JPH03284878A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
薄膜トランジスタInfo
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- JPH03284878A JPH03284878A JP21414490A JP21414490A JPH03284878A JP H03284878 A JPH03284878 A JP H03284878A JP 21414490 A JP21414490 A JP 21414490A JP 21414490 A JP21414490 A JP 21414490A JP H03284878 A JPH03284878 A JP H03284878A
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 23
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- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 5
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Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、薄膜トランジスタに関する。
薄膜トランジスタでは半導体薄膜の結晶の不完全性から
結晶性のウェハを用いたトランジスタに比べ、十分な特
性が得られていない。特性改善のため、薄膜の単結晶化
が研究されているが、まだ実用化への課題は多い。薄膜
トランジスタを用いて、スイッチング素子や、シフトレ
ジスタ等の回路を作成する場合、トランジスタのオフ電
流が重要になるが、薄膜トランジスタのオフ電流は、結
晶性ウェハを用いたトランジスタに比べ、非常に大きく
なっている。これはチャンネル部の半導体薄膜中の結晶
欠陥によるものである。
結晶性のウェハを用いたトランジスタに比べ、十分な特
性が得られていない。特性改善のため、薄膜の単結晶化
が研究されているが、まだ実用化への課題は多い。薄膜
トランジスタを用いて、スイッチング素子や、シフトレ
ジスタ等の回路を作成する場合、トランジスタのオフ電
流が重要になるが、薄膜トランジスタのオフ電流は、結
晶性ウェハを用いたトランジスタに比べ、非常に大きく
なっている。これはチャンネル部の半導体薄膜中の結晶
欠陥によるものである。
特開平1−276755号ではPチャンネルトランジス
タにおいて、チャンネル領域に接するソース及び、ドレ
イン部にn型の領域を設けて、オフ電流値の減少を試み
ている。Pチャンネルトランジスタの電流担体は本来ホ
ールであるが、ゲート電圧が低い時には電子も誘起され
る。このため、チャンネル部のドレイン側にn型領域を
設けると電子が流れ込む。この電子による電流はドレイ
ン側のPN接合によって制御されるが、ドレイン電圧の
上昇に伴い、接合の降伏が起き、実際のオフ電流値は増
加してしまう。
タにおいて、チャンネル領域に接するソース及び、ドレ
イン部にn型の領域を設けて、オフ電流値の減少を試み
ている。Pチャンネルトランジスタの電流担体は本来ホ
ールであるが、ゲート電圧が低い時には電子も誘起され
る。このため、チャンネル部のドレイン側にn型領域を
設けると電子が流れ込む。この電子による電流はドレイ
ン側のPN接合によって制御されるが、ドレイン電圧の
上昇に伴い、接合の降伏が起き、実際のオフ電流値は増
加してしまう。
本発明の目的は前述のオフ電流値を低減した薄膜トラン
ジスタを提供する点にある。
ジスタを提供する点にある。
本発明の第1はソース領域、チャンネル領域、ドレイン
領域により構成されている薄膜トランジスタにおいて、
ソース領域の不純物濃度が5E18/m3以上であるこ
とおよび該ソース領域に接した外側に隣接領域を設け、
かつ該隣接領域にはソース領域の不純物とは反対のキャ
リアを発生できる不純物を5E18/Q13以上、好ま
しくはIE20/cm’〜5E21/am”の濃度で含
有させたことを特徴とする薄膜トランジスタに関する。
領域により構成されている薄膜トランジスタにおいて、
ソース領域の不純物濃度が5E18/m3以上であるこ
とおよび該ソース領域に接した外側に隣接領域を設け、
かつ該隣接領域にはソース領域の不純物とは反対のキャ
リアを発生できる不純物を5E18/Q13以上、好ま
しくはIE20/cm’〜5E21/am”の濃度で含
有させたことを特徴とする薄膜トランジスタに関する。
本発明の第2は、ソース領域、チャンネル領域、ドレイ
ン領域により構成されている薄膜トランジスタにおいて
、トレイン領域の不純物濃度が5E18/am’以上で
あることおよびゲート電極下にあり、該ドレイン領域、
チャンネル領域に接した領域を設け、この領域にはドレ
イン領域の不純物とは反対のキャリアを発生できる不純
