JPH02310932A - Manufacture of inverted stagger-type thin-film transistor - Google Patents

Manufacture of inverted stagger-type thin-film transistor

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JPH02310932A
JPH02310932A JP13227189A JP13227189A JPH02310932A JP H02310932 A JPH02310932 A JP H02310932A JP 13227189 A JP13227189 A JP 13227189A JP 13227189 A JP13227189 A JP 13227189A JP H02310932 A JPH02310932 A JP H02310932A
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JP
Japan
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film
layer
semiconductor
plasma
doped
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JP13227189A
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Japanese (ja)
Inventor
Wakahiko Kaneko
若彦 金子
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To omit a photolithographic process and an etching process and to reduce the number of processed by a method wherein a doped layer is formed in such a way that impurities are contained directly in a semiconductor by using a plasma doping method by making use of a protective layer on a semiconductor layer as a mask. CONSTITUTION:A second nitride Si insulating film 109 situated in an uppermost layer is processed by using a photolithographic technique and a dry etching technique; it is patterned as a protective film 110 at the upper part of a gate electrode 102. An a-Si:H semiconductor film 104 is exposed to a high-frequency plasma in an atmosphere of phosphine gas 111 using hydrogen as a base under conditions at a pressure of 200 Pa, at a substrate temperature of 200 deg.C and an RF output of 0.05W/cm<2>; phosphorus is plasma-doped; a doped layer 105 is formed. Under the doping conditions, a phosphorus concentration in a-Si:H in the doped layer 105 amounts to 10<20> to 10<21> (atm/cm<2>) and displays a sufficient n<+> characteristic as an ohmic contact layer. During this plasma doping process, the sufficiently thick protective film 110 disturbs that phosphorus is plasma-doped to the a-Si:H film at its lower part; as a result, it is not required to use a photoresist or the like especially.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、逆スタガー型薄膜トランジスタの製造方法に
関する。より詳細には、液晶ディ子フツイ等に用いられ
る薄膜トランジスタアレイの逆スタガー型薄膜トランジ
スタの製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing an inverted staggered thin film transistor of a thin film transistor array used in a liquid crystal display, etc.

従来の技術 液晶を利用した表示装置は低消費電力で小型軽量、しか
もフルカラー表示にも比較的容易に対応できることから
テレビ受像管に代わる平板型ディスプレイとじて最も注
目されている。中でも画面を構成する画素ごとにトラン
ジスタなどの能動素子を設けて駆動するアクティブマト
リクス方式のものは高いコントラスト比が得られる上高
精彩化、大画面化に対しても有利であるため現在量もさ
かんに研究されている方式である。
BACKGROUND ART Display devices using liquid crystals are attracting the most attention as flat-panel displays that can replace television picture tubes because they have low power consumption, are small and lightweight, and can relatively easily handle full-color display. Among them, the active matrix type, in which each pixel that makes up the screen is provided with an active element such as a transistor to drive it, is currently in high demand as it provides a high contrast ratio and is also advantageous for high definition and large screens. This method is currently being researched.

このアクティブマトリクス方式で用いる能動素子の方式
には、三端子動作の薄膜トランジスタ(以下、TPTと
記す)方式や二端子素子の非線形ダイオード(以下、M
IMと記す)方式等があるが、現在のところ駆動制御の
容易さやコントラスト比の有利さでTFT方式が主流と
なっている。
Active element systems used in this active matrix system include a three-terminal thin film transistor (hereinafter referred to as TPT) system and a two-terminal element nonlinear diode (hereinafter referred to as M
Currently, the TFT method is the mainstream due to its ease of drive control and advantageous contrast ratio.

しかし、このTFT方式の場合その素子構造の複雑さの
ために工程数が多く、そのために生じるコスト高や歩留
りの低下が大きな問題となる。
However, in the case of this TFT method, the number of steps is large due to the complexity of the element structure, and the resulting high cost and reduction in yield are major problems.

