JPH02140980A - Thin film transistor - Google Patents

Thin film transistor

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JPH02140980A
JPH02140980A JP29368188A JP29368188A JPH02140980A JP H02140980 A JPH02140980 A JP H02140980A JP 29368188 A JP29368188 A JP 29368188A JP 29368188 A JP29368188 A JP 29368188A JP H02140980 A JPH02140980 A JP H02140980A
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JP
Japan
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source
semiconductor layer
drain
gate electrode
thin film
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Application number
JP29368188A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoyuki Sugiura
杉浦 直幸
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02140980A publication Critical patent/JPH02140980A/en
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Abstract

PURPOSE:To highly integrate by forming a plurality of grooves along a source to drain direction on an insulating board, and laminating and disposing a semiconductor layer, source and drain electrodes, an insulating layer and a gate electrode on the board. CONSTITUTION:Since a plurality of recesses 10 along a source to drain direction alphaare formed on an insulating board 1, its surface area perpendicular to the direction alpha is increased. Further, since a semiconductor layer 4, source and drain electrodes 6, 7, an insulating layer 3 and a gate electrode 2 are laminated and disposed on the board 1, the length of a direction of the layer 4 perpendicular to the source to drain direction alpha is increased. Accordingly, since the channel width of the layer 4 can be substantially increased, the size in the direction perpendicular to the direction alpha of a thin film transistor can be shortened that much. Thus, high integration can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、イメージセンサ、エレクトロルミネッセンス
デイスプレィ、液晶デイスプレィ等の駆動用に利用され
る薄膜トランジスタに係わり、特に、高集積化が図れる
薄膜トランジスタの改良に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to thin film transistors used for driving image sensors, electroluminescent displays, liquid crystal displays, etc., and particularly relates to improvements in thin film transistors that can achieve high integration. It is related to.

[従来の技術] この種の薄膜トランジスタとしては、第7図〜第8図に
示すようにガラス基板(a)と、このガラス基板(a)
上に形成されたゲート電極(b)と、このゲート電極(
b)を被覆するゲート絶縁g(C)と、このゲート絶縁
膜(C)上に被着された第一アモルファス半導体層(d
)と、必要に応じてこの第一アモルファス半導体層(d
)上の上記ゲート電極(b)に相当する部位に設けられ
第一アモルファス半導体1it(d)を保護するための
保護膜(e)と、上記第一アモルファス半導体層(d)
上に設けられ3価又は5価の原子が混入されたオーミッ
クコンタクト用の第二アモルファス半導体層(f)とこ
の第二アモルファス半導体層<f>上に設けられ配線用
金1il(m)の上記第一アモルファス半導体層(d)
への拡散を防止する拡散防止WJ(j)にて形成される
ソース・ドレイン電極(g)(h)とでその主要部を構
成する、通称「逆スタガー型」と称するものや、第9図
〜第10図に示すようにガラス基板(a)と、このガラ
ス基板(1)上に設けられた金属層(j)とこの金属!
(j)上に設けられたオーミックコンタクト用の第二ア
モルファス半導体層(f)にて形成されその一部に配線
部(m)(m)が接続されたソース・ドレイン電極(1
(h)と、これ等ソース・ドレイン電極(G)(h)上
並びにソース電極i)とドレイン電極(h)間のガラス
基板(a)上に被着された第一アモルファス半導体層(
d)と、この第一アモルファス半導体層ed)を被着す
る絶縁WA(e)と、この絶縁l!J(e)上に形成さ
れたゲート電極(b)とでその主要部を構成する、通称
「スタガー型Jと称するもの等が知られている。
[Prior Art] As shown in FIGS. 7 and 8, this type of thin film transistor includes a glass substrate (a);
The gate electrode (b) formed on this gate electrode (
a first amorphous semiconductor layer (d) deposited on this gate insulating film (C);
), and if necessary, this first amorphous semiconductor layer (d
) a protective film (e) provided on a portion corresponding to the gate electrode (b) to protect the first amorphous semiconductor 1it (d), and the first amorphous semiconductor layer (d)
A second amorphous semiconductor layer (f) for ohmic contact which is provided above and mixed with trivalent or pentavalent atoms, and 1 il (m) of gold for interconnection which is provided on this second amorphous semiconductor layer <f>. First amorphous semiconductor layer (d)
The so-called ``reverse stagger type'' type, in which the main part is formed by the source/drain electrodes (g) and (h) formed by the diffusion prevention WJ (j), which prevents diffusion to ~As shown in FIG. 10, a glass substrate (a), a metal layer (j) provided on this glass substrate (1), and this metal!
(j) Source/drain electrodes (1
(h) and a first amorphous semiconductor layer (G) deposited on the source/drain electrode (G) (h) and on the glass substrate (a) between the source electrode i) and the drain electrode (h).
d), an insulation WA(e) depositing this first amorphous semiconductor layer ed), and this insulation l! A so-called "stagger type J" in which the main part thereof is composed of a gate electrode (b) formed on the J(e) is known.

そして、これ等の薄膜トランジスタにおいては上記ソー
ス・ドレイン電極(q)(h)間に電圧(V、)を印加
し、かつ、ゲート電極(b)にゲート電圧(V、)を印
加することで上記第一アモルファス半導体層(d)にチ
ャンネルが形成されトランジスタはON状態となってド
レイン電流(Io)が流れる一方、上記ゲート電圧(V
g’)を下げていくと第一アモルファス半導体層(d)
にチャンネルが形成されな(なりトランジスタはOFF
状態になってドレイン電流(1,)が流れなくなるもの
で、上述したようなイメージセンサ、液晶デイスプレィ
の駆動用等に利用されているものである。
In these thin film transistors, the voltage (V, ) is applied between the source and drain electrodes (q) and (h), and the gate voltage (V, ) is applied to the gate electrode (b). A channel is formed in the first amorphous semiconductor layer (d), the transistor is turned on, and a drain current (Io) flows, while the gate voltage (V
As g') is lowered, the first amorphous semiconductor layer (d)
A channel is not formed in (then the transistor is OFF)
This state causes the drain current (1,) to stop flowing, and is used for driving image sensors, liquid crystal displays, etc. as described above.

