JPH04186880A - Thin film transistor and manufacture thereof - Google Patents

Thin film transistor and manufacture thereof

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JPH04186880A
JPH04186880A JP2314160A JP31416090A JPH04186880A JP H04186880 A JPH04186880 A JP H04186880A JP 2314160 A JP2314160 A JP 2314160A JP 31416090 A JP31416090 A JP 31416090A JP H04186880 A JPH04186880 A JP H04186880A
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JP
Japan
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film
source
patterning
gate
electrode
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Japanese (ja)
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Masaru Takahata
勝 高畠
Yoshiaki Mikami
佳朗 三上
Keiji Nagae
慶治 長江
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To achieve high image-quality liquid crystal display by laminating an a-Si film and an n<+> a-Si film which turn into a high resistor vertically inserted between isolated source gates and drain gates and forming a source electrode and a drain electrode on these n<+> Si films. CONSTITUTION:A gate insulation electrode 6, an active layer 5 induced by an a-Si film and an SiN film 8 are consecutively laminated and installed on a gate electrode 1 formed on a glass substrate 9. An a-Si film 7 which is isolated in the section of the SiN film 8 and serves as a high resistor vertically installed between source drains, is installed while an ohmic layer 4 is further installed, which is produced by an n<+> a-Si layer 7. A source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on the ohmic layer 4 by these n<+> a-Si layer.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、薄膜トランジスタに係り、特に、高電圧を必
要とする液晶をアクティブマトリクス駆動するために用
いて好適な薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to thin film transistors, and particularly to a thin film transistor suitable for use in active matrix driving of liquid crystals that require high voltage, and a method for manufacturing the same.

[従来の技術〕 近年、偏光板を用いない液晶か普及し始めている。この
液晶は、60V〜80V程度の高電圧で駆動する必要が
あるために、前記液晶をアクティブマトリクス駆動する
場合には、高耐圧の薄膜トランジスタ(TPT)が必要
となる。
[Prior Art] In recent years, liquid crystals that do not use polarizing plates have become popular. Since this liquid crystal needs to be driven at a high voltage of about 60 V to 80 V, a thin film transistor (TPT) with a high breakdown voltage is required when driving the liquid crystal in an active matrix manner.

このような液晶をアクティブマトリクス駆動するために
使用可能な、高耐圧T P T (Thin F il
mT ransistor)に関する従来技術として、
例えば、[インターナショナル・エレクトロン・デバイ
ス・ミーティング・ダイジェスト87、第440頁〜第
443頁(IED:v187  DIGEST  pp
A high breakdown voltage TPT (Thin Film) that can be used to drive such a liquid crystal in an active matrix
As a conventional technology regarding mT transistor,
For example, [International Electron Device Meeting Digest 87, pp. 440-443 (IED: v187 DIGEST pp
.

440−443)J等に記載された技術か知られている
440-443) J et al. is known.

第2図は従来技術による高耐圧TPTのデバイス構造を
示す断面図である。第2図において、1はゲート電極、
2.3はソース及びドレイン電極、4はオーミック層、
5は活性層(チャネル層)、6はゲート絶縁膜である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the device structure of a high voltage TPT according to the prior art. In FIG. 2, 1 is a gate electrode;
2.3 is the source and drain electrode, 4 is the ohmic layer,
5 is an active layer (channel layer), and 6 is a gate insulating film.

図示従来技術によるTFTは、a−5i(真性非晶質)
膜により形成される活性層5の一方の面に5iN(窒化
シリコン)膜によるゲート絶縁膜6を介して、Cr等に
よるゲート電極]を設け、活性層5の他面にn+a−S
i膜によるオーミック層4を介して、Affによるソー
ス電極2及びドレイン電極3を設けて構成されている。
The illustrated conventional TFT is a-5i (intrinsically amorphous)
A gate electrode made of Cr or the like is provided on one surface of the active layer 5 formed of a 5iN (silicon nitride) film via a gate insulating film 6 made of a 5iN (silicon nitride) film, and a gate electrode made of Cr or the like is provided on the other surface of the active layer 5.
A source electrode 2 and a drain electrode 3 made of Aff are provided via an ohmic layer 4 made of an i film.

このように構成されるTPTにおいて、図中に示したL
l  は、TPTがオン状態時に、ゲート絶縁膜6と活
性層5との界面(SiN/i層界面)にキャリアか誘起
されるチャネル長であり、L2は、TPTがいかなる状
態の場合にも、SiN/1層界面にキャリアが誘起され
ない領域、すなわち、高抵抗部である。
In the TPT configured in this way, the L shown in the figure
l is the channel length where carriers are induced at the interface between the gate insulating film 6 and the active layer 5 (SiN/i layer interface) when the TPT is in the on state, and L2 is the channel length when the TPT is in the on state. This is a region where carriers are not induced at the SiN/1 layer interface, that is, a high resistance portion.

そして、このTPTは、オン状態のとき、ドレイン・ソ
ース間電流IDSがL2領域の活性層5の横方向の抵抗
で制限され、オフ状態のときのIDSがL1領域及びL
2領域の横方向の抵抗の和により制限される。
In this TPT, when in the on state, the drain-source current IDS is limited by the lateral resistance of the active layer 5 in the L2 region, and when in the off state, IDS is limited by the lateral resistance of the active layer 5 in the L1 region and the L2 region.
It is limited by the sum of the lateral resistances of the two regions.