従来のこの種の薄膜トランジスタの製造方法は、チャネ
ル掘込み型と端子掘込み型の2種類に大別される。第2
図(a)〜(f)にチャネル掘込み型の工程を図示する
。この工程では、まずガラス基板201上にゲート電極
202を形成する(第2図(a))。その上に窒化Si
 (SiN、)絶縁膜203と水素化アモルファスシリ
コン(以下a−Si:Hと記す)半導体膜204および
電極とのオーミックコンタクトを確保するための低抵抗
ドーピング膜205をプラズマCVD等の方法により形
成する(第2図の))。その後、半導体膜およびドーピ
ング膜をエツチングによりアイランド層206に加工す
る(第2図(C))。さらにその上にソース207およ
びドレイン208電極を形成してから(第2図(d))
、ドーピング膜205をエツチングしてチャネルを形成
しく第2図(e))、窒化Si保護層210を形成して
TPTが完成される(第2図(f))。
Conventional methods for manufacturing thin film transistors of this type are roughly divided into two types: channel digging type and terminal digging type. Second
Figures (a) to (f) illustrate the channel digging type process. In this step, first, a gate electrode 202 is formed on a glass substrate 201 (FIG. 2(a)). On top of that, Si nitride
(SiN) insulation film 203, hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si:H) semiconductor film 204, and a low resistance doping film 205 for ensuring ohmic contact with the electrodes are formed by a method such as plasma CVD. (Figure 2)). Thereafter, the semiconductor film and the doped film are processed into an island layer 206 by etching (FIG. 2(C)). Furthermore, after forming source 207 and drain 208 electrodes thereon (FIG. 2(d))
Then, the doped film 205 is etched to form a channel (FIG. 2(e)), and a Si nitride protective layer 210 is formed to complete the TPT (FIG. 2(f)).

また、第3図(a)〜(g)に端子掘込み型の工程を図
示する。この工程の場合は、基板301上にゲート電極
302を形成しく第3図(a)) 、その上に第1の窒
化Si絶縁膜303とa−3i:H半導体膜304と第
2の窒化S1絶縁膜309をプラズマCVD等の方法に
より形成する(第3図ら))。次に第2の窒化S1絶縁
膜309をエツチングにより保護膜310に加工しく第
3図(C)) 、さらにa−3i:H半導体膜304を
エツチングによりアイランド層306に加工する(第3
図(d))。
Further, FIGS. 3(a) to 3(g) illustrate the terminal digging type process. In this step, a gate electrode 302 is formed on a substrate 301 (FIG. 3(a)), and a first Si nitride insulating film 303, an a-3i:H semiconductor film 304, and a second nitride S1 are formed thereon. An insulating film 309 is formed by a method such as plasma CVD (see FIG. 3). Next, the second nitride S1 insulating film 309 is etched to form a protective film 310 (FIG. 3C), and the a-3i:H semiconductor film 304 is further etched to form an island layer 306 (FIG. 3C).
Figure (d)).

そして電極とのオーミックコンタクトを確保するための
低抵抗のSi: Hドーピング膜305をプラズマCV
D等の方法によってこのアイランド層306の上に形成
した後(第3図(e)) 、ソース部分とドレイン部分
とにエツチングにより分離しく第3図(f))、その後
、その上にそれぞれソース電極307およびドレイン電
極308を形成することによりTPTを形成する(第3
図((イ))。
Then, a low resistance Si:H doped film 305 to ensure ohmic contact with the electrode is formed by plasma CVD.
After forming the island layer 306 by a method such as D (FIG. 3(e)), it is separated into a source portion and a drain portion by etching (FIG. 3(f)), and then a source is formed on each of them. A TPT is formed by forming an electrode 307 and a drain electrode 308 (third
Figure ((a)).

