JPH02219241A - Manufacture of thin film transistor - Google Patents

Manufacture of thin film transistor

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JPH02219241A
JPH02219241A JP4059589A JP4059589A JPH02219241A JP H02219241 A JPH02219241 A JP H02219241A JP 4059589 A JP4059589 A JP 4059589A JP 4059589 A JP4059589 A JP 4059589A JP H02219241 A JPH02219241 A JP H02219241A
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crystal semiconductor
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Takeshi Fukada
武 深田
Hisato Shinohara
篠原 久人
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a thin film transistor(TFT) of short channel with superior reproducibility by a method wherein a low resistive non-single crystal semiconductor layer or a part constituting a source drain region composed of a low resistive non-single crystal semiconductor layer and metal is irradiated with laser light, thereby cutting the irradiated part. CONSTITUTION:After a molybdenum film is formed on the whole surface of a glass substrate 1, said film is etched into a specified pattern, thereby forming a gate electrode 2. A silicon nitride film as a gate insulating film 3 is formed on the gate electrode 2, and similarly etched into a specified pattern. Thereon, a non-single crystal silicon film 4 having N-type conductivity type is formed as a low resistive non-single crystal semiconductor layer. Next, the non-single crystal silicon film 4 is subjected to masking of a specified external form pattern of a source drain region and its leading-out electrode, and to dry etching. Next, the non-single crystal silicon film 4 is irradiated with excimer laser light 11, thereby dividing the film 4 into a source region 5 and a drain region 6. Further selective laser processing is performed. Next, an I-type non-single crystal silicon semiconductor film 7 is formed Thereby a TFT can be manufactured with superior reproducibility.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野1 本発明は非単結晶半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタ
(以下にTPTともいう)及びその製造方法に関するも
のであり、特に液晶デイスプレー。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATION FIELD 1 The present invention relates to a thin film transistor (hereinafter also referred to as TPT) using a non-single crystal semiconductor thin film and a method for manufacturing the same, and in particular to a liquid crystal display.

イメージセンサ−等に適用可能な高速応答性を持つ薄膜
トランジスタに関する。
The present invention relates to a thin film transistor with high-speed response that can be applied to image sensors and the like.

r従来の技術1 最近、化学的気相法等によって、作製された非単結晶半
導体薄膜を利用した薄膜トランジスタが注目されている
rPrior Art 1 Recently, thin film transistors using non-single crystal semiconductor thin films produced by chemical vapor deposition or the like have been attracting attention.

この薄膜トランジスタは、絶縁性基板上に前述の如く化
学的気相法等を用いて形成されるので、その作製雰囲気
温度が最高で450°C程度と低温で形成でき、安価な
ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス等を基板として用いる
ことができる。
Since this thin film transistor is formed on an insulating substrate using a chemical vapor phase method as mentioned above, it can be formed at a low temperature of about 450°C at maximum, and it can be formed using inexpensive soda glass or borosilicate. Glass or the like can be used as the substrate.

この薄膜トランジスタは電界効果型であり、いわゆるM
O3FI!Tと同様の機能を有しているが、前述の如く
安価な絶縁性基板上に低温で形成でき、さらにその作製
する最大面積は薄膜半導体を形成する装置の寸法にのみ
限定されるもので、容易に大面積基板上にトランジスタ
を作製できるという利点を持っていた。このため多量の
画素を持つマトリクス構造の液晶デイスプレーのスイッ
チング素子や一次元又は二次元のイメージセンサ等のス
イッチング素子として極めて有望である。
This thin film transistor is a field effect type, so-called M
O3FI! It has the same function as T, but as mentioned above, it can be formed at low temperature on an inexpensive insulating substrate, and the maximum area that can be formed is limited only by the dimensions of the device that forms the thin film semiconductor. It had the advantage that transistors could be easily manufactured on large-area substrates. Therefore, it is extremely promising as a switching element for a liquid crystal display with a matrix structure having a large number of pixels, a one-dimensional or two-dimensional image sensor, and the like.

