JPH02206132A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

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JPH02206132A
JPH02206132A JP2701489A JP2701489A JPH02206132A JP H02206132 A JPH02206132 A JP H02206132A JP 2701489 A JP2701489 A JP 2701489A JP 2701489 A JP2701489 A JP 2701489A JP H02206132 A JPH02206132 A JP H02206132A
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gate
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Haruo Wakai
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば液晶テレビの液晶表示装置等にスイッ
チング素子として使用される薄膜トランジスタの製造方
法に関する。
近年、液晶テレビ等に使用される液晶表示装置としては
、高コントラスト及び高時分割駆動が要求されるために
、アクティブマトリクス型を用いることが提案されてい
る。このアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、画
素となる透明電極及びこの透明電極に接続されたスイッ
チング素子をマトリクス状に複数配列した基板と、この
基板に配列された複数の透明電極に対向する他方の透明
電極を設けた対向基板と、これらの基板間に封入された
液晶とを備えている。そして、上記のスイッチング素子
として、薄膜トランジスタを用いることが提案されてい
る。
〔従 来 の 技 術〕
従来のスタガ型の薄膜トランジスタの断面構造を第2図
に示す。
同図において、絶縁性基板l上には、ソース及びドレイ
ン電極2.3が設しJられ、その上にオーミックコンタ
クト用のnl−a−3i  (n”アモルファスシリコ
ン)層4が形成され、そしてその上を覆って半導体層と
してのa−Si層5が形成されている。更に、このa−
3iJi!5上にば、ゲート絶縁層6を介し、ソース電
極2の上方からトレイン電極3の上方へかけてゲート電
極7が設りられている。
〔従来技術の問題点〕
ところで、上述したスタガ型薄膜トランジスクを製造す
る工程において、ゲート絶縁膜6上にゲート電極7を形
成する際にパターニング精度の限界から、ソース及びド
レイン電極2.3間のチャネル領域上にのみに形成する
ことは困難であり、ゲート電極7をチャネル領域より広
く形成せざるをえない。すると、ゲート電極7とソース
及びドレイン電極2.3とのオーバラップが生じる。
二〇オーバラップ部分があると、その部分に寄生容量C
が生じ、この寄生容量Cを介してゲート信号がドレイン
側にリークしてしまうという問題が起こる。また、オー
バラップ部分では、ゲート電極7とソース電極2との間
、或いはゲート電極7とドレイン電極3との間で、短絡
が生じやすいという問題もある。
〔発明の目的] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ゲート電極とソース及びトレイン電極
とのオーバラップ部分に生じる寄生容量を低減させ、か
つ短絡を防止することのできる薄膜トランジスタの製造
方法を提供することにある。
〔発明の要点〕
本発明は、上記目的を達成するため、ゲート絶縁層を第
1及び第2の絶縁層からなる2層構造として形成した後
、チャネル領域上方にある第2の絶縁層を除去して、ゲ
ート電極とのオーバラップ部分となるソース及びドレイ
ン電極上方にのみ上記の厚い2層構造を残すようにした
ことを特徴とする。
〔実  施  例〕
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
第1図は、本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一実
施例を示す製造工程図であり、第2図と同様に、スタガ
型の薄膜1ヘタンジスタの製造工程を示した。
まず第1図(a)に示すように、例えばガラスや石英等
の透明な絶縁性基板1の上面に、Cr(クロム)等の金
属材料からなるソース及びトレイン電極2.3をスパッ
タリングや真空薄着等により堆積し、続いてその上にオ
ーミックコンタクト用のn”−a−3i層4をプラズマ
CVD法等により堆積した後、これらをフォトリソグラ
フィ法を用いて一括にパターニングすることにより□ソ
ース及びドレイン電極2.3とn・−a−3i層4を形
成する。
次に、上記のn’ −a−3i層4上を含む基板1の全
面に、a−Si半導体層5と、5iN(窒化シリコン)
からなる第1、第2の絶縁層11.12をプラズマCV
D法等により順次堆積させた後、これらをフォトリソグ
ラフィ法を用いて一括でパターニングする。
ここで、第1、第2の絶縁層11.12を堆積させる際
、それぞれの厚さは、3000〜4000人程度である
。ま変色その堆積の際に、第1、第2の絶縁層11.1
2の組成を調整して、後述するエツチング工程(第1図
(C)参照)におけるエツチング速度が、第1の絶縁層
11と第2の絶縁層12で、例えば1対10程度になる
ようにする。即ち、前記第1、第2の絶縁層11.12
としてSiN膜をプラズマCVD法により堆積し、後の
工程として後述するようなバンファフッ酸を用いたウェ
ットエツチングを施す場合に、堆積の際のガスとしてS
iH4(シラン)、NH3(アンモニア)及びN2  
(窒素)を使用し、これらのガスの流量を第1の絶縁層
11よりも第2の絶縁層12の方がNの割合が過剰にな
るようにするこ七により、第lの絶縁層11よりも第2
の絶縁112の方のエツチング速度が遥かに速くなるよ
うにする。
次に、上記第2の絶縁層12上を含む全面にポジ型のフ
ォトレジストを塗布した後、このフォI・レジストに対
して絶縁性基板1の裏面から露光を施す。この際、ソー
ス及びトレイン電極2.3ε:r光を通さないので、上
記フォトレジストのうぢ、ソース及びドレイン電極2.
