JP3481902B2 - Tftアレイの製造方法 - Google Patents

Tftアレイの製造方法

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JP3481902B2 JP2000160493A JP2000160493A JP3481902B2 JP 3481902 B2 JP3481902 B2 JP 3481902B2 JP 2000160493 A JP2000160493 A JP 2000160493A JP 2000160493 A JP2000160493 A JP 2000160493A JP 3481902 B2 JP3481902 B2 JP 3481902B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、TFTアレイの製
造方法に係り、特に、ポリシリコンやアモルファスシリ
コンなどの光透過性の非単結晶シリコン層を含むTFT
アレイの製造プロセスに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高精細LCDや、LCDの駆動用
周辺回路を同一基板上に形成した駆動回路一体型LCD
を製造するために、ガラス、石英などの透明な絶縁基板
上に、光透過性のポリシリコン(多結晶シリコン)をチ
ャネル層として用いて素子を集積する技術が研究されて
いる。
【0003】特に、LCDの駆動回路は、消費電力を小
さくするために、P型およびN型の両方の伝導チャネル
を活用したCMOS構造のTFTが採用される傾向にあ
る。
【0004】また、外部周辺素子を減らして、アレイ基
板に素子を集積することが、コストを低減するという観
点からは、キーポイントとなっている。
【0005】ところが、アナログ回路を集積する場合
は、従来、画素毎に用いられてきた補助容量領域とは別
に、アナログ回路内に容量領域を形成する必要がある。
この場合、印加電圧により容量が変化しないことが重要
とされており、通常は、ポリシリコンに高濃度に不純物
を注入した構造のものを用いる。
【0006】しかしながら、高濃度不純物の注入に当た
っては、TFT領域や容量領域に電極となるゲートメタ
ルを形成する前に、容量領域に必要な不純物を選択注入
する必要があるため、マスクを形成するためのPEP工
程が必要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、周
辺回路が集積されたポリシリコンTFTアレイは、N型
TFT、P型TFTの各領域に加え、安定した電気特性
を要求される容量領域を有するため、その製造過程で、
ゲートメタルを形成する前に、高濃度不純物を選択注入
する必要性があり、容量領域に対する不純物注入のため
の前工程としてのPEP工程が最低でも1回増え、スル
ープット低下とコスト高を招いてしまうという問題点が
あった。
【0008】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解消し、TFTアレイの製造過程にあって、既に注入
済の不純物領域に、後から相対する不純物を注入して
も、元の不純物導電型のままであるという特徴を生かし
て、容量領域とN型、P型の各TFTのソース、ドレイ
ンの各領域の不純物注入を同時に行うようにしてPEP
数を低減し、スループットを向上し併せてコストを低減
することを可能にした、TFTアレイの製造方法を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、PEP法を通じて第1のTFT領域、第
2のTFT領域、容量領域に非単結晶シリコンを形成
し、各領域の上にゲート酸化膜を成膜する第1のプロセ
スと、第1のTFT領域の全部、第2のTFT領域のチ
ャネルとなる領域の上に、PEP法を通じてレジストを
形成する第2のプロセスと、前記レジストをマスクとし
て第1の不純物をドーピングする第3のプロセスと、前
記レジストを除去し、前記第1のTFT領域のゲート部
分、前記第2のTFT領域のゲート部分、前記容量領域
上にPEP法を通じてゲートを形成する第4のプロセス
と、前記ゲートをマスクとして前記第1の不純物と相対
する導電型の第2の不純物を第1のTFT領域、第2の
TFT領域および容量領域に、ドーピングする第5のプ
