JPH0243739A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は薄膜トランジスタ（以下ＴＰＴと略記する）に
関し、特に液晶表示パネル用１電極基板に購成される薄
膜トランジスタに関する。

（ロ）従来の技術 近年非単結晶半導体材料、特にアモルファスジノコン（
以下ａ−５ｉと略記する）膜等の非晶質材料は、その物
性上の特徴及びプラズマＣＶＤ法という形成法の利点を
いかしてこれまでのｍ結晶シリコン（以下ｃ−５ｉと略
記する）では実現不可能であった分計への応用を開拓し
ている。

特にａ−Ｓｉ膜はプラズマ反応という形成法で成膜でき
るため、太陽電池や大面積液晶ＴＶ用のＴＰＴスイッチ
ング素子などに応用されている。

アクティブマトリックス型液晶テレビへのａ　−５ｉＴ
ＦＴスイツチング素子の応用は、プラズマ反応の大面積
化の容易さといった利点をいかしたものであるが、同時
に同反応法によってＴＰＴを構成するゲート絶縁膜やパ
ッシベーション膜となる窒化シリコン（以下５ｉＮｘ）
や酸化シリコン（以下ＳｉＯ，）膜を反応ガスを変える
だけで形成できるという長所も利用している。

ａ−８ｉＴＦＴは、ｃ−５ｉの場合と比較してキャリヤ
の移動度が小さく、通常電子を用いるｎチャンネルで利
用される。このため、ソース及びドレイン部にｎ型半導
体のａ−５ｉ（以下ｎ”ａ　−５ｉ）膜を形成し、活性
領域への正孔の流入を阻止しｐチャンネル動作を抑制し
ている。斯様なＴＰＴは特開昭６１−２３９６７０号に
詳しい。

従来のＴＰＴの構造を第３図に示すつ同図に基づいて製
造工程順に従来構造を説明する。まず、絶縁性基板上（
１）にＣｒ、Ｔａ、Ｍｏ等からなるゲート金属膜（２）
、更にはＩＴＯＩＩＩからなる表示電極（３）を形成パ
ターニングする。つぎに、５ｉＮＸ膜やＳｉｎ、膜から
なるゲート絶縁膜（４）、チャネルの活性層となるｉ型
ａ−３ｉ膜（５）、更にオーミックコンタクト用のｎ”
ａ−５ｉｌｌ’Ｊ（７）を順次積層し、その後回−のレ
ジストパターンを用い、ｎ′″ａ−３ｉ膜（７）、ｉ型
ａ−５ｉ膜（５）をエツチングする。その後、ＡＩ等か
らなる金属膜（８）によってドレイン、ソース用配線材
料を形成パターニングする。そして最後に、ＴＰＴのチ
ャネル部に残った余分なｎ”ａ−５ｉｔｌ！（７）をエ
ツチング除去し、第３図の従来素子を得ていた。

−Ｌ述の如く、一般にｎ′″ａ−Ｓｉ（７）は活性層と
なる真性の１型ａ−３ｉ膜（５）と同一のレジストパタ
ーンによって一括エッチングすることによって製造工程
の簡略化を図るのが一較的である。このために、ドレイ
ンあるいはソース電極用金属膜（８）は、上記表示電極
（３）にコンタクトとするコンタクトホールまでの配線
において、１１ａ−５ｉ膜（７）によって被われていな
いｉ　’Ｊ　ａ　−５ｉ膜（５）の周囲端面と接触して
しまい、この構造により部分的に正孔の流入を許してし
まっていた。

また、先の構造を避けるためのらのとして、第４図に示
す如く、ｉ型ａ−３ｉ膜（５）形成後、ｎ”ａ−５ｉ膜
（７）形成に移る前に、ｉ型ａ−５ｉ摸（５）のパター
ニングを行い、そのｆ＆　１１″″ａ−５ｉ膜（７）を
パターン化されたｉ型ａ−５ｉ膜（７）端面を被うよう
に設計した構造を採用する試みがなされている。この場
合には１型ａ−５ｉ膜（７）形成後パターニングするた
めに活性層たるこのａ　−８１膜を大気に曝す必要があ
り、ＴＦＴ自体の特性を劣化させることになる。更に、
この場合製造り捏上、７オトマスクが１枚増加する東に
なり。

歩どまりの低下を引き起こす。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 本発明は、プロセスの増加、例えばフォト・マスクの増
加などを回避しながら、正比による不良電流の増加を阻
止する構造のａ−５ｉＴＦＴを提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のＴＰＴは、絶縁性基板上にゲート金属電極、絶
縁膜、非単結晶の半導体膜、ドレイン及びソース電極か
らなり、前記半導体膜のパターンニング用レジストを残
存させたまま酸素プラズマ中で半導体膜の周囲端面を酸
化した絶縁壁を設けた乙のである。

（ホ）作用 本発明のＴＰＴによれば、非単結晶半導体膜の周囲端面
を酸化した絶縁壁を設けたものであるので、たとえ金属
配線材料が半導体膜の端面に当接してら、上記絶縁壁の
存在によりキャリヤの注入が阻止でき、良好なスイッチ
ング特性を得ることができる。また、プラズマ酸化によ
って上記絶縁壁を得る際に、非結晶半導体層、例えば、
ａ−３ｉ膜とｎ′″ａ−５ｉ膜をパターニングするため
のレジストをそのまま用いることによって、ソース、ド
レインコンタクト部を酸化から防ぐことができ、−かも
このためのフォト・マスクなどの増加はなく、従来の工
程数で実現できる。

