JPH02196223A - 薄膜半導体装置 - Google Patents

薄膜半導体装置

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JPH02196223A
JPH02196223A JP1015621A JP1562189A JPH02196223A JP H02196223 A JPH02196223 A JP H02196223A JP 1015621 A JP1015621 A JP 1015621A JP 1562189 A JP1562189 A JP 1562189A JP H02196223 A JPH02196223 A JP H02196223A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
type
transparent conductive
film
conductive film
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Application number
JP1015621A
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English (en)
Inventor
Mutsumi Matsuo
睦 松尾
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPH02196223A publication Critical patent/JPH02196223A/ja
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、絶縁性基板等の上にパターン形成された半導
体薄膜と透明導電膜の接続構造に関するL従来の技術〕 絶縁性基板上にパターン形成された半導体薄膜と透明導
電膜の直接接続構造は、アクティブマトリックス基板上
の薄膜トランジスターのソース・ドレイン領域と画素電
極の接続方法として広(使われてきた。
第2図は、アクティブマトリックス基板の等価回路図で
あや。1はデータ線群、2は走査線群であり、各交点に
は薄膜トランジスター5が配置し、データ線の信号は、
ゲート線への走査信号により薄膜トランジスターを介し
て画素電極4に書き込まれ一定周期間保持される。
85図は、前記アクティブマトリックス基板を用いた液
晶パネルの断面構造を示すものである。
アクティブマトリックス基板5上には画素電極4がマト
リックス状に配置し、全面に対向電極6が積層された対
向基板7との間には液晶8が封入されている。9はスベ
ーザーであり、10.11は一対の偏光板である。Iま
たがって、画素電極上の電荷と対向電極間の電位により
、液晶に電界が印加され、液晶を通過する光が偏向され
、一対の偏光板とで透過光量を制御することができるデ
バイスとなる。
第4図、第5図は、前記薄膜トランジスタ・−の断面構
造を示すものである。第4図は、コブラナー構造の多結
晶シリコン薄膜トランジスターであり、第5図は、逆ス
タガー構造の非晶質シリコン簿膜トランジスターである
第4図において、12は絶縁性基板、15は多結晶シリ
コン薄膜、14は熱酸化S i Oz ゲ・−ト絶縁膜
、15はゲート電極、16はソース領域、17はドレイ
ン領域、18はソース線(データ線)、19は画素電極
、20は層間絶縁膜である。
第5図において、12′は絶縁性基板、15′は非晶質
シリコン薄膜、14′は0VDSj、O,ゲート絶縁膜
、15′はゲート電極、16′はソース領域、17′は
ドレイン領域、18′はソース線、19′は画素電極で
ある。通常、非単結晶シリコン薄膜としては、ソース、
ドレイン領域としてN型の多結晶シリコン薄膜や、非晶
質シリコン薄膜を用いることにより、N型の薄膜トラン
ジスターを構成する。6−れは、N型の方が、P型にく
らべ電子のライフタイムが長(移動度が高いためである
[発明が解決しようとする課題] しかし、第4,5図のような従来技術の構造による10
μ屏角の接触面積をもつP型とN型の半導体領域と、透
明導電膜(例えば、錫、インジウムの酸化物)との接触
抵抗の温度依存性をみると第6図に示すように、N型シ
リコン簿膜と、透明導電膜の接触抵抗は500℃前後か
ら、P型シリコンM膜と透明導電膜の場合は450℃前
後から、増加しはじめる。この傾向は、別の半導体薄膜
To* Od、 Sθ等でも同様である。したがってよ
り低い接触抵抗を得るためには、P型を用いるかプロセ
ス温度を500℃以下に設定するのが好ましい。しかし
逆に温度を低く設定すると、次のような問題も発生する
。それは、ゲート絶縁膜中あるいはゲート絶縁膜と半導
体薄膜の界面に発生したトラップ準位による閾値電圧の
変動が激しくなることである。特に、プラズマ放電を伴
う、プラズマOVD装置スパッタ装置では、層間等の絶
縁膜を堆積する際に、ゲート絶縁膜あるいは、界面にプ
ラズマ電荷によるダメージを発生しやすい。
これらのダメージを解除、するには、50011)から
450℃の水素アニール等が必要である。