ところで、従来におけるこれ等のil膜トランジスタは
第11図(A)〜(C)、あるいは第12図(A)〜(
C)に示すような工程を経て製造されるものであった。
By the way, these conventional IL film transistors are shown in FIGS. 11(A) to (C) or FIGS. 12(A) to (
It was manufactured through the steps shown in C).

すなわち、前者のタイプにあっては第11図(A)に示
すようにゲート電極(b)、ゲート絶縁膜(C)となる
絶縁膜1! (C’) 、第一アモルファス半導体層(
d)となる半導体皮膜(d’) 、保護膜(e)、第二
アモルファス半導体層形成膜(f゛)、拡散防止層形成
膜(j’) 、並びにフォトレジスト膜(k)等が形成
された基板(a)上にフォトマスク(M)を介して光照
射し、その露光部位のフォトレジスト膜(k)を現像処
理により除去してレジストIII (kl)  (kl
)を形成すると共に(第11図B参照)、このレジスト
DII (kl)  (kl)から露出する拡散防止層
形成膜(jo)と第二アモルファス半導体層形成膜(「
°)とをエツチング処理により除去し第11図(C)に
示すような第二アモルファス半導体層(f)と拡散防止
層(j)とで構成されるソース・ドレイン電極(o)(
h)を形成するものであり、後者のタイプにあっては第
12図(A)に示すようにソース・ドレイン電極(g)
(h)、第一アモルファス半導体層(d)、絶縁R(e
)、ゲート電極形成膜(b’)、並びにフォトレジスト
1!(k)等が形成された基板(a)上にフォトマスク
(M)を介して光照射し、その露光部位のフォトレジス
トIt! (k)を現像処理により除去してレジスト膜
(k゛)を形成すると共に(第12図B参照)、このレ
ジスト1m(k’)から露出するゲート電極形成膜(b
o)をエツチング処理により除去し第12図(C)に示
すようなゲート電極(b)を形成するものであった。
That is, in the former type, as shown in FIG. 11(A), the insulating film 1! serves as the gate electrode (b) and the gate insulating film (C). (C'), first amorphous semiconductor layer (
d), a protective film (e), a second amorphous semiconductor layer forming film (f), a diffusion prevention layer forming film (j'), a photoresist film (k), etc. are formed. The exposed substrate (a) is irradiated with light through a photomask (M), and the photoresist film (k) in the exposed area is removed by a development process to form a resist III (kl) (kl
) (see FIG. 11B), and a diffusion prevention layer forming film (jo) exposed from this resist DII (kl) (kl) and a second amorphous semiconductor layer forming film ("
°) are removed by an etching process to form source/drain electrodes (o) (
In the latter type, source/drain electrodes (g) are formed as shown in Figure 12 (A).
(h), first amorphous semiconductor layer (d), insulation R (e
), gate electrode forming film (b'), and photoresist 1! (k) etc. are formed on the substrate (a) through a photomask (M), and the exposed portion of the photoresist It! (k) is removed by development processing to form a resist film (k゛) (see FIG. 12B), and a gate electrode forming film (b) exposed from this resist 1m (k') is removed.
The gate electrode (b) as shown in FIG. 12(C) was formed by removing the gate electrode (b) as shown in FIG. 12(C).

従って、従来法により製造される薄膜トランジスタにお
いては第11図(C)並びに第12図(C)に示すよう
に、製造時における基板(a)とフォトマスク(M)と
のアライメント誤差を考慮した技術的要請に基づきゲー
ト電極(b)とソース・ドレイン電極(g)(h)間に
オーバーラツプ部(OL)  (01)を形成する一方
、上記フォトレジスト膜(k)の現像精度の限界、並び
に拡散防止層形成j1 (j’) 、第二アモルファス
半導体層形成膜(r’)、ゲート電極形成膜(bo)等
のエツチング精度の限界に起因してソース・ドレイン電
極(g)1)問にギャップ部(G)が形成されてしまう
ものであった。
Therefore, in thin film transistors manufactured by conventional methods, as shown in FIG. 11(C) and FIG. 12(C), techniques that take into account alignment errors between the substrate (a) and the photomask (M) during manufacturing are required. While an overlap part (OL) (01) was formed between the gate electrode (b) and the source/drain electrodes (g) and (h) based on the requirements of the Due to limitations in the etching accuracy of the prevention layer formation j1 (j'), the second amorphous semiconductor layer formation film (r'), the gate electrode formation film (bo), etc., there is a gap between the source and drain electrodes (g) 1). Part (G) was formed.

そして、上記フォトマスク(M)のパターンを1:1の
比率で転写する通常の製造機器を使用した場合、上記ゲ
ート電極(b)とソース・ドレイン電極(Q)(h)の
オーバーラツプ量については5μm程度となり、一方の
ソース・ドレイン電極1)(h>間のギャップ量は8μ
m程度あり、これ等オーバーラツプ量とギャップ量に基
づいて決定される第一アモルファス半導体1(d)の最
小チャンネル長(シ)は18μm程度になるものであっ
た。
When using normal manufacturing equipment that transfers the pattern of the photomask (M) at a ratio of 1:1, the amount of overlap between the gate electrode (b) and the source/drain electrodes (Q) (h) is The gap between one source/drain electrode 1) (h> is approximately 5 μm.
The minimum channel length (Sh) of the first amorphous semiconductor 1(d) determined based on the amount of overlap and the amount of gap was about 18 μm.