また、この薄膜トランジスタを作製するにはすでに確立
された技術であるフォト−リソグラフィーが応用可能で
、いわゆる微細加工が可能であり、IC等と同様に集積
化を図ることも可能であった。
In addition, photolithography, which is an already established technique, can be applied to fabricate this thin film transistor, and so-called microfabrication is possible, and it is also possible to achieve integration in the same way as ICs and the like.

この従来より知られたTPTの代表的な構造を第2図に
概略的に示す。
A typical structure of this conventionally known TPT is schematically shown in FIG.

I2のはガラスよりなる絶縁性基板であり、(21)は
非単結晶半導体よりなる薄膜半導体、(22) 、 (
23)はソースドレイン領域で、(24) 、 (25
)はソースドレイン電極、(26)はゲート絶縁膜で(
27)はゲート電極であります。
I2 is an insulating substrate made of glass, (21) is a thin film semiconductor made of a non-single crystal semiconductor, (22), (
23) is the source/drain region, (24), (25
) is the source/drain electrode, (26) is the gate insulating film (
27) is the gate electrode.

このように構成された薄膜トランジスタはゲート電極(
27)に電圧を加えることにより、ソースドレイン(2
2) 、 (23)間に流れる電流を調整するものであ
ります。
A thin film transistor configured in this way has a gate electrode (
By applying a voltage to source-drain (27),
2) and (23) to adjust the current flowing between them.

この時、この薄膜トランジスタの応答速度は次式で与え
られる。
At this time, the response speed of this thin film transistor is given by the following equation.

S−μ・V/L2 ここでLはチャネル長、μはキャリアの移動度。S-μ・V/L2 Here, L is the channel length and μ is the carrier mobility.

■はゲート電圧。■ is the gate voltage.

この薄膜トランジスタに用いられる非単結晶半導体層は
半導体層中に多量の結晶粒界等を含んでおり、これらが
原因で単結晶の半導体に比べてキャリアの移動度が非常
に小さく、上式より判るようにトランジスタの応答速度
が非常に遅いという問題が発生していた。特にアモルフ
ァスシリコン半導体を用いた時その移動度はだいたい0
.1〜1(cm2/V−3ec )程度で、はとんどT
PTとして動作しない程度のものであった。
The non-single-crystal semiconductor layer used in this thin-film transistor contains a large number of crystal grain boundaries, etc., and due to these, carrier mobility is extremely small compared to a single-crystal semiconductor, which can be seen from the above equation. The problem was that the response speed of the transistor was extremely slow. In particular, when an amorphous silicon semiconductor is used, its mobility is approximately 0.
.. About 1 to 1 (cm2/V-3ec), most T
It was to the extent that it could not function as a PT.

このような問題を解決するには上式より明らかなように
チャネル長を短くすることと、キャリア移動度を大きく
することが知られ、種々の改良が行われている。
As is clear from the above equation, it is known that the solution to such problems is to shorten the channel length and increase carrier mobility, and various improvements have been made.

特にチャネル長りを短くすると、その2乗で応答速度に
影響するので非常に有効な手段である。
In particular, if the channel length is shortened, the response speed will be affected by the square of the length, so this is a very effective means.

しかしながらTPTの特徴である大面積基板上に素子を
形成する場合、フォトリソグラフィー技術を用いて、ソ
ースドレイン間の間隔(だいたいのチャネル長に対応す
る)を10μm以下にすることは、その加工精度1歩留
まり、生産コスト等の面から明らかに困難であり、TP
Tのチャネル長を短くする手段として、フォトリソグラ
フィー技術を使用しない手段が求められている。
However, when forming an element on a large-area substrate, which is a feature of TPT, using photolithography technology to reduce the distance between the source and drain (corresponding to the approximate channel length) to 10 μm or less requires processing accuracy of 1. It is clearly difficult in terms of yield, production cost, etc., and TP
As a means for shortening the channel length of T, a means that does not use photolithography technology is required.