本発明の目的は、上記のダメージを解除できるアニール
温度を有し、かつ、透明導電膜と半導体薄膜の接触抵抗
を低める構造を提供するものである。
[課題を解決するための手段] 本発明の薄膜半導体装置は、絶縁性基板上に、パターン
形成された第1の半導体簿膜に、透明導電膜を接続した
薄膜半導体装置において、前記第1の半導体薄膜と透明
導電膜の接触部をN型とP型の第2の半導体薄膜に分離
し、前記、N型とP型の第2の半導体薄膜の両方に透明
導電膜を並列接続することを特徴とする。
[作用コ 本発明は、500℃から450℃といったダメージを解
除できるアニール温度でも、第1の半導体薄膜と透明導
電膜の接触抵抗を低減するために、接触領域をN型とP
型の半導体薄膜に分離することに特徴がある。したがつ
て、接触抵抗は第10半導体薄膜とN型半導体薄膜と透
明導電膜とを直結する第1の経路と、第1の半導体薄膜
とを直結する第2の経路の並列接続抵抗となる。第1の
半導体薄膜が仮にN型の場合、第1の経路による抵抗は
、500℃以上で上昇する一方、第2の経路による抵抗
は、N型半導体薄膜とP型半導体薄膜が順方向にバイア
、スされれば450℃近傍まで低抵抗を維持できる。逆
方向にバ、イアスされたときは、第7図に示されるよう
に、PM接合が十分形成されていれば21のように抵抗
が高くなり、PN接合“が形成されなければ25のよう
に抵抗は低(なる。22は、その中間領域を示すもので
、21〜23は第1の半導体薄膜の状況による。
21は、拳結晶薄膜の場合であり、22は非晶質シリコ
ン薄膜の場合であり、25は多結晶シリコン薄膜の場合
である。22から23の場合であれば、第2の経路によ
る抵抗は、順バイアス、逆バイアスを問わず450℃近
傍まで低抵抗を維持できる。
第1の半導体薄膜が仮にP型あれば、上記のような複雑
な構造は必要ないが、非ドープの半導体薄膜でも同様な
ことが言える。例えば水素を十分添加された場合、やや
N型になることがある。
[実施例コ 第1図は、本発明の第1の実施例で゛あり、第4図のコ
プラナー型構造QNチャンネル多・結晶シリコン薄膜ト
ランジスターの改良である。(α)は平面図であり、<
b>は(α)内のA−A’断面図である。
第1図<b>、<b>において、第4図と異なる点は、
ドレイン領域17である。ドレイン領域は、N型多結晶
シリコン薄膜の17−A領域とP型多結晶シリコン薄膜
の17−B領域から成り、透明導電膜から成る画素電極
19とは層間絶縁膜20のコンタクトホールな介して連
結されている製造工程順に示せば、まず、石英基板、高
融点ガラス基板といった絶縁性基板12上に、多結晶シ
リコン薄膜15を減圧OVD法により堆積し、パターニ
ングする。次に熱酸化をしてゲート絶縁膜14を形成し
た後、高濃度不純物をドープした多結晶シリコン薄膜を
堆積し、パターニングしてゲート電極15及びゲート線
を形成する。次に、リン原子をイオン打込して、N型の
ソ°−ス・ドレイン領域1・6,17を形成する。次に
、画素電極側のコンタクトホールの約半分領域だけを開
口するレジストをマスクにして、ボーロン原子をイオン
打込みして、P型の領域を形成する。次に、高温アニー
ルをすると、N型多結晶シリコン薄膜領域17−AとP
型多結晶シリコン薄膜領域17−Bからなるドレイン領
域が形成される。次に、qvD法により層間絶縁膜20
を堆積したあと、コンタクトホールな開口する。次に、
透明導電膜を堆積しパターニングして、画素電極19を
At等の金属薄膜を堆積しパターニングして、At線1
8を形成する。
画素電極側のコンタクト抵抗は、N型多結晶シリコン薄
膜17−Aと透明導電膜19の第1の経路からなる接触
抵抗と、N型多結晶シリコン薄膜17−AとP型多結晶
シリコン薄膜17−Bと透明導電膜19の第2の経路か
らなる接触抵抗に並割される。第1の経路からなる接触
抵抗は、アニール温度が300℃以上で上昇するものの
、第2の経路からなる接触抵抗は、PM接合ができない
ため、順方向、逆方向のバイアスのどちらでも低抵抗を
維持できるため、4コンタクト抵抗は、はとんど第2の
経路に支配される。
第8図は、本発明の第2の実施例であり、第5図のスタ
ガー型構造のNチャンネル非晶質薄膜トランジスターの
改良である。(α)は平面図であり、(b)は(α)内
のA−A’断面図である。
第8図(α) (b)において第5図と異なる点は、ド
レイン、領域17′である。ドレイン領域はN型非晶質
シリコン薄膜の17′−A領域とP型非晶質シリコン薄
膜の17’−B領域から成り、透明導電膜からなる画素
電極19′と接触している。
製造工程順に示せば、まず、高融点ガラス基板(例えば
コーニング社製7059)といった絶縁性基板12′上
に、金属薄膜を堆積し、パターニングしてゲート電極1
5′を形成する。次に、プラスff0VD法により、O
’VDSiO,ゲート絶縁膜、非晶質シリコン薄膜、リ
ンドープしたN型非晶質シリコン薄膜を連続で堆積する
。次に、パターニングして、チャンネル部の非晶質シリ
コン薄膜15 Z、′とN型のソース・ドレイン領域1
6′と17′を形成する1次に、ドし・イン領域17′