（へ）実施例 本発明のＴＰＴを第１図に示し、第２図（ａ）〜（ｅ）
に製造１稈を示す。

本発明のＴＰＴは、まず第２図（ａ）に示す９口く、絶
縁性基板上（＋）にＣｒ、　Ｔ　ａ、　Ｍｏ等からなる
ゲート金属膜（２）、更に＋ＴＯ膜からなる表示電極（
３）を形成パターニングする。次に、ＳｉＮｘ膜や５ｉ
Ｏ＝膜からなるゲート絶縁膜（４）、チャネルの活性層
となる１型ａ−５ｉ膜（５）、更にオーミックコンタク
ト用のｎ“ａ−５ｉＩｌ！（７）を順次積層する。その
後、第２図（ｂ）に示すｔＩｌく、同一のレジストパタ
ーン（９）でｉ型ａ−５ｉ膜（５）及びｎ”ａ−５ｉ膜
（７）エツチングしてバタン形成する。

本発明のＴＰＴが従来素子と異なる矩は、第２図（ｃ）
に示す如くｎ″″ａ−８ｉ膜（７）、ｉ型ａ−５ｉ膜（
５）をエツチングした後、そのレジストを除去する前に
酸素プラズマにさらしａ−５ｉの酸化膜からなる絶縁壁
（６）を得る点にある。

斯様す酸化プロセスは、レジストパターンニヨって、カ
バーされたａ−５ｉ膜を持った基板を真空に排気された
チャンバーのなかに置き、その後酸素ガスを注入し外部
電力によってプラズマを引き起こすものである。従って
酸素は、プラズマから得るエネルギーによって、活性酸
素となり、酸化性が極めて増大する。このため、酸素プ
ラズマにさらされたａ−５ｉ膜はレジストによってカバ
ーされた部分以外は、均一に酸化される。このａ−５ｉ
膜は膜自体は粗な構造物であり、酸化されたａ−５ｉ膜
も同じく粗であるが、キャリヤを阻止するには充分な絶
縁性を呈し、正孔の注入をブロックできるものである。

従って、０ＦＦｔ流の低減化が図れ、０Ｎ１０ＦＦ比が
大きくとれるとともに、特性の安定化がはがれる。

史に、ａ−５ｉ膜（５）（７）周囲端面の酸化処理につ
いて、具体的数値を以下に示す。

０、ガス；１００〜５００ｓｃｃｍ。

放１を電力；５０〜３００Ｗ。

真空度；　０．１−１０Ｔｏ　ｒ　ｒｏただし使用する
プラズマ装置により、最適プラズマ条件は多少変動する
。更に本発明の目的とするキャリヤのブロッキングには
５０〜５０００人の酸化膜の厚みが好ましい。

以後の第２図（ｄ　）（ｅ　）の工程手順は、前述の従
米素ｆと同様であり、ａ−５ｉ膜（５）（７）の端面に
のみ酸化が施された後、ソース、ドレインのコンタクト
を取る部分はレジストによってカバーされ、以後の金属
配線材料（８）と良好なコンタクトが実現できる。

以上の説明に於ては、液晶表示器用スイッチングトラン
ジスタとしてのＴＰＴに就いて例示したが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、例えば液晶表示器の駆動回
路のドライバートランジスタに採用される。また一般の
トランジスタにも採用できる。

（ト）発明の効果 本発明のＴＰＴは、非単結晶半導体膜のパターンニング
用レジストを残存させたまま酸素プラズマ中で非単結晶
半導体膜の周囲端面を酸化した絶縁壁を設けたものであ
るので、金属配線材料が非結晶半導体膜の端面に当接し
ても、上記絶縁壁の存在によりキャリヤの注入が阻止で
き、良好なスイッチング特性、例えば大きな０＼、１０
ＦＦ比を得ることができる。また、プラズマ酸化によっ
て一ヒ記絶縁壁を得る際に、被結晶半導体層のレジスト
をそのまま用いることによって、製造工程の追加を回避
し、しがらフォト・マスクなどの増加がないので、製造
コストの増大を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＴＰＴの１実施例の断面図、第２図（
ａ）〜（ｅ）は本発明のＴＰＴの製造工程図、第３図及
び第４図は従来素子の断面図である。 （１）・・・絶縁性基板、（２）・・・ゲート用金属膜
、（３）・・・表示電極、（４）・・・ゲート絶縁膜、
（５）・・・ａＳｉ膜、（６）−絶縁壁、（７）−ｎ”
ａ−５ｉ膜、（８）・・・金属膜、（９）・・・レジス
ト。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板上にゲート金属電極、絶縁膜、半導体
   膜、ドレイン及びソース電極からなる薄膜トランジスタ
   において、前記半導体膜のパターンニング用レジストを
   残存させたまま酸素プラズマ中で半導体膜の周囲端面を
   酸化した絶縁壁を設けたことを特徴とする薄膜トランジ
   スタ。