[発明が解決しようとする課題] 前述したようなデバイス構造を持つ従来技術は、高抵抗
部となるL2 領域がホトリソグラフィ工程を用いて形
成されるので、その精度がプロセスルールにより制限さ
れる。そして、通常、前述した液晶を正常に駆動するに
は、前記L2 領域の長さは1μm〜2μm程度あれば
よい。しかし、前記の程度の長さを持ったL2 領域を
形成するためには、1μm〜2μmのプロセスルールか
要求され、この要求は、大面積のTPT−LCDを考慮
した場合、これを満たすことが極めて困難である、従っ
て、前記従来技術は、大面積のTF””−LCD全体に
渡って高精度にTPTを形成することかできないという
問題点を有している。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional technology having the device structure as described above, the L2 region, which is a high resistance portion, is formed using a photolithography process, so its accuracy is limited by process rules. In order to normally drive the above-mentioned liquid crystal, the length of the L2 region only needs to be about 1 .mu.m to 2 .mu.m. However, in order to form the L2 region with the above length, a process rule of 1 μm to 2 μm is required, and this requirement cannot be met when considering a large area TPT-LCD. Therefore, the conventional technique has the problem that it is only possible to form TPT with high precision over the entire large-area TF""-LCD.

また、前記従来技術は、ホトリソグラフィ工程における
真性半導体層(活性層5)と外因性半導体層(オーミッ
ク層4)との選択比が低いという理由により、チャネル
層となる真性半導体層、すなわち、活性層5をある程度
以上に極めて薄く形成することができす、そのシート抵
抗を高くすることができないので、TPTかオフ状態の
場合におけるソース・ドレイン間のリーク電流を小さく
することが困難であり、オン・オフ比を高くとることが
できないという問題点を有している。
In addition, in the conventional technology, due to the low selectivity between the intrinsic semiconductor layer (active layer 5) and the extrinsic semiconductor layer (ohmic layer 4) in the photolithography process, the intrinsic semiconductor layer that becomes the channel layer, i.e., the active Layer 5 can be formed extremely thin beyond a certain level, but since its sheet resistance cannot be made high, it is difficult to reduce the leakage current between the source and drain when the TPT is in the OFF state, and when the TPT is in the OFF state, it is difficult to・There is a problem that it is not possible to obtain a high off ratio.

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、
高耐圧でオン・オフ比が大きく、かつ、小面積内に形成
することができ、TPT−LCDの表示部に用いて、表
示品質の優れた液晶表示を可能とする薄膜トランジスタ
及びその製造方法を提供することにある。
The purpose of the present invention is to solve the problems of the prior art described above,
Provided is a thin film transistor that has a high breakdown voltage, a large on-off ratio, can be formed in a small area, and can be used in the display section of a TPT-LCD to enable a liquid crystal display with excellent display quality, and a method for manufacturing the same. It's about doing.

し課題を解決するための手段] 本発明によれば前記目的は、TPTの素子構造を、ドレ
イン・ソース間に挿入される高抵抗部(真性半導体層)
を縦方向に形成し、ドレイン・ソース間電流を縦方向に
流すような素子構造とすることにより達成される。
Means for Solving the Problems] According to the present invention, the object is to transform the element structure of TPT into a high resistance part (intrinsic semiconductor layer) inserted between the drain and source.
This is achieved by forming the element in the vertical direction and creating an element structure in which the drain-source current flows in the vertical direction.

また、前記目的は、 (a)絶縁基板上にゲート電極を堆積しパターニングす
る工程、 (b)その後、ゲート絶縁膜、真性半導体膜(活性層)
を順次堆積し、真性半導体膜をパターニングする工程、 (c)その後、絶縁膜を堆積しパターニングする工程、 (d)その後、真性半導体膜、外因性半導体膜(オーミ
ック層)、ソース/ドレイン電極を順次堆積し、ソース
/ドレイン電極、外因性半導体膜、真性半導体膜を順次
パターニングする工程、を含むプロセスにより、TPT
を形成するよつにすることにより達成される。
The purpose is to (a) deposit and pattern a gate electrode on an insulating substrate; (b) thereafter form a gate insulating film and an intrinsic semiconductor film (active layer);
(c) After that, a step of depositing and patterning an insulating film; (d) After that, an intrinsic semiconductor film, an extrinsic semiconductor film (ohmic layer), and a source/drain electrode. The process includes sequentially depositing and sequentially patterning the source/drain electrodes, extrinsic semiconductor film, and intrinsic semiconductor film.
This is achieved by forming a structure.

[作 用] ソース・ドレイン間に挿入される高抵抗部(真性半導体
層)を、縦方向に形成することにより、ホトリソグラフ
ィ工程での、精度上の制約を受けることがなくなり、成
膜厚の制御のみで、所望の特性を持ったTPTを形成す
ることができる。成膜厚の制御は、数十オングストロー
ム単位で管理することができ、高抵抗部に必要な1μm
〜2μmの厚みを正確に制御することかできる。
[Function] By forming the high resistance part (intrinsic semiconductor layer) inserted between the source and drain in the vertical direction, it is no longer subject to precision constraints in the photolithography process, and the film thickness can be reduced. TPT with desired characteristics can be formed only by control. The film thickness can be controlled in units of several tens of angstroms, and the thickness can be controlled in units of tens of angstroms, with the thickness of 1 μm required for high resistance parts.
It is possible to precisely control the thickness of ~2 μm.