3と対応する部分に影ができる。その後、フォトレジス
トを現像して露光部分を除去することにより、第1図(
b)に示すように、ソース及びドレイン電極2.3と同
一パターンのフォトレジスト13を第2の絶縁M12上
に残す。なお、上記の裏面露光の際、光が十分にフォト
レジストに到達するように、a−3i層5を十分に薄く
形成しておくことが望ましい。
続いて、第1図(C)に示すように、上記フォトレジス
ト13をマスクとして第2の絶縁層12にエツチングを
施すことにより、第2の絶縁層12のうち、チャネル領
域上方の部分のみを除去する。
この際、上述したように第1の絶縁層11よりも第2の
絶縁層12に対するエツチング速度を大にしであるので
、例えばエツチング溶液としてバッフプフッ酸を用いる
ことにより、Nの割合の多いSiN膜からなる第2の絶
縁層12のみを選択的に除去することができる。これに
より、ゲート絶縁層としては、ソース及びドレイン電極
2.3の上方にのみ第1及び第2の絶縁層11.12か
らなる2層構造が残り、その間のチャネル領域上方には
第1の絶縁層11のみの1層構造が残る。
最後に、フォトレジスト13を除去し、全面にゲート電
極となるCr等の金属材料をスパッタリングや真空薄着
等により堆積した後、これをフォトリソグラフィ法を用
いてバターニングすることにより、第1図(d)に示す
ように第2の絶縁層12上から第1の絶縁層11上にか
けてゲート電極14を形成する。
以上の工程で得られた薄膜トランジスタは、ソース及び
ドレイン電極2.3の上方に、第1及び第2の絶縁層1
1.12からなる2層構造のゲート絶縁層を有し、一方
、ソース及びドレイン電極2.3間のチャネル領域上方
には、第1の絶縁層11のみからなる1層構造のゲート
絶縁層を有している。すなわち、ソース及びドレイン電
極2.3上には、チャネル領域上の2倍の厚さのゲート
絶縁層が存在する。このことから、従来と同様にゲート
電極14がソース及びドレイン電極2.3とオーバラッ
プして形成されたとしても、そのオーバラップ部分には
2層構造の厚いゲート絶縁層が存在するので、そこに生
しる寄生容量を著しく低減させることができる。しかも
、ゲート電極14とソース及びドレイン電極2.3とは
、厚い絶縁層を介しているので、これらの間の短絡も防
止できる。
なお、上記の実施例ではスタガ型の場合を示したが、本
発明はこれに限らず、例えばコプラナ型の薄膜トランジ
スタにも適用できる。コプラナ型の基本構造は、基板上
に形成されたa−3i層上にソース及びドレイン電極が
形成され、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極が
形成されたものである。よって、この場合には、ゲート
絶縁層及びゲート電極の形成工程に、第1図(a)〜(
d)に示した第1、第2の絶縁層11.12及びゲート
電極14の形成工程をそのまま適用することにより、第
1図(d)に示したものと同様にソース及びドレイン電
極上のゲート絶縁層のみを厚く形成することができる。
また、上記の各実施例では半導体層としてaSi層を用
いたが、半導体薄膜としての特性が良好なものであれば
、その他の半導体材料を用いてもよいことは勿論である
更に、第1、第2の絶縁層も、上述したようなSiN膜
に限らず、ゲート絶縁層に適した特性を有し、かつ第2
の絶縁層だけを選択除去できるものであれば、各種のも
のを使用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、ドレイン電極と
のオーバラップ部分となるソース及びトレイン電極上方
にのみ、2層構造からなる厚いゲート絶縁層を形成する
ようにしたので、オーバラップ部分に生しる寄生容量を
著しく低減させることができ、かつ短絡をも防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の薄膜トランジスタの製
造方法の一実施例を示す製造工程図、 第2図は従来の薄膜トランジスタの1tJr面構成回で
ある。 l・・・絶縁性基板、 2・・・ソース電極、 3・・・ドレイン電極、 4−−−n4−a−3i層、 5・・・a−3i層、 11・・・第1の絶縁層、 12・・・第2の絶縁層、 13・・・フォトレジスト、 14・・・ゲート電極。 特許出願人  カシオ計算機株式会社 (C1) (b) (C) (d)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ゲート絶縁層の下方にソース及びドレイン電極が配置さ
    れ、かつゲート絶縁層の上方にゲート電極が配置された
    薄膜トランジスタの製造方法において、 第1及び第2の絶縁層を順次積層して2層構造からなる
    ゲート絶縁層を形成する工程と、 該2層構造のゲート絶縁層のうち、前記ソース及びドレ
    イン電極間に対応する部分の第2の絶縁層を除去して、
    第1の絶縁層のみとし、前記ソース及びドレイン電極の
    上方に位置する部分に前記第1及び第2の絶縁層からな
    る2層構造のゲート絶縁膜とする工程と、 前記ソース及びドレイン電極間の第1の絶縁層上から前
    記ソース及びドレイン電極上方の第2の絶縁層上にかけ
    てゲート電極を形成する工程とを備えたことを特徴とす
    る薄膜トランジスタの製造方法。
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