ロセスと、を備えることにより、第5のプロセスまでの
PEP回数を3回としたことを特徴とするTFTアレイ
の製造方法を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形を説明する。
【0011】実施例1.図1は、本発明の実施例1のT
FTアレイの製造方法のプロセス説明図であり、特に容
量領域とNチャンネル/Pチャンネルコプラナ型TFT
の製造工程におけるデバイスの断面図を示すものであ
る。
【0012】まず、図1(A)に示すように、ガラス基
板1の上に、能動領域となるa−Si(アモルファスシ
リコン)層を成膜し、エキシマレーザアニールにより、
このa−Si層を多結晶化してポリシリコン層2とす
る。
【0013】続いて、第1のPEP工程を通じて、Pチ
ャンネルTFT領域11、NチャンネルTFT領域1
2、容量領域10をパターンニングする。
【0014】次に、全体にゲート酸化膜3を成膜し、そ
の上からレジスト5を被せる。続いて、第2のPEP工
程を通じて、レジスト5をパターンニングする。レジス
ト5は、PチャンネルTFT領域11の全部、Nチャン
ネルTFT領域12のチャネル領域に被せられる。
【0015】次いで、レジスト5をマスクとして、PH
/Hの混合ガスによるイオンドーピングで不純物で
あるP(リン)6を注入する。
【0016】その結果、NチャンネルTFT領域12の
ソース、ドレインの各領域および容量領域10の全域の
ポリシリコン層2はPが多量にドープされたN型とな
る。
【0017】続いて、レジスト5を剥離した後、図1
(B)に示すように、全体にゲートメタルとなる金属層
を形成し、第3のPEPでパターンニングして、Pチャ
ンネルTFT領域11のゲート領域、NチャンネルTF
T領域12のゲート領域、容量領域10に、ゲートメタ
ル4を形成する。
【0018】次に、ゲートメタル4をマスクとして、B
/Hの混合ガスによるイオンドーピングで、P
6と相対する不純物であるB(ボロン)7を注入する。
【0019】その結果、PチャンネルTFT領域11の
ソース、ドレイン領域のポリシリコン層2はBが多量に
ドープされたP型となり、NチャンネルTFT領域12
のソース、ドレイン領域および容量領域10のゲートメ
タル4に対応していない部分は、N型となる。つまり、
NチャンネルTFT領域12のソース、ドレイン領域お
よび容量領域10は既にN型となっており、これに相対
する不純物B7を加えても、元のN型の不純物導電型の
ままとなるように条件を設定する。
【0020】続いて、図1(C)に示すように、Pチャ
ンネルTFT領域11、NチャンネルTFT領域12、
容量領域10の各素子上に層間膜8を成膜し、Pチャン
ネルTFT領域11、NチャンネルTFT領域12のソ
ース領域およびドレイン領域に相対する位置および容量
領域10のしかるべき位置に、第4のPEPでパターン
ニングしてコンタクトホール13を形成し、信号線9の
成膜およびパターンニングを行い、パッシベーション膜
を成膜するなどしてTFTアレイを完成する。
【0021】以上述べたような方法により、ゲートメタ
ル加工まで、合計3回のPEP工程で作成できる。な
お、1回目のイオンドーピングにおけるP6の注入を、
2回目のイオンドーピングにおけるB7の注入でコンペ
ンセートするが、それでもN型の性質が変わらないよう
なイオンドーピングの条件を選択する。この条件は具体
的には以下のとおりである。
【0022】ポリシリコン中のBの量<ポリシリコン中
のPの量X(1/2)なお、NチャンネルTFT領域1
2について言えば、レジスト5よりも広くゲートメタル
を加工すれば、いわゆるゲートオーバーラップ構造とな
る。
【0023】実施例2.図2は、本発明の実施例2のT
FTアレイの製造方法のプロセス説明図であり、特に容
量領域とNチャンネル/Pチャンネルコプラナ型TFT
の製造工程におけるデバイスの断面図を示すものであ
る。
【0024】まず、図2(A)に示すように、ガラス基
板1の上に、能動領域となるa−Si層を成膜し、エキ
シマレーザアニールにより、このa−Si層を多結晶化
してポリシリコン層2とする。
【0025】続いて、第1のPEP工程を通じて、Pチ
ャンネルTFT領域11、NチャンネルTFT領域1
2、容量領域10をパターンニングする。