また、プロセス加工時のホトリソグラフィ工程において
、真性半導体層と外因性半導体層とを選択的にパターニ
ングする必要かなくなり、絶縁膜と真性半導体膜との選
択的なパターニングを行えばよく、この場合、絶縁膜と
真性半導体膜との選択比か高いので、チャタ、ル層とな
る真性半導体膜厚を数百オングストローム程度の極薄膜
厚にする二とか可能である。
In addition, in the photolithography step during process processing, there is no need to selectively pattern the intrinsic semiconductor layer and the extrinsic semiconductor layer, and it is sufficient to selectively pattern the insulating film and the intrinsic semiconductor film. Since the selection ratio between the insulating film and the intrinsic semiconductor film is high, it is possible to reduce the thickness of the intrinsic semiconductor film forming the chatter layer to an extremely thin film thickness of about several hundred angstroms.

これにより、本発明は、60〜80〜′程度の電圧を要
するTPTを、前述したデバイス構造を用いて形成する
二とができ、TPTのオン時におけるドレイン・ソース
間電流■。、を大きく、かつ、TPTのオフ時における
IDSを小さく、すなわち、オン・オフ比を大きくする
ことかできる。
As a result, the present invention makes it possible to form a TPT requiring a voltage of about 60 to 80 ~' using the above-described device structure, and to reduce the drain-source current (2) when the TPT is on. , and the IDS when the TPT is off can be made small, that is, the on-off ratio can be made large.

[実施例コ 以下、本発明による薄膜トランジスタ及びその製造方法
を図面により詳細に説明する。
[Example 2] A thin film transistor and a method for manufacturing the same according to the present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例によるTPTのデバイス
構造を示す断面図である。第1図において、7はa−S
i(真性非晶質シリコン)膜、8はSiN膜、9はカラ
ス基板であり、他の符号は第2図の場合と同一である。
FIG. 1 is a sectional view showing the device structure of a TPT according to a first embodiment of the present invention. In Figure 1, 7 is a-S
i (intrinsic amorphous silicon) film, 8 a SiN film, 9 a glass substrate, and other symbols are the same as in FIG. 2.

本発明の第1の実施例によるTPTは、第1図に示すよ
うに、カラス基板9上に形成されたゲート電極1上に、
ゲート絶縁膜6、a−Si膜による活性層5、S ] 
”−膜8が順次積層じで設け1ツれ、SIN膜8の部分
で分離された、ソース・ドしイン間に縦方向に挿入され
る高抵抗部となるa−3】膜7及びn+a−Si膜によ
るオーミック層4かさらに設けられ、これらのn″a−
Si膜によるオーミック層4上にソース電極2及びドし
イン電極3が形成されて構成されている。
As shown in FIG. 1, in the TPT according to the first embodiment of the present invention, on a gate electrode 1 formed on a glass substrate 9,
Gate insulating film 6, active layer 5 made of a-Si film, S]
``-3'' films 7 and n+a, which are formed by sequentially stacking films 8 and 1 to 1, and are separated by the SIN film 8 and become a high-resistance part inserted vertically between the source and drain. - An ohmic layer 4 made of a Si film is further provided, and these n″a-
A source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on an ohmic layer 4 made of a Si film.

このような本発明の第1の実施例は、次のような製造工
程により形成される。
The first embodiment of the present invention is formed by the following manufacturing process.

(a)カラス基板9上にCr等によるゲート電柵]を堆
積しパターニングする。
(a) A gate electric fence made of Cr or the like is deposited on the glass substrate 9 and patterned.

(b)その後、5iN(窒化シリコン)膜によるゲート
絶縁膜6、活性層5となるa−Si(真性非晶質シリコ
ン)膜を順次堆積し、a−Si膜をパターニングする。
(b) Thereafter, a gate insulating film 6 made of a 5iN (silicon nitride) film and an a-Si (intrinsic amorphous silicon) film which will become the active layer 5 are sequentially deposited, and the a-Si film is patterned.

(C)その後、SiN膜8を堆積しパターニングする。(C) After that, a SiN film 8 is deposited and patterned.

(cl)その後、a−Si膜7、オーミック層4となる
n+a−Si(リンをドープしたa−Si)膜、ソース
電極2、ドレイン電極3となるA Q電極を順次堆積し
、AQ電極、n″a−Si膜、a−3】膜7を順次パタ
ーニングしてSiN膜8の部分まで除去し、ソース領域
とドレイン領域とを、ゲート電極1上で分離する。
(cl) After that, an a-Si film 7, an n+a-Si (phosphorus-doped a-Si) film that will become the ohmic layer 4, an AQ electrode that will become the source electrode 2, and the drain electrode 3 are deposited in order. n''a-Si film, a-3] The film 7 is sequentially patterned to remove up to the SiN film 8, and the source region and drain region are separated on the gate electrode 1.

前述した本発明の第1の実施例によるデバイス構造は、
ソース、ドレイン間に挿入される高抵抗層となるa−S
i膜7か、縦方向に形成されるので、ホトリソグラフィ
工程の制約を受けることなく、その成膜厚を数十オング
ストローム単位で管理することができるので、1μm〜
2μm程度の厚みを正確に制御することかできる。
The device structure according to the first embodiment of the present invention described above is as follows:
a-S which becomes a high resistance layer inserted between the source and drain
Since the i-film 7 is formed in the vertical direction, the film thickness can be controlled in units of tens of angstroms without being constrained by the photolithography process.
It is possible to precisely control the thickness of about 2 μm.