[発明が解決しようとする課題] ところで、この種のWIIIlトランジスおいて上記ゲ
ート電極(b)に一定の電圧を印加しチャンネルが形成
された第一アモルファス半導体1m(d)中にドレイン
電流(Io)を流す場合、第一アモルファス半導体Jl
(d)の抵抗が小さい程、すなわち、第一アモルファス
半導体層(d)の最小チャンネル長(L)が短い程、ま
た、第一アモルファス半導体層(d)のチャンネル幅(
W)が広い程大きいドレイン電流(Io)が得られるも
のであった。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in this type of WIII1 transistor, when a constant voltage is applied to the gate electrode (b), a drain current (Io ), the first amorphous semiconductor Jl
The smaller the resistance of (d), that is, the shorter the minimum channel length (L) of the first amorphous semiconductor layer (d), the shorter the channel width (L) of the first amorphous semiconductor layer (d).
The wider the W), the larger the drain current (Io) could be obtained.

しかしながら、上記第一アモルファス半導体層(d)の
最小チャンネル長(L)を短く設定するにしても従来の
加ニレベルでは上述のように限界があるため、大きいド
レイン電流(I、)を求める場合においては第一アモル
ファス半導体WJ(d)のチャンネル幅(W)寸法を大
きく設定せざるを得なかった。
However, even if the minimum channel length (L) of the first amorphous semiconductor layer (d) is set short, there is a limit as described above at the conventional level, so when seeking a large drain current (I,), In this case, the channel width (W) of the first amorphous semiconductor WJ(d) had to be set large.

このため、第一アモルファス半導体Jll(d)のチャ
ンネル幅(W)寸法と最小チャンネル長(L)寸法との
比、すなわち(W/L)は通常4〜10に設定されてお
り、薄膜トランジスタのソース・ドレイン方向と直交す
る方向の寸法、すなわち幅寸法が大きくなってその高集
積化を図る上で大きな妨げとなる問題点があった。
For this reason, the ratio of the channel width (W) dimension to the minimum channel length (L) dimension of the first amorphous semiconductor Jll(d), that is, (W/L), is usually set to 4 to 10, and the thin film transistor source - There was a problem in that the dimension in the direction perpendicular to the drain direction, that is, the width dimension became large, which was a major hindrance to achieving high integration.

尚、上記フォトマスク(M)のパターンを縮小して転写
する縮小ステッパを利用した場合、上記オーバーラツプ
量とギヤツブ優が縮小された分だけ小さくなるため最長
チャンネル長(L)を短めに設定でき、これに基づき上
記第一アモルファス半導体(d)のチャンネルI(W)
寸法の縮小も図れるが、上記ゲート電極(b)とソース
・ドレイン電極(g)(h)間のオーバーラツプ部(O
L)(0シ)は依然として無くすことができずその高集
積化には限界があった。
In addition, when using a reduction stepper that reduces and transfers the pattern of the photomask (M), the maximum channel length (L) can be set shorter because the overlap amount and gear gap are reduced by the amount of reduction. Based on this, the channel I (W) of the first amorphous semiconductor (d)
Although it is possible to reduce the dimensions, the overlap part (O
L) (0shi) still cannot be eliminated, and there is a limit to its high integration.

[課題を解決するための手段] 本発明は以上の問題点に着目してなされたもので、その
課題とするところは、従来の加ニレベルを前提にその幅
寸法の縮小化が図れる薄膜トランジスタを提供すること
にある。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made by focusing on the above-mentioned problems, and its object is to provide a thin film transistor whose width can be reduced based on the premise of the conventional Kanji level. It's about doing.

すなわち本発明は、絶縁性基板と、この基板に設けられ
た半導体層と、この半導体層に接続されたソース・ドレ
イン電極と、絶縁層を介し上記半導体層に対向して配置
されたゲート電極とを備える薄膜トランジスタを前提と
し、 上記絶縁性基板にソース・ドレイン方向に沿った複数の
凹溝を形成し、この絶縁性基板上に上記半導体層、ソー
ス・ドレイン電極、絶縁層、並びにゲート電極を積層配
置したことを特徴とするものである。
That is, the present invention includes an insulating substrate, a semiconductor layer provided on this substrate, a source/drain electrode connected to this semiconductor layer, and a gate electrode disposed opposite to the semiconductor layer with an insulating layer interposed therebetween. A plurality of grooves are formed along the source/drain direction in the insulating substrate, and the semiconductor layer, source/drain electrodes, insulating layer, and gate electrode are laminated on the insulating substrate. It is characterized by its placement.

この様な技術的手段において上記絶縁性基板としては、
ガラス、石英等が使用でき、また、この基板に形成され
る半導体層としてはアモルファスシリコン、多結晶シリ
コン等がある。
In such technical means, the insulating substrate is
Glass, quartz, etc. can be used, and the semiconductor layer formed on this substrate includes amorphous silicon, polycrystalline silicon, etc.