物を5E18/as3以上の濃度で含有させたことを特
徴とする薄膜トランジスタに関する。
ン領域により構成されている薄膜トランジスタにおいて
、トレイン領域の不純物濃度が5E18/am’以上で
あることおよびゲート電極下にあり、該ドレイン領域、
チャンネル領域に接した領域を設け、この領域にはドレ
イン領域の不純物とは反対のキャリアを発生できる不純
物を5E18/as3以上の濃度で含有させたことを特
徴とする薄膜トランジスタに関する。
本第1発明の1つの態様は、第1図に示すようにソース
領域2、チャンネル領域3.ドレイン領域4により構成
されている薄膜トランジスタにおいて、ソース領域2の
n型不純物濃度が5E18/国’以上であることおよび
、該ソース領域2に接した外側に隣接領域7を設け、か
つ該隣接領域7にはP型不純物を5E18/am3以上
の濃度で含有させたnチャンネル薄膜トランジスタであ
る。
領域2、チャンネル領域3.ドレイン領域4により構成
されている薄膜トランジスタにおいて、ソース領域2の
n型不純物濃度が5E18/国’以上であることおよび
、該ソース領域2に接した外側に隣接領域7を設け、か
つ該隣接領域7にはP型不純物を5E18/am3以上
の濃度で含有させたnチャンネル薄膜トランジスタであ
る。
本第1発明のもう1つの態様は、第2図に示すようにソ
ース領域2、チャンネル領域3、ドレイン領域4により
構成されている簿膜トランジスタにおいて、ソース領域
2のP型不純物濃度が5E1g/a13以上であること
および該ソース領域に接した外側に隣接領域8を設け、
かつ隣接領域8にはn型不純物を5E1g/ca+”以
上の濃度で含有させたPチャンネル薄膜トランジスタで
ある。
ース領域2、チャンネル領域3、ドレイン領域4により
構成されている簿膜トランジスタにおいて、ソース領域
2のP型不純物濃度が5E1g/a13以上であること
および該ソース領域に接した外側に隣接領域8を設け、
かつ隣接領域8にはn型不純物を5E1g/ca+”以
上の濃度で含有させたPチャンネル薄膜トランジスタで
ある。
アモルファスや多結晶の半導体薄膜でPn接合を作成す
ると、その降伏電圧は結晶性のウェハを用いて作成した
ものに比べ、非常に小さい。
ると、その降伏電圧は結晶性のウェハを用いて作成した
ものに比べ、非常に小さい。
特に接合部付近のP及びn型領域における不純物濃度が
高い場合は空乏層が広がりにくく、低い逆方向電圧から
トンネル効果による電流が流れだす。この特性を利用し
てトランジスタがオフ状態のときだけ、ダイオードとし
てオフ電流を低減させ、トランジスタがオン状態のとき
には、トンネル電流によってダイオードを降伏させ、電
流が流れるようにする。前記第1発明の構成の薄膜トラ
ンジスタにおいて、トランジスタがオフ状態のとき、チ
ャンネル部の抵抗は非常に高くなり、電源電圧のほとん
どがチャンネル部にかかる。このような状態ではソース
領域に形成された接合部はダイオードとして働き、トラ
ンジスタのオフ電流を低下させる。トランジスタがオン
状態のときには、チャンネル部の抵抗が低くなり、電源
電圧に近い値が、接合部にかかり、接合部は降伏現象を
起こしオン電流が流れる。接合部の降伏電圧は、接合部
付近の不純物濃度に依存し、ソース領域の不純物濃度が
5E18/cm’以上の場合、P又はn型領域の不純物
濃度は5ε18/cm3以上で空乏層が200Å以下と
なり、トンネル電流が流れやすくなる。
高い場合は空乏層が広がりにくく、低い逆方向電圧から
トンネル効果による電流が流れだす。この特性を利用し
てトランジスタがオフ状態のときだけ、ダイオードとし
てオフ電流を低減させ、トランジスタがオン状態のとき
には、トンネル電流によってダイオードを降伏させ、電
流が流れるようにする。前記第1発明の構成の薄膜トラ
ンジスタにおいて、トランジスタがオフ状態のとき、チ
ャンネル部の抵抗は非常に高くなり、電源電圧のほとん
どがチャンネル部にかかる。このような状態ではソース
領域に形成された接合部はダイオードとして働き、トラ
ンジスタのオフ電流を低下させる。トランジスタがオン
状態のときには、チャンネル部の抵抗が低くなり、電源
電圧に近い値が、接合部にかかり、接合部は降伏現象を
起こしオン電流が流れる。接合部の降伏電圧は、接合部
付近の不純物濃度に依存し、ソース領域の不純物濃度が
5E18/cm’以上の場合、P又はn型領域の不純物
濃度は5ε18/cm3以上で空乏層が200Å以下と
なり、トンネル電流が流れやすくなる。
つぎに、第2発明について図面を参照して説明する。
第3図は、n型ソース2.ドレイン領域4を持ち、この
ドレイン領域4とチャンネル領域3の間のゲート電極6
下にドレイン領域4とは反対のキャリアを発生するP型
領域7がドレイン領域4とPn接合を形成している第2
発明のnチャンネル薄膜トランジスタである。第4図は
同様な構成の第2発明のPチャンネル薄膜トランジスタ
である。
ドレイン領域4とチャンネル領域3の間のゲート電極6
