JP3538088B2 - Thin film transistor and method for manufacturing the same - Google Patents
Thin film transistor and method for manufacturing the sameInfo
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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
(TFT)およびその製造方法に関し、特に、液晶ディ
スプレイ(LCD)に用いる逆スタガ型でチャネルエッ
チ型のTFTとその製造方法とに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor (TFT) and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an inverted staggered channel etch type TFT used for a liquid crystal display (LCD) and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、LCDに用いられるTFTの主流
は(バック)チャネルエッチタイプの逆スタガ型であ
る。TFTの平面模式図である図15(a)と図15
(a)のAA線での断面模式図である図15(b)とを
参照すると、このようなTFTが非晶質シリコン層を含
んで構成された場合には、以下のとおりになっている。2. Description of the Related Art At present, the mainstream of TFTs used in LCDs is an inverted staggered (back) channel etch type. FIG. 15A and FIG. 15 which are schematic plan views of a TFT.
Referring to FIG. 15B, which is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 15A, when such a TFT is configured to include an amorphous silicon layer, the result is as follows. .
【0003】ゲート配線302,ゲート電極303が表
面に設けられたガラス基板301の表面は、ゲート配線
302,ゲート電極303を含んで、ゲート絶縁膜30
9により覆われている。ガラス基板301の表面に例え
ばクロム膜がスパッタリングにより形成され、このクロ
ムがテーパーエッチングされてゲート配線302,ゲー
ト電極303が形成される。ゲート絶縁膜309は例え
ば膜厚100nmの酸化シリコン膜305に例えば膜厚
400nm程度の窒化シリコン膜306が積層されてな
る。酸化シリコン膜305は、スパッタリング,常圧気
相成長法(APCVD)あるいはプラズマ励起気相成長
法(PECVD)により形成される。少なくとも窒化シ
リコン膜306は、PECVDにより形成され、水素
(H)を含んでなる。このようにゲート絶縁膜309を
酸化シリコン膜305と窒化シリコン膜306との積層
構造にするのは、酸化シリコン膜305に存在するピン
ホールに対する対策のためである。The surface of the glass substrate 301 on which the gate wiring 302 and the gate electrode 303 are provided includes the gate insulating film 30 including the gate wiring 302 and the gate electrode 303.
9. For example, a chromium film is formed on the surface of the glass substrate 301 by sputtering, and this chromium is taper-etched to form a gate wiring 302 and a gate electrode 303. The gate insulating film 309 is formed by stacking, for example, a silicon oxide film 305 having a thickness of about 100 nm and a silicon nitride film 306 having a thickness of about 400 nm, for example. The silicon oxide film 305 is formed by sputtering, atmospheric pressure vapor deposition (APCVD), or plasma enhanced vapor deposition (PECVD). At least the silicon nitride film 306 is formed by PECVD and contains hydrogen (H). The reason why the gate insulating film 309 has a stacked structure of the silicon oxide film 305 and the silicon nitride film 306 is to take measures against pinholes existing in the silicon oxide film 305.
【0004】ゲート絶縁膜309の表面には、非晶質シ
リコン膜アイランド315が設けられている。ゲート絶
縁膜309の表面にはソース配線321が設けられ、非
晶質シリコン膜アイランド315の表面からゲート絶縁
膜309の表面に延在した姿態を有してソース電極32
2およびドレイン電極323が設けられている。このT
FTのチャネル長L,チャネル幅Wは、例えば6μm,
12μmである。On the surface of the gate insulating film 309, an amorphous silicon film island 315 is provided. A source wiring 321 is provided on the surface of the gate insulating film 309, and has a form extending from the surface of the amorphous silicon film island 315 to the surface of the gate insulating film 309.
2 and a drain electrode 323 are provided. This T
The channel length L and channel width W of the FT are, for example, 6 μm,
12 μm.
【0005】この構造の形成は、以下のとおりになされ
る。The formation of this structure is performed as follows.
【0006】上記窒化シリコン膜306を形成した後に
同一のPECVD装置を用いて、ゲート絶縁膜309の
表面に、例えばモノシラン(SiH4 )を原料ガスとし
たPECVDにより、例えば300nm程度の膜厚のア
ンドープの第1の非晶質シリコン層(図に明示せず)が
形成される。続いて、第1の非晶質シリコン膜の表面
に、例えばSiH4 を原料ガスとし,ホスフィン(PH
3 )を添加ガスとしたPECVDにより、例えば50n
m程度の膜厚のn+ 型の第2の非晶質シリコン層(図に
明示せず)が形成される。第1,第2の非晶質シリコン
層にも水素が含まれている。第2の非晶質シリコン層の
燐濃度は1026m-3(1020cm-3)台である。After the silicon nitride film 306 is formed, the same PECVD apparatus is used to undo the undoped film having a thickness of about 300 nm on the surface of the gate insulating film 309 by PECVD using, for example, monosilane (SiH 4 ) as a source gas. Of the first amorphous silicon layer (not explicitly shown). Subsequently, the surface of the first amorphous silicon film, for example, a SiH 4 as a raw material gas, phosphine (PH
3 ) By PECVD using an additional gas, for example, 50 n
An n + -type second amorphous silicon layer (not shown) having a thickness of about m is formed. The first and second amorphous silicon layers also contain hydrogen. The phosphorus concentration of the second amorphous silicon layer is of the order of 10 26 m −3 (10 20 cm −3 ).
【0007】第2の非晶質シリコン層の表面に第1のフ
ォトレジスト膜パターン(図示せず)が形成される。こ
の第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにしてSF
6 +Cl2 によるドラエッチングにより(上記第2,第
1の非晶質シリコン層からなる)積層非晶質シリコン膜
がパーターニングされて、(第1段階の)非晶質シリコ
ン膜パターン(図に明示せず)が形成される。例えばス
パッタリングにより、例えばクロム膜が全面に形成され
る。第2のフォトレジスト膜パターン(図示せず)をマ
スクにしたウェットエッチング,Cl2 と酸素(O2 )
との混合ガスによるドライエッチングによりこのクロム
膜がパターニングされて、ソース配線321,ソース電
極322およびドレイン電極323が形成される。A first photoresist film pattern (not shown) is formed on the surface of the second amorphous silicon layer. Using this first photoresist film pattern as a mask, SF
The layered amorphous silicon film (consisting of the second and first amorphous silicon layers) is patterned by dry etching with 6 + Cl 2, and an amorphous silicon film pattern (at the first stage) Not specified) is formed. For example, a chromium film is formed on the entire surface by, for example, sputtering. Wet etching using a second photoresist film pattern (not shown) as a mask, Cl 2 and oxygen (O 2 )
The chromium film is patterned by dry etching using a mixed gas of the source electrode 321, the source wiring 321, the source electrode 322, and the drain electrode 323 are formed.
【0008】第2のフォトレジスト膜パターンが有機剥
離される。続いて、ソース電極322およびドレイン電
極323をマスクにして、SF6 とHClとの混合ガス
によるドライエッチ(チャネルエッチ)が第1段階の非
晶質シリコン膜アイランドに施されて、チャネルエッチ
部317が形成され、残置した第1の非晶質シリコン層
311と第2の非晶質シリコン層314とからなる(第
2段階の)非晶質シリコン膜アイランド315が残置形
成される。非晶質シリコン層314は、ソース電極32
2,ドレイン電極323の直下のみに残置する。チャネ
ルエッチされた部分での非晶質シリコン層311の膜厚
は、例えば200nm程度である。[0008] The second photoresist film pattern is organically stripped. Subsequently, using the source electrode 322 and the drain electrode 323 as a mask, dry etching (channel etching) using a mixed gas of SF 6 and HCl is performed on the first-stage amorphous silicon film island, and the channel etching portion 317 is formed. Is formed, and an amorphous silicon film island 315 (second stage) composed of the remaining first amorphous silicon layer 311 and second amorphous silicon layer 314 is formed. The amorphous silicon layer 314 is formed on the source electrode 32.
2. It is left only under the drain electrode 323. The thickness of the amorphous silicon layer 311 in the portion where the channel is etched is, for example, about 200 nm.
【0009】上記ソース配線321,TFTを含めて、
ゲート絶縁膜309の表面は、層間絶縁膜325により
覆われている。層間絶縁膜325にはドレイン電極32
3に達するコンタクト孔327が設けられ、層間絶縁膜
325の表面に設けられたITO電極(画素電極)32
8はコンタクト孔327を介してドレイン電極323に
接続されている。[0009] Including the source wiring 321 and the TFT,
The surface of the gate insulating film 309 is covered with an interlayer insulating film 325. The drain electrode 32 is formed on the interlayer insulating film 325.
3 is provided, and an ITO electrode (pixel electrode) 32 provided on the surface of the interlayer insulating film 325 is provided.
8 is connected to the drain electrode 323 via the contact hole 327.
【0010】上記非晶質シリコン膜アイランドを含んで
なるTETにおいて、上記各種パラメータの場合のId
−Vg特性の測定値は、図16のとおりになる。図16
において、白丸は白色光を照射した時のId−Vg特性
であり,黒丸はダーク時のId−Vg特性である。図1
6(a)はセミ・ログ表示のId−Vg特性であり,図
16(b)はIdが10-6A台でのId−Vg特性であ
る。In the TET including the amorphous silicon film island, the Id in the case of the above various parameters
The measured value of the -Vg characteristic is as shown in FIG. FIG.
In the graph, a white circle indicates the Id-Vg characteristic when white light is irradiated, and a black circle indicates the Id-Vg characteristic when dark. FIG.
6 (a) shows the Id-Vg characteristics in the semi-log display, and FIG. 16 (b) shows the Id-Vg characteristics when the Id is in the 10 -6 A range.
【0011】なお、チャネル領域が多結晶シリコン膜パ
ターンからなるTFTの場合には、ゲート絶縁膜は単層
の酸化シリコン膜からなり、多結晶シリコン膜パターン
はアンドープの第1の多結晶シリコン層にn+ 型の第2
の多結晶シリコン層が積層してなる。この場合、ゲート
絶縁膜はTEOS系ガスを原料ガスに含んだ減圧気相成
長法(LPCVD)により形成され、第1,第2の多結
晶シリコン層も同一のLPCVD装置の用いて連続的に
形成される。In the case of a TFT having a channel region formed of a polycrystalline silicon film pattern, the gate insulating film is formed of a single-layer silicon oxide film, and the polycrystalline silicon film pattern is formed on the undoped first polycrystalline silicon layer. n + type second
Are stacked. In this case, the gate insulating film is formed by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) containing a TEOS-based gas as a source gas, and the first and second polycrystalline silicon layers are continuously formed using the same LPCVD apparatus. Is done.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】LCDは、今日、高精
細化が進んできており、それに伴い、LCDに用いられ
るTFTの性能の向上も要求されてきている。その1つ
として、TFTのoff時の抵抗Roff をより高くし、
TFTのon時のRonをより低くすることが求められて
いる。[0005] High definition LCDs have been developed today, and accordingly, it has been required to improve the performance of TFTs used in LCDs. One of them is to increase the resistance R off when the TFT is off,
To lower the R on the time on the TFT has been demanded.
【0013】しかしながら、従来の(バック)チャネル
エッチタイプ(で逆スタガ型)のTFTでは、ソース,
ドレイン電極に自己整合的にn+ 型の第2の非晶質シリ
コン層(もしくは、n+ 型の第2の多結晶シリコン層)
を分断するチャネルエッチングにおいて、このエッチン
グを第2の非晶質シリコン層とアンドープの第1の非晶
質シリコン層との界面(もしくは、第2の多結晶シリコ
ン層とアンドープの第1の多結晶シリコン層との界面)
近傍で精度良く停止させることが困難である。この原因
の1つは、第2,第1の非晶質シリコン層(もしくは第
2,第1の多結晶シリコン層)のエッチング速度比が1
に近い(概ね1.2:1)ことにある。このため、この
チャネルエッチングにおいて第2の非晶質シリコン層
(もしくは第2の多結晶シリコン層)を完全に分断させ
るたためには、第2の非晶質シリコン層(もしくは第2
の多結晶シリコン層)の膜厚を十分に厚くすることが必
要になる。However, in a conventional (back) channel etch type (and inversely staggered) TFT, the source,
N + -type second amorphous silicon layer (or n + -type second polycrystalline silicon layer) in self-alignment with the drain electrode
In the channel etching for dividing the gate electrode, this etching is performed at the interface between the second amorphous silicon layer and the undoped first amorphous silicon layer (or between the second polycrystalline silicon layer and the undoped first polycrystalline silicon layer). Interface with silicon layer)
It is difficult to stop accurately in the vicinity. One of the causes is that the etching rate ratio of the second and first amorphous silicon layers (or the second and first polycrystalline silicon layers) is 1%.
(Approximately 1.2: 1). For this reason, in order to completely separate the second amorphous silicon layer (or the second polycrystalline silicon layer) in this channel etching, the second amorphous silicon layer (or the second
It is necessary to make the thickness of the polycrystalline silicon layer) sufficiently large.
【0014】その結果、上記構造の従来のTFTでは、
Roff が(チャネル領域を構成する第1の非晶質あるい
は多結晶シリコン層の膜厚が「幅」として抵抗に寄与す
ることから)それの期待値よりも低く,Ronが(ソー
ス,ドレイン電極直下の第1の非晶質あるいは多結晶シ
リコン層の膜厚が「長さ」として抵抗に寄与することか
ら)それの期待値よりも高くなることになる。As a result, in the conventional TFT having the above structure,
R off is lower than its expected value (because the thickness of the first amorphous or polycrystalline silicon layer constituting the channel region contributes to the resistance as “width”), and R on is lower than the source (drain). The film thickness of the first amorphous or polycrystalline silicon layer immediately below the electrode contributes to the resistance as a "length", which is higher than its expected value.