その一つの答えとして、第3図に示すように縦チヤネル
構造のTPTが提案されている。これは基板上にソース
(30)活性領域(31)ドレイン(32)よりなる非
単結晶半導体層を積層したのち、ゲート絶縁膜(33)
を形成しその上にゲート電極(34)を有するものであ
る。
As one answer, a TPT with a vertical channel structure as shown in FIG. 3 has been proposed. In this process, a non-single crystal semiconductor layer consisting of a source (30), an active region (31), and a drain (32) is laminated on a substrate, and then a gate insulating film (33) is formed.
, and has a gate electrode (34) thereon.

この構造の場合、そのチャネル長はほぼ活性領域(31
)の厚みに対応し、活性領域の厚みを調節することによ
り容易にチャネル長を可変できるものであった。
In this structure, the channel length is approximately equal to the active region (31
), the channel length could be easily varied by adjusting the thickness of the active region.

しかしながら、この構造のTPTは非単結晶半導体層を
複数層積層するので、ソースドレイン間の電流が流れる
方向に多数の界面を有していることになり、良好なTP
T特性が得られない。また、電流の流れる方向の断面積
が大きいのでオフ電流が増大するという問題発生し、縦
型TPTは本質的な問題解決とはなっていない。
However, since TPT with this structure has multiple non-single-crystal semiconductor layers stacked, it has many interfaces in the direction in which current flows between the source and drain, resulting in a good TPT.
T characteristics cannot be obtained. Further, since the cross-sectional area in the direction of current flow is large, the problem of increased off-state current occurs, and the vertical TPT does not essentially solve the problem.

r発明の目的j 本発明は前述の如き問題解決するものであり、従来より
知られたTPTに比べて、高速で動作するTPTを複雑
な工程がなく、再現性よく作製する方法を提供すること
をその目的とするものであります。
Purpose of the Invention The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a method for manufacturing a TPT that operates at high speed compared to conventionally known TPTs without complicated processes and with good reproducibility. Its purpose is to

「発明の構成」 本発明は逆コプレナー型の薄膜トランジスタを作製する
に際し、低抵抗の非単結晶半導体層又は低抵抗の非単結
晶半導体層と金属よりなるソースドレイン領域を構成す
る部分に対し、集光されたレーザ光を照射して、前記非
単結晶半導体層又は前記非単結晶半導体層と金属を切断
することを特徴とするものであります。
``Structure of the Invention'' When manufacturing an inverse coplanar thin film transistor, the present invention provides a method for forming an inverse coplanar thin film transistor in which a source/drain region consisting of a low-resistance non-single crystal semiconductor layer or a low-resistance non-single crystal semiconductor layer and a metal is concentrated. The method is characterized in that the non-single crystal semiconductor layer or the non-single crystal semiconductor layer and the metal are cut by irradiating the emitted laser light.

すなわち、この切断された部分に対応する巾がほぼこの
薄膜トランジスタのチャネル長に対応し、レーザ光の加
工中とほぼ同じ短チャネルの薄膜トランジスタを再現性
よく複雑な工程を経ることなく、作製できるものであり
ます。
In other words, the width corresponding to this cut portion approximately corresponds to the channel length of this thin film transistor, and it is possible to fabricate a thin film transistor with a short channel similar to that during laser beam processing with good reproducibility and without going through complicated processes. there is.

以下に実施例により本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below using Examples.

r実施例1」 この実施例1に対応する薄膜トランジスタの概略的な作
製工程を第1図に示す。
rExample 1'' FIG. 1 shows a schematic manufacturing process of a thin film transistor corresponding to Example 1.

まず、ガラス基板(1)としてソーダガラスを用い、こ
のソーダガラス(1)上に公知のスパッタリング法によ
り全面にモリブデン膜を約3000人形成した後、所定
のパターンにエツチング加工し、ゲート電極(2)を形
成した。
First, using soda glass as a glass substrate (1), a molybdenum film is formed on the entire surface of the soda glass (1) by a known sputtering method, and then etched into a predetermined pattern. ) was formed.