また、上記半導体層に接続して配置されるソース・ドレ
イン電極、並びに絶縁層を介し半導体層に対向して配置
されるゲート電極については、例えば、アルミニウム(
AI)、クロム(Cr)、チタン(T i > 、タン
グステン(W)、モリブデン(MO)、ニッケル(N 
i ) 、銅(CU)、窒化チタン(TiN)  チタ
ンタングステン(TiW)、タンタル(Ta)等の光不
透過性の導電性材料や、あるいは、酸化インジウム錫(
ITO)、酸化錫(SnO□)、酸化インジウム(In
2O2)、酸化亜鉛(ZnO)等の光透過性の導電性材
料でこれを構成することができる。
In addition, regarding the source/drain electrodes arranged to be connected to the semiconductor layer and the gate electrode arranged facing the semiconductor layer through the insulating layer, for example, aluminum (
AI), chromium (Cr), titanium (T i >, tungsten (W), molybdenum (MO), nickel (N
i), optically opaque conductive materials such as copper (CU), titanium nitride (TiN), titanium tungsten (TiW), tantalum (Ta), or indium tin oxide (
ITO), tin oxide (SnO□), indium oxide (In
2O2), zinc oxide (ZnO), or other light-transmissive conductive material.

尚、上記ソース・ドレイン電極ついては半導体層とのオ
ーミックコンタクトを図るため、半導体層と上記導電性
材料間に3価又は5価の原子が混入されたアモルファス
シリコン等のオーミックコンタクト用半導体層を介装し
、上記導電性材料とオーミックコンタクト用半導体層で
もってソース・ドレイン電極を形成する構成にしてもよ
い。この場合、混入させる3価又は5価の原子として、
ガリウム(Ga)、ボロン(B)、インジウム(In)
、アルミニウム(AI)等の3価の原子や、リン(P)
、アンチモン(Sb)  ひ素(AS)等の5価の原子
等が使用できる。
In order to make ohmic contact with the semiconductor layer for the source/drain electrodes, an ohmic contact semiconductor layer such as amorphous silicon containing trivalent or pentavalent atoms is interposed between the semiconductor layer and the conductive material. However, a structure may be adopted in which source/drain electrodes are formed of the above conductive material and a semiconductor layer for ohmic contact. In this case, as trivalent or pentavalent atoms to be mixed,
Gallium (Ga), boron (B), indium (In)
, trivalent atoms such as aluminum (AI), and phosphorus (P)
, antimony (Sb), arsenic (AS), and other pentavalent atoms can be used.

一方、上記絶縁性基板に形成する凹溝については、この
基板表面に直接形成したり、あるいは基板面上にSi 
 O、Si、N、等の絶縁層を形V 成しこの面上に凹溝を形成してもよく任意である。
On the other hand, the grooves to be formed on the insulating substrate are either formed directly on the surface of the substrate, or formed on the surface of the substrate using Si.
Optionally, an insulating layer of O, Si, N, etc. may be formed in a shape and a groove may be formed on this surface.

また、その形成方法ついては、基板表面に直接凹溝を形
成するものにおいてはフォトリゾグラフィー法を組込ん
だドライエツチングやウェットエツチング法、及びレー
ザカッティング法等が利用でき、一方後者の絶縁層に形
成する方法としては、フォトリゾグラフィー法を組込ん
だドライエツチングやウェットエツチング法等が利用で
きる。
Regarding the formation method, dry etching incorporating photolithography, wet etching, laser cutting, etc. can be used to form grooves directly on the substrate surface, while in the latter case grooves are formed on the insulating layer. As a method for this, a dry etching method incorporating a photolithography method, a wet etching method, etc. can be used.

また、上記凹溝については基板全体に一様に形成したり
、あるいは′Rmトランジスタの半導体層形成部位のみ
に選択的に形成してもよく任意であり、また、凹溝の断
面形状についてもこれを口字状又は7字状にしたり、U
字状にする等任意である。更に、上記凹溝の溝寸法につ
いては、wI膜トランジスタの求められる集積度に応じ
て適宜設定できる。
Further, the above-mentioned grooves may be formed uniformly over the entire substrate, or may be formed selectively only in the semiconductor layer forming region of the 'Rm transistor. or 7 characters, or U
It is optional, such as making it into a letter shape. Further, the groove dimensions of the groove can be appropriately set depending on the required degree of integration of the wI film transistor.

また、この技術的手段は基板側にゲート電極を備える「
逆スタガー型」の薄膜トランジスタ、及び基板側にソー
ス・ドレイン電極を備える「スタガー型」の薄膜トラン
ジスタの両者に適用することができる。
In addition, this technical means has a gate electrode on the substrate side.
The present invention can be applied to both "inverted stagger type" thin film transistors and "stagger type" thin film transistors having source and drain electrodes on the substrate side.

[作用] 上述したような技術的手段によれば、絶縁性基板にソー
ス・ドレイン方向に沿った複数の凹溝を形成しているた
めソース・ドレイン方向と直交する方向の表面積が増大
し、かつ、この絶縁性基板上に半導体層、ソース・ドレ
イン電極、絶縁層、並びにゲート電極を積層配置してい
るため上記半導体層のソース−・ドレイン方向と直交す
る方向の長さ寸法が増大する。
[Function] According to the above-mentioned technical means, since a plurality of grooves are formed along the source/drain direction in the insulating substrate, the surface area in the direction orthogonal to the source/drain direction increases, and Since a semiconductor layer, a source/drain electrode, an insulating layer, and a gate electrode are stacked on this insulating substrate, the length of the semiconductor layer in the direction orthogonal to the source/drain direction increases.

従って、上記半導体層のチャンネル幅を実質的に増大さ
せることができるため、その分薄膜トランジスタのソー
ス・ドレイン方向と直交する方向の寸法を縮小させるこ
とが可能となる。
Therefore, since the channel width of the semiconductor layer can be substantially increased, the dimension of the thin film transistor in the direction perpendicular to the source/drain direction can be reduced accordingly.