また、プロセス加工工程のホトリソグラフィ工程におい
て、SiN膜8とa−Si膜による活性層5との選択比
が高いので、チャネル層となるa−Si膜(活性層5)
の厚みを数百オングストローム程度の極薄膜厚に形成す
ることかできる。
In addition, in the photolithography step of the processing process, since the selectivity between the SiN film 8 and the active layer 5 made of the a-Si film is high, the a-Si film (active layer 5) which becomes the channel layer is
It is possible to form an extremely thin film with a thickness of about several hundred angstroms.

これにより、本発明の第1の実施例による丁FTは、オ
ン動作時のソース・ドレイン間電流か、ソース電極2及
びドレイン電極3の下部で縦方向に流れ、ゲート電極1
上のチャネル層となるa −31膜(活性層5)内を横
方向に流れることになり、オン抵抗が小さなものとなる
。また、二の活性層5は、極めて薄く形成されているの
で、オフ動作時のリーク電流を極めて小さくすることか
できる。
As a result, in the FT according to the first embodiment of the present invention, the source-drain current during ON operation flows vertically under the source electrode 2 and drain electrode 3, and the gate electrode 1
It flows laterally within the a-31 film (active layer 5) which becomes the upper channel layer, resulting in a small on-resistance. Furthermore, since the second active layer 5 is formed extremely thin, leakage current during off-operation can be extremely reduced.

すなわち、前記本発明の第1の実施例は、60〜80V
程度の電圧を要するTPTを、前述したようなデバイス
構造に形成することにより、TPTのオン時におけるド
レイン・ソース間電流1,1、を大きく、かつ、TPT
のオフ時におけるIDSを小さくすることかできる。ま
た、ソース、ドレイン間に挿入される高抵抗層となるa
−Si膜7が、縦方向に形成されるので、1つの素子を
小さな面積の中に形成することができ、LCD内にこの
素子を形成した場合、画素面積を大きくとることが可能
となる。
That is, in the first embodiment of the present invention, the voltage is 60 to 80V.
By forming a TPT which requires a voltage of approximately
It is possible to reduce the IDS when the switch is off. Also, a is a high-resistance layer inserted between the source and drain.
-Since the Si film 7 is formed in the vertical direction, one element can be formed in a small area, and when this element is formed in an LCD, the pixel area can be increased.

第3図は本発明の第2の実施例によるTPTのデバイス
構造を示す断面図であり、図の符号は第1図の場合と同
一である。
FIG. 3 is a sectional view showing the device structure of a TPT according to a second embodiment of the present invention, and the reference numerals in the figure are the same as those in FIG. 1.

この本発明の第2の実施例は、n″a−3]膜によるオ
ーミック層4を用いる二となく、a−3】膜7上に、ソ
ース電極2及びドレイン電極3をオーミック接触させて
構成した点で、前記本発明の第1の実施例と相違し、そ
の他の点では同一に構成されている。
The second embodiment of the present invention uses an ohmic layer 4 made of a n''a-3] film, and has a source electrode 2 and a drain electrode 3 in ohmic contact with the a-3] film 7. This embodiment differs from the first embodiment of the present invention in this respect, but the structure is the same in other respects.

この場合の素子の形成は、次のような工程により行われ
る。
Formation of the element in this case is performed through the following steps.

(a)カラス基板9上にCrによるゲート電極]を堆積
しパターニングする。
(a) Gate electrode made of Cr on the glass substrate 9] is deposited and patterned.

(b)その後、SiN膜によるゲート絶縁膜6、a−S
i膜による活性層5を順次堆積し、二のa−Si膜をパ
ターニングする。
(b) After that, gate insulating film 6 made of SiN film, a-S
An active layer 5 made of an i-film is sequentially deposited, and a second a-Si film is patterned.

(C)その後、S 1N膜8を堆積しパターニングする
(C) After that, an S 1N film 8 is deposited and patterned.

(d)その後、a−Si膜7、ソース電極2、ドレイン
電極3となるAR電極を順次堆積し、Aff電極、a−
Si膜7を順次パターニングしてS」N膜8の部分まで
除去し、ソース領域とドレイン領域とを、ゲート電接1
上で分離する。
(d) After that, AR electrodes which will become the a-Si film 7, the source electrode 2, and the drain electrode 3 are sequentially deposited, and the Aff electrode and the a-
The Si film 7 is sequentially patterned to remove up to the S''N film 8, and the source region and drain region are connected to the gate electrode 1.
Separate at the top.

前述した本発明の第2の実施例によるTPTは、L″ 
a  Si膜;二よるオーミック層4を用いていないの
で、プロセスか容易になり、また、第1図に示す本発明
の第1の実施例によるデバイス構造の場合と同一の理由
により、a−Si膜7の厚みを]μm〜2μm程度に正
確に形成する二とかでき、a−Si膜による活性層5の
厚みを数百オシゲストローム程度に形成することかでき
る。
The TPT according to the second embodiment of the present invention described above is L″
a-Si film; since the secondary ohmic layer 4 is not used, the process is simplified; and for the same reason as in the device structure according to the first embodiment of the present invention shown in The thickness of the film 7 can be accurately formed to be about 2 μm to 2 μm, and the thickness of the active layer 5 made of the a-Si film can be formed to be about several hundred osygestros.

従って、60〜80V程度の電圧を要する一i−FTを
、前記デバイス構造を用いて形成した場合、TPTのオ
ン時におけるドレイン・ソース間電流L)Sを大きく、
かつ、TPTのオフ時におけるIDsを小さくすること
ができる。
Therefore, when an i-FT that requires a voltage of about 60 to 80 V is formed using the above device structure, the drain-source current L) S when the TPT is on is increased.
Moreover, IDs when the TPT is off can be made small.