この後このゲート電極(2)上にゲート絶縁膜(3)と
して、窒化珪素膜をCVD法にて、300人の厚さに形
成し同様に所定のパターンにエツチング加工した。
Thereafter, a silicon nitride film was formed as a gate insulating film (3) on this gate electrode (2) to a thickness of 300 mm using the CVD method, and was similarly etched into a predetermined pattern.

この上に低抵抗非単結晶半導体層としてN型の導電型を
有する非単結晶珪素膜(4)を形成する。この時の作製
条件は以下のとおりであった。
A non-single-crystal silicon film (4) having N-type conductivity is formed thereon as a low-resistance non-single-crystal semiconductor layer. The manufacturing conditions at this time were as follows.

基板温度       220°C 反応圧力       0. 05TorrRfパワー
(13,56M1(、)   120 W使用ガス  
     5iHn+PH:+膜厚         
1500人 このN型の非単結晶珪素膜(4)は、その形成時にH2
ガスを多量に導入しRfパワーを高くして、微結晶化さ
せて電気抵抗を下げたものを使用してもよい。
Substrate temperature 220°C Reaction pressure 0. 05TorrRf power (13,56M1(,) 120W gas used
5iHn+PH:+film thickness
1,500 people This N-type non-single crystal silicon film (4) was exposed to H2 during its formation.
It is also possible to use a material in which a large amount of gas is introduced, the Rf power is increased, and the electrical resistance is lowered by microcrystallization.

次に公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、この非
単結晶珪素膜(4)をソースドレイン領域及びその取り
出し電極の所定の外形パターンにマスキングを行いCF
4ガスを用いてドライエツチングを行い、第1図(a)
の状態を得た。
Next, using a known photolithography technique, this non-single crystal silicon film (4) is masked into a predetermined external pattern of the source/drain region and its lead-out electrode, and the CF
Dry etching was performed using 4 gases, and the result was shown in Figure 1(a).
I got the status.

次にこの非単結晶珪素膜(4)に対し、被照射面上で巾
2μm長さ10mmの長方形の照射断面となるように光
学系によって集光された波長24B、7nmのエキシマ
レーザ光01)をゲート電極及びゲート絶縁膜に対する
位置に照射し、非単結晶珪素膜(4)をソース領域(5
)とドレイン領域(6)に切断し、第1図(ハ)の状態
を得た。
Next, excimer laser light 01) with a wavelength of 24B and 7 nm is focused on this non-single crystal silicon film (4) by an optical system so that a rectangular irradiation cross section with a width of 2 μm and a length of 10 mm is formed on the irradiated surface. is irradiated to the position relative to the gate electrode and gate insulating film, and the non-single crystal silicon film (4) is exposed to the source region (5
) and drain region (6) to obtain the state shown in FIG. 1(c).

この時のレーザ光の照射条件はパワー密度IJ/cm”
、パルス巾20μSecである。このレーザ光を本実施
例の場合、2パルス照射して非単結晶珪素膜(4)を切
断した。この照射回数及びレーザの条件は被加工物によ
って異なり、本実施例の場合は予備実験を行って前述の
条件を出してその条件を用いた。
The laser beam irradiation conditions at this time are power density IJ/cm"
, the pulse width is 20 μSec. In this example, this laser light was irradiated with two pulses to cut the non-single crystal silicon film (4). The number of irradiations and laser conditions vary depending on the workpiece, and in this example, preliminary experiments were conducted to determine the conditions described above, and those conditions were used.

また本発明は逆コプレナー型の薄膜トランジスタの作製
方法で非単結晶珪素膜(4)の下はゲート絶縁膜(3)
及びゲート電極(2)であるので、下地のゲート絶縁膜
までレーザ加工がなされないように選択的なレーザ加工
を行なう必要がある。
The present invention also provides a method for manufacturing an inverse coplanar thin film transistor, in which a gate insulating film (3) is formed under the non-single crystal silicon film (4).
and the gate electrode (2), it is necessary to perform selective laser processing so as not to extend the laser processing to the underlying gate insulating film.