【0015】したがって本発明のTFTの目的は、Ron
の増大を抑制してRoff を高くすることが可能な構造の
TFTを提供することにある。また、本発明のTFTの
製造方法の目的は、上記チャネルエッチングにおいて、
上記n+ 型の非晶質もしくは多結晶シリコン層を精度良
く選択的に除去できる製造方法を提供することにより、
Ronの増大を抑制してRoff を高くすることが可能なT
FTの製造方法を提供することにある。Therefore, the purpose of the TFT of the present invention is to set R on
It is an object of the present invention to provide a TFT having a structure capable of increasing R off by suppressing an increase in Roff. Further, the object of the method for manufacturing a TFT of the present invention is to provide a method for manufacturing
By providing a manufacturing method capable of accurately and selectively removing the n + type amorphous or polycrystalline silicon layer,
T that can suppress R on increase and increase R off
An object of the present invention is to provide an FT manufacturing method.
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】
本発明のTFTの第1の
態様は、ゲート電極およびゲート配線が表面に設けられ
たガラス基板はこれらのゲート電極およびゲート配線を
含めてゲート絶縁膜により覆われて、このゲート絶縁膜
の表面には積層構造のシリコン膜アイランドが設けら
れ、上記シリコン膜アイランドは、上記ゲート絶縁膜の
表面を直接に覆うアンドープの第1のシリコン層,この
第1のシリコン層の表面にO2リーク層からなり3nm
以上8nm以下の厚さからなる第2のシリコン層,この
第2のシリコン層の表面に設けられたアンドープの第3
のシリコン層およびこの第3のシリコン層の表面に設け
られたn+型の第4のシリコン層から構成されて、上記
シリコン膜アイランドを含めて上記ゲート絶縁膜の表面
にはソース配線,ソース電極およびドレイン電極が設け
られ、これらのシリコン膜アイランドの上記第4,第3
のシリコン層がこれらのソース電極およびドレイン電極
に自己整合的に除去されてなることを特徴とする。 According to a first aspect of the TFT of the present invention, a glass substrate having a surface provided with a gate electrode and a gate wiring is covered with a gate insulating film including the gate electrode and the gate wiring. A silicon film island having a laminated structure is provided on the surface of the gate insulating film. The silicon film island is an undoped first silicon layer directly covering the surface of the gate insulating film, and the first silicon layer. Composed of an O 2 leak layer on the surface of
A second silicon layer having a thickness of not less than 8 nm and an undoped third layer provided on the surface of the second silicon layer;
Silicon layer and the and a third fourth silicon layer of n + -type formed on the surface of the silicon layer, including the silicon film island source wiring on the surface of the gate insulating film, a source electrode And a drain electrode are provided.
Is characterized in that the silicon layer is removed by self-alignment with these source and drain electrodes.
【0019】好ましくは、上記シリコン膜アイランドを
構成する上記第1〜第3のシリコン層がそれぞれ非晶質
シリコン層であり、上記ゲート絶縁膜が酸化シリコン膜
と窒化シリコン膜との積層絶縁膜、もしくは、酸化シリ
コン膜,窒化シリコン膜および第2の酸化シリコン膜か
らなる積層絶縁膜である。あるいは、上記シリコン膜ア
イランドを構成する上記第1〜第3のシリコン層がそれ
ぞれ多結晶シリコン層からなり、上記ゲート絶縁膜が酸
化シリコン膜からなる。Preferably, each of the first to third silicon layers constituting the silicon film island is an amorphous silicon layer, and the gate insulating film is a laminated insulating film of a silicon oxide film and a silicon nitride film; Alternatively, it is a stacked insulating film including a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film. Alternatively, each of the first to third silicon layers constituting the silicon film island is made of a polycrystalline silicon layer, and the gate insulating film is made of a silicon oxide film.
【0020】本発明のTFTの製造方法の第1の態様
は、ガラス基板の表面にゲート配線およびゲート電極を
形成し、このガラス基板の表面にゲート絶縁膜を形成
し、このゲート絶縁膜の表面にアンドープの第1のシリ
コン層,O2リーク層からなり3nm以上8nm以下の
厚さからなる第2のシリコン層およびn+型の第3のシ
リコン層からなる積層シリコン膜を形成する工程と、上
記積層シリコン膜の表面に第1のフォトレジスト膜パタ
ーンを形成し、この第1のフォトレジスト膜パターンを
マスクにしてCF4とCHF3との混合ガスにより少な
くとも上記第3および第2のシリコン層をエッチング
し、さらに、この第1のフォトレジスト膜パターンをマ
スクにして少なくともSF6を含むガスにより残置した
上記第1のシリコン層をエッチングしてシリコン膜アイ
ランドを形成する工程と、全面に金属膜を形成し、この
金属膜の表面に形成した第2のフォトレジスト膜パター
ンをマスクにしてこの金属膜をエッチングして、ソース
配線,ソース電極およびドレイン電極を形成する工程
と、少なくとも上記ソース電極およびドレイン電極をマ
スクにして、上記シリコン膜アイランドの表面に形成さ
れた汚染層を除去し、さらに、HClおよび塩素Cl2
の一方とSF6との混合ガスにより上記第3のシリコン
層を選択的に除去する工程とを有し、前記第2のシリコ
ン層は、前記第1のシリコン層の形成後に酸素ガスのグ
ロー放電により、この第1のシリコン層表面を前記O 2
リーク層に変換することを特徴とする。According to a first aspect of the method of manufacturing a TFT of the present invention, a gate wiring and a gate electrode are formed on a surface of a glass substrate, a gate insulating film is formed on a surface of the glass substrate, and a surface of the gate insulating film is formed. Forming a stacked silicon film including a first silicon layer undoped, an O 2 leak layer, a second silicon layer having a thickness of 3 nm or more and 8 nm or less, and an n + -type third silicon layer; A first photoresist film pattern is formed on the surface of the laminated silicon film, and using the first photoresist film pattern as a mask, a mixed gas of CF 4 and CHF 3 is used to form at least the third and second silicon layers. the etching, further, the first silicon was leaving the gas containing at least SF 6 and the first photoresist film pattern as a mask Forming a silicon film island by etching the metal film, forming a metal film on the entire surface, etching the metal film using the second photoresist film pattern formed on the surface of the metal film as a mask, and forming a source electrode and a drain electrode, as a mask at least the source and drain electrodes to remove the contamination layer formed on the surface of the silicon film island, further, HCl and chlorine Cl 2
While the a mixed gas of SF 6 have a selectively removing the third silicon layer of the second silicon of the
An oxygen gas layer is formed after the formation of the first silicon layer.
By the low discharge, the surface of the first silicon layer is covered with the O 2
It is characterized in that it is converted into a leak layer .
【0021】好ましくは、上記第1,第2および第3の
シリコン層が非晶質シリコン層からなってこの第1,第
2および第3のシリコン層がそれぞれプラズマ励起気相
成長法(PECVD)により形成され、上記ゲート絶縁
膜が酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層絶縁膜か
らなって少なくともこの窒化シリコン膜がPECVDに
より形成され、あるいは、上記ゲート絶縁膜が第1の酸
化シリコン膜,窒化シリコン膜および第2の酸化シリコ
ン膜からなる積層絶縁膜からなって少なくともこの窒化
シリコン膜および第2の酸化シリコン膜がそれぞれPE
CVDにより形成される。または、上記第1,第2およ
び第3のシリコン層が多結晶シリコン層からなり、この
第1,第2および第3のシリコン層がそれぞれ減圧気相
成長法(LPCVD)により形成されて、上記ゲート絶
縁膜が酸化シリコン膜からなり、この酸化シリコン膜が
LPCVDにより形成される。Preferably, the first, second and third silicon layers are made of an amorphous silicon layer, and the first, second and third silicon layers are respectively formed by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The gate insulating film is formed of a laminated insulating film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and at least the silicon nitride film is formed by PECVD. A laminated insulating film composed of a silicon film and a second silicon oxide film, at least the silicon nitride film and the second silicon oxide film are each made of PE.
It is formed by CVD. Alternatively, the first, second, and third silicon layers are made of a polycrystalline silicon layer, and the first, second, and third silicon layers are formed by low-pressure vapor deposition (LPCVD), respectively. The gate insulating film is made of a silicon oxide film, and this silicon oxide film is formed by LPCVD.
【0022】本発明のTFTの製造方法の第2の態様
は、ガラス基板の表面にゲート配線およびゲート電極を
形成し、このガラス基板の表面にゲート絶縁膜を形成
し、このゲート絶縁膜の表面にアンドープの第1のシリ
コン層,O2リーク層からなり3nm以上8nm以下の
厚さからなる第2のシリコン層,アンドープの第3のシ
リコン層およびn+型の第4のシリコン層からなる積層
シリコン膜を形成する工程と、上記積層シリコン膜の表
面に第1のフォトレジスト膜パターンを形成し、この第
1のフォトレジスト膜パターンをマスクにしてCF4と
CHF3との混合ガスにより少なくとも上記第4,第3
および第2のシリコン層をエッチングし、さらに、この
第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにして少なく
ともSF6を含むガスにより残置した上記第1のシリコ
ン層をエッチングしてシリコン膜アイランドを形成する
工程と、全面に金属膜を形成し、この金属膜の表面に形
成した第2のフォトレジスト膜パターンをマスクにして
この金属膜をエッチングして、ソース配線,ソース電極
およびドレイン電極を形成する工程と、少なくとも上記
ソース電極およびドレイン電極をマスクにして、上記シ
リコン膜アイランドの表面に形成された汚染層を除去
し、さらに、HClおよびCl2の一方とSF6との混
合ガスにより上記第4並びに第3のシリコン層を選択的
に除去する工程とを有することを特徴とする。According to a second aspect of the method of manufacturing a TFT of the present invention, a gate wiring and a gate electrode are formed on a surface of a glass substrate, a gate insulating film is formed on the surface of the glass substrate, and a surface of the gate insulating film is formed. a first silicon layer of undoped, from O 2 leakage layer Do Ri 3nm or more 8nm following
A second silicon layer having a thickness of, forming a third silicon layer and n + -type fourth laminated silicon film made of a silicon layer of undoped, first photoresist on the surface of the laminated silicon film A film pattern is formed, and using the first photoresist film pattern as a mask, a gas mixture of CF 4 and CHF 3 is used to form at least the fourth and third films.
Forming a silicon film island by etching the second silicon layer and etching the remaining first silicon layer with a gas containing at least SF 6 using the first photoresist film pattern as a mask. Forming a metal film on the entire surface and etching the metal film using the second photoresist film pattern formed on the surface of the metal film as a mask to form a source wiring, a source electrode and a drain electrode; Using at least the source electrode and the drain electrode as masks, removing a contaminant layer formed on the surface of the silicon film island, and further using the mixed gas of one of HCl and Cl 2 with SF 6 to form the fourth and fourth layers. 3) selectively removing the silicon layer.
【0023】好ましくは、上記第1,第2および第3の
シリコン層が非晶質シリコン層からなってこの第1,第
2および第3のシリコン層がそれぞれプラズマ励起気相
成長法(PECVD)により形成され、上記ゲート絶縁
膜が酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層絶縁膜か
らなって少なくともこの窒化シリコン膜がPECVDに
より形成され、あるいは、上記ゲート絶縁膜が第1の酸
化シリコン膜,窒化シリコン膜および第2の酸化シリコ
ン膜からなる積層絶縁膜からなって少なくともこの窒化
シリコン膜および第2の酸化シリコン膜がそれぞれPE
CVDにより形成される。または、上記第1,第2およ
び第3のシリコン層が多結晶シリコン層からなり、この
第1,第2および第3のシリコン層がそれぞれ減圧気相
成長法(LPCVD)により形成されて、上記ゲート絶
縁膜が酸化シリコン膜からなり、この酸化シリコン膜が
LPCVDにより形成される。Preferably, the first, second, and third silicon layers are made of an amorphous silicon layer, and the first, second, and third silicon layers are respectively formed by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The gate insulating film is formed of a laminated insulating film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and at least the silicon nitride film is formed by PECVD. A laminated insulating film composed of a silicon film and a second silicon oxide film, at least the silicon nitride film and the second silicon oxide film are each made of PE.
It is formed by CVD. Alternatively, the first, second, and third silicon layers are made of a polycrystalline silicon layer, and the first, second, and third silicon layers are formed by low-pressure vapor deposition (LPCVD), respectively. The gate insulating film is made of a silicon oxide film, and this silicon oxide film is formed by LPCVD.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【0025】TFTの平面模式図である図1(a)と図
1(a)のAA線での断面模式図である図1(b)とを
参照すると、本発明の第1の実施の形態の第1の実施例
によるTFTは、以下に説明する構造になっている。Referring to FIG. 1A, which is a schematic plan view of a TFT, and FIG. 1B, which is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A, a first embodiment of the present invention is described. The TFT according to the first embodiment has a structure described below.
【0026】ゲート配線102,ゲート電極103が表
面に設けられたガラス基板101の表面は、ゲート配線
102,ゲート電極103を含んで、ゲート絶縁膜10
9aにより覆われている。ゲート絶縁膜109aは例え
ば膜厚100nmの酸化シリコン膜105aに例えば膜
厚400nm程度の窒化シリコン膜106abが積層さ
れてなる。少なくとも窒化シリコン膜106abはPE
CVDにより形成されることから、窒化シリコン膜10
6abには水素(H)が含有されている。このようにゲ
ート絶縁膜109aを酸化シリコン膜105aと窒化シ
リコン膜106abとの積層構造にするのは、酸化シリ
コン膜105aに存在するピンホールに対する対策のた
めである。The surface of the glass substrate 101 on which the gate wiring 102 and the gate electrode 103 are provided includes the gate insulating film 10 including the gate wiring 102 and the gate electrode 103.