第4図は本発明の第3の実施例によるTPTのデバイス
構造を示す断面図であり、図の符号は第1図の場合と同
一である。
FIG. 4 is a sectional view showing the device structure of a TPT according to a third embodiment of the present invention, and the reference numerals in the figure are the same as those in FIG. 1.

図示本発明の第3の実施例によるTPTは、前記第1図
により説明した本発明の第]の実施例において、ゲート
・ソース間の高抵抗層であるa−8】膜7を除去して構
成したものであり、二の場合にも、第1図の場合と同様
な効果を得ることかできる。なお、この実施例は、ゲー
ト・ドレイン間の高抵抗層であるa−Si膜7を除去し
て構成してもよい。
The TPT according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. In the second case, the same effect as in the case of FIG. 1 can be obtained. Note that this embodiment may be constructed by removing the a-Si film 7, which is a high resistance layer between the gate and drain.

この場合の素子の形成は、次のような工程により行われ
る。
Formation of the element in this case is performed through the following steps.

(a)ガラス基板9上にCr等によるゲート電極1を堆
積しパターニングを行う。
(a) A gate electrode 1 made of Cr or the like is deposited on a glass substrate 9 and patterned.

(b)その後、SiN膜によるゲート絶縁膜6、a−S
i膜による活性層5を順次堆積し、このa−Si膜をパ
ターニングする。
(b) After that, gate insulating film 6 made of SiN film, a-S
An active layer 5 made of an i film is sequentially deposited, and this a-Si film is patterned.

(C)その後、SiN膜8を堆積し、1回目のパターニ
ングを行う。
(C) After that, a SiN film 8 is deposited and patterned for the first time.

(d)その後、a−Si膜7を堆積し、パターニングし
て、ソース側またはドレイン側のa−Si膜7を除去す
る。
(d) After that, an a-Si film 7 is deposited and patterned to remove the a-Si film 7 on the source side or drain side.

(e)その後、SiN膜8の2回目のパターニングを行
う。
(e) After that, the second patterning of the SiN film 8 is performed.

(f)その後、n+a−Si膜によるオーミック層4、
ソース電極2及びドレイン電極3となるAQ電極を順次
堆積し、AQ電極、n″a−Si膜によるオーミック層
4を順次パターニングし、ソース領域とドレイン領域と
を、前述の実施例の場合と同様に、ゲート電極〕上で分
離する。
(f) After that, an ohmic layer 4 made of an n+a-Si film,
An AQ electrode that will become a source electrode 2 and a drain electrode 3 is sequentially deposited, and the AQ electrode and an ohmic layer 4 made of an n''a-Si film are sequentially patterned, and the source region and drain region are formed in the same manner as in the previous embodiment. Then, they are separated on the gate electrode].

前記本発明の第3の実施例によるTFTのデバイス構造
は、ゲート・ドレイン間、あるいは、ゲート・ソース間
の片側にのみ、高抵抗層であるa−Si膜7か挿入され
ているので、TPTのオシ時におけるIDSを、前述の
第1、第2の実施例よりさらに大きくすることができる
。また、この実施例は、第1図に示した本発明の第1の
実施例の場合と同一の理由により、a−Si膜5の厚み
を数百オングストローム程度にすることができる。
In the device structure of the TFT according to the third embodiment of the present invention, the a-Si film 7, which is a high resistance layer, is inserted only on one side between the gate and drain or between the gate and source. The IDS at the time of oscillation can be made even larger than that of the first and second embodiments described above. Further, in this embodiment, the thickness of the a-Si film 5 can be made approximately several hundred angstroms for the same reason as in the first embodiment of the present invention shown in FIG.

従って、60〜80V程度の電圧を要するTPTを、前
記デバイス構造を用いて形成した場合、TPTのオン時
におけるIDSを大きく、かつ、TPTのオフ時におけ
るIpSを小さくすることかできる。
Therefore, when a TPT that requires a voltage of about 60 to 80 V is formed using the above device structure, it is possible to increase the IDS when the TPT is on and to decrease the IpS when the TPT is off.

第5図は本発明の第4の実施例によるTPTのデバイス
構造を示す断面図であり、図の符号は第1図の場合と同
一である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the device structure of a TPT according to a fourth embodiment of the present invention, and the reference numerals in the figure are the same as those in FIG. 1.

この本発明の第4の実施例は、ソース電極2及びドレイ
ン電極3をカラス基板9の面に、ゲート電極1を上層に
設けて、すなわち、前述した本発明の第1の実施例の層
構造を逆にして構成したものであり、この場合にも、他
の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
In the fourth embodiment of the present invention, the source electrode 2 and drain electrode 3 are provided on the surface of the glass substrate 9, and the gate electrode 1 is provided in the upper layer, that is, the layer structure of the first embodiment of the present invention described above. is configured in reverse, and in this case as well, the same effects as in the other embodiments can be obtained.

このように構成される本発明の第4の実施例によるTP
Tは、次のような工程により形成する二とができる。
TP according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above
T can be formed by the following steps.