[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

O里ffl眉 この実施例は本発明を「逆スタガー型」の薄膜トランジ
スタに適用したもので1、第1図〜第3図に示すように
この薄膜トランジスタは、その表面にソース・ドレイン
方向(α)へ向かう長方形状の凹溝部(10)〜(10
)が設けられたガラス基板(1)と、この基板(1)の
上記凹溝部(10)〜(10)が形成された部位でこの
凹溝部(10)〜(10)を横切る方向のガラス基板(
1)表面に沿って設けられた帯状のクロム<cr>製ゲ
ート電極(2)と、このゲート電極(2)を被覆する5
txN、製のゲート絶縁膜(3)と、このゲート絶縁膜
(3)上に段けられたイントリンシックアモルファスシ
リコン製の第一アモルファス半導体層(4〉と、この第
一アモルファス半導体層(4)上の上記ゲート電極(2
)に相当する部位に設けられ第一アモルファス半導体層
(4)を保護するためのs+xN、製保護M!<5>と
、上記第一アモルファス半導体層(4)上に設けられオ
ーミックコンタクト用のn型アモルファスシリコン製第
ニアモルファス半導体ff(60)とクロム製の金属層
(61)で形成されるソース・ドレイン電極(6)(7
)と、このソース・ドレイン電極(6ン (7)に接続
された配線用金[!t(8)(8)とでその主要部が構
成されているものである。
In this embodiment, the present invention is applied to an "inverted stagger type" thin film transistor.1 As shown in FIGS. 1 to 3, this thin film transistor has a source-drain direction (α) Rectangular concave grooves (10) to (10
) and a glass substrate in a direction that crosses the grooves (10) to (10) at the portions of the substrate (1) where the grooves (10) to (10) are formed. (
1) A band-shaped gate electrode made of chromium (2) provided along the surface, and a gate electrode (5) covering this gate electrode (2).
txN, a first amorphous semiconductor layer (4) made of intrinsic amorphous silicon layered on this gate insulating film (3), and this first amorphous semiconductor layer (4). The above gate electrode (2
) to protect the first amorphous semiconductor layer (4), s+xN, protection M! <5> and a source formed of a second near-morphous semiconductor ff (60) made of n-type amorphous silicon for ohmic contact provided on the first amorphous semiconductor layer (4) and a metal layer (61) made of chromium; Drain electrode (6) (7
) and wiring gold [!t(8)(8)] connected to the source/drain electrodes (7).

そして、この薄膜トランジスタにおいては、従来の薄膜
トランジスタと同様にソース・ドレイン電極(6)(7
)間に電圧(Vo)を印加し、がつ、ゲートN極(2〉
にゲート電圧(Vg)を印加することで第一アモルファ
ス半導体層(4)にチャンネルが形成されてドレイン電
流(1o)が流れ、一方、上記ゲート電圧(V  )を
下げていくと第一アモルファス半導体層(4)にチャン
ネルが形成されなくなってドレイン電流(Io)が流れ
なくなるものである。
In this thin film transistor, source/drain electrodes (6) (7) are used as in conventional thin film transistors.
), apply a voltage (Vo) between the gate N pole (2〉
By applying a gate voltage (Vg) to the first amorphous semiconductor layer (4), a channel is formed and a drain current (1o) flows through the first amorphous semiconductor layer (4).On the other hand, when the gate voltage (V) is lowered, the first amorphous semiconductor layer (4) A channel is no longer formed in the layer (4), and the drain current (Io) no longer flows.

このとき、このR膜トランジスタにおいてはガラス基板
(1)の表面にソース・ドレイン方向(α)へ向かう長
方形状の凹溝部(1o)〜(1o)を設けているため、
ソース・ドレイン方向(α)と直交する方向のガラス基
板(1)の表面積が部分的に増大すると共に、このガラ
ス基板(1)の凹溝部(10)〜(10)が形成された
部位でこの凹溝部(10)〜(10)を横切る方向のガ
ラス基板(1)表面に沿ってゲート電極(2)、ゲート
絶縁11m(3)、第一7 ’E Jtt 77 ス半
導体H(4)、及び、ソース・ドレイン電極<6)(7
)等の構成部材を積層配置しているため、上記第一アモ
ルファス半導体層(4)におけるソース・ドレイン方向
(α)と直交する方向の長さ寸法が増大することになる
At this time, in this R-film transistor, since rectangular grooves (1o) to (1o) are provided on the surface of the glass substrate (1) toward the source/drain direction (α),
The surface area of the glass substrate (1) in the direction perpendicular to the source/drain direction (α) increases partially, and this Along the surface of the glass substrate (1) in the direction crossing the grooves (10) to (10), a gate electrode (2), a gate insulation 11m (3), a first semiconductor H (4), and , source/drain electrode <6) (7
) etc. are arranged in a stacked manner, the length of the first amorphous semiconductor layer (4) in the direction perpendicular to the source/drain direction (α) increases.

従って、第一アモルファス半導体層(4)のチャンネル
幅(W)を実質的に増大でき、薄膜トランジスタにおけ
るソース・ドレイン方向(α)と直交する方向の寸法を
縮小させることが可能になるため、その分薄膜トランジ
スタの集積化が図れる利点を有している。
Therefore, the channel width (W) of the first amorphous semiconductor layer (4) can be substantially increased, and the dimension in the direction perpendicular to the source/drain direction (α) of the thin film transistor can be reduced. This has the advantage that thin film transistors can be integrated.

また、その集積度を従来と同様にした場合においては、
第一アモルファス半導体層(4)のチャンネル幅(W)
が従来のそれより著しく広くなるため、その分第−アモ
ルファス半導体層(4)の抵抗値が下がって大きなドレ
イン電流(■、)が得られる利点を有している。
In addition, if the degree of integration is the same as before,
Channel width (W) of first amorphous semiconductor layer (4)
is significantly wider than that of the conventional one, so that the resistance value of the first amorphous semiconductor layer (4) is correspondingly lowered and a large drain current (■, ) can be obtained.