この選択加工の方法としては、使用するレーザ光の波長
を変えレーザ光の吸収係数の違いを利用することにて選
択加工をおこなった。特に本実施例の場合非単結晶半導
体(4)の下が窒化珪素であるので、レーザ加工のされ
やすさに大きな違いがあり、容易に選択加工を施すこと
が出来た。
This selective processing was carried out by changing the wavelength of the laser light used and utilizing the difference in the absorption coefficient of the laser light. Particularly in this example, since the layer below the non-single crystal semiconductor (4) is silicon nitride, there is a big difference in ease of laser processing, and selective processing can be performed easily.

すなわち、1回のレーザ光照射で加工される深さが同一
材料ではほぼ一定しているので、加工する低抵抗非単結
晶半導体層の厚さに合わせて、その照射回数を設定した
That is, since the depth processed by one laser beam irradiation is almost constant for the same material, the number of irradiations was set according to the thickness of the low resistance non-single crystal semiconductor layer to be processed.

次にこれらの上にI型の非単結晶珪素半導体膜(7)を
公知のプラズマCVD法で約5000人の厚さに形成し
た。その作成したその作製条件を以下に示す。
Next, an I-type non-single crystal silicon semiconductor film (7) was formed on these to a thickness of about 5,000 wafers by a known plasma CVD method. The manufacturing conditions created are shown below.

基板温度        220°C 反応圧力        0.05Torr1?fパワ
ー(13,56M11.)     80 W使用ガス
        SiH4 このようにして第1図(C)に示す薄膜トランジスタを
完成させた。
Substrate temperature 220°C Reaction pressure 0.05Torr1? f power (13,56M11.) 80 W Gas used SiH4 In this way, the thin film transistor shown in FIG. 1(C) was completed.

このように、ソースドレイン間を従来の如くエツチング
して加工しないので10μm以下11本実施例の場合、
約2.6μmのソースドレインの切断部02)の間隔を
容易に形成することができ、短いチャネル長のTPTを
再現性よく作製することができた。
In this way, since the area between the source and drain is not etched as in the conventional case,
It was possible to easily form the interval between the source and drain cut portions 02) of approximately 2.6 μm, and it was possible to fabricate a TPT with a short channel length with good reproducibility.

またソースドレイン間のレーザ切断工程はソースドレイ
ンの外形のエツチング工程のまえに行っても、本発明の
効果をさまたげるものではない。
Furthermore, even if the laser cutting step between the source and drain is performed before the step of etching the external shape of the source and drain, the effects of the present invention will not be hindered.

r実施例2」 第4図に本実施例の作製方法の概略図を示す。rExample 2” FIG. 4 shows a schematic diagram of the manufacturing method of this example.

まず、ソーダガラス基板(1)上に公知のスパッタリン
グ法により全面にモリブデン膜を約3000人形成した
後、所定のパターンにエツチング加工し、ゲート電極(
2)を形成した。
First, a molybdenum film is formed on the entire surface of the soda glass substrate (1) by a well-known sputtering method, and then etched into a predetermined pattern, and the gate electrode (
2) was formed.

一炊にこのゲート電極(2)上にゲート絶縁膜(3)と
して、窒化珪素膜をCVD法にて、150人の厚さに形
成し同様に所定のパターンにエツチング加工した。
In one step, a silicon nitride film was formed as a gate insulating film (3) on this gate electrode (2) to a thickness of 150 mm using the CVD method, and was similarly etched into a predetermined pattern.