発明が解決しようとする課題 上述した従来のTPTの製造方法のうち、チャネル掘込
み型では、エツチングによる掘込み深さの制御性の問題
から半導体膜の厚さのマージンを大きめにしなければな
らない。そのためTPTの電気的特性を十分に発揮でき
なくなるという問題がある。例えばドーピング膜厚が5
00人程度の場合でも、100mmX 100mmの面
内のドーピング膜をエツチングにより完全に除去すると
、その下層にある半導体膜も500〜1000人程オー
バーエッチされる。この厚さを計算すると、前記半導体
膜の厚さは、最低2000人としなければならない。こ
のため、200人程度の半導体層で形成された他のTP
T素子に較べると、ON電流が半分以下に減少し、フォ
トキャリアの生成率が大幅に増加するため、光照射時の
OFF抵抗が下がってしまうという欠点がある。
Problems to be Solved by the Invention Among the conventional TPT manufacturing methods described above, in the channel trench type, a margin for the thickness of the semiconductor film must be made large due to the problem of controllability of the trench depth by etching. Therefore, there is a problem that the electrical characteristics of TPT cannot be fully exhibited. For example, the doping film thickness is 5
If the doped film in a plane of 100 mm x 100 mm is completely removed by etching, the underlying semiconductor film will also be over-etched by about 500 to 1,000 people. When calculating this thickness, the thickness of the semiconductor film must be at least 2000. For this reason, other TPs formed with about 200 semiconductor layers
Compared to a T element, the ON current is reduced to less than half, and the photocarrier generation rate is significantly increased, resulting in a disadvantage that the OFF resistance during light irradiation is lowered.

また、端子掘込み型の工程では、ドーピング膜の形成が
アイランド層の形成の後となる。そのため、ドーピング
膜と半導体膜の界面が大気や水、フォトレジスト等と接
触する。従って、TPTの電気的特性が劣化する。さら
に、ドーピング膜の成膜、フォトリングラフおよびエツ
チングのためにどうしても工数が増えてしまうという欠
点がある。
Furthermore, in the terminal digging type process, the doping film is formed after the island layer is formed. Therefore, the interface between the doped film and the semiconductor film comes into contact with the atmosphere, water, photoresist, and the like. Therefore, the electrical characteristics of TPT deteriorate. Furthermore, there is a drawback that the number of man-hours inevitably increases due to doping film formation, photophosphorography, and etching.

上記のドーピング膜は、チャネル掘込み型、端子掘込み
型のいずれの方法においても、ソース電極およびドレイ
ン電極と半導体膜とのオーミックコンタクトを確保する
ために必要不可欠なものであ′った。
The above-mentioned doping film is indispensable for ensuring ohmic contact between the source electrode and the drain electrode and the semiconductor film in both the channel digging type and terminal digging type methods.

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
た工数が少なく、高性能なTPTが得られる逆スタガー
型薄膜トランジスタの製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor that solves the problems of the prior art described above, requires less man-hours, and provides a high-performance TPT.

課題を解決するための手段 本発明に従うと、基板上に形成されたゲート電極と、該
ゲート電極上に絶縁層を介して形成された半導体アイラ
ンド層と、該半導体アイランド層とそれぞれ不純物をド
ーピングされた半導体膜を介して結合されているソース
電極およびドレイン電極とを具備する逆スタガー型薄膜
トランジスタを製造する方法において、前記ゲート電極
を含めた基板表面上に第1の絶縁膜、半導体膜および第
2の絶縁膜を連続して積層させて形成し、前記第2の絶
縁膜を保護層に成形し、該保護層をマスクとして前記半
導体膜の該保護層に覆われていない部分にプラズマドー
ピング法により不純物をドーピングし、前記半導体膜の
前記保護層に覆われた部分を半導体アイランド層とする
ことを特徴とする逆スタガー型薄膜トランジスタの製造
方法が提供される。
Means for Solving the Problems According to the present invention, a gate electrode formed on a substrate, a semiconductor island layer formed on the gate electrode via an insulating layer, and a semiconductor island layer each doped with an impurity. A method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor comprising a source electrode and a drain electrode coupled via a semiconductor film, in which a first insulating film, a semiconductor film and a second the second insulating film is formed as a protective layer, and using the protective layer as a mask, a portion of the semiconductor film not covered with the protective layer is subjected to plasma doping. There is provided a method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor, characterized in that a portion of the semiconductor film covered with the protective layer is formed into a semiconductor island layer by doping with impurities.