「薄膜トランジスタの製造工程J このR膜トランジスタは以下に示すような各工程を経て
製造されているものである。
"Manufacturing Process J of Thin Film Transistor This R film transistor is manufactured through the following steps.

まず、スピンナ装置によりガラス基板(商品名コーニン
グ7059)  (1)上にフォトレジスト膜(ベキス
ト社製ポジ型レジスト材料 商品名 AZ1350J)
を均一に塗布し、かつ、フォトマスクを介し光照射して
露光部位のフォトレジスト膜をアルカリ水溶液により溶
解可能な性質に変質させると共に、アルカリ水溶液によ
り溶解除去した後、CHF 102の混合ガスを用いた
反応性イオンエツチング法(RIE)によりレジストl
!J(20)から露出するガラス基板(1)を溶解除去
し、第4図(A>に示すようにガラス基板(1)上に深
さ2μmの凹溝部(10)を形成する。
First, a photoresist film (positive resist material manufactured by Bequist Co., Ltd., product name AZ1350J) is deposited on a glass substrate (product name: Corning 7059) (1) using a spinner device.
The photoresist film at the exposed area is irradiated with light through a photomask to transform it into a property that can be dissolved in an alkaline aqueous solution. The resist l was removed by reactive ion etching (RIE).
! The glass substrate (1) exposed from the J (20) is melted and removed, and a groove (10) with a depth of 2 μm is formed on the glass substrate (1) as shown in FIG. 4 (A>).

次に、スパッタリング法にて500〜1000オングス
トロームのクロム(Cr)膜を上記凹溝部(10)が形
成されたガラス基板(1)上に一様に形成し、かつ、そ
の面上にフォトリゾグラフィー法によりパターン状のレ
ジスト膜を形成した後、硝酸第二セリウムアンモンと過
酸化水素と水との混合物で構成されるエツチング剤を用
いてウェットエツチング処理を施し、第4図(B)に示
すようなゲート電極(2)を形成する。
Next, a chromium (Cr) film of 500 to 1000 angstroms is uniformly formed on the glass substrate (1) on which the groove portion (10) is formed by sputtering, and then photolithography is performed on the surface. After forming a patterned resist film by the method, a wet etching process was performed using an etching agent composed of a mixture of ceric ammonium nitrate, hydrogen peroxide, and water, as shown in Figure 4 (B). A gate electrode (2) is formed.

次いで、上記フォトレジスト膜を除去した侵、真空条件
下においてS + H4/ N H3を用いたプラズマ
CVD (ケミカル・ベイパー・デボジツション、化学
的気相成長法)法によりゲート絶縁膜用の厚さ3000
オングストロームのアモルファス窒化シリコン(Six
N、)製絶縁皮膜(3°)を、また、5tH4を用いた
プラズマCV[)法により厚さ500〜1000オング
ストロームのイントリンシックアモルファスシリコン(
i−8i)If半導体皮膜(4°)を、また、S i 
H4/ N H3を用いたプラズマCVD法により厚さ
1000〜2000オングストロームのアモルファス窒
化シリコン (S +xN、>1保護膜形成用皮膜とをガラス基板(
1)上に連続的に着膜させ、かつ、その面上にフォトリ
ゾグラフィー法によりパターン状のレジストIIQ(2
1)を形成し、更に、バッフアートフッ酸(フッ酸とフ
ッ化アンモンを体積比1:10の割合いで混合させた混
合物)のエツチング剤を用いたウェットエツチング法に
より上記レジスト膜(21)から露出する保護膜形成用
皮膜を除去して保護膜(5)を形成する(第4図C参照
)。
Next, the photoresist film was removed, and a gate insulating film with a thickness of 3000 mm was formed by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) using S + H4/N H3 under vacuum conditions.
Angstrom amorphous silicon nitride (Six
An insulating film (3°) made of N.
i-8i) If the semiconductor film (4°) is also
Amorphous silicon nitride (S + xN, >1 protective film forming film) with a thickness of 1000 to 2000 angstroms was deposited on a glass substrate (
1) A patterned resist IIQ (2
1), and then the resist film (21) is etched by a wet etching method using an etching agent of buffered hydrofluoric acid (a mixture of hydrofluoric acid and ammonium fluoride in a volume ratio of 1:10). The exposed protective film forming film is removed to form a protective film (5) (see FIG. 4C).

次いで、上記レジストII (21)を除去し、保護膜
(5)の形成されたガラス基板(1)表面について脱脂
処理、洗浄処理を施した後、第4図(D)に示すように
S i H/ P H3を用いたプラズマCVD法によ
り厚さ1000〜1500オンゲスト0−ムのn型アモ
ルファスシリコン製第二半導体皮膜(62)を着膜し、
更にスパッタリング法によりこの上面に1000〜20
00オングストローム厚のクロム製金属皮膜(63)を
着膜させる。
Next, the resist II (21) is removed, and the surface of the glass substrate (1) on which the protective film (5) is formed is degreased and cleaned, and then the Si A second semiconductor film (62) made of n-type amorphous silicon having a thickness of 1000 to 1500 Å is deposited by plasma CVD using H/PH3,
Furthermore, a layer of 1000 to 20
A chromium metal film (63) having a thickness of 0.00 angstroms is deposited.