この上にモリブデン金属0ωを2000人の厚さに形成
した後にこの上に低抵抗非単結晶半導体層としてP型の
導電型を有する非単結晶珪素膜(4)を形成する。この
時の作製条件は以下のとおりであった。
After forming molybdenum metal 0ω to a thickness of 2000 nm on this, a non-single-crystal silicon film (4) having a P-type conductivity is formed thereon as a low-resistance non-single-crystal semiconductor layer. The manufacturing conditions at this time were as follows.

基板温度       230°C 反応圧力       0.05TorrRfパワー(
13,56MH,)   150 W使用ガス    
   SiH4+B2■6膜厚         20
0人 この場合実施例1とは異なり膜厚は200人とし後工程
で作製するI型半導体層とのオーミックコンタクトをと
る目的だけとした。
Substrate temperature 230°C Reaction pressure 0.05TorrRf power (
13,56MH,) 150W gas used
SiH4+B2■6 film thickness 20
In this case, unlike in Example 1, the film thickness was 200 people, and the purpose was only to make ohmic contact with the I-type semiconductor layer to be fabricated in a later process.

次にこれらを所定のパターンにエツチングして第4図(
a)の状態を得た。
Next, these are etched into a predetermined pattern as shown in Figure 4 (
The state a) was obtained.

次にこのモリブデン膜0ωと低抵抗の非単結晶珪素膜(
4)に対し、被照射面上で直径3μmの円の照射断面と
なるように光学系によって集光された波長1.06nm
のYAGレーザ光03)を照射し、これら被膜をソース
領域(5) (8)とドレイン領域(6)(9)に切断
し、第4図(b)の状態を得た。
Next, this molybdenum film 0ω and a low resistance non-single crystal silicon film (
4), the wavelength of 1.06 nm is focused by the optical system so that the irradiation cross section is a circle with a diameter of 3 μm on the irradiated surface.
The coatings were cut into source regions (5) (8) and drain regions (6) (9) by irradiation with YAG laser light 03) to obtain the state shown in FIG. 4(b).

この時本実施例においてYAGレーザ光は、ソースドレ
インの巾の分だけレーザ光を走査して、ソースドレイン
間を切断した。
At this time, in this embodiment, the YAG laser beam was scanned by the width of the source and drain to cut the gap between the source and drain.

レーザ光の条件は50m’W/nun”でQスイッチに
よる操返し周波数5KHz、走査スピードは50mm/
Secで1度走査することでソースドレイン間の切断を
行うことができた。このソースドレイン間の切断部Q2
1の巾は約4.2μmであった。
The laser beam conditions were 50 m'W/nun'', a Q-switched repetition frequency of 5 KHz, and a scanning speed of 50 mm/n.
By scanning once in Sec, it was possible to cut between the source and drain. This cutting part Q2 between the source and drain
The width of 1 was approximately 4.2 μm.

これらを所定のパターンにパターニング後、次にこれら
の上にI型の非単結晶珪素半導体膜(7)を公知のプラ
ズマCVD法で約5000人の厚さに形成した。その作
成したその作製条件を以下に示す。
After patterning these into a predetermined pattern, an I-type non-single crystal silicon semiconductor film (7) was formed on them to a thickness of about 5000 nm by a known plasma CVD method. The manufacturing conditions created are shown below.

基板温度        220°C 反応圧力        0,05TorrRfパワー
(13,56MH,)     80 W使用ガス  
       5tu4 会 このようにして第中図(C)に示す薄膜トランジスタを
完成させた。
Substrate temperature 220°C Reaction pressure 0.05TorrRf power (13.56MH,) 80W Gas used
5tu4 Meeting In this way, the thin film transistor shown in Fig. 5 (C) was completed.

このようにして、ソースドレイン間を従来の如くエツチ
ングして加工しないので10μm以下、本実施例の場合
、約4.0μmのソースドレイン間隔を容易に形成する
ことができ、短いチャネル長のTPTを再現性よく作製
することができた。
In this way, since the gap between the source and drain is not etched and processed as in the conventional method, it is possible to easily form a source-drain gap of 10 μm or less, approximately 4.0 μm in the case of this example, and to form a TPT with a short channel length. It could be manufactured with good reproducibility.