【0026】次に、全体にゲート酸化膜3を成膜し、そ
の上からレジスト5を被せる。続いて、第2のPEP工
程を通じて、レジスト5をパターンニングする。このパ
ターンニングの結果、PチャンネルTFT領域11の全
部、NチャンネルTFT領域12のチャネル領域がマス
キングされる。
【0027】次いで、レジスト5をマスクとして、PH
/Hの混合ガスによるイオンドーピングで不純物と
してのP6を注入する。
【0028】その結果、NチャンネルTFT領域12の
ソース、ドレイン領域および容量領域10の全体のポリ
シリコン層2はN型となる。
【0029】続いて、レジスト5を剥離した後、図2
(B)に示すように、全体にゲートメタルとなる金属層
を形成し、第3のPEPでパターンニングして、Pチャ
ンネルTFT領域11のゲート領域、NチャンネルTF
T領域12のゲート領域、容量領域10に、それぞれゲ
ートメタル4を形成する。
【0030】次に、ゲートメタル4をマスクとして、B
/Hの混合ガスによりイオンドーピングで、P
6と相対する不純物B7を注入する。
【0031】その結果、PチャンネルTFT領域11の
ソース、ドレイン領域のポリシリコン層2はP型とな
り、NチャンネルTFT領域12のソース、ドレイン領
域および容量領域10のゲートメタル4に対応していな
い部分は、N型のままとなる。つまり、NチャンネルT
FT領域12のソース、ドレイン領域および容量領域1
0には既にN型となっており、これに相対する不純物B
7を加えても、元のN型の不純物導電型のままで変わら
ない条件に設定する。
【0032】続いて、図1(C)に示すように、Pチャ
ンネルTFT領域11、NチャンネルTFT領域12、
容量領域10の各素子の上に層間膜8を成膜する。
【0033】続いて、PチャンネルTFT領域11のソ
ース、ドレイン領域に相対する位置、NチャンネルTF
T領域12のソース、ドレイン領域に相対する位置およ
び容量領域10のしかるべき位置に、第4のPEPでパ
ターンニングしてコンタクトホール13を形成する。
【0034】次に、コンタクトホール13の開口部にP
/Hの混合ガスによるイオンドーピングでPを注
入する。これは、N型TFTのコンタクト抵抗を下げる
ために行われる。
【0035】最後に、図1(D)に示すように、信号線
9の成膜およびパターンニングを行い、パッシベーショ
ン膜を成膜するなどしてTFTアレイを完成する。
【0036】以上述べたような方法により、ゲートメタ
ル加工までは、合計3回のPEP工程で作成できる。な
お、1回目のイオンドーピングにおけるP6の注入を、
2回目のイオンドーピングにおけるB7の注入でコンペ
ンセートするが、それでもN型の性質が変わらないよう
なイオンドーピングの条件を選択する。この条件は具体
的には以下のとおりである。
【0037】ポリシリコン中のBの量<ポリシリコン中
のPの量X(1/2)なお、NチャンネルTFT領域1
2について言えば、レジスト5よりも広くゲートメタル
を加工すればいわゆるゲートオーバーラップ構造とな
る。
【0038】なお、上記実施例1および実施例2では、
1回目のイオンドーピングでP6を注入し、2回目のイ
オンドーピングでB7を注入する場合を例示したが、1
回目にB7、2回目にP6をそれぞれイオンドーピング
するようにしてもよい。この場合、第2回目のPEP工
程によるレジスト5のパターンニングでは、Pチャンネ
ルTFT領域11のチャネル領域とNチャンネルTFT
領域12の全部がマスキングする。
【0039】不純物イオンドーピングの注入順序が逆に
なった場合、容量領域10はP型になり、Pチャンネル
TFT領域11をゲートオーバーラップ構造とすること
ができる。
【0040】なお、上記実施例では、非単結晶シリコン
として、ポリシリコンを用いた場合を例示したが、本発
明は、ポリシリコンだけでなくアモルファスシリコンで
も同様に適用可能であることは言うまでもない。
【0041】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のTFTアレ
イの製造方法では、P型TFT、N型TFT、容量の各
領域のポリシリコン層を形成するため(第1のPEP)
と、これらの各領域にPまたはBをイオンドーピングす
るためのマスクとなるレジストを形成するため(第2の
PEP)と、各領域のゲートになると共に各領域にBま