更に、この面上にフォトレジスト膜を塗布形成し、上述
したフォトリソグラフィー法により第4図(E)に示す
ようなレジスト膜(22)  (22)を形成した後、
硝酸第二セリウムアンモンと過酸化水素と水との混合物
で構成されるエツチング剤を用いてウェットエツチング
処理により露出するクロム製金属皮膜(63)を除去し
、かつ、フッ酸と硝酸とリン酸とを体積比1:10:5
0の割合いで混合させたエツチング剤を用いたウェット
エツチング法により露出するn型アモルファスシリコン
製第二半導体皮g!(62)を溶解除去して第二アモル
ファス半導体層(60)と金R層(61)で構成される
ソース・トレイン電極(6)(7)を形成する。
Furthermore, a photoresist film is applied and formed on this surface, and after forming a resist film (22) (22) as shown in FIG. 4(E) by the above-mentioned photolithography method,
The exposed chromium metal film (63) was removed by wet etching using an etching agent composed of a mixture of ceric ammonium nitrate, hydrogen peroxide, and water, and then etched with hydrofluoric acid, nitric acid, and phosphoric acid. Volume ratio 1:10:5
A second semiconductor skin made of n-type amorphous silicon exposed by a wet etching method using an etching agent mixed at a ratio of 0 g! (62) is dissolved and removed to form source/train electrodes (6) and (7) composed of the second amorphous semiconductor layer (60) and the gold R layer (61).

そして、この面上に1μm厚のアルミニウム(AI)製
金a膜を一様に着膜し、上述したフォトリソグラフィー
法、並びにリン酸、硝酸、酢酸の混合エツチング剤を用
いたウェットエツチング法により不要な金属膜を除去し
て金R層(8)(8)を形成し、第4図(F)に示すよ
うな1WIG1トランジスタを得るものである。
Then, a 1 μm thick aluminum (AI) gold a film is uniformly deposited on this surface, and unnecessary etching is performed using the above-mentioned photolithography method and wet etching method using a mixed etching agent of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid. By removing the metal film and forming gold R layers (8) (8), a 1WIG1 transistor as shown in FIG. 4(F) is obtained.

◎匿m週 この実施例は本発明を「スタガー型」の薄膜トランジス
タに適用したもので、第5図〜第6図に示すようにソー
ス・ドレイン方向(α)へ向かう長方形状の凹溝部(1
0)〜(10)が形成されたガラス基板(1)と、この
基板(1)上に設けられオーミックコンタクト用のn型
アモルファスシリコン製第ニアモルファス半導体層(6
0)とクロム類の金属層(61)で形成されその一部に
金属層(8)(8)が接続されたソース・ドレイン電極
(6)(7)と、このソース・ドレイン電極(6)(7
)上、並びにソース電極(6)とドレイン電8i(7)
間のガラス基板(1〉表面上で上記凹溝部(10)〜(
10)を横切る方向に沿って形成されたイントリンシッ
クアモルファスシリコン製の第一アモルファス半導体層
(4)と、この第一アモルファス半導体層(4)を被覆
する5ixN、製の絶縁膜(30)と、この絶縁11!
!(30)上に形成されたクロム類のゲート電極(2)
とでその主要部が構成されるものである。
This embodiment applies the present invention to a "stagger type" thin film transistor, and as shown in FIGS. 5 and 6, a rectangular concave groove (1
A glass substrate (1) on which 0) to (10) are formed, and a near-amorphous semiconductor layer (6) made of n-type amorphous silicon provided on this substrate (1) for ohmic contact.
Source/drain electrodes (6) (7) formed of 0) and a chromium metal layer (61) to which the metal layers (8) (8) are connected, and the source/drain electrodes (6). (7
), as well as the source electrode (6) and drain electrode 8i (7)
The grooves (10) to (1) on the surface of the glass substrate (1) between
10), a first amorphous semiconductor layer (4) made of intrinsic amorphous silicon formed along the direction transverse to the first amorphous semiconductor layer (4), and an insulating film (30) made of 5ixN covering this first amorphous semiconductor layer (4); This insulation 11!
! (30) Chromium gate electrode formed on (2)
Its main parts are comprised of:

そして、この実施例に係る薄膜トランジスタにおいても
ガラス基板(1)の表面にソース・ドレイン方向(α)
へ向かう長方形状の凹溝部(10)〜(1o)を設けて
いるため、ソース・ドレイン方向(α)と直交する方向
のガラス基板(1)の表面積が部分的に増大すると共に
、このガラス基板(1)の凹溝部(10)〜(10)が
形成された部位でこの凹溝部(10)〜(10)を横切
る方向のガラス基板(1)表面に沿ってソース・ドレイ
ン電極(6)(7)、第一アモルファス半導体層(4)
、絶縁Ill (30) 、及びゲート電極(2)等の
構成部材を積層配置しているため、上記第一アモルファ
ス半導体層(4)におけるソース・ドレイン方向(α)
と直交する方向の長さ寸法が増大することになる。
Also in the thin film transistor according to this embodiment, the surface of the glass substrate (1) is provided with a direction (α) in the source/drain direction.
Since the rectangular grooves (10) to (1o) are provided, the surface area of the glass substrate (1) in the direction orthogonal to the source/drain direction (α) is partially increased, and Source/drain electrodes (6) ( 7), first amorphous semiconductor layer (4)
, the insulation Ill (30), and the gate electrode (2) are arranged in a stacked manner, so that the source/drain direction (α) in the first amorphous semiconductor layer (4)
The length dimension in the direction orthogonal to this will increase.

従って、第一アモルファス半導体層(4)のチャンネル
幅(W)を実質的に増大でき、薄膜トランジスタにおけ
るソース・ドレイン方向(α)と直交する方向の寸法を
縮小させることが可能になるため、その分薄膜トランジ
スタの集積化が図れる利点を有している。
Therefore, the channel width (W) of the first amorphous semiconductor layer (4) can be substantially increased, and the dimension in the direction perpendicular to the source/drain direction (α) of the thin film transistor can be reduced. This has the advantage that thin film transistors can be integrated.