9a. The gate insulating film 109a is formed by stacking, for example, a silicon oxide film 105a having a thickness of about 100 nm and a silicon nitride film 106ab having a thickness of about 400 nm. At least the silicon nitride film 106ab is made of PE
Since the silicon nitride film 10 is formed by CVD,
6ab contains hydrogen (H). The reason why the gate insulating film 109a has a stacked structure of the silicon oxide film 105a and the silicon nitride film 106ab is to take measures against pinholes present in the silicon oxide film 105a.
【0027】ゲート絶縁膜109aの表面には、非晶質
シリコン膜アイランド115aaが設けられている。こ
の非晶質シリコン膜アイランド115aaは、例えば4
5nm程度の膜厚のアンドープの第1の非晶質シリコン
層111aa,例えば5nm程度の膜厚の酸素を含有し
た第2の非晶質シリコン層(O2 リーク層)112aお
よび例えば50nm程度のn+ 型の第3の非晶質シリコ
ン層114abの積層膜からなる。非晶質シリコン層1
11aa,112a,114abは、それぞれ水素を含
有している。An amorphous silicon film island 115aa is provided on the surface of the gate insulating film 109a. This amorphous silicon film island 115aa is, for example, 4
An undoped first amorphous silicon layer 111aa having a thickness of about 5 nm, for example, a second amorphous silicon layer (O 2 leak layer) 112a containing oxygen having a thickness of about 5 nm, and n having a thickness of about 50 nm, for example. It is composed of a laminated film of a + type third amorphous silicon layer 114ab. Amorphous silicon layer 1
11aa, 112a, and 114ab each contain hydrogen.
【0028】ゲート絶縁膜109aの表面にはソース配
線121aが設けられ、非晶質シリコン膜アイランド1
15aaの表面からゲート絶縁膜109aの表面に延在
した姿態を有してソース電極122aおよびドレイン電
極124aが設けられている。これらのソース配線12
1a,ソース電極122aおよびドレイン電極124a
は、例えばクロムからなる(しかながら、これに限定さ
れるものではなく、アルミニウム系金属,モリブデン等
により構成することもできる)。非晶質シリコン膜アイ
ランド115aaにおいて、非晶質シリコン層114a
bはソース電極122aおよびドレイン電極124aの
直下にのみこれらに自己整合的に存在している。ソース
電極122aおよびドレイン電極124aに覆われてい
ない部分では、上記非晶質シリコン膜アイランド115
aaの表面がO2 リーク層112aからなる。ゲート電
極103a,非晶質シリコン膜アイランド115aa,
ソース電極122aおよびドレイン電極124aからな
るこのTFTのチャネル長L,チャネル幅Wは、例えば
6μm,12μmである(が、これらの値に限定される
ものではない)。On the surface of the gate insulating film 109a, a source wiring 121a is provided.
A source electrode 122a and a drain electrode 124a are provided so as to extend from the surface of 15aa to the surface of gate insulating film 109a. These source wirings 12
1a, source electrode 122a and drain electrode 124a
Is made of, for example, chromium (however, the invention is not limited to this, and may be made of an aluminum-based metal, molybdenum, or the like). In the amorphous silicon film island 115aa, the amorphous silicon layer 114a
b exists in a self-alignment manner only under the source electrode 122a and the drain electrode 124a. In portions not covered by the source electrode 122a and the drain electrode 124a, the amorphous silicon film island 115
The surface of aa is composed of the O 2 leak layer 112a. The gate electrode 103a, the amorphous silicon film island 115aa,
The channel length L and channel width W of this TFT comprising the source electrode 122a and the drain electrode 124a are, for example, 6 μm and 12 μm (but are not limited to these values).
【0029】上記ソース配線121a,TFTを含め
て、ゲート絶縁膜109aの表面は、層間絶縁膜125
aにより覆われている。層間絶縁膜125aにはドレイ
ン電極124aに達するコンタクト孔127aが設けら
れ、層間絶縁膜125aの表面に設けられたITO電極
(画素電極)128aはコンタクト孔127aを介して
ドレイン電極124aに接続されている。The surface of the gate insulating film 109a including the source wiring 121a and the TFT is covered with an interlayer insulating film 125.
a. A contact hole 127a reaching the drain electrode 124a is provided in the interlayer insulating film 125a, and an ITO electrode (pixel electrode) 128a provided on the surface of the interlayer insulating film 125a is connected to the drain electrode 124a via the contact hole 127a. .
【0030】図1(a)のAA線に沿った部分でのTF
Tの製造工程の断面模式図である図2および図3と、図
1と、上記第1〜第3の非晶質シリコン層の成膜方法を
説明するためグラフである図4と、上記非晶質シリコン
膜アイランド115aaの形成のためのエッチングを説
明するためのグラフである図5とを参照して、上記TF
Tの形成方法を説明する。The TF at the portion along the line AA in FIG.
2 and 3 which are schematic cross-sectional views of the manufacturing process of T, FIG. 1, FIG. 4 which is a graph for explaining the first to third amorphous silicon film formation methods, and FIG. Referring to FIG. 5 which is a graph for explaining the etching for forming the amorphous silicon film island 115aa,
A method for forming T will be described.
【0031】まず、ガラス基板101の表面に、スパッ
タリング等により金属膜が形成される。この金属膜とし
ては、例えばアルミニウム(Al),クロム(Cr)で
あるが、これらに限定されるものではない。この金属膜
が等方性エッチングによりパターニングされて、ゲート
配線102,ゲート電極103が形成される。このパタ
ーニングに等方性エッチングを用いるのは、テーパーエ
ッチングを行なうためである。続いて、ゲート配線10
2およびゲート電極103を含めて、ガラス基板101
の表面には、例えば100nm程度の膜厚の酸化シリコ
ン膜105aが形成され、さらに、例えば400nm程
度の膜厚の窒化シリコン膜106aがPECVDにより
形成される。この酸化シリコン膜の成膜方法はスパッタ
リングあるいはAPCVDであるが、PECVDで行な
ってもよい。なお、酸化シリコン膜105a,窒化シリ
コン膜106aの膜厚は、上記の値に限定されるもので
はない。First, a metal film is formed on the surface of the glass substrate 101 by sputtering or the like. The metal film is, for example, aluminum (Al) or chromium (Cr), but is not limited thereto. This metal film is patterned by isotropic etching to form a gate wiring 102 and a gate electrode 103. The reason why isotropic etching is used for this patterning is to perform taper etching. Subsequently, the gate wiring 10
2 and the gate electrode 103, the glass substrate 101
A silicon oxide film 105a having a thickness of, for example, about 100 nm is formed on the surface of the substrate, and a silicon nitride film 106a having a thickness of, for example, about 400 nm is formed by PECVD. The silicon oxide film is formed by sputtering or APCVD, but may be formed by PECVD. Note that the thicknesses of the silicon oxide film 105a and the silicon nitride film 106a are not limited to the above values.
【0032】次に、図4を参照して第1の非晶質シリコ
ン層111a,(第2の非晶質シリコン膜である)O2
リーク層112aおよび第3の非晶質シリコン膜114
aの成膜方法を説明する。これらの非晶質シリコン層
は、圧力が例えば65Pa,RFパワーが例えば50W
の条件のもとで、PECVDにより形成される。Next, referring to FIG. 4, a first amorphous silicon layer 111a and O 2 (which is a second amorphous silicon film)
Leak layer 112a and third amorphous silicon film 114
The method of forming a will be described. These amorphous silicon layers have a pressure of, for example, 65 Pa and an RF power of, for example, 50 W.
It is formed by PECVD under the following conditions.
【0033】概ね1l/minのH2 と、概ね0.25
l/minのSiH4 とが2.5分間程度流されて、5
0nm程度膜厚の(アンドープの第1の)非晶質シリコ
ン層111aが形成される。10秒間程度成膜ガスが遮
断された後、1分間程度窒素(N2 )によりパージされ
る。(N2 により5%程度に希釈された)O2 が概ね
1.5l/min程度の流量で1分間程度流されて、非
晶質シリコン層111aの表面の5nm程度の厚さが
(第2の非晶質シリコン層である)O2 リーク層112
aに変換される。再度、10秒間程度成膜ガスが遮断さ
れた後、1分間程度窒素(N2 )によりパージされる。
概ね0.4l/minのH2 と、概ね0.25l/mi
nのSiH4 と、概ね0.7l/min程度の(H2 に
より0.5%程度に希釈された)PH3 とが2.5分間
程度流されて、50nm程度膜厚の(n+ 型の第3の)
非晶質シリコン層114aが形成される。非晶質シリコ
ン層114aの燐濃度は1026m-3(1020cm-3)台
である。上記O2 リーク層112aの抵抗率は、非晶質
シリコン層111aの抵抗率の2倍〜4倍程度である
〔図2(a)〕。About 1 l / min of H 2 and about 0.25
1 / min of SiH 4 is flowed for about 2.5 minutes,
An (undoped first) amorphous silicon layer 111a having a thickness of about 0 nm is formed. After the film forming gas is shut off for about 10 seconds, the gas is purged with nitrogen (N 2 ) for about 1 minute. O 2 (diluted to about 5% with N 2 ) is flowed for about 1 minute at a flow rate of about 1.5 l / min, and the thickness of about 5 nm on the surface of the amorphous silicon O 2 leak layer 112
is converted to a. Again, after the film forming gas is shut off for about 10 seconds, it is purged with nitrogen (N 2 ) for about 1 minute.
A generally H 2 of 0.4l / min, approximately 0.25l / mi
n of SiH 4 and PH 3 of about 0.7 l / min (diluted to about 0.5% by H 2 ) are flowed for about 2.5 minutes to form a 50 nm thick (n + type) Third)
An amorphous silicon layer 114a is formed. The phosphorus concentration of the amorphous silicon layer 114a is of the order of 10 26 m −3 (10 20 cm −3 ). The resistivity of the O 2 leak layer 112a is about 2 to 4 times that of the amorphous silicon layer 111a (FIG. 2A).
【0034】なお、非晶質シリコン層111a,O2 リ
ーク層112aおよび非晶質シリコン層114aの膜厚
並びに形成条件は上記に限定されるものではない。O2
リーク層112aを形成するときのO2 の希釈度は、1
00ppm〜1%の範囲であることが好ましい。O2 リ
ーク層112aの膜厚としては、後述する(バック)チ
ャネルエッチングのストッパとして機能させるために3
nm以上であることが好ましく、Ron等への寄与からは
8nm以下であることが好ましい。また、SiH4 の代
りにジシラン(Si2 H6 )を用いることもできる。こ
の場合、SiH 4 を用いたときよりも非晶質シリコン層
中の水素の含有率は低くなる。The amorphous silicon layers 111a, OTwo Re
Thickness of Work Layer 112a and Amorphous Silicon Layer 114a
In addition, the formation conditions are not limited to the above. OTwo
O when forming the leak layer 112aTwo Dilution is 1
It is preferably in the range of 00 ppm to 1%. OTwo Re
The thickness of the work layer 112a is determined by a (back)
3 to function as a stopper for channel etching
nm or more, and RonFrom the contribution to
It is preferably 8 nm or less. In addition, SiHFour Of
Disilane (SiTwo H6 ) Can also be used. This
In the case of Four Amorphous silicon layer than when using
The content of hydrogen in it is low.
【0035】次に、第1のフォトレジスト膜パターン1
31をマスクにして、非晶質シリコン層114a,O2
リーク層112aおよび非晶質シリコン層111aが順
次エッチングされる。非晶質シリコン層114aおよび
O2 リーク層112aはCF 4 +CHF3 により等方性
ドライエッチされ、非晶質シリコン層111aはSF 6
により等方性ドライエッチされる。このようにエッチン
グを行なうのは、以下の理由による。CF4 +CHF3
のみによりエッチングすると、窒化シリコン膜106a
もかなりエッチングされる。一方、SF6 のみでエッチ
ングすると、後述するように、O2 リーク層112aで
のエッチング時間が長くかかりすぎる。このエッチング
ガスの切り替えは、例えばPFの発光分析により行なわ
れる。このエッチングにより(非晶質シリコン層114
a,111aはそれぞれ非晶質シリコン層114aa,
111aaになり)非晶質シリコン層111aa,O2
リーク層112a,非晶質シリコン層114aaが積層
してなる(第1段階の)非晶質シリコン膜パターン11
5aが形成される。SF6 によるエッチングに際して、
窒化シリコン膜106aも多少エッチングされて、窒化
シリコン膜106aaになる〔図2(b)〕。Next, the first photoresist film pattern 1
31 as a mask, the amorphous silicon layer 114a, OTwo
The leak layer 112a and the amorphous silicon layer 111a are
Next, it is etched. The amorphous silicon layer 114a and
OTwo The leak layer 112a is made of CF Four + CHFThree Due to isotropic
Dry-etched, the amorphous silicon layer 111a becomes SF 6
Isotropic dry etching. Like this
Is performed for the following reason. CFFour + CHFThree
Etching only with the silicon nitride film 106a
Is also considerably etched. On the other hand, SF6 Only etch
When O is executed, as described later, OTwo In the leak layer 112a
Etching time is too long. This etching
The gas is switched by, for example, PF emission analysis.
It is. By this etching (the amorphous silicon layer 114
a, 111a are amorphous silicon layers 114aa,
111aa) amorphous silicon layer 111aa, OTwo
Leak layer 112a and amorphous silicon layer 114aa are stacked
(First stage) amorphous silicon film pattern 11
5a is formed. SF6 When etching by
The silicon nitride film 106a is also slightly etched,
It becomes the silicon film 106aa (FIG. 2B).
【0036】上記フォトレジスト膜パターンが除去され
る。続いて、基板温度が例えば200℃のもとで、例え
ばスパッタリングにより例えばクロム膜が全面に形成さ
れる。第2のフォトレジスト膜パターン132をマスク
にした硝酸アンモニウムセリウム((NH4 )2 (Ce
(NO3 )6 ))を用いたウェットエッチング,Cl 2
+酸素(O2 )によるドライエッチングによりこのクロ
ム膜がパターニングされて、ソース配線121a,ソー
ス電極122aおよびドレイン電極124aが形成され
る。このエッチングによって、非晶質シリコン層114
aaの表面には、汚染膜119aが形成される〔図2
(c)〕。The photoresist film pattern is removed.