の一部17’−Bのみを開口したレジストをマスクにし
てボロンなイオン打込みし、N型のドレイン領域17’
−AとP型のドレイン領域17’ −Bを形成する。次
に、透明導電膜を堆積L、バターニングして画素電極i
9’、A、4等の金属簿膜を堆積し、バターニングして
ソース線18′を形成する。
第1図と、同様に、ドレイン領域17′は、画素電極1
9′をjH接接続する。PN接合は、非晶質シリコンの
方が多結晶シリコン薄膜よりできやすいため第2の経路
による抵抗値は、やや高めになるが、元来、非晶質シリ
コンは移動度が低く、ON抵抗が高いため、問題になる
レベルではない導電膜の場合を示(、ているが、P型の
半導体薄膜や真性半導体簿膜と透明導電膜の場合でもか
まわない。
[発明の効果] 本発明により、半導体薄膜を透明導電膜の接触領域をP
型、N型に分離することで次のよう7.c効果が生まれ
る。
プロセス温度マージンが500℃から450℃と増える
ため、プラズマ発生装置等によるプラズマ電荷による、
ダメージを解除することが可能になり、閾値電圧を安定
に制御することができろ。
し、たがって液晶表示装置の表示むらを少なくすること
が可能である。
本実施例は半導体薄膜として、多結晶シリコン、非晶質
シリコンを用いて説明I7ているが上記以外のもの、例
えばTO,OaS、Od、Sθ等でもよい。
また、本実施例は、N型の半導体薄膜を、透明
【図面の簡単な説明】
第1図(α)、(h)は、本発明の第1の実施例であり
、Nグ・ヤンネル多結晶シリコン薄膜トランジスターの
平面図(α)と断面図(h)である第2図は、アクティ
ブマトリックス基板の等価回路図である。 第3図は、液晶パネルの断面構造を示す図である。 第4図は、コブラナー構造の多結晶シリコン薄膜トラン
ジスターを示す図。第5図は、逆スタガー構造の非晶質
シリコン薄1漠トランジスターの断面構造を示す図であ
る。 第6図は、P型、N型の半導体領域と透明導電膜の接触
抵抗の温度依存性を示す図である。 第7図は、PN接合リーク電流の電圧依存性を示す図で
ある。 第8図(α) (b)は、本発明の第2の実施例を示す
図であり、Nチャンネル非晶質シリコン薄膜トランジス
ターの平面図(α)と断面図(b)である。 1・・・・・・・・・データ線群 2・・・・・・・・・走査線群 5・・・・・・・・・薄膜トランジスター4・・・・・
・・・・画素を極 5・・・・・・・・・アクティブマトリクス基板6・・
・・・・・・・対向電極 7・・・・・・・・・対向基板 8・・・・・・・・・液 晶 9・・・・・・・・・スペーサ・− 〇・・・・・・・・・上偏光板 1・・・・・・・・・下偏光板 ”t12’・・・・・・絶縁性基板 3、.15−・・・・・シリコン薄膜 4 、14’・・・・・・ゲート絶縁膜5  t   
1  5’   ・・・ ・・・ ゲ − ト フでE
 極6 、’16 ’・・・・・・ソース領域’ * 
17’・・・・・・ドレイン領域8 、18’・・・・
・・ソース線 9 、19’・・・・・・画素電極 0・・・・・・・・・層間絶縁膜 1・・・・・・・・・単結晶薄膜のPN接合リーク電流
曲線 22−・・・・・・・・・非晶質薄膜のPN接合リーク
、電流曲線 3・・・・・・・・・多結晶薄膜のPN接合リーク電流
曲線 以 上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性基板上に、パターン形成された第1の半導
    体薄膜に、透明導電膜を接続した薄膜半導体装置におい
    て、前記第1の半導体薄膜と透明導電膜の接触部をN型
    とP型の第2の半導体薄膜に分離し、前記、N型、P型
    の第2の半導体薄膜の両方に透明導電膜を並列接続する
    ことを特徴とする薄膜半導体装置。
  2. (2)前記第1の半導体薄膜は、N型の非単結晶シリコ
    ン薄膜であることを特徴とする請求項1記載の薄膜半導
    体装置。
  3. (3)前記第1の半導体薄膜は、N型の非単結晶シリコ
    ン薄膜からなる薄膜トランジスターのソースあるいはド
    レイン領域であることを特徴とする請求項2記載の薄膜
    半導体装置。
JP1015621A 1989-01-25 1989-01-25 薄膜半導体装置 Pending JPH02196223A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081362A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Samsung Sdi Co Ltd 透明薄膜トランジスタ及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007081362A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Samsung Sdi Co Ltd 透明薄膜トランジスタ及びその製造方法

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