本実施例の場合、低抵抗半導体層下に金属電極を有して
いるので、その配線抵抗が非常に小さい特徴を有する。
In the case of this embodiment, since the metal electrode is provided under the low-resistance semiconductor layer, the wiring resistance thereof is extremely low.

特に大面積の液晶装置のスイッチング素子としてTPT
を用いる際、この配線抵抗が小さい為に、駆動信号波形
がなまることがなく、多量のTPTを高速で応答させる
ことができ、本発明の提供する高速応答性を有する短チ
ャネルTPTの特徴をさらに有効に利用できるものであ
る。
In particular, TPT is used as a switching element for large-area liquid crystal devices.
When using a short channel TPT, the wiring resistance is small, so the drive signal waveform does not become dull and a large amount of TPT can respond at high speed. It can be used more effectively.

上記の実施例においてレーザ光としてはエキシマレーザ
とYAGレーザを示したが特にこれらレーザに限定され
ることはない。然し集光したレーザ光が半導体層又は金
属層を切断し得る程度にエネルギーを有することが重要
である。
In the above embodiments, excimer laser and YAG laser are used as laser beams, but the invention is not limited to these lasers. However, it is important that the focused laser light has enough energy to cut the semiconductor layer or metal layer.

また、エキシマレーザ光は単位面積当たりの工ネルギー
量が高いので巾がせまく、かつ長さの長い長方形照射断
面に光学系を用いて、集光することができる。この場合
、液晶デイスプレー、イメージセンサ−等、大面積の基
板上に規則正しくTPTが配列された装置の作製に応用
する場合、単時間でこの大面積の基板上に形成される多
数のTPTを加工できるという特徴を有し、これら装置
の低コスト化に果たす役割は大きい。
Furthermore, since excimer laser light has a high amount of energy per unit area, it can be focused using an optical system on a rectangular irradiation cross section with a narrow width and a long length. In this case, when applied to the production of devices such as liquid crystal displays and image sensors in which TPTs are regularly arranged on a large-area substrate, a large number of TPTs formed on this large-area substrate can be processed in a single time. It plays a major role in reducing the cost of these devices.

前述の実施例においてはいずれも珪素半導体を用いた。In all of the embodiments described above, silicon semiconductor was used.

しかしながら本発明のTPT作製方法において、使用可
能な半導体は、珪素のみに限定されることはなく、チャ
ネル長の短いTPTが必要なもので、レーザによって加
工可能なものであれば他の材料でも適用可能である。
However, in the TPT manufacturing method of the present invention, the usable semiconductor is not limited to silicon, but other materials can be used as long as a TPT with a short channel length is required and it can be processed by laser. It is possible.

「効果」 本発明の構成により、ソースドレイン間隔を従来技術に
比較して容易に、短くすることができ、よって容易にチ
ャネル長の短いTPTを作製することが可能となった。
"Effects" According to the configuration of the present invention, the source-drain interval can be easily shortened compared to the conventional technology, and therefore, it has become possible to easily manufacture a TPT with a short channel length.

これによって従来ではキャリアの移動度が小さいために
実現されてもデイスプレー装置、イメージセンサ−等の
スイッチング素子として使用できなかった非単結晶半導
体を用いたTPTを使用することが可能となった。
This has made it possible to use TPTs using non-single crystal semiconductors, which conventionally could not be used as switching elements in display devices, image sensors, etc. even if realized due to low carrier mobility.

また、チャネル長を短くするためにレーザ加工技術を用
いたので、大面積化されても加工精度上の問題はなく、
良好な特性を有するTPTを大面積基板上に多数形成す
ることが非常に容易になった。
In addition, since we used laser processing technology to shorten the channel length, there is no problem with processing accuracy even if the area is increased.
It has become very easy to form a large number of TPTs with good characteristics on a large substrate.