作用 従来の逆スタガー型薄膜トランジスタの製造方法に対し
、本発明の方法では、ドーピング層を半導体膜上に成膜
せず、第1の絶縁膜、半導体膜および第2の絶縁膜を大
気にさらすことなく連続して積層して成膜する。その後
に、プラズマドーピング法により、半導体膜の一部をド
ーピング層とする。従って、膜界面を汚すことなく薄膜
トランジスタの形成ができる上、チャネル部分を保護層
でマスクした上でドーピングを行うので、チャネル掘込
みが不要となる。そのため、半導体層が薄くでき、フォ
トリングラフィおよびエツチングの工程数が少なくなり
、電気的特性の良い逆スタガー型薄膜トランジスタが従
来よりも少ない工程数で製造できる。
Function: In contrast to the conventional manufacturing method of an inverted stagger type thin film transistor, the method of the present invention does not form a doping layer on the semiconductor film, and exposes the first insulating film, the semiconductor film, and the second insulating film to the atmosphere. Films are formed by laminating them continuously. After that, a part of the semiconductor film is made into a doped layer by a plasma doping method. Therefore, a thin film transistor can be formed without contaminating the film interface, and since doping is performed after masking the channel portion with a protective layer, there is no need to dig a channel. Therefore, the semiconductor layer can be made thinner, the number of photolithography and etching steps can be reduced, and an inverted staggered thin film transistor with good electrical characteristics can be manufactured with fewer steps than before.

以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the following disclosure is merely an example of the present invention and does not limit the technical scope of the present invention in any way.

実施例1 第1図(a)〜(f)に、本発明の方法に従う工程の一
例を素子の縦断面図により示す。
Example 1 FIGS. 1(a) to 1(f) show an example of a process according to the method of the present invention using longitudinal cross-sectional views of a device.

まず、第”1図(a)に示すよう、ガラス基板101上
にゲート電極102を形成する。本実施例では、ガラス
基板101は低アルカリで表面研磨されたl mm厚の
ものを使用し、この表面上にスパッタ法により金属クロ
ム膜を1400人の厚さに形成した後、ドライエツチン
グ技術を用いて所望するパターンのゲート電極102を
形成した。
First, as shown in FIG. 1(a), a gate electrode 102 is formed on a glass substrate 101. In this embodiment, a glass substrate 101 with a thickness of 1 mm whose surface has been polished with a low alkali is used. A metal chromium film was formed on this surface to a thickness of 1400 mm by sputtering, and then a gate electrode 102 with a desired pattern was formed using dry etching technology.

次に第1図0))に示すよう、膜厚3000 Aの第1
の窒化S1絶縁膜103と膜厚150人のa−3i :
 H半導体膜104と膜厚3500 Aの第2の窒化5
ilA縁膜109とを、大気にさらすことなく、成膜チ
ャンバ内で順次プラズマCVD法により連続成膜した。
Next, as shown in Fig. 10)), the first
A-3i with a nitride S1 insulating film 103 and a film thickness of 150:
H semiconductor film 104 and second nitrided film 5 with a film thickness of 3500 A
The ilA edge film 109 and the ilA edge film 109 were sequentially formed by plasma CVD in a film forming chamber without being exposed to the atmosphere.

プラズマCVD装置は、平行平板電極型で前述の成膜が
膜ごとに独立した成膜槽内で行なえるものを用いて行っ
た。
The plasma CVD apparatus used was a parallel plate electrode type device in which the above-described film formation could be performed in an independent film formation tank for each film.

その後、第1図(C)に示すよう、最上層にある第2の
窒化S1絶縁膜109をフォトリングラフィとドライエ
ツチング技術を用いて加工し、ゲート電極102の上方
に保護膜110としてパターン化した。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, the second nitride S1 insulating film 109 in the uppermost layer is processed using photolithography and dry etching techniques, and patterned as a protective film 110 above the gate electrode 102. did.

このドライエツチングは、四フッ化炭素と酸素を主成分
とするエツチングガスを用い、圧力約10Pa程度のプ
ラズマ放電中にて行うことにより、a−5i:H半導体
膜104との選択比を十分に大きくとることができる。
This dry etching is performed in plasma discharge at a pressure of approximately 10 Pa using an etching gas containing carbon tetrafluoride and oxygen as main components, thereby ensuring a sufficient etching selectivity with respect to the a-5i:H semiconductor film 104. It can be made large.