下にドレイン領域4とは反対のキャリアを発生するP型
領域7がドレイン領域4とPn接合を形成している第2
発明のnチャンネル薄膜トランジスタである。第4図は
同様な構成の第2発明のPチャンネル薄膜トランジスタ
である。
上記第2発明の構成の薄膜トランジスタにおいて、トラ
ンジスタがオフ状態のとき、チャンネル部の抵抗は非常
に高いので、電源電圧のほとんどがチャンネル部にかか
る。このような状態ではドレイン領域が形成された接合
部は逆バイアスのダイオードに等しく、トランジスタの
オフ電流は低下する。トランジスタがオン状態のときに
は、チャンネル部の抵抗が低くなり、電源電圧のほとん
どが接合部にかかる。ドレイン領域とその隣接部(第3
図の7、第4図の8)の不純物濃度が5E18/a#と
高いため、電源電圧で降伏現象を起こしオン電流が流れ
る。
ンジスタがオフ状態のとき、チャンネル部の抵抗は非常
に高いので、電源電圧のほとんどがチャンネル部にかか
る。このような状態ではドレイン領域が形成された接合
部は逆バイアスのダイオードに等しく、トランジスタの
オフ電流は低下する。トランジスタがオン状態のときに
は、チャンネル部の抵抗が低くなり、電源電圧のほとん
どが接合部にかかる。ドレイン領域とその隣接部(第3
図の7、第4図の8)の不純物濃度が5E18/a#と
高いため、電源電圧で降伏現象を起こしオン電流が流れ
る。
実施例1(第1発明に対応)
第1図により本実施例を説明する。
絶縁基板1上に多結晶シリコンをLPCVD法により2
000人堆積したのち熱酸化によりゲート絶縁膜5を形
成、リンドープの多結晶シリコンでゲート電極6を形成
後、イオン注入によりソース領域2、ドレイン領域4、
P型頭域7を形成した。不純物濃度はソース及びドレイ
ン領域でリンIE20/33、P型頭域でボロンIE2
0/C11’である。
000人堆積したのち熱酸化によりゲート絶縁膜5を形
成、リンドープの多結晶シリコンでゲート電極6を形成
後、イオン注入によりソース領域2、ドレイン領域4、
P型頭域7を形成した。不純物濃度はソース及びドレイ
ン領域でリンIE20/33、P型頭域でボロンIE2
0/C11’である。
実施例2(第1発明に対応)
第2図により本実施例を説明する。
実施例1と同様の方法で作成した。但し、ソース2、ド
レイン領域3.n型領域8での不純物濃度はそれぞれ、
ボロンIE20/am’、リン2E20/cm3である
。
レイン領域3.n型領域8での不純物濃度はそれぞれ、
ボロンIE20/am’、リン2E20/cm3である
。
実施例1も2もともにオフ電流値が大巾に低減した。す
なわち、W/L=3015μ朧のとき、オフ電流値は数
nAからIPA未満に低減した。
なわち、W/L=3015μ朧のとき、オフ電流値は数
nAからIPA未満に低減した。
実施例3(第2発明に対応)
第5図に示すように絶縁基板1上に多結晶シリコンをL
PVD法により2000人堆積したのち熱酸化によりゲ
ート絶縁層5を形成し、多結晶シリコンによりゲート電
極6を形成したのち、セルファラインでリンのイオン注
入を4E15/a7.30kevの条件で行った。
PVD法により2000人堆積したのち熱酸化によりゲ
ート絶縁層5を形成し、多結晶シリコンによりゲート電
極6を形成したのち、セルファラインでリンのイオン注
入を4E15/a7.30kevの条件で行った。
第6図に示すようにゲート電極6及びソース領域2をマ
スクして、ボロンのイオン注入を2E 15/ al
、 20Kevの条件で行った。この条件でイオン注入
を行うと、ボロンがゲート電極下に入り込み、P型頭域
7を形成することができる。
スクして、ボロンのイオン注入を2E 15/ al
、 20Kevの条件で行った。この条件でイオン注入
を行うと、ボロンがゲート電極下に入り込み、P型頭域
7を形成することができる。
1000℃のアンールの後、眉間絶縁膜、アルミ配線を
行った。この構成をとることによってW/L=3015
μ■のトランジスタにおいて従来数nAであったオフ電
流が1pA以下に減少した。
行った。この構成をとることによってW/L=3015
μ■のトランジスタにおいて従来数nAであったオフ電
流が1pA以下に減少した。
本発明の構成をとることにより薄膜トランジスタのオフ
電流値を低下することができた。
電流値を低下することができた。
とくに、第2発明は、第1発明の場合のようにソース領
域が大きくならないので、第1発明より一層集積化に適
した構成である。
域が大きくならないので、第1発明より一層集積化に適
した構成である。
第1図は、本第1発明をnチャンネル薄膜トランジスタ
としたときの具体例を示し、第2図は1本第1発明をP
チャンネル薄膜トランジスタとしたときの具体例を示し
、第3図は、本第2発明をnチャンネル薄膜トランジス
タとしたときの具体例を示し、第4図は、本第2発明を
Pチャンネル薄膜トランジスタとしたときの具体例を示
し、第5図、第6図は実施例3の製造工程を示し、第7
