にするゲート電
極厚調整工程と、 前記ゲート電極調整工程の後に、前記サイドウォールを
除去する工程とを備えたことを特徴とする薄膜トランジ
スタの製造方法。1. A step of forming a semiconductor film on a substrate, a step of forming a gate insulating film on the semiconductor film, a step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a step of covering the gate electrode. A step of forming a resist layer on the substrate, a step of etching the resist layer to form sidewalls on both sides of the gate electrode, and implanting an impurity into the semiconductor film using the gate electrode and the sidewall as a mask. A step of forming a source / drain region, a step of forming the source / drain region, a step of adjusting the gate electrode thickness by etching the gate electrode to a predetermined thickness, and a step of adjusting the gate electrode, And a step of removing the sidewalls.
ジスト層を形成する工程の間に、前記ゲート電極をマス
クとして、前記半導体膜に低濃度の不純物を注入するこ
とを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタの製造
方法。2. A low-concentration impurity is implanted into the semiconductor film using the gate electrode as a mask between the step of forming the gate electrode and the step of forming the resist layer. 1. The method for manufacturing a thin film transistor according to 1.
極厚調整工程と同時に前記ソース・ドレイン領域の表面
に位置する前記ゲート絶縁膜をも除去するようにエッチ
ングを行うことを特徴する薄膜トランジスタの製造方
法。3. The manufacturing of a thin film transistor according to claim 1, wherein etching is performed so as to also remove the gate insulating film located on the surface of the source / drain regions at the same time as the gate electrode thickness adjusting step. Method.
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