JPH01300567A - 非晶質シリコン薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示器等に利用
される非晶質シリコン（以下、ａ−８ｉという）薄膜ト
ランジスタ（以下、ＴＰＴというに関するものである。

［従来の技術］ ａ−ＳｉＴＰＴは、アクティブマトリクス型液晶表示器
等への利用を目指し各所で研究開発が行われている。

ａ−３ｉＴＦＴでは、ゲート電極とソース電極間および
ゲート電極とドレイン電極間のオーバーラツプ部で絶縁
不良を生じることがあり、大きな聞届となっている。し
かしながら、上記絶縁不良はオーバーラツプ部で均一に
生じるものではなく、ゲート電極の端部に集中して生じ
ることが知られている。

そこで上記ゲート電極端部で生じる絶縁不良を低減させ
るため、第６図、第７図および第８図で示されるような
ａ−８ｉＴＦＴが従来から提案されている。これらの図
において、１はガラス等を用いた絶縁性基板、２はゲー
ト電極、３は上記ゲート電極の内側に開口部３ａを設け
た補助絶縁層、４はゲート絶縁層、５は非晶質シリコン
層、５ａはこの非晶質シリコン層５の端部、６はソース
電極、７はドレイン電極、８は上記ソース電極６に接続
されたソース配線、９は上記ドレイン電極７に接続され
た画素電極である。

第７図に示されるように、補助絶縁層３がゲート電極２
の端部を覆うようにして形成されているため、ゲート電
極２の端部では、補助絶縁層３とゲート絶縁層４の二重
の絶縁層が設けられており、このためにゲート電極２の
端部での絶縁不良を大幅に低減させることが可能となる
。なお、ゲート電極２の全体に補助絶縁層３を形成する
と、ＴＰＴのチャネルを形成する非晶質シリリコン層５
ヘゲート電極２からの電界が十分に達しなくなり、ＴＰ
Ｔのオンオフ制御が不十分となるため、補助絶縁層３に
は開口部３ａが設けられている。

［解決しようとする課題］ 第６図および第８図に示されるように、非晶質シリコン
層５の端部５ａは、開口部３ａの外側、すなわち補助絶
縁層３上に位置している。従って開口部３ａの外側に形
成された非晶質シリコン層５には、ゲート電極２からの
電界が十分に達しない。このため、ゲート電極にオフ電
圧が印加されているとき、上記開口部３ａの外側に形成
された非晶質シリコン層５は完全にオフせず、ドレイン
電極７からソース電極６ヘリーク電流が流れ、ａ−Ｓｉ
ＴＦＴのオフ特性を悪化させていた。

本発明は上記従来の課題に対してなされたものであり、
ゲート電極端部に補助絶縁層を設けて絶縁不良を低減さ
せ、しかもオフ特性を悪化させることのないａ−３ｉＴ
ＦＴを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、絶縁性基板上に形成されたゲート電極と、こ
のゲート電極が形成された上記絶縁性基板上に形成され
上記ゲート電極の内側に開口部が形成された補助絶縁層
と、上記ゲート電極と上記補助絶縁層が形成された上記
絶縁性基板上に形成されたゲート絶縁層と、このゲート
絶縁層上に形成されその端部が上記ゲート電極を横切り
上記端部の一部が上記開口部上に位置するように形成さ
れた非晶質シリコン層とを有することを特徴とする非晶
質シリコン薄膜トランジスタにより、上記目的を達成す
るものである。

また上記非晶質シリコン薄膜トランジスタの主として補
助絶縁層は、透光性を有した絶縁性基板上にゲート電極
を形成する工程と、上記ゲート電極が形成された上記絶
縁性基板上に補助絶縁層を形成する工程と、この補助絶
縁層上にフォトレジストを塗布する工程と、上記絶縁性
基板裏面より紫外光を照射し上記ゲート電極を遮光マス
クとして上記フォトレジストを露光する工程と、上記露
光されたフォトレジストを現像する工程と、上記現像さ
れたフォトレジストをマスクとして上記補助絶縁層を除
去し、上記ゲート電極の内側に開口部を有した補助絶縁
層を形成する工程とにより製造することが好ましい。