(a)カラス基板9上にCr等によるソース電極2及び
ドレイン電極3となる電極、n+a−Si膜によるオー
ミック層4、a−Si膜7を順次堆積し、a−Si膜7
、n+a−Si膜4、Cr等による電極を順次パターニ
ングし、ゲート領域となる部分をガラス基板9の面まで
除去して、ソース領域とドレイン領域とを分離する。
(a) On a glass substrate 9, electrodes made of Cr etc. to become the source electrode 2 and drain electrode 3, an ohmic layer 4 made of an n+a-Si film, and an a-Si film 7 are sequentially deposited.
, the n+a-Si film 4, and electrodes made of Cr, etc. are sequentially patterned, and the portion that will become the gate region is removed down to the surface of the glass substrate 9, thereby separating the source region and the drain region.

(b)その後、SjN膜8を堆積し、パターニングする
(b) After that, an SjN film 8 is deposited and patterned.

(c)その後、a−Si膜による活性層5、S〕N膜6
を順次堆積し、SIN膜6、a−Si膜による活性層5
を順次パターニングする。
(c) After that, an active layer 5 made of a-Si film, S]N film 6
are sequentially deposited to form a SIN film 6 and an active layer 5 made of an a-Si film.
are sequentially patterned.

(d)その後、AQによるゲート電極1を堆積しパター
ニングする。
(d) After that, a gate electrode 1 is deposited and patterned using AQ.

前記本発明の第4の実施例によるTPTのデバイス構造
は、ゲート電極1となるAQ電極が最上部に設けられる
ので、比較的厚く堆積することかでき、ゲート電極1の
シート抵抗を低くすることができる。
In the TPT device structure according to the fourth embodiment of the present invention, since the AQ electrode, which becomes the gate electrode 1, is provided at the top, it can be deposited relatively thickly, and the sheet resistance of the gate electrode 1 can be lowered. I can do it.

また、前述した本発明の第4の実施例は、第1図により
説明した実施例の場合と同一の理由により、a−Si膜
7の厚みを1μm〜2μm程度に、また、a−Si膜5
の厚みを数百オングストローム程度に正確に制御するこ
とができる。
Further, in the fourth embodiment of the present invention described above, the thickness of the a-Si film 7 is set to about 1 μm to 2 μm for the same reason as the embodiment explained in FIG. 5
The thickness can be precisely controlled to about several hundred angstroms.

従って、60〜80V程度の電圧を要するTPTを、前
記デバイス構造を用いて形成した場合、TPTのオン時
におけるIDSを大きく、かつ、TPTのオフ時におけ
るIDSを小さくする二とかできる。
Therefore, when a TPT requiring a voltage of about 60 to 80 V is formed using the above device structure, it is possible to increase the IDS when the TPT is on and to decrease the IDS when the TPT is off.

第6図は前述した本発明の第〕〜第4の実施例のいずれ
か〕つをTPT−LCDに用いた場合のTPT−LCD
の全体構成を示すブロック図である。第6図において、
20は信号側駆動回路、21は走査側駆動回路、LCは
液晶による画素である。
FIG. 6 shows a TPT-LCD in which one of the above-mentioned embodiments of the present invention is used for the TPT-LCD.
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration. In Figure 6,
20 is a signal side drive circuit, 21 is a scanning side drive circuit, and LC is a pixel using liquid crystal.

図示TPT−LCDは、偏光板を用いない液晶表示装置
であり、通常、偏光板を用いない場合には、液晶の駆動
のために60V〜80Vの電圧を要するので、本発明に
よる丁FTを用いることにより、表示品質の良い画像を
得ることができる。
The illustrated TPT-LCD is a liquid crystal display device that does not use a polarizing plate. Normally, when a polarizing plate is not used, a voltage of 60 V to 80 V is required to drive the liquid crystal, so the TPT-LCD according to the present invention is used. By doing so, an image with good display quality can be obtained.

第7図は本発明によるTPTを、TPT−LCDに適用
した場合の、LCDの平面図、第8図は第7図のA−A
’ 断面図である。第7図、第8図において、10はI
T○膜、11は配向膜、12はカラーフィルター、13
はSjN膜、14は液晶であり、他の符号は第3図の場
合と同一である。
FIG. 7 is a plan view of an LCD when the TPT according to the present invention is applied to a TPT-LCD, and FIG. 8 is an A-A in FIG. 7.
' This is a cross-sectional view. In Figures 7 and 8, 10 is I
T○ film, 11 is alignment film, 12 is color filter, 13
1 is an SjN film, 14 is a liquid crystal, and other symbols are the same as in the case of FIG.

二のLCDは、第1図に示す本発明のTPTを液晶を駆
動するために使用したものであり、第7図に示すように
、マトリクス状に配置されるゲート電極1とソース電極
2との各交点に本発明によるTPTが形成され、ドレイ
ン3に、液晶14を駆動し各画素を形成するITO膜1
0が接続されて構成されている。
The second LCD uses the TPT of the present invention shown in FIG. 1 to drive a liquid crystal, and as shown in FIG. 7, the gate electrode 1 and source electrode 2 are arranged in a matrix. A TPT according to the present invention is formed at each intersection, and an ITO film 1 that drives the liquid crystal 14 and forms each pixel is placed on the drain 3.
0 is connected.

このような本発明によるTPTを用いたLCDは、マト
リクス状に配置されるゲート電極1とソース電極2とに
より囲まれて形成される各画素の全面積に占めるT、F
Tの面積を小さくする二とかでき、効能率で表示品質の
高い画像を得ることかできる。
In the LCD using the TPT according to the present invention, T and F occupy the total area of each pixel surrounded by the gate electrode 1 and the source electrode 2 arranged in a matrix.
The area of T can be reduced, and an image with high display quality can be obtained with efficiency.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、TPTのソース・
ドレイン間に、ホトリソグラフィの制約を受けることな
く、1〜2μm厚の真性半導体層を挿入でき、かつ、チ
ャネル層を数百オングストローム程度の厚みとすること
ができるので、オン・オフ比の大きいTPTを提供する
ことができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the TPT source
An intrinsic semiconductor layer with a thickness of 1 to 2 μm can be inserted between the drains without photolithography restrictions, and the channel layer can be made as thick as several hundred angstroms, making it possible to use TPT with a high on-off ratio. can be provided.