You. Then, for example, when the substrate temperature is 200 ° C., for example,
For example, a chromium film is formed on the entire surface by sputtering.
It is. Using the second photoresist film pattern 132 as a mask
Cerium ammonium nitrate ((NHFour )Two (Ce
(NOThree )6 )) Wet etching, Cl Two
+ Oxygen (OTwo ) By dry etching
The source film 121a and the source
The electrode 122a and the drain electrode 124a are formed.
You. This etching allows the amorphous silicon layer 114
On the surface of aa, a contamination film 119a is formed [FIG.
(C)].
【0037】この汚染膜119aの主成分は自然酸化膜
である。非晶質シリコン層114aの成膜からクロムの
成膜までの間に大気に曝され洗浄工程を経ることから、
非晶質シリコン膜パターン115aの表面にはすでに自
然酸化膜が形成されている。従来の(バック)チャネル
エッチングにおける制御の精度が低い一因はこの汚染膜
119aの存在にある。クロムの成膜した段階でクロム
と非晶質シリコン膜パターン115aとの界面にはCr
3 Si,Cr5 Si3 ,CrSiあるいはCrSi2 等
のクロムシリサイドが形成されている可能性が高い。こ
れらのクロムシリサイドが存在していたとしても、クロ
ムシリサイドはCl2 +O2 によるドライエッチングに
よりエッチング除去される。また、ドライエッチングに
際しての一般的な反応生成物であるハイドロカーボン類
も、O2 を含んでなるエッチングにより除去される。The main component of the contamination film 119a is a natural oxide film. Since the film is exposed to the air and undergoes a cleaning process between the formation of the amorphous silicon layer 114a and the formation of chromium,
A natural oxide film has already been formed on the surface of the amorphous silicon film pattern 115a. One of the causes of the low control accuracy in the conventional (back) channel etching is the presence of the contaminant film 119a. At the stage when chromium is formed, the interface between chromium and the amorphous silicon film pattern 115a is Cr
3 Si, it is likely that Cr 5 Si 3, CrSi or chromium silicide such as CrSi 2 is formed. Even if these chromium silicides are present, the chromium silicide is removed by dry etching with Cl 2 + O 2 . Further, hydrocarbons, which are general reaction products at the time of dry etching, are also removed by the etching containing O 2 .
【0038】フォトレジスト膜132が有機剥離される
〔図3(a)〕。その後、ソース電極122aおよびド
レイン電極124aをマスクにして、汚染膜119aが
例えばヘキサフルオロシクロブタン(C4 H8 )による
ドライエッチングにより選択的に除去される〔図3
(b)〕。The photoresist film 132 is organically peeled off (FIG. 3A). Thereafter, using the source electrode 122a and the drain electrode 124a as a mask, the contamination film 119a is selectively removed by, for example, dry etching using hexafluorocyclobutane (C 4 H 8 ) [FIG.
(B)].
【0039】続いて行なわれる(バック)チャネルエッ
チングについて、図5を参照して説明する。The subsequent (back) channel etching will be described with reference to FIG.
【0040】例えば、RFパワー1kW,圧力40Pa
のもとでSF6 の流量が0.03l/min,SF6 :
Cl2 :H2 の流量比が1:4:1の条件のもとで非晶
質シリコン層114aaおよびO2 リーク層112aを
エッチングし、さらには、非晶質シリコン層112aa
までをエッチングした。これにより、図5に示したよう
に各層のエッチング速度比が得られる。すなわち、アン
ドープの非晶質シリコン層112aaのエッチング速度
を1とすると、n+ 型の非晶質シリコン層114aaお
よびO2 リーク層112aのエッチング速度比は1.1
5および0.05程度になる。この結果を利用すること
により、O2 リーク層112aをストッパとして非晶質
シリコン層114aaを選択的にエッチング除去するこ
とができる。これにより、チャネルエッチ部117aが
形成され、非晶質シリコン層114aaは非晶質シリコ
ン層114abとなり、非晶質シリコン層114ab,
O 2 リーク層112aおよび非晶質シリコン層111a
aからなる(第2段階の)非晶質シリコン膜アイランド
115aaが形成される。また、このエッチングに際し
て、窒化シリコン膜106aaも多少エッチングされて
窒化シリコン膜106aaになり、酸化シリコン膜10
5aに窒化シリコン膜106aaが積層されてなるゲー
ト絶縁膜109aが得られる〔図3(c),図1〕。For example, RF power 1 kW, pressure 40 Pa
SF under6 Is 0.03 l / min, SF6 :
ClTwo : HTwo Amorphous under the condition of flow rate ratio of 1: 4: 1
Silicon layer 114aa and OTwo The leak layer 112a
Etching, and further, the amorphous silicon layer 112aa
Until etched. Thereby, as shown in FIG.
Then, the etching rate ratio of each layer is obtained. That is,
Etching rate of doped amorphous silicon layer 112aa
Let 1 be n+ Type amorphous silicon layer 114aa and
And OTwo The etching rate ratio of leak layer 112a is 1.1.
About 5 and 0.05. Use this result
By OTwo Amorphous using leak layer 112a as stopper
The silicon layer 114aa is selectively removed by etching.
Can be. As a result, the channel etch portion 117a
The amorphous silicon layer 114aa is formed of amorphous silicon.
Layer 114ab, and the amorphous silicon layer 114ab,
O Two Leak layer 112a and amorphous silicon layer 111a
(second stage) amorphous silicon film island
115aa is formed. Also, in this etching
The silicon nitride film 106aa is also slightly etched.
The silicon oxide film 10aa becomes the silicon nitride film 106aa.
5a on which a silicon nitride film 106aa is laminated.
The insulating film 109a is obtained [FIG. 3 (c), FIG. 1].
【0041】なお、上記チャネルエッチの条件は上述条
件に限定されるものではない。このチャネルエッチにお
いて、Cl2 +H2 の代りにHClを用いてもよい。ま
た、RFパワーあるいは(流量比を保持して)SF6 の
流量を低下させることにより、エッチング速度自体を低
下させるならば、より精度良く本第1の実施の形態の本
第1の実施例のチャネルエッチが行なえる。The conditions for the channel etching are not limited to the above conditions. In this channel etch, HCl may be used instead of Cl 2 + H 2 . Also, if the etching rate itself is reduced by reducing the RF power or the flow rate of SF 6 (while maintaining the flow rate ratio), the first embodiment of the first embodiment of the first embodiment can be more accurately performed. Channel etch can be performed.
【0042】その後、層間絶縁膜125aの成膜、コン
タクト孔127aの形成、ITO膜128aの形成等が
行なわれて、図1の構造が得られる。Thereafter, formation of an interlayer insulating film 125a, formation of a contact hole 127a, formation of an ITO film 128a, and the like are performed to obtain the structure shown in FIG.
【0043】本第1の実施例に係わる製造方法は、上記
図3の方法に限定されるものではない。図2(c)に示
した段階の後、(図1(a)のAA線の部分でのTFT
の製造工程の断面模式図である)図6に示す製造方法に
よっても、本第1の実施例のTFTが得られる(この方
法は、特に、ソース配線等の構成材料が例えばアルミニ
ウム系金属からなり場合に有利である)。The manufacturing method according to the first embodiment is not limited to the method shown in FIG. After the stage shown in FIG. 2C, (the TFT at the AA line portion in FIG.
The TFT of the first embodiment can also be obtained by the manufacturing method shown in FIG. 6 (in this method, in particular, the constituent material such as the source wiring is made of, for example, an aluminum-based metal). Is advantageous in cases).
【0044】フォトレジスト膜パターン132をマスク
にしてソース配線121,ソース電極122およびドレ
イン電極124aを形成した後、フォトレジスト膜13
2をマスクにして汚染膜119aが選択的に除去される
〔図6(a)〕。After forming the source wiring 121, the source electrode 122 and the drain electrode 124a using the photoresist film pattern 132 as a mask, the photoresist film 13
Using the mask 2 as a mask, the contamination film 119a is selectively removed [FIG. 6 (a)].
【0045】さらに、フォトレジスト膜パターン132
をマスクにして、上記チャネルエッチが行なわれて、チ
ャネルエッチ部117a,非晶質シリコン膜アイランド
115aa,ゲート絶縁膜109a等が形成される〔図
6(b)〕。Further, a photoresist film pattern 132
Is used as a mask to form a channel etch portion 117a, an amorphous silicon film island 115aa, a gate insulating film 109a, etc. (FIG. 6B).
【0046】次に、3弗化窒素(NF3 )+H2 Oによ
るドライエッチングにより、フォトレジスト膜パターン
132が除去される。その後、層間絶縁膜125aの成
膜、コンタクト孔127aの形成、ITO膜128aの
形成等が行なわれて、図1の構造が得られる。Next, the photoresist film pattern 132 is removed by dry etching with nitrogen trifluoride (NF 3 ) + H 2 O. Thereafter, formation of the interlayer insulating film 125a, formation of the contact hole 127a, formation of the ITO film 128a, and the like are performed, and the structure in FIG. 1 is obtained.
【0047】上述の各種パラメータの場合、本第1の実
施例によるTFTのId−Vg特性の実測値は図7のと
おりになる。図7(a)と図16(a)とを比較するこ
とにより、従来のTFTに比べて本実施例のTFTのR
off の値のばらつきが少なくなり,かつ,高くなること
が明らかになる。また、図7(b)と図16(b)とか
ら、従来のTFTに比べて本実施例のTFTのRonの値
が1/2倍程度に低くなっていることが解る。In the case of the various parameters described above, the measured values of the Id-Vg characteristics of the TFT according to the first embodiment are as shown in FIG. By comparing FIG. 7A with FIG. 16A, the R of the TFT of the present embodiment is larger than that of the conventional TFT.
It becomes clear that the variation in the value of off is reduced and increased. Further, from FIG. 7B and FIG. 16B, it can be seen that the value of R on of the TFT of this embodiment is about 1/2 times lower than that of the conventional TFT.
【0048】本第1の実施の形態の上記第1の実施例
は、非晶質シリコン膜アイランドを含んでなるTFTで
あるが、本第1の実施例の技術思想を多結晶シリコン膜
アイランドを含んでなるTFTに応用することは容易で
ある。The first embodiment of the first embodiment is a TFT including an amorphous silicon film island. The technical idea of the first embodiment is based on the assumption that a polycrystalline silicon film island is used. It is easy to apply to the TFT that includes.
【0049】この場合、石英からなるガラス基板が用い
られ、ゲート絶縁膜はTEOS系の原料ガスを用いたL
PCVDにより形成された酸化シリコン膜の単層のみか
らなる。また、非晶質シリコン膜アイランドの代りに多
結晶シリコン膜アイランドが採用される。この多結晶シ
リコン膜アイランドは、アンドープの第1の多結晶シリ
コン層,第2の多結晶シリコン層であるO2 リーク層お
よびn+ 型の第3の多結晶シリコン層が積層されてな
る。これら第1〜第3の多結晶シリコン層は、650℃
程度のLPCVDにより形成される。この成膜のシーケ
ンスは上記第1の実施例と同等である。また、多結晶シ
リコン膜アイランドに対する(バック)チャネルエッチ
の方法も上記第1の実施例の方法を適用できる。この多
結晶シリコン膜アイランドを含んでなるTFTは、ゲー
ト絶縁膜および多結晶シリコン膜アイランドに水素が含
まれずに形成できる。In this case, a glass substrate made of quartz is used, and the gate insulating film is made of LTE using a TEOS-based source gas.
It consists of only a single layer of a silicon oxide film formed by PCVD. Also, a polycrystalline silicon film island is used instead of the amorphous silicon film island. This polycrystalline silicon film island is formed by laminating an undoped first polycrystalline silicon layer, an O 2 leak layer as a second polycrystalline silicon layer, and an n + -type third polycrystalline silicon layer. These first to third polycrystalline silicon layers are at 650 ° C.
It is formed by LPCVD to a certain degree. The sequence of this film formation is the same as that of the first embodiment. Also, the method of the first embodiment can be applied to a (back) channel etching method for a polycrystalline silicon film island. The TFT including the polycrystalline silicon film island can be formed without containing hydrogen in the gate insulating film and the polycrystalline silicon film island.
【0050】本発明の第1の実施の形態の第2の実施例
によるTFTを、平面模式図である図8(a)と図8
(a)のAA線での断面模式図である図8(b)とを参
照して説明する。本発明の第1の実施の形態の第2の実
施例と本第1の実施の形態の上記第1の実施例との相違
点は、非晶質シリコン膜アイランドの構造にある。The TFT according to the second example of the first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG. 8B, which is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The difference between the second example of the first embodiment of the present invention and the first example of the first embodiment is in the structure of the amorphous silicon film island.
【0051】ゲート配線102,ゲート電極103が表
面に設けられたガラス基板101の表面は、ゲート配線
102,ゲート電極103を含んで、ゲート絶縁膜10
9bにより覆われている。ゲート絶縁膜109bは例え
ば膜厚100nmの酸化シリコン膜105bに例えば膜
厚400nm程度の窒化シリコン膜106bbが積層さ
れてなる。少なくとも窒化シリコン膜106bbには水
素(H)が含有されている。The surface of the glass substrate 101 on which the gate wiring 102 and the gate electrode 103 are provided includes the gate insulating film 10 including the gate wiring 102 and the gate electrode 103.
9b. The gate insulating film 109b is formed by stacking, for example, a silicon oxide film 105bb having a thickness of about 400 nm on a silicon oxide film 105b having a thickness of 100 nm. At least the silicon nitride film 106bb contains hydrogen (H).
