JP3466638B2 - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタ及びその製造方法Info
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Description
Film Transistor、以下、「TFT」という。)及びそ
の製造方法に関する。詳しくは、本発明は、液晶表示装
置あるいは光センサー等に用いるTFT及びそれを製造
するのに適した方法に関する。
示装置あるいは光センサー等の透明基体上に形成された
TFTを示す。図7において、21は透明基体、22は
半導体層、23はゲート絶縁膜、24はゲート電極、2
5はソース/ドレイン領域、26は金属配線、27は層
間絶縁膜、28は保護膜、29は金属遮光層、30は絶
縁膜である。このようなTFTにおいて、光の半導体へ
の入射があると、off電流の増加、あるいは閾値電圧
の変化等が生じるため、遮光手段を設けるのが一般的で
あった。従来、このような目的で遮光を行うためには、
図7に示すように、金属遮光層29を形成したのち、半
導体層との絶縁を図るために絶縁膜30を堆積するのが
一般的であった。
例では金属遮光層および絶縁層をそれぞれ形成するため
に2回の膜堆積工程が必要であり、これがスループット
の低下につながるという欠点があった。
薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供することを課
題としている。
ランジスタにおいて、絶縁基体上に、金属遮光層、該遮
光層の表面を酸化又は窒化させて形成した第1絶縁層、
該第1絶縁層上に形成したSi3N4膜、該Si3N4
膜上に形成したSiO2膜、該SiO2膜の中心部を除
去し露出した前記Si3N4膜の露出部と該SiO2膜
上に形成した単結晶Siの半導体層を有することとして
いる。
造方法において、絶縁基体上に形成された金属遮光層に
絶縁層を介して単結晶Siの半導体層が形成されている
薄膜トランジスタを製造する方法であって、前記絶縁基
体上に金属膜を堆積して前記遮光層を形成する工程と、
前記遮光層の表面を酸化又は窒化する工程と、この酸化
又は窒化された表面上にSi3N4層を堆積する工程、
前記Si3N4層の上にSiO2層を形成する工程、前
記SiO2層の中心部を除去し、前記Si3N4層の一
部を露出させる工程、前記Si3N4層の露出部と前記
SiO2層の上に前記単結晶Siの半導体層を堆積する
工程とを具備することとしている。
(以下、単に薄膜トランジスタという。)を示す図1に
おいて、1は透明基体、2は半導体層、3はゲート絶縁
膜、4はゲート電極、5はソース/ドレイン領域、6は
金属配線、7は層間絶縁膜、8は保護膜、9は金属遮光
層、10は絶縁膜である。本参考例においては、透明基
体1の上に、Ta、Ti、W、Mo、Hfなどの高融点
金属から構成される金属遮光層9を堆積した後に、この
遮光層9の少なくとも一部、即ち、その表面を酸化また
は窒化することにより絶縁膜10を形成する。
a、Ti、W、Mo及びHfからなる群から選ばれた高
融点金属である。
o及びHfからなる群から選ばれた高融点金属のSi化
合物から構成される。
み4000Åの深さでエッチングした後、高融点金属例
えばタンタル(Ta)膜をスパッタ法で5000Å堆積
して金属遮光層19を設け、ついで素子形成領域にだけ
残るようにその遮光層19をパターニングした。その
後、その基体を熱酸化炉に入れて酸素雰囲気で酸化する
ことにより絶縁層20としてのTa2O5 膜を2000Å
の厚さで形成した。次に前記基体上に減圧CVD法によ
り核形成面となるべきSi3N4層101を500Åの厚
さで堆積した。次に非核形成面となるべきSiO2 層1
02を500Åの厚さで常圧CVD法により堆積した
後、素子形成領域の中心部に2μm角でSiO2 層のみ
をエッチングした。
50Torr、1050℃、SiH2Cl2/HCl/H
2 =0.53/1.6/100(l/min)の条件で
結晶形成処理し、図2に示すように、約高さ20μm、
直径40μmの山形のSi単結晶が各形成面を起点とし
て形成された。
径0.01μm)を含んだ加工液を用いて通常行われて
いるシリコンウエハの表面研磨装置にて、圧力220g
/cm2 、温度30〜40℃の範囲で研磨した。この結
果、図3に示すように、シリコン単結晶の研磨は、シリ
コン単結晶が素子形成領域の外のSiO2 膜と同じ高さ
になったところで研磨が停止され、膜厚4000ű2
00Åの平坦なSi単結晶層12´が得られた(図3)。
石英管内でO2 雰囲気、1000℃、25分間加熱して
熱酸化を行うことにより、450ÅのゲートSiO2 膜
13を形成した(図4)。
と同様にして、減圧CVD法によりpoly−Si層を
堆積させた後、 31 P + (リン)を加速電圧70keVで8
×1015cm-2注入し、さらにパターニングすることに
よりゲート電極14を形成した(図4)。
P+ (リン)を加速電圧95keVで2×1015cm-2注
入した後、950℃、30分間の熱処理を行ない、ソー
ス/ドレイン領域15を形成した(図5)。
17として、常圧CVD法によりPSG膜6000Åを
堆積した後、コンタクトホールを形成し、スパッタ法に
よりAl−Si(1%)膜を1μm堆積させた後、パタ