従って、偏光板を用いない液晶と本発明によるTPTと
を用いることにより、優れた表示品質の液晶表示装置を
提供することができる。
Therefore, by using a liquid crystal that does not use a polarizing plate and the TPT according to the present invention, a liquid crystal display device with excellent display quality can be provided.

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

第1図は本発明の第1の実施例によるデバイス構造を示
す断面図、第2図は従来技術による高耐圧TPTのデバ
イス構造を示す断面図、第3図、第4図、第5図は本発
明の第2、第3、第4の実施例のデバイス構造を示す断
面図、第6図は本発明によるTPTを用いて液晶をアク
ティブ駆動する場合のTPT−LCDの全体構成を示す
ブロック図、第7図は本発明によるTPTを、TPT−
LCDに適用した場合の、LCDの平面図、第8図は第
7図のA−A’ 断面図である。 1・・ ・ゲート電極、2・・・・・ソース電極、3・
・・・・ドレイン電極、4・・・・・オーミック層、5
・・・・・・活性層(チャネル層)、6・・・・・・ゲ
ート絶縁膜、7・・・・a−Si(真性非晶質シリコン
)膜、8.13 ・・・・SiN膜、9・・・・・・ガ
ラス基板、1o・・・・・・ITO膜、11・・・・・
・配向膜、12・・・・カラーフィルター、14・・・
・・液晶。 第1図 1:JT’”−トを狼!    6:す〒−トX縁桂虻
2:ソース@、’p5z   7 : o−st月費3
: ドレイン串A孜   8:SiNル蛤4:/V−ミ
ック層   9:〃′ラスI4反5:5占椎層 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a device structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a device structure of a high voltage TPT according to the prior art, and FIGS. 3, 4, and 5 are A cross-sectional view showing the device structure of the second, third, and fourth embodiments of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of a TPT-LCD in which the liquid crystal is actively driven using the TPT according to the present invention. , FIG. 7 shows the TPT according to the present invention, TPT-
When applied to an LCD, FIG. 8 is a plan view of the LCD, and is a sectional view taken along the line AA' in FIG. 7. 1... Gate electrode, 2... Source electrode, 3...
...Drain electrode, 4...Ohmic layer, 5
... Active layer (channel layer), 6 ... Gate insulating film, 7 ... a-Si (intrinsic amorphous silicon) film, 8.13 ... SiN film , 9...Glass substrate, 1o...ITO film, 11...
・Alignment film, 12... Color filter, 14...
··liquid crystal. Figure 1 1: JT'”-to wo wolf! 6: so-to
: Drain skewer A 8: SiN layer 4: /V-mic layer 9: 〃'Las I4 anti 5: 5 layer Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ゲート電極上に、ゲート絶縁膜、a−Si膜、Si
N膜が順次積層して設けられ、前記SiN膜の部分で分
離された、ソース・ゲート間及びドレイン・ゲート間に
、縦方向に挿入される高抵抗部となるa−Si膜、n^
+a−Si膜がさらに積層して設けられ、これらのn^
+a−Si膜上にソース電極及びドレイン電極が形成さ
れて構成されることを特徴とする薄膜トランジスタ。 2、ゲート電極上に、ゲート絶縁膜、a−Si膜、Si
N膜が順次積層して設けられ、前記SiN膜の部分で分
離された、ソース・ゲート間及びドレイン・ゲート間に
、縦方向に挿入される高抵抗部となるa−Si膜が設け
られ、これらのa−Si膜上にソース電極及びドレイン
電極が形成されて構成されることを特徴とする薄膜トラ
ンジスタ。 3、ゲート電極上に、ゲート絶縁膜、a−Si膜、Si
N膜が順次積層して設けられ、前記SiN膜の部分で分
離された、ソース・ゲート間及びドレイン・ゲート間の
いずれか一方に、縦方向に挿入される高抵抗部となるa
−Si膜、n^+a−Si膜がさらに積層して設けられ
、他方に、n^+a−Si膜が設けられ、これらのn^
+a−Si膜上にソース電極及びドレイン電極が形成さ
れて構成されることを特徴とする薄膜トランジスタ。 4、薄膜トランジスタの製造方法において、 (a)絶縁基板上にゲート電極を堆積しパターニングす
る工程、 (b)その後、ゲート絶縁膜、真性半導体膜を順次堆積
し、真性半導体膜をパターニングする工程、 (c)その後、絶縁膜を堆積しパターニングする工程、 (d)その後、真性半導体膜、外因性半導体膜、ソース
/ドレイン電極を順次堆積し、ソース/ドレイン電極、
外因性半導体膜、真性半導体膜を順次パターニングする
工程を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。 5、薄膜トランジスタの製造方法において、 (a)絶縁基板上にゲート電極を堆積しパターニングす
る工程、 (b)その後、ゲート絶縁膜、真性半導体膜を順次堆積
し、真性半導体膜をパターニングする工程、 (c)その後、絶縁膜を堆積しパターニングする工程、 (d)その後、真性半導体膜、ソース/ドレイン電極を
順次堆積し、ソース/ドレイン電極、真性半導体膜を順
次パターニングする工程を含むことを特徴とする薄膜ト
ランジスタの製造方法。 6、薄膜トランジスタの製造方法において、 (a)絶縁基板上にゲート電極を堆積しパターニングす
る工程、 (b)その後、ゲート絶縁膜、真性半導体膜を順次堆積
し、真性半導体膜をパターニングする工程、 (c)その後、絶縁膜を堆積し、1回目のパターニング
をする工程、 (d)その後、真性半導体膜を堆積し、パターニングす
る工程、 (e)その後、絶縁膜の2回目のパターニングをする工
程、 (f)その後、外因性半導体膜、ソース/ドレイン電極
を順次堆積し、ソース/ドレイン電極、外因性半導体膜
を順次パターニングする工程を含むことを特徴とする薄
膜トランジスタの製造方法。 7、薄膜トランジスタの形成法において、 (a)絶縁基板上にソース/ドレイン電極、外因性半導
体膜、真性半導体膜を順次堆積し、真性半導体膜、外因
性半導体膜、ソース/ドレイン電極を順次パターニング
する工程、 (b)その後、絶縁膜を堆積しパターニングする工程、 (c)その後、真性半導体膜、ゲート絶縁膜を順次堆積
し、ゲート絶縁膜、真性半導体膜を順次パターニングす
る工程、 (d)その後、ゲート電極を堆積しパターニングする工
程を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法
。 8、アクティブマトリクス駆動される液晶ディスプレイ
装置において、特許請求の範囲第1項、第2項または第
3項記載の薄膜トランジスタを、駆動素子として使用す
ることを特徴とするアクティブマトリクス液晶ディスプ
レイ装置。
[Claims] 1. On the gate electrode, a gate insulating film, an a-Si film, a Si
An a-Si film, n^, in which N films are sequentially stacked and is inserted vertically between the source and gate and between the drain and gate, separated by the SiN film, and serves as a high resistance part.
A +a-Si film is further laminated, and these n^
A thin film transistor characterized in that a source electrode and a drain electrode are formed on a +a-Si film. 2. On the gate electrode, gate insulating film, a-Si film, Si