【0052】ゲート絶縁膜109bの表面には、非晶質
シリコン膜アイランド115baが設けられている。こ
の非晶質シリコン膜アイランド115baは、例えば2
0nm程度の膜厚のアンドープの第1の非晶質シリコン
層111ba,例えば5nm程度の膜厚の酸素を含有し
た第2の非晶質シリコン層(O2 リーク層)112b,
例えば25nm程度の膜厚のアンドープの第3の非晶質
シリコン層113bbおよび例えば50nm程度のn+
型の第4の非晶質シリコン層114bbの積層膜からな
る。非晶質シリコン層111ba,112b,113b
b,114bbは、それぞれ水素を含有している。An amorphous silicon film island 115ba is provided on the surface of the gate insulating film 109b. This amorphous silicon film island 115ba is, for example, 2
An undoped first amorphous silicon layer 111ba having a thickness of about 0 nm, for example, a second amorphous silicon layer (O 2 leak layer) 112b containing oxygen having a thickness of about 5 nm,
For example, an undoped third amorphous silicon layer 113bb having a thickness of about 25 nm and n +
And a stacked film of a fourth amorphous silicon layer 114bb. Amorphous silicon layers 111ba, 112b, 113b
b and 114bb each contain hydrogen.
【0053】ゲート絶縁膜109bの表面にはソース配
線121bが設けられ、非晶質シリコン膜アイランド1
15baの表面からゲート絶縁膜109bの表面に延在
した姿態を有してソース電極122bおよびドレイン電
極124bが設けられている。これらのソース配線12
1b,ソース電極122bおよびドレイン電極124b
は、例えばクロムからなる(しかながら、これに限定さ
れるものではなく、アルミニウム系金属,モリブデン等
により構成することもできる)。非晶質シリコン膜アイ
ランド115baにおいて、非晶質シリコン層114b
b並びに非晶質シリコン層113bbはソース電極12
2aおよびドレイン電極124aの直下にのみこれらに
自己整合的に存在している。ソース電極122bおよび
ドレイン電極124bに覆われていない部分では、上記
非晶質シリコン膜アイランド115baの表面がO2 リ
ーク層112bからなる。ゲート電極103b,非晶質
シリコン膜アイランド115ba,ソース電極122b
およびドレイン電極124bからなるこのTFTのチャ
ネル長L,チャネル幅Wは、例えば6μm,12μmで
ある(が、これらの値に限定されるものではない)。The source wiring 121b is provided on the surface of the gate insulating film 109b, and the amorphous silicon film island 1 is formed.
A source electrode 122b and a drain electrode 124b are provided so as to extend from the surface of 15ba to the surface of gate insulating film 109b. These source wirings 12
1b, source electrode 122b and drain electrode 124b
Is made of, for example, chromium (however, the invention is not limited to this, and may be made of an aluminum-based metal, molybdenum, or the like). In the amorphous silicon film island 115ba, the amorphous silicon layer 114b
b and the amorphous silicon layer 113bb
2a and the self-alignment exist only under the drain electrode 124a. In portions not covered by the source electrode 122b and the drain electrode 124b, the surface of the amorphous silicon film island 115ba is formed of the O 2 leak layer 112b. Gate electrode 103b, amorphous silicon film island 115ba, source electrode 122b
The channel length L and channel width W of the TFT including the drain electrode 124b are, for example, 6 μm and 12 μm (but are not limited to these values).
【0054】上記ソース配線121b,TFTを含め
て、ゲート絶縁膜109bの表面は、層間絶縁膜125
bにより覆われている。層間絶縁膜125bにはドレイ
ン電極124bに達するコンタクト孔127bが設けら
れ、層間絶縁膜125bの表面に設けられたITO電極
(画素電極)128bはコンタクト孔127bを介して
ドレイン電極124bに接続されている。The surface of the gate insulating film 109b, including the source wiring 121b and the TFT, is covered with an interlayer insulating film 125.
b. A contact hole 127b reaching the drain electrode 124b is provided in the interlayer insulating film 125b, and an ITO electrode (pixel electrode) 128b provided on the surface of the interlayer insulating film 125b is connected to the drain electrode 124b via the contact hole 127b. .
【0055】図8(a)のAA線に沿った部分でのTF
Tの製造工程の断面模式図である図9と図8とを参照し
て、上記TFTの形成方法を説明する。The TF at the portion along the line AA in FIG.
The method of forming the TFT will be described with reference to FIGS.
【0056】まず、ガラス基板101の表面に、スパッ
タリング等により金属膜が形成され、この金属膜が等方
性エッチングによりパターニングされて、ゲート配線1
02,ゲート電極103が形成される。続いて、ゲート
配線102およびゲート電極103を含めて、ガラス基
板101の表面には、例えば100nm程度の膜厚の酸
化シリコン膜105bが形成され、さらに、例えば40
0nm程度の膜厚の窒化シリコン膜106bがPECV
Dにより形成される。なお、酸化シリコン膜105b,
窒化シリコン膜106bの膜厚は、上記の値に限定され
るものではない。First, a metal film is formed on the surface of the glass substrate 101 by sputtering or the like, and this metal film is patterned by isotropic etching to form a gate wiring 1.
02, a gate electrode 103 is formed. Subsequently, on the surface of the glass substrate 101 including the gate wiring 102 and the gate electrode 103, a silicon oxide film 105b having a thickness of, for example, about 100 nm is formed.
The silicon nitride film 106b having a thickness of about 0 nm is made of PECV
D. Note that the silicon oxide film 105b,
The thickness of the silicon nitride film 106b is not limited to the above value.
【0057】次に、上記第1の実施例で用いた非晶質シ
リコン層の形成方法を利用して、例えば25nm程度の
膜厚のノンドープの第1の非晶質シリコン層111aが
形成され、(N2 により例えば5%程度に希釈された)
O2 雰囲気に曝して非晶質シリコン層111bの表面の
例えば5nm程度の厚さが(第2の非晶質シリコン層で
ある)O2 リーク層112bに変換され、続いて、50
nm程度膜厚のn+ 型の第3の非晶質シリコン層114
bが形成される〔図9(a)〕。Next, using the method of forming an amorphous silicon layer used in the first embodiment, a non-doped first amorphous silicon layer 111a having a thickness of, for example, about 25 nm is formed. (diluted by, for example, about 5% N 2)
By exposing to an O 2 atmosphere, the thickness of, for example, about 5 nm on the surface of the amorphous silicon layer 111b is converted into an O 2 leak layer 112b (which is a second amorphous silicon layer).
n + -type third amorphous silicon layer 114 having a thickness of about nm
b is formed (FIG. 9A).
【0058】次に、第1のフォトレジスト膜パターン
(図示せず)をマスクにして、非晶質シリコン層114
b,非晶質シリコン層113b,O2 リーク層112b
および非晶質シリコン層111bが順次エッチングされ
る。非晶質シリコン層114b,非晶質シリコン層11
3bおよびO2 リーク層112bはCF4 +CHF3 に
より等方性ドライエッチされ、非晶質シリコン層111
bはSF6 により等方性ドライエッチされる。このエッ
チングにより(非晶質シリコン層114b,113b,
111bはそれぞれ非晶質シリコン層114ba,11
3ba,111baになり)非晶質シリコン層111b
a,O2 リーク層112b,非晶質シリコン層113b
a,非晶質シリコン層114baが積層してなる(第1
段階の)非晶質シリコン膜パターン115bが形成され
る。SF6 によるエッチングに際して、窒化シリコン膜
106bも多少エッチングされて、窒化シリコン膜10
6baになる〔図9(b)〕。Next, the amorphous silicon layer 114 is formed using the first photoresist film pattern (not shown) as a mask.
b, amorphous silicon layer 113b, O 2 leak layer 112b
And the amorphous silicon layer 111b are sequentially etched. Amorphous silicon layer 114b, amorphous silicon layer 11
3b and the O 2 leak layer 112b are isotropically dry-etched with CF 4 + CHF 3 to form an amorphous silicon layer 111.
b is isotropic dry etching by SF 6. By this etching (the amorphous silicon layers 114b, 113b,
111b denotes amorphous silicon layers 114ba and 11ba, respectively.
3 ba, 111 ba) Amorphous silicon layer 111 b
a, O 2 leak layer 112b, amorphous silicon layer 113b
a, an amorphous silicon layer 114ba is laminated (first
A (step) amorphous silicon film pattern 115b is formed. During the etching with SF 6 , the silicon nitride film 106 b is also slightly etched,
6 ba (FIG. 9B).
【0059】上記第1のフォトレジスト膜パターンが除
去される。続いて、基板温度が例えば200℃のもと
で、例えばスパッタリングにより例えばクロム膜が全面
に形成される。第2のフォトレジスト膜パターン132
をマスクにした(NH4 )2 (Ce(NO3 )6 )を用
いたウェットエッチング,Cl2 +O2 によるドライエ
ッチングによりこのクロム膜がパターニングされて、ソ
ース配線121b,ソース電極122bおよびドレイン
電極124bが形成される。このエッチングによって、
非晶質シリコン層114baの表面には、汚染膜119
bが形成される〔図9(c)〕。The first photoresist film pattern is removed. Subsequently, at a substrate temperature of, for example, 200 ° C., a chromium film, for example, is formed on the entire surface by, for example, sputtering. Second photoresist film pattern 132
The chromium film is patterned by wet etching using (NH 4 ) 2 (Ce (NO 3 ) 6 ) with the mask as a mask, and dry etching with Cl 2 + O 2 to form a source wiring 121b, a source electrode 122b, and a drain electrode 124b. Is formed. By this etching,
A contamination film 119 is formed on the surface of the amorphous silicon layer 114ba.
b is formed [FIG. 9 (c)].
【0060】例えば、フォトレジスト膜132が有機剥
離された後、ソース電極122bおよびドレイン電極1
24bをマスクにして、汚染膜119bが例えばC4 H
8 によるドライエッチングにより選択的に除去される
(なお、本第2の実施例においても、上記第1の実施例
における図6において説明した製造方法を採用すること
も可能である)。For example, after the photoresist film 132 is peeled off organically, the source electrode 122b and the drain electrode 1
Using the 24b as a mask, the contamination film 119b is made of, for example, C 4 H
8 is selectively removed by dry etching (note that the manufacturing method described in the first embodiment with reference to FIG. 6 can also be employed in the second embodiment).
【0061】続いて、上記第1の実施例で用いた方法を
利用して、O2 リーク層112bをストッパとして非晶
質シリコン層114ba並びに非晶質シリコン層113
baを選択的にエッチング除去する。これにより、チャ
ネルエッチ部117bが形成され、非晶質シリコン層1
14ba,113baは非晶質シリコン層114bb1
13bbとなり、非晶質シリコン層114bb,非晶質
シリコン層113bb,O2 リーク層112bおよび非
晶質シリコン層111baからなる(第2段階の)非晶
質シリコン膜アイランド115baが形成される。ま
た、このエッチングに際して、窒化シリコン膜106b
aも多少エッチングされて窒化シリコン膜106baに
なり、酸化シリコン膜105bに窒化シリコン膜106
baが積層されてなるゲート絶縁膜109bが得られる
〔図9(d),図8〕。Subsequently, using the method used in the first embodiment, the amorphous silicon layer 114ba and the amorphous silicon layer 113 are formed using the O 2 leak layer 112b as a stopper.
Ba is selectively removed by etching. As a result, a channel etch portion 117b is formed, and the amorphous silicon layer 1 is formed.
14ba and 113ba are amorphous silicon layers 114bb1
13bb, and a (second stage) amorphous silicon film island 115ba consisting of the amorphous silicon layer 114bb, the amorphous silicon layer 113bb, the O 2 leak layer 112b, and the amorphous silicon layer 111ba is formed. At the time of this etching, the silicon nitride film 106b
a is also etched slightly to form the silicon nitride film 106ba, and the silicon nitride film 106b is formed on the silicon oxide film 105b.
The gate insulating film 109b in which ba is laminated is obtained (FIGS. 9D and 8).
【0062】その後、層間絶縁膜125bの成膜、コン
タクト孔127bの形成、ITO膜128bの形成等が
行なわれて、図8の構造が得られる。Thereafter, formation of an interlayer insulating film 125b, formation of a contact hole 127b, formation of an ITO film 128b, and the like are performed to obtain the structure shown in FIG.
【0063】上述の各種パラメータの場合、本第2の実
施例によるTFTのId−Vg特性の実測値は図10の
とおりになる。図10(a)と図16(a)とを比較す
ることにより、従来のTFTに比べて本実施例のTFT
のRoff の値のばらつきが少なくなり,かつ,高くなる
ことが明らかになる。また、図10(b)と図16
(b)とから、従来のTFTに比べて本実施例のTFT
のRonの値が1/2倍程度に低くなっていることが解
る。上記第1の実施例とを比較すると、本第2の実施例
では(本第2の実施例の方が第1の非晶質シリコン層の
膜厚が薄くなっているため)、off特性はより改善さ
れる,on特性は多少低減する。In the case of the various parameters described above, the measured values of the Id-Vg characteristics of the TFT according to the second embodiment are as shown in FIG. By comparing FIG. 10A with FIG. 16A, the TFT of the present embodiment is compared with the conventional TFT.
It becomes clear that the variation in the value of R off becomes smaller and higher. FIG. 10B and FIG.
From (b), the TFT of the present embodiment is compared with the conventional TFT.
It can be seen that the value of R on is about 1/2 times lower. In comparison with the first embodiment, in the second embodiment (since the thickness of the first amorphous silicon layer is smaller in the second embodiment), the off characteristic is The on characteristics are further improved, and the on characteristics are slightly reduced.
【0064】本第1の実施の形態の上記第2の実施例
も、本第1の実施の形態の上記第1の実施例と同様に、
多結晶シリコン膜アイランドを含んでなるTFTに応用
することは容易である。The second example of the first embodiment is similar to the first example of the first embodiment.