［実施例］ 以下、本発明における一実施例を図面に基いて説明する
。

第１図、第２図および第３図において、１はガラス等を
用いた絶縁性基板、２はゲート電極、３は上記ゲート電
極２の内側に開口部３ａを設けた補助絶縁層、４はゲー
ト絶縁層、５は非晶質シリコン層、５ａはこの非晶質シ
リコン層５の端部、６はソース電極、７はドレイン電極
、８は」二足ソース電極６に接続されたソース配線、９
は上記ドレイン電極７に接続された画素電極、１０は上
記ソース電極６およびドレイン電極７を形成するｎ型不
純物を含んだｎ型シリコン層である。

以下、本実施例の製造方法について説明する。

なお、以下の説明の（ａ）から（ｄ）は、第３図の（ａ
）から（ｄ）に対応している。

（ａ）ガラス等を用いた絶縁性基板１上にゲート電極２
を形成し、さらに補助絶縁層３を形成する。

（ｂ）上記補助絶縁層３を所定のマスクを用いてエツチ
ングし、上記ゲート電極２の内側に開口部３ａを形成す
る。

（Ｃ）非晶質シリコン層５、ｎ型シリコ２層１０を形成
する。このとき非晶質シリコン層５は、その端部５ａが
上記ゲート電極２を横切り、上記端部５ａの一部が上記
開口部３ａ上に位置するように形成することが重要であ
る。

（ｄ）ソース配線８おＪ：び画素電極９を形成Ｉ７、こ
れをマスクとしてｎ型シリコン層をエツチングして、ソ
ース電極６及びドレイン電極７を形成する。

本実施例では、第１図および第２図に示されるように、
非晶質シリコン層５の端部５ａの一部が開口部３ａ上に
位置するように形成されている。

すなわち、非晶質シリコン層５の・一部が開口部３ａの
内側に形成されているため、この開口部３ａの内側に形
成された非晶質シリコン層５の部分では、ゲート電極２
の電界が十分に到達する。従ってゲート電極２にオフ電
圧が印加されているとき、上記開口部３ａの内側に形成
された非晶質シリコン層５は完全にオフするため、ドレ
イン電極７からソース電極６へのリーク電流は大幅に低
減され、ａ　−Ｓ　ｉ　Ｔ　Ｆ　Ｔのオフ特性が大幅に
改博される。

第４図は本発明における他の実施例を示したものである
が、開口部３ａと非晶質シリコン層５の端部５ａの位置
関係は同図に示されるようなものであってもよい。

ところで、第３図に示した製造方法でａ−ＳｉＴＦＴを
作成した場合、設計ルールをＬとすると、同図（ｄ）に
示したように、ゲート電極２とソース電極６およびドレ
イン電極７のオーバーラツプ幅は最低２Ｌとなる。周知
のように、」二足オーバーラツプ幅が大きいと、オーバ
ーラツプ容量が増大し、ＴＰＴの動作速度の低下をもた
らす。

第５図は、上記オーバーラツプ幅を低減させるａ−３ｉ
ＴＦＴの製造方法を示したものである。

以下、同図（ａ）から（ｄ）に従い製造方法の説明を行
う。

（ａ）ガラス等を用いた透光性の絶縁性基板１上にゲー
ト電極２を形成し、さらに補助絶縁層３を形成する。こ
の補助絶縁層３上にネガ型のフォトレジスト１１を塗布
し、上記絶縁性基板１裏面から紫外光１２を照射し、上
記ゲート？１を極２を遮光マスクとして」１記フォトレ
ジスト１１を露光する。このとき上記ゲート電極２の周
縁部のフォトレジスト１１も露光される。

（ｂ）ｌ配置光されたフォトレジストを現像し、この現
像されたフォト１ノジストをマスクとして、４−記補助
絶縁層３をエツチングＩ〜、上記ゲート電極の内側に開
口部３ａを形成し、上記フォトレジストを剥離する。こ
のようにして形成された補助絶縁層３はゲート電極２の
周縁部にもゲート電極２に自己整合的に形成される。