たはPをイオンドーピングするためのマスクになるゲー
トメタルを形成するため(第3のPEP)の都合3回の
PEPでゲートまでを形成するようにしたので、従来に
比べて、PEP工程を削減でき、スループットが向上
し、大幅なコスト削減を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、実施例1のTFTアレイの製造方法
を説明するプロセス説明図である。
【図2】本発明の、実施例2のTFTアレイの製造方法
を説明するプロセス説明図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 ポリシリコン層 3 ゲート酸化膜 4 ゲートメタル 5 レジスト 6 P 7 B 8 層間膜 9 信号線 10 容量領域 11 PチャンネルTFT領域 12 NチャンネルTFT領域 13 コンタクトホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/78 616V (56)参考文献 特開 平9−172183(JP,A) 特開 平1−173647(JP,A) 特開 平7−335904(JP,A) 特開 平9−80483(JP,A) 特開2000−75320(JP,A) 特開 平4−119664(JP,A) 特開2000−340799(JP,A) 特開 平10−96956(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/8238 H01L 27/092 G02F 1/1368 G09F 9/30 338

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】PEP法を通じて第1のTFT領域、第2
    のTFT領域、容量領域に非単結晶シリコンを形成し、
    各領域の上にゲート酸化膜を成膜する第1のプロセス
    と、 第1のTFT領域の全部、第2のTFT領域のチャネル
    となる領域の上に、PEP法を通じてレジストを形成す
    る第2のプロセスと、 前記レジストをマスクとして第1の不純物をドーピング
    する第3のプロセスと、 前記レジストを除去し、前記第1のTFT領域のゲート
    部分、前記第2のTFT領域のゲート部分、前記容量領
    域上にPEP法を通じてゲートを形成する第4のプロセ
    スと、 前記ゲートをマスクとして前記第1の不純物と相対する
    導電型の第2の不純物を第1のTFT領域、第2のTF
    T領域および容量領域に、ドーピングする第5のプロセ
    スと、 を備えることにより、第5のプロセスまでのPEP回数
    を3回としたことを特徴とするTFTアレイの製造方
    法。
  2. 【請求項2】前記第1のTFTがPチャンネル、前記第
    2のTFTがNチャンネル、前記第1の不純物がP、前
    記第2の不純物がBである、請求項1のTFTアレイの
    製造方法。
  3. 【請求項3】前記第1のTFTがNチャンネル、前記第
    2のTFTがPチャンネル、前記第1の不純物がB、前
    記第2の不純物がPである、請求項1のTFTアレイの
    製造方法。
  4. 【請求項4】前記第5のプロセス後に層間膜を形成し、
    前記第1のTFT領域のソース、ドレイン部分、前記第
    2のTFT領域のソース、ドレイン部分、前記容量領域
    の一部にそれぞれ対応する位置にコンタクトホールを生
    成する第6のプロセスと、前記コンタクトホールを通じ
    て、各領域の非単結晶シリコンに第3の不純物をドーピ
    ングする第7のプロセスと、を備える請求項1のTFT
    アレイの製造方法。
  5. 【請求項5】前記第3の不純物が、前記第1の不純物と
    同じである、請求項4のTFTアレイの製造方法。
  6. 【請求項6】非単結晶シリコンがポリシリコンであるこ
    とを特徴とする請求項1記載のTFTアレイの製造方
    法。
  7. 【請求項7】ポリシリコン中のBの量<ポリシリコン中
    のPの量X(1/2)を満たすことを特徴とする請求項
    6記載のTFTアレイの製造方法。
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