It is easy to apply to a TFT including a polycrystalline silicon film island.
【0065】本発明の第2の実施の形態では、ゲート絶
縁膜が第1の酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と第2の
酸化シリコン膜との積層絶縁膜から構成されている。上
記第1の実施の形態では、ゲート絶縁膜が酸化シリコン
膜と窒化シリコン膜との2層構造であることから、シリ
コン膜アイランド,(バック)チャネルエッチ部の形成
に際してゲート絶縁膜の上面も多少エッチオフされる。
本第2の実施の形態は、これらのエッチング工程におい
てゲート絶縁膜上面のエッチオフを抑制してゲート配線
とソース配線とのカップリング容量の増大を抑制するこ
とが容易になる。In the second embodiment of the present invention, the gate insulating film is composed of a laminated insulating film of a first silicon oxide film, a silicon nitride film and a second silicon oxide film. In the first embodiment, since the gate insulating film has the two-layer structure of the silicon oxide film and the silicon nitride film, the upper surface of the gate insulating film is slightly formed when forming the silicon film island and the (back) channel etch portion. Etch off.
In the second embodiment, it is easy to suppress the etch-off of the upper surface of the gate insulating film in these etching steps and to suppress an increase in the coupling capacitance between the gate wiring and the source wiring.
【0066】TFTの平面模式図である図11(a)と
図11(a)のAA線での断面模式図である図11
(b)とを参照すると、本発明の第2の実施の形態の第
1の実施例によるTFTは、以下に説明する構造になっ
ている。FIG. 11A which is a schematic plan view of a TFT and FIG. 11 which is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG. 11A.
Referring to (b), the TFT according to the first example of the second embodiment of the present invention has a structure described below.
【0067】ゲート配線202,ゲート電極203が表
面に設けられたガラス基板201の表面は、ゲート配線
202,ゲート電極203を含んで、ゲート絶縁膜20
9aにより覆われている。ゲート絶縁膜209aは例え
ば膜厚100nmの第1の酸化シリコン膜205a,例
えば膜厚100nm程度の窒化シリコン膜206aおよ
び例えば300nm程度の膜厚の第2の酸化シリコン膜
207aaが積層されてなる。少なくとも窒化シリコン
膜206aおよび酸化シリコン膜207aaはPECV
Dにより形成されることから、窒化シリコン膜206
a,酸化シリコン膜207aaには水素(H)が含有さ
れている。The surface of the glass substrate 201 on which the gate wiring 202 and the gate electrode 203 are provided includes the gate insulating film 20 including the gate wiring 202 and the gate electrode 203.
9a. The gate insulating film 209a is formed by stacking, for example, a first silicon oxide film 205a having a thickness of 100 nm, a silicon nitride film 206a having a thickness of about 100 nm, and a second silicon oxide film 207aa having a thickness of, for example, about 300 nm. At least the silicon nitride film 206a and the silicon oxide film 207aa are PECV
D, the silicon nitride film 206
a, The silicon oxide film 207aa contains hydrogen (H).
【0068】ゲート絶縁膜209aの表面には、非晶質
シリコン膜アイランド215aaが設けられている。こ
の非晶質シリコン膜アイランド215aaは、例えば4
5nm程度の膜厚のアンドープの第1の非晶質シリコン
層211aa,例えば5nm程度の膜厚の酸素を含有し
た第2の非晶質シリコン層(O2 リーク層)212aお
よび例えば50nm程度のn+ 型の第3の非晶質シリコ
ン層214abの積層膜からなる。非晶質シリコン層2
11aa,212a,214abは、それぞれ水素を含
有している。An amorphous silicon film island 215aa is provided on the surface of the gate insulating film 209a. This amorphous silicon film island 215aa is, for example, 4
An undoped first amorphous silicon layer 211aa having a thickness of about 5 nm, for example, a second amorphous silicon layer (O 2 leak layer) 212a containing oxygen having a thickness of about 5 nm, and n having a thickness of about 50 nm, for example. It is composed of a laminated film of a + type third amorphous silicon layer 214ab. Amorphous silicon layer 2
11aa, 212a, and 214ab each contain hydrogen.
【0069】ゲート絶縁膜209aの表面にはソース配
線221aが設けられ、非晶質シリコン膜アイランド2
15aaの表面からゲート絶縁膜209aの表面に延在
した姿態を有してソース電極222aおよびドレイン電
極224aが設けられている。これらのソース配線22
1a,ソース電極222aおよびドレイン電極224a
は、例えばクロムからなる(しかながら、これに限定さ
れるものではなく、アルミニウム系金属,モリブデン等
により構成することもできる)。非晶質シリコン膜アイ
ランド215aaにおいて、非晶質シリコン層214a
bはソース電極222aおよびドレイン電極224aの
直下にのみこれらに自己整合的に存在している。ソース
電極222aおよびドレイン電極224aに覆われてい
ない部分では、上記非晶質シリコン膜アイランド215
aaの表面がO2 リーク層212aからなる。ゲート電
極203a,非晶質シリコン膜アイランド215aa,
ソース電極222aおよびドレイン電極224aからな
るこのTFTのチャネル長L,チャネル幅Wは、例えば
6μm,12μmである(が、これらの値に限定される
ものではない)。A source wiring 221a is provided on the surface of the gate insulating film 209a.
A source electrode 222a and a drain electrode 224a are provided so as to extend from the surface of 15aa to the surface of gate insulating film 209a. These source wirings 22
1a, source electrode 222a and drain electrode 224a
Is made of, for example, chromium (however, the invention is not limited to this, and may be made of an aluminum-based metal, molybdenum, or the like). In the amorphous silicon film island 215aa, the amorphous silicon layer 214a
b exists in the self-alignment only under the source electrode 222a and the drain electrode 224a. In a portion not covered by the source electrode 222a and the drain electrode 224a, the amorphous silicon film island 215
The surface of aa is composed of the O 2 leak layer 212a. A gate electrode 203a, an amorphous silicon film island 215aa,
The channel length L and channel width W of this TFT comprising the source electrode 222a and the drain electrode 224a are, for example, 6 μm and 12 μm (but are not limited to these values).
【0070】上記ソース配線221a,TFTを含め
て、ゲート絶縁膜209aの表面は、層間絶縁膜225
aにより覆われている。層間絶縁膜225aにはドレイ
ン電極224aに達するコンタクト孔227aが設けら
れ、層間絶縁膜225aの表面に設けられたITO電極
(画素電極)228aはコンタクト孔227aを介して
ドレイン電極224aに接続されている。The surface of the gate insulating film 209a including the source wiring 221a and the TFT is formed on the surface of the interlayer insulating film 225.
a. A contact hole 227a reaching the drain electrode 224a is provided in the interlayer insulating film 225a, and an ITO electrode (pixel electrode) 228a provided on the surface of the interlayer insulating film 225a is connected to the drain electrode 224a via the contact hole 227a. .
【0071】図11(a)のAA線に沿った部分でのT
FTの製造工程の断面模式図である図12および図13
と、図11と、を参照して、上記TFTの形成方法を説
明する。The T at the portion along the line AA in FIG.
12 and 13 which are schematic cross-sectional views of a manufacturing process of the FT.
A method for forming the TFT will be described with reference to FIGS.
【0072】まず、ガラス基板201の表面に、スパッ
タリング等により金属膜が形成される。この金属膜が等
方性エッチングによりパターニングされて、ゲート配線
202,ゲート電極203が形成される。続いて、ゲー
ト配線202およびゲート電極203を含めて、ガラス
基板201の表面には、例えば100nm程度の膜厚の
酸化シリコン膜205aが形成され、さらに、例えば1
00nm程度の膜厚の窒化シリコン膜206aと例えば
300nm程度の膜厚の酸化シリコン膜207aとがP
ECVDにより形成される。この酸化シリコン膜205
aの成膜方法はスパッタリングあるいはAPCVDであ
るが、PECVDで行なってもよい。なお、酸化シリコ
ン膜205a,窒化シリコン膜206a,酸化シリコン
膜207aの膜厚は、上記の値に限定されるものではな
い。First, a metal film is formed on the surface of the glass substrate 201 by sputtering or the like. This metal film is patterned by isotropic etching to form a gate wiring 202 and a gate electrode 203. Subsequently, on the surface of the glass substrate 201 including the gate wiring 202 and the gate electrode 203, a silicon oxide film 205a having a thickness of, for example, about 100 nm is formed.
The silicon nitride film 206a having a thickness of about 00 nm and the silicon oxide film 207a having a thickness of about 300 nm
It is formed by ECVD. This silicon oxide film 205
Although the film formation method a is sputtering or APCVD, it may be performed by PECVD. Note that the thicknesses of the silicon oxide film 205a, the silicon nitride film 206a, and the silicon oxide film 207a are not limited to the above values.
【0073】次に、上記第1の実施の形態の上記第1の
実施例と同様の方法により、ゲート絶縁膜209aの表
面には、PECVDにより、例えば45nm程度の非晶
質シリコン層211a,例えば5nm程度の膜厚のO2
リーク層212a,例えば50nm程度の膜厚の非晶質
シリコン層214aが形成される〔図12(a)〕。Next, by a method similar to that of the first embodiment of the first embodiment, the surface of the gate insulating film 209a is formed on the surface of the amorphous silicon layer 211a of, eg, about 45 nm by PECVD. O2 with a thickness of about 5 nm
A leak layer 212a, for example, an amorphous silicon layer 214a having a thickness of about 50 nm is formed (FIG. 12A).
【0074】次に、第1のフォトレジスト膜パターン2
31をマスクにして、上記第1の実施の形態の上記第1
の実施例と同様により、非晶質シリコン層214a,O
2 リーク層212aおよび非晶質シリコン層211aが
順次エッチングされる。非晶質シリコン層214aおよ
びO2 リーク層212aはCF4 +CHF3 により等方
性ドライエッチされ、非晶質シリコン層211aはSF
6 により等方性ドライエッチされる。このエッチングに
より(非晶質シリコン層214a,211aはそれぞれ
非晶質シリコン層214aa,211aaになり)非晶
質シリコン層211aa,O2 リーク層212a,非晶
質シリコン層214aaが積層してなる(第1段階の)
非晶質シリコン膜パターン215aが形成される。本実
施例では上記第1の実施の形態の上記第1の実施例と相
違して、SF6 によるエッチングに際して、ゲート絶縁
膜209aの上面のエッチオフはほとんど発生しない
〔図12(b)〕。Next, the first photoresist film pattern 2
31 as a mask, the first
Of the amorphous silicon layer 214a, O
2 The leak layer 212a and the amorphous silicon layer 211a are sequentially etched. The amorphous silicon layer 214a and the O 2 leak layer 212a are isotropically dry-etched with CF 4 + CHF 3 , and the amorphous silicon layer 211a is SF
6 Isotropic dry etching. By this etching (the amorphous silicon layers 214a and 211a become amorphous silicon layers 214aa and 211aa, respectively), the amorphous silicon layer 211aa, the O 2 leak layer 212a, and the amorphous silicon layer 214aa are laminated ( The first stage)
An amorphous silicon film pattern 215a is formed. In the present embodiment, unlike the first embodiment of the first embodiment, the etch-off of the upper surface of the gate insulating film 209a hardly occurs at the time of etching with SF 6 (FIG. 12B).
【0075】上記フォトレジスト膜パターン231が除
去される。続いて、基板温度が例えば200℃のもと
で、例えばスパッタリングにより例えばクロム膜が全面
に形成される。第2のフォトレジスト膜パターン232
をマスクにした(NH4 )2 (Ce(NO3 )6 )を用
いたウェットエッチング,Cl2 +O2 によるドライエ
ッチングによりこのクロム膜がパターニングされて、ソ
ース配線221a,ソース電極222aおよびドレイン
電極224aが形成される。このエッチングによって、
非晶質シリコン層214aaの表面には、汚染膜219
aが形成される〔図12(c)〕。The photoresist film pattern 231 is removed. Subsequently, at a substrate temperature of, for example, 200 ° C., a chromium film, for example, is formed on the entire surface by, for example, sputtering. Second photoresist film pattern 232
The chromium film is patterned by wet etching using (NH 4 ) 2 (Ce (NO 3 ) 6 ) with the mask as a mask and dry etching with Cl 2 + O 2 to form a source wiring 221a, a source electrode 222a, and a drain electrode 224a. Is formed. By this etching,
A contamination film 219 is formed on the surface of the amorphous silicon layer 214aa.
a is formed (FIG. 12C).
【0076】例えば、フォトレジスト膜132が有機剥
離される(なお、本実施例においても、上記第1の実施
の形態の上記第1の実施例における図6において説明し
た製造方法を採用することも可能である)〔図13
(a)〕。For example, the photoresist film 132 is organically peeled off. (In this embodiment, the manufacturing method described in FIG. 6 in the first embodiment of the first embodiment may be adopted. Is possible) [FIG.
(A)].
【0077】その後、ソース電極222aおよびドレイ
ン電極224aをマスクにして、汚染膜219aが例え
ばC4 H8 によるドライエッチングにより選択的に除去
される。このとき、酸化シリコン膜207aの表面も多
少エッチングされて、酸化シリコン膜207aaにな
る。これにより、酸化シリコン膜209aは酸化シリコ
ン膜205a,窒化シリコン膜206a,酸化シリコン
膜207aaの積層構造になる〔図13(b)〕。Thereafter, using the source electrode 222a and the drain electrode 224a as masks, the contamination film 219a is selectively removed by, for example, dry etching with C 4 H 8 . At this time, the surface of the silicon oxide film 207a is also slightly etched to become the silicon oxide film 207aa. Thus, the silicon oxide film 209a has a laminated structure of the silicon oxide film 205a, the silicon nitride film 206a, and the silicon oxide film 207aa (FIG. 13B).