また、フォトリソグラフィ技術を適用する部分において
はマスク合わせの厳密な加工精度が不要であり、TPT
回路の微細化、高集積化を容易に図ることができた。
In addition, in areas where photolithography technology is applied, strict processing precision for mask alignment is not required, and TPT
It was possible to easily miniaturize and increase the integration of circuits.

また、逆コプレナー型であるので、レーザ加工の際に下
地のゲート絶縁膜と非単結晶半導体との選択加工が容易
にでき、工程上の自由度が増し、工業的な応用が広く行
なえる特徴がある。
In addition, since it is an inverted coplanar type, it is easy to selectively process the underlying gate insulating film and non-single crystal semiconductor during laser processing, increasing the degree of freedom in the process and making it suitable for a wide range of industrial applications. There is.

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

第1図(a)〜(c)及び第4図(a)〜(c)は本発
明の一実施例のTPTの製造工程を示す概略図である。 第2図及び第3図は従来のTPTの断面構造を示す。 1 ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ 6 ・ ・ ・ 7 ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ 9 ・ ・ ・ 12・ ・ ・ 11.13・ 基板 ゲート電極 ゲート絶縁膜 低抵抗非単結晶半導体層 ソース領域 ドレイン領域 高抵抗非単結晶半導体層 ソース電極 ドレイン電極 ソース・ドレイン間切断部 ・・・レーザ光
FIGS. 1(a)-(c) and FIGS. 4(a)-(c) are schematic diagrams showing the manufacturing process of TPT according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 show the cross-sectional structure of a conventional TPT. 1 ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ 3 ・ ・ 4 ・ ・ ・ 5 ・ ・ 6 ・ ・ 7 ・ ・ ・ 8 ・ ・ 9 ・ ・ ・ 12 ・ ・ ・ 11.13 Low resistance non-single crystal semiconductor layer Source region Drain region High resistance non-single crystal semiconductor layer Source electrode Drain electrode Cutting area between source and drain...Laser light

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、逆コプレナー型の薄膜トランジスタを作製する際に
絶縁性表面を有する基板上にゲート電極及びゲート絶縁
膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にソース又は
ドレイン領域を構成する低抵抗の非単結晶半導体層を形
成する工程と、前記ゲート電極及びゲート絶縁膜に対応
する位置の前記低抵抗非単結晶半導体層に対し、レーザ
光を照射し、前記低抵抗非単結晶半導体層を切断して、
ソース領域とドレイン領域とに分割する工程と前記切断
部及びソースドレイン領域上に高抵抗の非単結晶半導体
層を形成する工程を含むことを特徴とした薄膜トランジ
スタの作製方法。 2、特許請求の範囲第1項に記載の薄膜トランジスタを
作製する方法において、前記ソース又はドレイン領域を
構成する低抵抗の非単結晶半導体層下には、金属電極が
形成されており、ソース又はドレイン領域を形成するた
めに照射されるレーザ光は前記非単結晶半導体層下の金
属電極も同時に切断していることを特徴とする薄膜トラ
ンジスタの作製方法。
[Claims] 1. A step of forming a gate electrode and a gate insulating film on a substrate having an insulating surface when manufacturing an inverted coplanar thin film transistor, and forming a source or drain region on the gate insulating film. forming a low-resistance non-single-crystal semiconductor layer, and irradiating the low-resistance non-single-crystal semiconductor layer at positions corresponding to the gate electrode and the gate insulating film with laser light; Cutting the semiconductor layer,
1. A method for manufacturing a thin film transistor, comprising the steps of dividing into a source region and a drain region, and forming a high-resistance non-single crystal semiconductor layer on the cut portion and the source/drain region. 2. In the method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, a metal electrode is formed under a low resistance non-single crystal semiconductor layer constituting the source or drain region, and A method for manufacturing a thin film transistor, characterized in that a laser beam irradiated to form a region also cuts a metal electrode under the non-single crystal semiconductor layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5580801A (en) * 1993-08-31 1996-12-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for processing a thin film using an energy beam

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