その次に第1図(d)に示すよう、a−3i:H半導体
膜104をドライエツチング技術により、アイランド層
106にパターン化した。このドライエツチングは、四
塩化炭素と酸素およびヘリウムを主成分とするエツチン
グガスを用い、圧力的10Paのプラズマ放電中で行う
ことにより、下層の第1の窒化Si絶縁膜103との選
択比を十分に大きくとることができる。
Next, as shown in FIG. 1(d), the a-3i:H semiconductor film 104 was patterned into an island layer 106 by dry etching. This dry etching is performed in a plasma discharge at a pressure of 10 Pa using an etching gas containing carbon tetrachloride, oxygen, and helium as main components, so that the etching selectivity with respect to the first Si nitride insulating film 103 in the lower layer is sufficiently high. It is possible to take a large amount.

次に第1図(e)に示すよう、保護膜110をマスクと
して、水素ベース5000ppIT1のホスフィンガス
111雰囲気中で、圧力200Pa 、基板温度200
℃、RF出力0.05W/cdの条件でa−3i:H半
導体膜104を高周波(13,56MHz)プラズマに
さらして、リンのプラズマドーピングを行い、ドーピン
グ層105の形成を行った。本ドーピング条件下では、
ドーピング層105のa−3i: H中のリン濃度は1
020〜10”(atm/cnf)になり、オーミック
接触層として十分なn゛特性示す。このプラズマドーピ
ング工程では、十分に厚い保護膜110が、その下の部
分のa−3i:H半導体膜へのリンのプラズマドーピン
グを妨げるため、フォトレジスト等を用いる必要は特に
ない。
Next, as shown in FIG. 1(e), using the protective film 110 as a mask, a hydrogen-based phosphine gas 111 with a pressure of 200 Pa and a substrate temperature of 200
The a-3i:H semiconductor film 104 was exposed to high frequency (13.56 MHz) plasma under the conditions of 0.degree. Under this doping condition,
a-3i of doping layer 105: Phosphorus concentration in H is 1
020 to 10" (atm/cnf), exhibiting sufficient n' characteristics as an ohmic contact layer. In this plasma doping process, a sufficiently thick protective film 110 is deposited onto the underlying a-3i:H semiconductor film. There is no particular need to use a photoresist or the like since it prevents plasma doping of phosphorus.

そして、第1図(f)に示すよう2000人の厚さの金
属クロム膜をスパッタ法により形成し、これをドライエ
ツチング法を用いてエツチング加工してソース電極10
7およびドレイン電極108を形成する。
Then, as shown in FIG. 1(f), a metal chromium film with a thickness of 2000 mm was formed by sputtering, and this was etched using dry etching to form the source electrode 10.
7 and a drain electrode 108 are formed.

10Pa程度の減圧下でエッチャントに四塩化炭素と酸
素の混合ガスを使用して、上記のエツチングを行うこと
により、下地の窒化Si膜110に対して十分大きな選
択比を確保できる。
By performing the above etching under reduced pressure of about 10 Pa using a mixed gas of carbon tetrachloride and oxygen as an etchant, a sufficiently large selectivity with respect to the underlying Si nitride film 110 can be ensured.

以上の工程により、本発明の方法に従う逆スタガー型薄
膜トランジスタの形成は完了する。
Through the above steps, the formation of an inverted staggered thin film transistor according to the method of the present invention is completed.

実施例2 第4図(a)〜(f)に、本発明の方法の第2の実施例
の工程の模式的縦断面図を示す。第4図(a)〜(C)
の工程は、実施例1の第1図(a)〜(C)の工程と全
(等しい。
Example 2 FIGS. 4(a) to 4(f) show schematic longitudinal cross-sectional views of steps in a second example of the method of the present invention. Figure 4 (a) to (C)
The steps are completely (equal) to the steps in FIGS. 1(a) to (C) of Example 1.