【0078】続いて、上記第1の実施の形態の上記第1
の実施例と同様の方法により、(バック)チャネルエッ
チングが行なわれる。これにより、チャネルエッチ部2
17aが形成され、非晶質シリコン層214aaは非晶
質シリコン層214abとなり、非晶質シリコン層21
4ab,O2 リーク層212aおよび非晶質シリコン層
211aaからなる(第2段階の)非晶質シリコン膜ア
イランド215aaが形成される。上記第1の実施の形
態の上記第1の実施例と相違して、このエッチングに際
にはゲート絶縁膜209aの上面のエッチオフは発生し
ない〔図13(c),図11〕。Subsequently, the first embodiment of the first embodiment is described.
(Back) channel etching is performed by the same method as that of the embodiment. Thereby, the channel etch unit 2
17a is formed, the amorphous silicon layer 214aa becomes the amorphous silicon layer 214ab, and the amorphous silicon layer
A (second stage) amorphous silicon film island 215aa including the 4ab, O 2 leak layer 212a and the amorphous silicon layer 211aa is formed. Unlike the first embodiment of the first embodiment, the upper surface of the gate insulating film 209a is not etched off during this etching [FIGS. 13 (c) and 11].
【0079】その後、層間絶縁膜225aの成膜、コン
タクト孔227aの形成、ITO膜228aの形成等が
行なわれて、図11の構造が得られる。Thereafter, formation of an interlayer insulating film 225a, formation of a contact hole 227a, formation of an ITO film 228a, and the like are performed to obtain the structure of FIG.
【0080】本実施例は、上記第1の実施の形態の上記
第1の実施例の有したId−Vg特性と同様の効果を有
している。さらに、ゲート絶縁膜が関与した寄生容量と
TFTのしきい値電圧(Vt)との低減が、上記第1の
実施の形態の上記第1の実施例より容易になる。This embodiment has the same effect as the Id-Vg characteristic of the first embodiment of the first embodiment. Further, the reduction of the parasitic capacitance due to the gate insulating film and the threshold voltage (Vt) of the TFT is easier than in the first example of the first embodiment.
【0081】本発明の第2の実施の形態の第2の実施例
によるTFTを、平面模式図である図14(a)と図1
4(a)のAA線での断面模式図である図14(b)と
を参照して説明する。The TFT according to the second example of the second embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. 14B, which is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG.
【0082】ゲート配線202,ゲート電極203が表
面に設けられたガラス基板201の表面は、ゲート配線
202,ゲート電極203を含んで、ゲート絶縁膜20
9bにより覆われている。ゲート絶縁膜209bは、例
えば膜厚100nmの酸化シリコン膜205bと、例え
ば膜厚100nm程度の窒化シリコン膜206bと、例
えば膜厚300nm程度の酸化シリコン膜207bとの
積層構造をなす。少なくとも窒化シリコン膜206b,
酸化シリコン膜207bには水素(H)が含有されてい
る。The surface of the glass substrate 201 on which the gate wiring 202 and the gate electrode 203 are provided includes the gate insulating film 20 including the gate wiring 202 and the gate electrode 203.
9b. The gate insulating film 209b has a stacked structure of a silicon oxide film 205b having a thickness of, for example, 100 nm, a silicon nitride film 206b having a thickness of, for example, about 100 nm, and a silicon oxide film 207b having a thickness of, for example, about 300 nm. At least a silicon nitride film 206b,
The silicon oxide film 207b contains hydrogen (H).
【0083】ゲート絶縁膜209bの表面には、非晶質
シリコン膜アイランド215bが設けられている。この
非晶質シリコン膜アイランド215bは、例えば20n
m程度の膜厚のアンドープの第1の非晶質シリコン層2
11b,例えば5nm程度の膜厚の酸素を含有した第2
の非晶質シリコン層(O2 リーク層)212b,例えば
25nm程度の膜厚のアンドープの第3の非晶質シリコ
ン層213bおよび例えば50nm程度のn+ 型の第4
の非晶質シリコン層214bの積層膜からなる。非晶質
シリコン層211b,212b,213b,214b
は、それぞれ水素を含有している。An amorphous silicon film island 215b is provided on the surface of the gate insulating film 209b. This amorphous silicon film island 215b is, for example, 20 n
m-thick undoped first amorphous silicon layer 2
11b, for example, a second layer containing oxygen having a thickness of about 5 nm.
Amorphous silicon layer (O 2 leak layer) 212b, for example, an undoped third amorphous silicon layer 213b having a thickness of about 25 nm, and an n + -type fourth
Of the amorphous silicon layer 214b. Amorphous silicon layers 211b, 212b, 213b, 214b
Each contain hydrogen.
【0084】ゲート絶縁膜209bの表面にはソース配
線221bが設けられ、非晶質シリコン膜アイランド2
15bの表面からゲート絶縁膜209bの表面に延在し
た姿態を有してソース電極222bおよびドレイン電極
124bが設けられている。これらのソース配線221
b,ソース電極222bおよびドレイン電極224b
は、例えばクロムからなる(しかながら、これに限定さ
れるものではなく、アルミニウム系金属,モリブデン等
により構成することもできる)。非晶質シリコン膜アイ
ランド215bにおいて、非晶質シリコン層214bb
並びに非晶質シリコン層213bはソース電極222a
およびドレイン電極224aの直下にのみこれらに自己
整合的に存在している。チャネルエッチ部217bであ
り、ソース電極222bおよびドレイン電極224bに
覆われていない部分では、上記非晶質シリコン膜アイラ
ンド215bの表面がO2 リーク層212bからなる。
ゲート電極203b,非晶質シリコン膜アイランド21
5ba,ソース電極222bおよびドレイン電極224
bからなるこのTFTのチャネル長L,チャネル幅W
は、例えば6μm,12μmである(が、これらの値に
限定されるものではない)。On the surface of the gate insulating film 209b, a source wiring 221b is provided.
Source electrode 222b and drain electrode 124b are provided so as to extend from the surface of gate insulating film 209b to the surface of gate insulating film 209b. These source wirings 221
b, source electrode 222b and drain electrode 224b
Is made of, for example, chromium (however, the invention is not limited to this, and may be made of an aluminum-based metal, molybdenum, or the like). In the amorphous silicon film island 215b, the amorphous silicon layer 214bb
In addition, the amorphous silicon layer 213b has a source electrode 222a.
And self-alignment only under the drain electrode 224a. In the channel etch portion 217b, which is not covered by the source electrode 222b and the drain electrode 224b, the surface of the amorphous silicon film island 215b is made of the O 2 leak layer 212b.
Gate electrode 203b, amorphous silicon film island 21
5ba, source electrode 222b and drain electrode 224
b, the channel length L and channel width W of this TFT
Are, for example, 6 μm and 12 μm (but are not limited to these values).
【0085】上記ソース配線221b,TFTを含め
て、ゲート絶縁膜209bの表面は、層間絶縁膜225
bにより覆われている。層間絶縁膜225bにはドレイ
ン電極224bに達するコンタクト孔227bが設けら
れ、層間絶縁膜225bの表面に設けられたITO電極
(画素電極)228bはコンタクト孔227bを介して
ドレイン電極224bに接続されている。The surface of the gate insulating film 209b including the source wiring 221b and the TFT is covered with an interlayer insulating film 225.
b. A contact hole 227b reaching the drain electrode 224b is provided in the interlayer insulating film 225b, and an ITO electrode (pixel electrode) 228b provided on the surface of the interlayer insulating film 225b is connected to the drain electrode 224b via the contact hole 227b. .
【0086】本第2の実施例も、上記第1の実施の形態
の上記第2の実施例の有したId−Vg特性と同様の効
果を有している。さらに、ゲート絶縁膜が関与した寄生
容量とTFTのしきい値電圧(Vt)との低減が、上記
第1の実施の形態の上記第2の実施例より容易になる。The second embodiment has the same effect as the Id-Vg characteristic of the second embodiment of the first embodiment. Further, the reduction of the parasitic capacitance associated with the gate insulating film and the threshold voltage (Vt) of the TFT is easier than in the second example of the first embodiment.
【0087】[0087]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるTF
Tは、次のようなシリコン膜アイランドに形成されてい
る。このシリコン膜アイランドは、アンドープのシリコ
ン層にn+ 型のシリコン層が積層してなり、さらに、
(酸素を含だアンドープのシリコン層である)O2 リー
ク層が、下層のアンドープのシリコン層とn+ 型のシリ
コン層との界面,もしくは,下層のアンドープのシリコ
ン層中に設けられている。このO2 リーク層の存在によ
り、チャネルエッチ部の形成の制御性および精度が向上
する。さらにまた、下層のアンドープのシリコン膜の膜
厚を薄くしても支障を生じなくなるため、I−V特性の
向上が容易になる。As described above, according to the present invention, the TF
T is formed on the following silicon film island. This silicon film island is formed by stacking an n + type silicon layer on an undoped silicon layer.
An O 2 leak layer (which is an undoped silicon layer containing oxygen) is provided at the interface between the lower undoped silicon layer and the n + -type silicon layer or in the lower undoped silicon layer. Due to the presence of the O 2 leak layer, the controllability and accuracy of the formation of the channel etch portion are improved. Furthermore, since no problem occurs even if the thickness of the underlying undoped silicon film is reduced, the IV characteristics can be easily improved.
【図1】本発明の第1の実施の形態の第1の実施例の平
面模式図および断面模式図である。FIG. 1 is a schematic plan view and a schematic sectional view of a first example of the first embodiment of the present invention.
【図2】上記第1の実施の形態の上記第1の実施例の製
造工程の断面模式図であり、図1(a)のAA線での製
造工程の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the first example of the first embodiment, and is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process along line AA in FIG.
【図3】上記第1の実施の形態の上記第1の実施例の製
造工程の断面模式図であり、図1(a)のAA線での製
造工程の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the first example of the first embodiment, and is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process along line AA in FIG.
【図4】上記第1の実施の形態の上記第1の実施例の非
晶質シリコン層の形成方法を説明するためのグラフであ
る。FIG. 4 is a graph for explaining a method of forming an amorphous silicon layer in the first example of the first embodiment.
【図5】上記第1の実施の形態の上記第1の実施例のチ
ャネルエッチ部の形成方法を説明するためのグラフであ
る。FIG. 5 is a graph for explaining a method of forming a channel-etched portion in the first example of the first embodiment.
【図6】上記第1の実施の形態の上記第1の実施例のT
FTの別の形成方法を説明するための図であり、図1
(a)のAA線での製造工程の断面模式図である。FIG. 6 is a graph showing T of the first embodiment of the first embodiment;
FIG. 1 is a diagram for explaining another method of forming an FT, and FIG.
It is a cross section of a manufacturing process in an AA line of (a).
【図7】上記第1の実施の形態の上記第1の実施例のT
FTのI−V特性のグラフである。FIG. 7 shows T of the first embodiment of the first embodiment.
It is a graph of IV characteristic of FT.
【図8】上記第1の実施の形態の第2の実施例の平面模
式図および断面模式図である。FIG. 8 is a schematic plan view and a schematic cross-sectional view of a second example of the first embodiment.
【図9】上記第1の実施の形態の上記第2の実施例の製
造工程の断面模式図であり、図8(a)のAA線での製
造工程の断面模式図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the second example of the first embodiment, and is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process along line AA in FIG.
【図10】上記第1の実施の形態の上記第2の実施例の
TFTのI−V特性のグラフである。FIG. 10 is a graph of IV characteristics of the TFT of the second embodiment of the first embodiment.
【図11】本発明の第2の実施の形態の第1の実施例の
平面模式図および断面模式図である。FIG. 11 is a schematic plan view and a schematic sectional view of a first example of the second embodiment of the present invention.
【図12】上記第2の実施の形態の上記第1の実施例の
製造工程の断面模式図であり、図11(a)のAA線で
の製造工程の断面模式図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the first example of the second embodiment, and is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process along line AA in FIG.
【図13】上記第2の実施の形態の上記第1の実施例の
製造工程の断面模式図であり、図11(a)のAA線で
の製造工程の断面模式図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the first example of the second embodiment, and is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process along line AA in FIG. 11A.
【図14】本発明の第2の実施の形態の第2の実施例の
平面模式図および断面模式図である。FIG. 14 is a schematic plan view and a schematic cross-sectional view of a second example of the second embodiment of the present invention.
【図15】従来のTFTを説明するための平面模式図お
よび断面模式図である。15A and 15B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view illustrating a conventional TFT.
【図16】上記従来のTFTのI−V特性のグラフであ
る。FIG. 16 is a graph showing IV characteristics of the conventional TFT.