N films are sequentially stacked and provided, and an a-Si film serving as a high resistance portion is provided vertically between the source and gate and between the drain and gate, separated by the SiN film, and A thin film transistor characterized in that a source electrode and a drain electrode are formed on these a-Si films. 3. On the gate electrode, gate insulating film, a-Si film, Si
N films are sequentially stacked and provided, and a high resistance part is inserted vertically between the source and gate or between the drain and gate, separated by the SiN film part.
-Si film and n^+a-Si film are further laminated and provided, and on the other side, n^+a-Si film is provided, and these n^
A thin film transistor characterized in that a source electrode and a drain electrode are formed on a +a-Si film. 4. In the method for manufacturing a thin film transistor, (a) a step of depositing and patterning a gate electrode on an insulating substrate; (b) a step of sequentially depositing a gate insulating film and an intrinsic semiconductor film and patterning the intrinsic semiconductor film; ( c) After that, a step of depositing and patterning an insulating film, (d) After that, sequentially depositing an intrinsic semiconductor film, an extrinsic semiconductor film, and a source/drain electrode, and forming a source/drain electrode.
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising a step of sequentially patterning an extrinsic semiconductor film and an intrinsic semiconductor film. 5. In the method for manufacturing a thin film transistor, (a) a step of depositing and patterning a gate electrode on an insulating substrate; (b) a step of sequentially depositing a gate insulating film and an intrinsic semiconductor film and patterning the intrinsic semiconductor film; ( c) thereafter, depositing and patterning an insulating film; (d) thereafter, sequentially depositing an intrinsic semiconductor film and source/drain electrodes, and sequentially patterning the source/drain electrodes and the intrinsic semiconductor film. A method for manufacturing thin film transistors. 6. In the method for manufacturing a thin film transistor, (a) a step of depositing and patterning a gate electrode on an insulating substrate; (b) a step of sequentially depositing a gate insulating film and an intrinsic semiconductor film and patterning the intrinsic semiconductor film; ( c) Then, a step of depositing an insulating film and patterning it for the first time; (d) A step of then depositing and patterning an intrinsic semiconductor film; (e) A step of then patterning the insulating film for a second time; (f) A method for manufacturing a thin film transistor, comprising the steps of: thereafter, sequentially depositing an extrinsic semiconductor film and source/drain electrodes, and sequentially patterning the source/drain electrodes and the extrinsic semiconductor film. 7. In the method of forming a thin film transistor, (a) sequentially depositing a source/drain electrode, an extrinsic semiconductor film, and an intrinsic semiconductor film on an insulating substrate, and sequentially patterning the intrinsic semiconductor film, extrinsic semiconductor film, and source/drain electrode. (b) Then, a step of depositing and patterning an insulating film; (c) Then, a step of sequentially depositing an intrinsic semiconductor film and a gate insulating film, and sequentially patterning the gate insulating film and the intrinsic semiconductor film; (d) After that. A method for manufacturing a thin film transistor, comprising the steps of depositing and patterning a gate electrode. 8. An active matrix liquid crystal display device driven by an active matrix, characterized in that the thin film transistor according to claim 1, 2, or 3 is used as a driving element.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228008A (en) * 1994-07-13 1996-09-03 Hyundai Electron Ind Co Ltd Thin film transistor and manufacture thereof
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