実施例1と同様、低アルカリで表面研磨された1++u
n厚のガラス基板401上にスパッタ法により金属クロ
ム膜を1400人の厚さに形成した後、ドライエツチン
グ技術を用いてゲート電極402を形成したく第4図(
a))。次に、実施例1と同様なプラズマCVD装置を
用いて、膜厚3000人の第1の窒化Si絶縁膜403
、膜厚150 人のa−5i:H半導体膜404および
膜厚3500人の第2の窒化S1絶縁膜409を、大気
にさらすことなく、成膜チャンバ内で連続成膜した(第
4図(b))。その後、第2の窒化Si膜409をフォ
トリソグラフィとドライエツチング技術を用いて加工し
、ゲート電極402の上方に保護膜410としてパター
ン化した(第4図(C))。
1++u surface polished with low alkali as in Example 1
After forming a metal chromium film to a thickness of 1,400 mm on a glass substrate 401 with a thickness of n by sputtering, a gate electrode 402 is formed using a dry etching technique (see FIG. 4).
a)). Next, using a plasma CVD apparatus similar to that in Example 1, a first Si nitride insulating film 403 with a thickness of 3000 was formed.
, an a-5i:H semiconductor film 404 with a thickness of 150 mm and a second nitride S1 insulating film 409 with a thickness of 3500 mm were successively deposited in a deposition chamber without exposure to the atmosphere (see Fig. 4). b)). Thereafter, the second Si nitride film 409 was processed using photolithography and dry etching techniques to form a pattern as a protective film 410 above the gate electrode 402 (FIG. 4(C)).

次に第4図(d)に示すよう、保護膜410をマスクと
して、水素ベース5000ppmのホスフィンガス41
1雰囲気中で、圧力200Pa 、基板温度200℃、
RF出力0.05W/cJの条件で高周波(13,56
MI(z)プラズマ中にて、a−3i:H半導体膜40
4にリンのプラズマドーピングを行い、ドーピング層4
05を形成した。
Next, as shown in FIG. 4(d), using the protective film 410 as a mask, 5000 ppm of hydrogen-based phosphine gas 41
1 atmosphere, pressure 200 Pa, substrate temperature 200°C,
High frequency (13,56
In MI(z) plasma, a-3i:H semiconductor film 40
4 is subjected to phosphorus plasma doping to form a doped layer 4.
05 was formed.

さらに、第4図(e)に示すよう、ドーピング層405
をフォトリングラフィおよびドライエツチング法によっ
てエツチングし、アイランド層406の形成を行った。
Furthermore, as shown in FIG. 4(e), a doping layer 405
was etched by photolithography and dry etching to form an island layer 406.

上記のエツチングは、ドーピング層405のソースおよ
びドレイン電極とオーミックコンタクトを形成する部分
を除いて行った。エッチャントには、四塩化炭素および
酸素、ヘリウムを主成分とする混合ガスを用い、圧力1
0Pa、 RF出力0.25W / ctlでエツチン
グすることにより、下地の窒化S1膜403との選択比
を十分に大きく取ることができた。
The above etching was performed except for the portions of the doped layer 405 that would form ohmic contacts with the source and drain electrodes. For the etchant, a mixed gas containing carbon tetrachloride, oxygen, and helium as main components is used, and a pressure of 1
By etching at 0 Pa and RF output of 0.25 W/ctl, a sufficiently large selectivity with respect to the underlying nitride S1 film 403 could be obtained.

そして最後に、第4図(f)に示すよう、2000人の
金属クロム膜をスパッタ法により形成し、これをフォト
リングラフおよびドライエツチング法を用いて、ソース
電極407およびドレイン電極408を形成した。エッ
チャントには四塩化炭素と酸素の混合カスを用い、圧力
8Pa、RF出力0.20W/ciでエツチングするこ
とにより、下地の窒化Si膜403および410との選
択性を十分に確保することができた。
Finally, as shown in FIG. 4(f), a 2000 layer metal chromium film was formed by sputtering, and then a source electrode 407 and a drain electrode 408 were formed using photolithography and dry etching. . By using a mixture of carbon tetrachloride and oxygen as the etchant and performing etching at a pressure of 8 Pa and an RF output of 0.20 W/ci, sufficient selectivity with respect to the underlying Si nitride films 403 and 410 can be ensured. Ta.