図は、従来型nチャンネル薄膜トランジスタを示す。 1・・・基板 3・・・チャンネル領域 5・・・ゲート絶縁膜 7・・・P型頭域 9・・・レジスト 10・・・ノンドープ半導体層 2・・ソース領域 4・・・ドレイン領域 6・・・ゲート電極 8・ n型領域 第 3図 第4図 番 P+ 番 ↓
としたときの具体例を示し、第2図は1本第1発明をP
チャンネル薄膜トランジスタとしたときの具体例を示し
、第3図は、本第2発明をnチャンネル薄膜トランジス
タとしたときの具体例を示し、第4図は、本第2発明を
Pチャンネル薄膜トランジスタとしたときの具体例を示
し、第5図、第6図は実施例3の製造工程を示し、第7
図は、従来型nチャンネル薄膜トランジスタを示す。 1・・・基板 3・・・チャンネル領域 5・・・ゲート絶縁膜 7・・・P型頭域 9・・・レジスト 10・・・ノンドープ半導体層 2・・ソース領域 4・・・ドレイン領域 6・・・ゲート電極 8・ n型領域 第 3図 第4図 番 P+ 番 ↓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ソース領域、チャンネル領域、ドレイン領域により
構成されている薄膜トランジスタにおいて、ソース領域
の不純物濃度が5E18/cm^3以上であることおよ
び該ソース領域に接した外側に隣接領域を設け、かつ該
隣接領域にはソース領域の不純物とは反対のキャリアを
発生できる不純物を5E18/cm^3以上の濃度で含
有させたことを特徴とする薄膜トランジスタ。 2、ソース領域、チャンネル領域、ドレイン領域により
構成されている薄膜トランジスタにおいて、ドレイン領
域の不純物濃度が5E18/cm^3以上であることお
よびゲート電極下にあり、該ドレイン領域、チャンネル
領域に接した領域を設け、この領域にはドレイン領域の
不純物とは反対のキャリアを発生できる不純物を5E1
8/cm^3以上の濃度で含有させたことを特徴とする
薄膜トランジスタ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7253590 | 1990-03-22 | ||
JP2-72535 | 1990-03-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03284878A true JPH03284878A (ja) | 1991-12-16 |
Family
ID=13492142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21414490A Pending JPH03284878A (ja) | 1990-03-22 | 1990-08-13 | 薄膜トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03284878A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011100133A (ja) * | 1999-03-18 | 2011-05-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置 |
CN109920802A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、驱动背板、晶体管器件及其制造方法 |
US11214137B2 (en) | 2017-01-04 | 2022-01-04 | Shape Corp. | Vehicle battery tray structure with nodal modularity |
-
1990
- 1990-08-13 JP JP21414490A patent/JPH03284878A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011100133A (ja) * | 1999-03-18 | 2011-05-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置 |
US11214137B2 (en) | 2017-01-04 | 2022-01-04 | Shape Corp. | Vehicle battery tray structure with nodal modularity |
CN109920802A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、驱动背板、晶体管器件及其制造方法 |
CN109920802B (zh) * | 2019-03-22 | 2021-01-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、驱动背板、晶体管器件及其制造方法 |
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