また、その集積度を従来と同様にした場合においては、
第一実施例と同様に第一アモルファス半導体層(4)の
チャンネル幅(W)が従来のそれより著しく広くなるた
め、その分用−アモルファス半導体層(4)の抵抗値が
下がって大きなドレイン電流(I、)が得られる利点を
有している。
In addition, if the degree of integration is the same as before,
As in the first embodiment, the channel width (W) of the first amorphous semiconductor layer (4) is significantly wider than that of the conventional one, so that the resistance value of the amorphous semiconductor layer (4) decreases and a large drain current is generated. (I,) has the advantage of being obtained.

[発明の効果] 本発明は以上のように、絶縁性基板にソース・ドレイン
方向に沿った複数の凹溝を形成しているためソース・ド
レイン方向と直交する方向の表面積が増大し、かつ、こ
の絶縁性基板上に半導体層、ソース・ドレイン電極、絶
縁層、並びにゲート電極を積層配置しているため、上記
半導体層のソース・ドレイン方向と直交する方向の長さ
寸法が増大する。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, since a plurality of grooves are formed along the source/drain direction in an insulating substrate, the surface area in the direction perpendicular to the source/drain direction is increased, and Since a semiconductor layer, a source/drain electrode, an insulating layer, and a gate electrode are stacked on this insulating substrate, the length of the semiconductor layer in the direction orthogonal to the source/drain direction increases.

従って、半導体層のチャンネル幅を実質的に増大させる
ことが可能となりその分薄膜トランジスタのソース・ド
レイン方向と直交する方向の寸法を縮小させることがで
きるため、薄膜トランジスタの高集積化が図れる効果を
有している。
Therefore, it is possible to substantially increase the channel width of the semiconductor layer, and the dimension in the direction perpendicular to the source/drain direction of the thin film transistor can be reduced accordingly, which has the effect of achieving higher integration of the thin film transistor. ing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第4図は本発明の第一実施例を示しており、第
1図はこの実施例に係る薄膜トランジスタの構成斜視図
、第2図は第1図の(ah(a)面断面図、第3図は第
1図の平面図を示し、また、第4図(A)〜(F)は第
一実施例に係るH膜トランジスタの製造工程を示してお
り、第4図(A)〜(F)の(a)は第1図における(
a)−(a)面断面図、第4図(A)〜(F)の(b)
は第1図における (b)−(b)面断面図を夫々示し
、また、第5図〜第6図は本発明の第二実施例を示して
おり、第5図はこの実施例に係る1膜トランジスタの構
成斜視図、第6図は第5図のVl −VI IN断面図
を示し、また、第7図及び第9図は従来における′fa
膜トランジスタの構成斜視図、第8図は第7図の■−■
面断面図、第10図は第9図のX−X面断面図、第11
図(A)〜(C)及び第12図(A)〜(C)はこれ等
薄膜トランジスタの製造工程の一部を示す説明図である
。 [符号説明] (1)・・・基板 (2)・・・ゲート電極 (3)・・・ゲート絶縁膜 (4)・・・第一アモルファス半導体層(6)・・・ソ
ース電極 (7)・・・ドレイン電極 特 許 出 願 人 富士ゼロックス株式会社代  理
  人  弁理士  中  村  智  廣 (外3名
)第 図 第 図 第4 図(E) (a) 第4 (a) 第11図 第12 図
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view of the structure of a thin film transistor according to this embodiment, and FIG. 3 shows the plan view of FIG. 1, and FIGS. 4(A) to 4(F) show the manufacturing process of the H film transistor according to the first embodiment. ) to (F) (a) in Figure 1 (
a)-(a) plane sectional view, (b) of Fig. 4(A)-(F)
1A and 1B are cross-sectional views taken along line (b)-(b) in FIG. 1, and FIGS. 5 and 6 show a second embodiment of the present invention, and FIG. A perspective view of the structure of a single-film transistor, FIG. 6 shows a Vl-VI IN sectional view of FIG. 5, and FIGS. 7 and 9 show a conventional 'fa
A perspective view of the structure of a membrane transistor, Fig. 8 is the same as ■-■ in Fig. 7.
A plane sectional view, Figure 10 is a XX plane sectional view of Figure 9, and Figure 11.
Figures (A) to (C) and Figures 12 (A) to (C) are explanatory diagrams showing a part of the manufacturing process of these thin film transistors. [Explanation of symbols] (1)...Substrate (2)...Gate electrode (3)...Gate insulating film (4)...First amorphous semiconductor layer (6)...Source electrode (7) ...Drain electrode patent Applicant Fuji Xerox Co., Ltd. Representative Patent attorney Tomohiro Nakamura (3 others) Figure 4 Figure 4 (E) (a) Figure 4 (a) Figure 11 12 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 絶縁性基板と、この基板に設けられた半導体層と、この
半導体層に接続されたソース・ドレイン電極と、絶縁層
を介し上記半導体層に対向して配置されたゲート電極と
を備える薄膜トランジスタにおいて、 上記絶縁性基板にソース・ドレイン方向に沿った複数の
凹溝を形成し、この絶縁性基板上に上記半導体層、ソー
ス・ドレイン電極、絶縁層、並びにゲート電極を積層配
置したことを特徴とする薄膜トランジスタ。
[Scope of Claims] An insulating substrate, a semiconductor layer provided on this substrate, source/drain electrodes connected to this semiconductor layer, and a gate electrode placed opposite to the semiconductor layer with an insulating layer interposed therebetween. In the thin film transistor, a plurality of grooves are formed in the insulating substrate along the source/drain direction, and the semiconductor layer, the source/drain electrode, the insulating layer, and the gate electrode are stacked on the insulating substrate. A thin film transistor characterized by:
JP29368188A 1988-11-22 1988-11-22 Thin film transistor Pending JPH02140980A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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