本実施例の方法では、第4図(d)に示すプラズマドー
ピングの際に、a−3i:H膜が表面全面にあるので、
余分な不純物がゲート絶縁膜である窒化Si成膜03中
に拡散するのを防ぐことができる。
In the method of this example, during the plasma doping shown in FIG. 4(d), since the a-3i:H film is on the entire surface,
It is possible to prevent excess impurities from diffusing into the Si nitride film 03 which is the gate insulating film.

第5図(a)に従来の端子掘込み型の製造方法の工数を
100%とした場合の従来のチャネル掘込み型の製造方
法および本発明のプラズマドーピング型の製造方法の工
数比を示す。また、第5図ら)にそれぞれの製造方法を
用いて製造した薄膜トランジスタの、ドレイン電圧10
Vをかけた際のソース電流とゲート電圧の関係を示す。
FIG. 5(a) shows the man-hour ratio between the conventional channel digging type manufacturing method and the plasma doping type manufacturing method of the present invention, assuming that the number of steps in the conventional terminal digging type manufacturing method is 100%. In addition, the drain voltage 10 of the thin film transistors manufactured using the respective manufacturing methods is shown in FIG.
The relationship between source current and gate voltage when V is applied is shown.

本発明の方法は、従来のいずれの方法よりも工数が少な
く、チャネル掘込みの必要がないため半導体膜の厚さを
極めて薄く設計できる。従って、キャリア移動度の増大
によるON電流の改善やフォトキャリアの減少によるO
FF抵抗の改善(増加)等の効果がある。
The method of the present invention requires fewer man-hours than any of the conventional methods, and since there is no need to dig a channel, the thickness of the semiconductor film can be designed to be extremely thin. Therefore, the ON current is improved due to the increase in carrier mobility, and the O due to the decrease in photocarriers.
This has effects such as improving (increasing) FF resistance.

発明の詳細 な説明したように、本発明の逆スタガー型薄膜トランジ
スタの、製造方法は、半導体膜と電極金属との間のオー
ミックコンタクトを確保するためのドーピング層の形成
を、半導体膜上の保護層をマスクとしたプラズマドーピ
ング法を用いて直接半導体中に不純物を含有させること
に止り行う。
As described in detail, the manufacturing method of the inverted staggered thin film transistor of the present invention includes forming a doping layer to ensure ohmic contact between the semiconductor film and the electrode metal, and forming a protective layer on the semiconductor film. This is done by directly incorporating impurities into the semiconductor using a plasma doping method using a mask as a mask.

そのだ仄、ドーピング層のフォトリングラフおよびエツ
チング工程を省略できるため、工程数を低減できる効果
がある。
However, since the photophosphorographic and etching steps for the doped layer can be omitted, the number of steps can be reduced.

また、電極用金属膜を除く全ての膜が同一真空工程内で
形成され、膜界面が大気やフォトレジスタ等にさらされ
ることなく清浄に保たれるため膜の特性安定性を向上さ
せる効果がある。
In addition, all films except the metal film for electrodes are formed in the same vacuum process, and the film interface is kept clean without being exposed to the atmosphere or photoresistors, which has the effect of improving the stability of film characteristics. .

さらに、本発明の逆スタガー型薄膜トランジスタの製造
方法は、従来用いていたドーピング膜形成用のプラズマ
CVD装置を、プラズマドーピング用の設備として、殆
どそのまま使用可能であるため、新規に専用の設備を導
入する必要がなく製造設備の面からも安価に実施可能で
ある。
Furthermore, in the method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor of the present invention, a conventional plasma CVD apparatus for forming a doping film can be used almost as is as equipment for plasma doping, so new dedicated equipment is introduced. There is no need to do this, and it can be implemented at low cost in terms of manufacturing equipment.