101,201,301 ガラス基板
102,202,302 ゲート配線
103,203,303 ゲート電極
105a,105b,205a,205b,207a,
207aa,207b,305 酸化シリコン膜
106a,106aa,106ab,106b,106
ba,106bb,206a,206b,306 窒
化シリコン膜
111a,111aa,111b,111ba,113
b,113ba,113bb,114a,114aa,
114ab,114b,114ba,114bb,21
1a,211ab,211b,211ba,213b,
214a,214aa,214ab,214b,31
1,314 非晶質シリコン層
112a,112b,212a,212b O2 リー
ク層
115a,115aa,115b,115ba,215
a,215aa,215b,315 非晶質シリコン
膜アイランド
117a,117b,217a,217b,317
チャネルエッチ部119a,119b,219a 汚
染膜
121a,121b,221a,221b,321
ソース配線
122a,122b,222a,222b,322
ソース電極
124a,124b,224a,224b,324
ドレイン電極
125a,125b,225a,225b,325
層間絶縁膜
127a,127b,227a,227b,327
コンタクト孔
128a,128b,228a,228b,328
ITO電極
131,132,231,232 フォトレジスト膜
パターン101, 201, 301 Glass substrates 102, 202, 302 Gate wirings 103, 203, 303 Gate electrodes 105a, 105b, 205a, 205b, 207a,
207aa, 207b, 305 Silicon oxide films 106a, 106aa, 106ab, 106b, 106
ba, 106bb, 206a, 206b, 306 Silicon nitride films 111a, 111aa, 111b, 111ba, 113
b, 113ba, 113bb, 114a, 114aa,
114ab, 114b, 114ba, 114bb, 21
1a, 211ab, 211b, 211ba, 213b,
214a, 214aa, 214ab, 214b, 31
1,314 amorphous silicon layer 112a, 112b, 212a, 212b O 2 leakage layer 115a, 115aa, 115b, 115ba, 215
a, 215aa, 215b, 315 Amorphous silicon film islands 117a, 117b, 217a, 217b, 317
Channel etch portions 119a, 119b, 219a Contamination films 121a, 121b, 221a, 221b, 321
Source wiring 122a, 122b, 222a, 222b, 322
Source electrodes 124a, 124b, 224a, 224b, 324
Drain electrodes 125a, 125b, 225a, 225b, 325
Interlayer insulating films 127a, 127b, 227a, 227b, 327
Contact holes 128a, 128b, 228a, 228b, 328
ITO electrode 131, 132, 231, 232 Photoresist film pattern
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−5578(JP,A) 特開 昭61−281555(JP,A) 特開 平1−209764(JP,A) 特開 平3−283466(JP,A) 特開 平4−186880(JP,A) 特開 昭62−213278(JP,A) 特開 昭63−308384(JP,A) 特開 平3−217027(JP,A) 特開 平2−260661(JP,A) 特開 平8−335703(JP,A) 特開 昭64−57755(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-61-5578 (JP, A) JP-A-61-281555 (JP, A) JP-A-1-209764 (JP, A) JP-A-3-3 283466 (JP, A) JP-A-4-186880 (JP, A) JP-A-62-213278 (JP, A) JP-A-63-308384 (JP, A) JP-A-3-217027 (JP, A) JP-A-2-260661 (JP, A) JP-A-8-335703 (JP, A) JP-A-64-57755 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/336
Claims (15)
けられたガラス基板は該ゲート電極およびゲート配線を
含めてゲート絶縁膜により覆われて、該ゲート絶縁膜の
表面には積層構造のシリコン膜アイランドが設けられ、 前記シリコン膜アイランドは、前記ゲート絶縁膜の表面
を直接に覆うアンドープの第1のシリコン層,該第1の
シリコン層の表面にO2リーク層からなり3nm以上8
nm以下の厚さからなる第2のシリコン層,該第2のシ
リコン層の表面に設けられたアンドープの第3のシリコ
ン層および該第3のシリコン層の表面に設けられたn+
型の第4のシリコン層から構成されて、 前記シリコン膜アイランドを含めて前記ゲート絶縁膜の
表面にはソース配線,ソース電極およびドレイン電極が
設けられ、該シリコン膜アイランドの前記第4,第3の
シリコン層が該ソース電極およびドレイン電極に自己整
合的に除去されてなることを特徴とする薄膜トランジス
タ。A glass substrate provided with a gate electrode and a gate wiring on a surface thereof is covered with a gate insulating film including the gate electrode and the gate wiring, and a silicon film island having a laminated structure is provided on a surface of the gate insulating film. The silicon film island comprises an undoped first silicon layer directly covering the surface of the gate insulating film, and an O 2 leak layer formed on the surface of the first silicon layer.
a second silicon layer having a thickness of not more than nm, an undoped third silicon layer provided on the surface of the second silicon layer, and n + provided on the surface of the third silicon layer.
A source line, a source electrode and a drain electrode are provided on the surface of the gate insulating film including the silicon film island, and the fourth and third silicon layers of the silicon film island are formed. Wherein the silicon layer is removed in a self-aligned manner with the source electrode and the drain electrode.
記第1〜第4のシリコン層が、それぞれ非晶質シリコン
層であることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジ
ス。Wherein said first to fourth silicon layer constituting the silicon film islands, thin film transistor according to claim 1, characterized in that each amorphous silicon layer.
表面に窒化シリコン膜が積層してなることを特徴とする
請求項2記載の薄膜トランジスタ。3. The thin film transistor according to claim 2 , wherein said gate insulating film is formed by stacking a silicon nitride film on a surface of a silicon oxide film.
ン膜,窒化シリコン膜および第2の酸化シリコン膜から
なる積層絶縁膜であることを特徴とする請求項2記載の
薄膜トランジスタ。4. The thin film transistor according to claim 2 , wherein said gate insulating film is a laminated insulating film including a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film.
記第1〜第4のシリコン層が、それぞれ多結晶シリコン
層からなり、 前記ゲート絶縁膜が、酸化シリコン膜からなることを特
徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ。Wherein said first to fourth silicon layer constituting the silicon film islands, each composed of a polysilicon layer, according to claim 1, wherein said gate insulating film, characterized in that a silicon oxide film The thin film transistor according to any one of the preceding claims.
ート電極を形成し、該ガラス基板の表面にゲート絶縁膜
を形成し、該ゲート絶縁膜の表面にアンドープの第1の
シリコン層,O2リーク層からなり3nm以上8nm以
下の厚さからなる第2のシリコン層およびn+型の第3
のシリコン層からなる積層シリコン膜を形成する工程
と、 前記積層シリコン膜の表面に第1のフォトレジスト膜パ
ターンを形成し、該第1のフォトレジスト膜パターンを
マスクにしてテトラフルオロメタン(CF4)とトリフ
ルオロメタン(CHF3)との混合ガスにより少なくと
も前記第3および第2のシリコン層をエッチングし、さ
らに、該第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにし
て少なくとも6弗化硫黄(SF6)を含むガスにより残
置した前記第1のシリコン層をエッチングしてシリコン
膜アイランドを形成する工程と、 全面に金属膜を形成し、該金属膜の表面に形成した第2
のフォトレジスト膜パターンをマスクにして該金属膜を
エッチングして、ソース配線,ソース電極およびドレイ
ン電極を形成する工程と、 少なくとも前記ソース電極およびドレイン電極をマスク
にして、前記シリコン膜アイランドの表面に形成された
汚染層を除去し、さらに、塩化水素(HCl)および塩
素(Cl2)の一方とSF6との混合ガスにより前記第
3のシリコン層を選択的に除去する工程とを有し、 前記第2のシリコン層は、前記第1のシリコン層の形成
後に酸素ガスのグロー放電により、この第1のシリコン
層表面を前記O 2リーク層に変換 することを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。6. A gate wiring and a gate electrode are formed on a surface of a glass substrate, a gate insulating film is formed on a surface of the glass substrate, and an undoped first silicon layer and an O 2 leak are formed on the surface of the gate insulating film. the third of the second silicon layer and n + -type consisting of be 3nm or more 8nm thick or less layer
Forming a laminated silicon film composed of a silicon layer of the following; forming a first photoresist film pattern on the surface of the laminated silicon film, and using the first photoresist film pattern as a mask to form tetrafluoromethane (CF 4); ) And trifluoromethane (CHF 3 ) to etch at least the third and second silicon layers, and further using the first photoresist film pattern as a mask to at least sulfur hexafluoride (SF 6 ). Forming a silicon film island by etching the remaining first silicon layer by using a gas containing: a second metal film formed on the entire surface of the metal film;
Etching the metal film using the photoresist film pattern as a mask to form a source wiring, a source electrode and a drain electrode; and forming at least the source electrode and the drain electrode as a mask on the surface of the silicon film island. the formed contamination layer was removed, further, have a selectively removing said third silicon layer of a mixed gas of one and SF 6 hydrogen chloride (HCl) and chlorine (Cl 2), The second silicon layer is formed by forming the first silicon layer.
Later, the first silicon is glowed by oxygen gas glow discharge.
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising converting a layer surface to the O 2 leak layer .
が非晶質シリコン層からなり、該第1,第2および第3
のシリコン層がそれぞれプラズマ励起気相成長法(PE
CVD)により形成されることを特徴とする請求項6記
載の薄膜トランジスタの製造方法。7. The first, second and third silicon layers comprise an amorphous silicon layer.
Each of the silicon layers is plasma-enhanced vapor phase epitaxy (PE
7. The method according to claim 6 , wherein the thin film transistor is formed by CVD.
化シリコン膜との積層絶縁膜からなり、少なくとも該窒
化シリコン膜がPECVDにより形成されること特徴と
する請求項7記載の薄膜トランジスタの製造方法。8. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 7, wherein said gate insulating film comprises a laminated insulating film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and at least said silicon nitride film is formed by PECVD.
膜,窒化シリコン膜および第2の酸化シリコン膜からな
る積層絶縁膜からなり、少なくとも該窒化シリコン膜お
よび第2の酸化シリコン膜がそれぞれPECVDにより
形成されること特徴とする請求項7記載の薄膜トランジ
スタの製造方法。9. The gate insulating film comprises a laminated insulating film including a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film, and at least the silicon nitride film and the second silicon oxide film are each made of PECVD. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 7 , wherein the thin film transistor is formed by:
層が多結晶シリコン層からなり、該第1,第2および第
3のシリコン層がそれぞれ減圧気相成長法(LPCV
D)により形成されて、 前記ゲート絶縁膜が酸化シリコン膜からなり、該酸化シ
リコン膜がLPCVDにより形成されることを特徴とす
る請求項6記載の薄膜トランジスタの製造方法。10. The first, second and third silicon layers are made of a polycrystalline silicon layer, and the first, second and third silicon layers are respectively formed by a low pressure chemical vapor deposition (LPCV) method.
7. The method according to claim 6 , wherein the gate insulating film is formed of a silicon oxide film, and the silicon oxide film is formed by LPCVD.
ゲート電極を形成し、該ガラス基板の表面にゲート絶縁
膜を形成し、該ゲート絶縁膜の表面にアンドープの第1
のシリコン層,O2リーク層からなり3nm以上8nm
以下の厚さからなる第2のシリコン層,アンドープの第
3のシリコン層およびn+型の第4のシリコン層からな
る積層シリコン膜を形成する工程と、 前記積層シリコン膜の表面に第1のフォトレジスト膜パ
ターンを形成し、該第1のフォトレジスト膜パターンを
マスクにしてCF4とCHF3との混合ガスにより少な
くとも前記第4,第3および第2のシリコン層をエッチ
ングし、さらに、該第1のフォトレジスト膜パターンを
マスクにして少なくともSF6を含むガスにより残置し
た前記第1のシリコン層をエッチングしてシリコン膜ア
イランドを形成する工程と、 全面に金属膜を形成し、該金属膜の表面に形成した第2
のフォトレジスト膜パターンをマスクにして該金属膜を
エッチングして、ソース配線,ソース電極およびドレイ
ン電極を形成する工程と、 少なくとも前記ソース電極およびドレイン電極をマスク
にして、前記シリコン膜アイランドの表面に形成された
汚染層を除去し、さらに、HClおよびCl2の一方と
SF6との混合ガスにより前記第4並びに第3のシリコ
ン層を選択的に除去する工程とを有することを特徴とす
る薄膜トランジスタの製造方法。11. A gate wiring and a gate electrode are formed on a surface of a glass substrate, a gate insulating film is formed on a surface of the glass substrate, and an undoped first film is formed on a surface of the gate insulating film.
Silicon layer, 3 nm or more 8nm consist O 2 leakage layer
Forming a stacked silicon film including a second silicon layer having the following thickness, an undoped third silicon layer, and an n + -type fourth silicon layer; and forming a first silicon layer on the surface of the stacked silicon film. Forming a photoresist film pattern, etching the at least the fourth, third and second silicon layers with a mixed gas of CF 4 and CHF 3 using the first photoresist film pattern as a mask; Etching the remaining first silicon layer with a gas containing at least SF 6 using the first photoresist film pattern as a mask to form a silicon film island; forming a metal film on the entire surface; The second formed on the surface of
Forming a source wiring, a source electrode and a drain electrode by using the photoresist film pattern as a mask to form a source wiring, a source electrode and a drain electrode; Removing the formed contaminant layer, and further selectively removing the fourth and third silicon layers with a mixed gas of one of HCl and Cl 2 and SF 6. Manufacturing method.
リコン層が非晶質シリコン層からなり、該第1,第2,
第3および第4のシリコン層がそれぞれPECVDによ
り形成されることを特徴とする請求項11記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。12. The first, second, third and fourth silicon layers comprise an amorphous silicon layer,
The process according to claim 1 1, wherein the thin film transistor, wherein a third and fourth silicon layer is formed by PECVD, respectively.
窒化シリコン膜との積層絶縁膜からなり、少なくとも該
窒化シリコン膜がPECVDにより形成されること特徴
とする請求項12記載の薄膜トランジスタの製造方法。Wherein said gate insulating film is a laminated insulating film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, a manufacturing method of claim 1 wherein the thin film transistor at least the silicon nitride film is characterized by being formed by PECVD .
ン膜,窒化シリコン膜および第2の酸化シリコン膜から
なる積層絶縁膜からなり、少なくとも該窒化シリコン膜
および第2の酸化シリコン膜がそれぞれPECVDによ
り形成されること特徴とする請求項12記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法。14. The gate insulating film comprises a laminated insulating film including a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film, and at least the silicon nitride film and the second silicon oxide film are each made of PECVD. the method for fabricating the thin film transistor according to claim 1 2, wherein it is formed by.
リコン層が多結晶シリコン層からなり、該第1,第2,
第3および第4のシリコン層がそれぞれLPCVDによ
り形成されて、 前記ゲート絶縁膜が酸化シリコン膜からなり、該酸化シ
リコン膜がLPCVDにより形成されることを特徴とす
る請求項11記載の薄膜トランジスタの製造方法。15. The semiconductor device according to claim 15, wherein the first, second, third and fourth silicon layers comprise a polycrystalline silicon layer.
Third and fourth silicon layer is formed by LPCVD respectively, the gate insulating film is a silicon oxide film, the silicon oxide film is a thin film transistor according to claim 1 1, wherein the formed by LPCVD Production method.
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