以下、同図（ｅ）および（ｄ）の工程は上記第３図の（
ｃ）および（ｄ）の工程と同様であるため省略する。

以」二の工程により製造されたａ−３ｉＴＦＴの補助絶
縁層３は、ゲート電極２の周縁部を含んで形成される。

従って上記第３図で示した工程により製造されたａ−Ｓ
ｉＴＦＴと同様に、ゲート電極２の端部での絶縁不良は
大幅に減少する。

ところで本実施例により製造されたａ−ＳｉＴＦＴでは
、補助絶縁層３がゲー！・電極２に対し自己整合的に形
成されるため、第５図（ｄ）に示したように、ゲート電
極２とソース電極６およびドレイン電極７とのオーバー
ラツプ幅はＬとなり、第３図（ｄ）に示した２Ｌの半分
となっているため、オーバーラツプ容量も減少する。従
って第３図に示した製造工程により作成されたａ−３ｉ
ＴＦＴに対し動作速度の向上が図れる。

［発明の効果］ 本発明によれば、非晶質リコン層の端部の一部が補助絶
縁層の開口部上に位置するように非晶質シリコン層が形
成されているため、非晶質シリコン層の下層において、
補助絶縁層がソース−ドレイン間で分離され、ａ−３ｉ
ＴＰＴのオフ電流特性が大幅に改善される。

また、補助絶縁層がゲート電極に対し自己整合的に形成
されたものでは、オーバーラツプ容量が減少するため、
ａ−３ｉＴＰＴの動作速度向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例を示した平面図、第２
図は第１図の■−■線における断面図、第３図は第１図
の■−■線における製造工程断面図、第４図は本発明に
おける他の実施例を示した平面図、第５図は本発明にお
ける他の製造工程を示した断面図、第６図は従来例を示
した平面図、第７図は第６図の■−■線における断面図
、第８図は第６図の■−■線における断面図である。 １・・・・・・絶縁性基板 ２・・・・・・ゲート電極 ３・・・・・・補助絶縁層 ３ａ・・・開口部 ４・・・・・・ゲート絶縁層 ５・・・・・・非晶質シリコン層 ５ａ・・・端部 １１・・・フォレジスト １２・・・紫外光 以　　上 出願人　　株式会社　精　工　舎

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板上に形成されたゲート電極と、このゲ
   ート電極が形成された上記絶縁性基板上に形成され上記
   ゲート電極の内側に開口部が形成された補助絶縁層と、
   上記ゲート電極と上記補助絶縁層が形成された上記絶縁
   性基板上に形成されたゲート絶縁層と、このゲート絶縁
   層上に形成されその端部が上記ゲート電極を横切り、上
   記端部の一部が、上記開口部上に位置するように形成さ
   れた非晶質シリコン層とを有することを特徴とする非晶
   質シリコン薄膜トランジスタ。
2. （２）透光性を有した絶縁性基板上にゲート電極を形成
   する工程と、上記ゲート電極が形成された上記絶縁性基
   板上に補助絶縁層を形成する工程と、この補助絶縁層上
   にフォトレジストを塗布する工程と、上記絶縁性基板裏
   面より紫外光を照射し、上記ゲート電極を遮光マスクと
   して上記フォトレジストを露光する工程と、上記露光さ
   れたフォトレジストを現像する工程と、上記現像された
   フォトレジストをマスクとして上記補助絶縁層を除去し
   、上記ゲート電極の内側に開口部を有した補助絶縁層を
   形成する工程と、上記ゲート電極と上記開口部を有した
   補助絶縁層が形成された上記絶縁性基板上にゲート絶縁
   層を形成する工程と、上記ゲート絶縁層上にその端部が
   上記ゲート電極を横切り、上記端部の一部が上記開口部
   上に位置するように非晶質シリコン層を形成する工程と
   を有することを特徴とする非晶質シリコン薄膜トランジ
   スタの製造方法。