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

第1図(a)〜(f)は、本発明の逆スタガー型薄膜ト
ランジスタの製造方法の一実施例の縦断面図を′模式的
に示した図であり、 第2図(a)〜(f)は、従来の逆スタガー型薄膜トラ
ンジスタのチャネル掘込み型の製造方法を模式的縦断面
図により示した図であり、     ′第3図(a)〜
(g)は、従来の逆スタガー型薄膜トランジスタの端子
掘込み型の製造方法を模式的縦断面図により示した図で
あり、 第4図(a)〜(f)は、本発明の逆スタガー型漬膜ト
ランジスタの製造方法の他の実施例を模式的縦断面図に
より示した図であり、 第5図(a)は、本発明の製造方法と従業の製造方法と
の工数の比較を示したグラフであり、第5図ら)は、本
発明の製造方法で製造した薄膜。 トランジスタと、従来の製造方法で製1ttLだ薄膜ト
ランジスタとの電気的特性を示したグラフである。 〔主な参照番号〕 101、201.301.401・・・ガラス基板10
2、202.302.402・・・ゲート電極103、
203.303.403−−−第1の絶縁膜(SiN、
膜)104、204.304.404・・・半導体膜(
a−Si:H膜) 105、205.305.405・・・ドーピング層1
06、206.306.406・・・アイランド層10
7、207.307.407・・・ソース電極108、
208.308.408・・・ドレイン電極109、2
09.309.409 ・−・第2の絶縁膜(SiN、
膜)110、210.310.410・・・保護層11
1、411・・・プラズマ励起されたドーピング層ス
FIGS. 1(a) to (f) are diagrams schematically showing longitudinal cross-sectional views of an embodiment of the method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor of the present invention, and FIGS. 2(a) to (f) ) is a schematic vertical cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a channel-engraved inverted staggered thin film transistor;
4(g) is a schematic vertical cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a terminal recessed type of an inverted staggered thin film transistor, and FIGS. FIG. 5(a) is a diagram showing another embodiment of the manufacturing method of a submerged film transistor in a schematic vertical cross-sectional view, and FIG. Graphs (Figures 5 and 5) show thin films produced by the production method of the present invention. 1 is a graph showing electrical characteristics of a transistor and a 1ttL thin film transistor manufactured by a conventional manufacturing method. [Main reference numbers] 101, 201.301.401...Glass substrate 10
2, 202.302.402...gate electrode 103,
203.303.403---First insulating film (SiN,
film) 104, 204.304.404...semiconductor film (
a-Si:H film) 105, 205.305.405... Doping layer 1
06, 206.306.406...Island layer 10
7, 207.307.407...source electrode 108,
208.308.408...Drain electrode 109, 2
09.309.409 ---Second insulating film (SiN,
film) 110, 210.310.410...protective layer 11
1, 411...Plasma-excited doping layer strip

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 基板上に形成されたゲート電極と、該ゲート電極上に絶
縁層を介して形成された半導体アイランド層と、該半導
体アイランド層とそれぞれ不純物をドーピングされた、
半導体膜を介して結合されているソース電極およびドレ
イン電極とを具備する逆スタガー型薄膜トランジスタを
製造する方法において、前記ゲート電極を含めた基板表
面上に第1の絶縁膜、半導体膜および第2の絶縁膜を連
続して積層させて形成し、前記第2の絶縁膜を保護層に
成形し、該保護層をマスクとして前記半導体膜の該保護
層に覆われていない部分にプラズマドーピング法により
不純物をドーピングし、前記半導体膜の前記保護層に覆
われた部分を半導体アイランド層とすることを特徴とす
る逆スタガー型薄膜トランジスタの製造方法。
A gate electrode formed on a substrate, a semiconductor island layer formed on the gate electrode via an insulating layer, and each of the semiconductor island layers doped with an impurity.
In a method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor comprising a source electrode and a drain electrode coupled through a semiconductor film, a first insulating film, a semiconductor film and a second insulating film are disposed on a substrate surface including the gate electrode. Insulating films are successively laminated, the second insulating film is formed as a protective layer, and using the protective layer as a mask, a portion of the semiconductor film not covered with the protective layer is doped with impurities by plasma doping. A method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor, characterized in that a portion of the semiconductor film covered with the protective layer is used as a semiconductor island layer.
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