ーニングすることにより配線16を形成した。最後に保
護膜18として、常圧CVD法によりPSG膜6000
Åを堆積させた。
i)膜をスパッタ法で5000Åの厚さで堆積した後、
素子形成領域にのみ残るようにパターニングした。その
後、その基体を熱酸化炉に入れ酸素雰囲気で酸化するこ
とにより、絶縁層であるTiO2 膜を2000Åの厚さ
で形成した。
800Åの厚さのpoly−Si層を堆積させた後、S
iをイオン打ち込みすることにより非晶質化させた。
チで1μm×1μmの大きさにパターニングした後、N
2 雰囲気で600℃、100時間のアニールを行うこと
により固相成長させた。
て、SiH4 とHClガスを原料ガスとしSiを2μm
の厚さで堆積させた。
ッシュ法により3000Åまで研磨した。これにより石
英基体11上に4μmピッチで厚さ3000Åのメッシ
ュ状の単結晶層が形成された。
内でO2 雰囲気、1000℃、25分間の熱酸化を行う
ことにより非晶質シリコン層を酸化し、450ÅのSi
O2膜を形成した。
MOS製造プロセスを用いてゲート電極を形成した後、
31P+ (リン)をイオン注入することによりソース/ドレ
イン領域を形成した。
Åの厚さで堆積させてコンタクトホールを形成した。そ
の後、Al−Si(1%)により配線を形成し、最後に
保護膜としてプラズマCVD法によりSiN膜を800
0Åの厚さで堆積させた。
るタングステン(W)膜をスパッタ法で5000Åの厚
さで堆積した後、素子形成領域にのみ残るようにパター
ニングした。その後、基体を熱酸化炉に入れ酸素雰囲気
で酸化することにより、WO3 膜を2000Åの厚さで
形成した。
poly−Si層を3000Åの厚さで堆積させた。
気、1000℃、35分間の熱酸化を行うことにより、
厚さ1000ÅのSiO2 膜を形成した。
MOS製造プロセスを用いてゲート電極を形成した後、
31P+ (リン)をイオン注入することによりソース/ドレ
イン領域を形成した。次に層間絶縁膜としてPSG膜を
6000Åの厚さで堆積させコンタクトホールを形成し
た。その後、Al−Si(1%)により配線を形成し、
最後に保護膜としてプラズマCVD法によりSiN膜を
8000Åの厚さで堆積させた。
ば、従来の堆積法により金属遮光層と半導体層の絶縁層
とを別個の工程で形成する場合と比較して、熱酸化法又
は熱窒化法により一度に大量の基体を一括処理できるよ
うになったため、スループットが上がり、製造コストの
低減を実現することができる。
す断面図。
す断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】 絶縁基体上に、金属遮光層、該遮光層の
表面を酸化又は窒化させて形成した第1絶縁層、該第1
絶縁層上に形成したSi3N4膜、該Si3N4膜上に
形成したSiO2膜、該SiO2膜の中心部を除去し露
出した前記Si3N4膜の露出部と該SiO2膜上に形
成した単結晶Siの半導体層を有することを特徴とする
薄膜トランジスタ。 - 【請求項2】 前記遮光層を構成する金属が、Ta、T
i、W、Mo及びHfからなる群から選ばれた高融点金
属である請求項1記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項3】 前記遮光層が、Ta、Ti、W、Mo及
びHfからなる群から選ばれた高融点金属のSi化合物
から構成される請求項1記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項4】 絶縁基体上に形成された金属遮光層に絶
縁層を介して単結晶Siの半導体層が形成されている薄
膜トランジスタを製造する方法であって、前記絶縁基体
上に金属膜を堆積して前記遮光層を形成する工程と、前
記遮光層の表面を酸化又は窒化する工程と、この酸化又
は窒化された表面上にSi3N4層を堆積する工程、前
記Si3N4層の上にSiO2層を形成する工程、前記
SiO2層の中心部を除去し、前記Si3N4層の一部
を露出させる工程、前記Si3N4層の露出部と前記S
iO2層の上に前記単結晶Siの半導体層を堆積する工
程とを具備することを特徴とする薄膜トランジスタの製
造方法。 - 【請求項5】 前記遮光層を構成する金属が、Ta、T
i、W、Mo及びHfからなる群から選ばれた高融点金
属である請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 前記遮光層が、Ta、Ti、W、Mo及
びHfからなる群から選ばれた高融点金属のSi化合物
から構成される請求項4記載の方法。
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TWI482287B (zh) | 2013-04-24 | 2015-04-21 | Au Optronics Corp | 電激發光顯示面板及其製造方法 |
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- 1992-03-23 JP JP09581492A patent/JP3466638B2/ja not_active Expired - Fee Related
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