JPH04226080A - Manufacture of thin film transistor - Google Patents

Manufacture of thin film transistor

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JPH04226080A
JPH04226080A JP11333991A JP11333991A JPH04226080A JP H04226080 A JPH04226080 A JP H04226080A JP 11333991 A JP11333991 A JP 11333991A JP 11333991 A JP11333991 A JP 11333991A JP H04226080 A JPH04226080 A JP H04226080A
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JP
Japan
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insulator
etching
thin film
gate electrode
film
Prior art date
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Withdrawn
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JP11333991A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Tarui
垂井 敬次
Tatsuo Morita
達夫 森田
Shuhei Tsuchimoto
修平 土本
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form an insulator provided on the side wall of a semiconductor layer with ease and reproducibility in a manufacture of a thin film transistor of successive deposits a semiconductor layer and a gate insulating layer without exposure to atmospheric air. CONSTITUTION:After a laminated film of a semiconductor layer 3, a gate insulating film 4, and a lower layer gate electrode 5a on a first insulator 2 is processed into an island patterned, the whole substrate is filmed with a second insulator, which is then anisotropically etched, thereby making an insulator 6 remain only on the side wall of the island pattern. A selective etching is made by utilizing the etching selection ratio of the second insulator and the lower layer gate electrode 5a. Making the first and second insulators of different materials allows the etching time to be controlled by observing variation in plasma spectral characteristics during anisotropic etching.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、低温プロセスで作製で
きディスプレイデバイスやイメージセンサ等に使用でき
る薄膜トランジスタの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor that can be manufactured by a low-temperature process and can be used for display devices, image sensors, etc.

【0002】0002

【従来の技術】液晶ディスプレイデバイスやイメージセ
ンサ等の駆動に用いる薄膜トランジスタは、従来のIC
プロセスで作製されていた。従来のICプロセスは液晶
化、絶縁膜の形成及ぶ不純物の活性化を1000℃近い
高温で行う必要があり、透光性基板を必要とする時には
基板材料が石英基板に限定されてしまい大面積化が困難
であった。近年、プロセスの低温化の方法が提案され、
非晶質膜あるいは多結晶膜を出発材料とし、低温固相成
長、レーザアニール等で結晶化させる方法が検討されて
いる。
[Prior Art] Thin film transistors used to drive liquid crystal display devices, image sensors, etc. are conventional ICs.
It was made by a process. In conventional IC processes, it is necessary to convert liquid crystals, form insulating films, and activate impurities at high temperatures close to 1000°C, and when a translucent substrate is required, the substrate material is limited to a quartz substrate, resulting in a large area. was difficult. In recent years, methods of lowering the process temperature have been proposed,
Methods are being considered that use an amorphous or polycrystalline film as a starting material and crystallize it by low-temperature solid phase growth, laser annealing, or the like.

【0003】ところで、薄膜トランジスタは一般に電界
効果型トランジスタであるために、その特性はゲート絶
縁層と半導体層の界面状態に非常に大きく影響される。 このため、従来の高温プロセスでは熱酸化法により、ゲ
ート絶縁層と半導体層の界面を半導体層内部に作り込み
界面状態を良好に保っている。これに対し、低温プロセ
スでは、ゲート絶縁層も低温で形成する必要があるため
上記の熱酸化法は使えない。そのため、半導体膜を所定
の形状に加工した後、弗酸等を用いて表面の清浄化処理
を行い、その後スパッタ、あるいは、CVD法等を用い
てゲート絶縁膜を形成する方法が採られているが、界面
準位密度の十分な低減には至っていない。そこで、半導
体膜を成膜した後、大気に晒さずゲート絶縁膜を連続し
て成膜する方法が提案されている。
By the way, since thin film transistors are generally field effect transistors, their characteristics are greatly influenced by the state of the interface between the gate insulating layer and the semiconductor layer. For this reason, in conventional high-temperature processes, the interface between the gate insulating layer and the semiconductor layer is created inside the semiconductor layer using a thermal oxidation method to maintain a good interface state. On the other hand, in a low-temperature process, the gate insulating layer must also be formed at a low temperature, so the above thermal oxidation method cannot be used. Therefore, after processing the semiconductor film into a predetermined shape, the surface is cleaned using hydrofluoric acid or the like, and then a gate insulating film is formed using sputtering or CVD. However, the interface state density has not been sufficiently reduced. Therefore, a method has been proposed in which after forming a semiconductor film, a gate insulating film is continuously formed without exposing the semiconductor film to the atmosphere.

【0004】0004

【本発明が解決しようとする課題】低温プロセスによる
薄膜トランジスタの特性向上を図るためには半導体層と
ゲート絶縁層の界面状態を改善することが不可欠である
。このため、半導体層の形成後、大気に晒さず連続して
ゲート絶縁層の形成を行うことが理想である。しかしな
がらこの方法においては、ゲート絶縁層および半導体層
を所定の形状に加工したときに半導体層側面が露出する
ため、その後、ゲート電極を形成したときにゲート電極
と露出した半導体層の側壁が接し、漏れ電流が増大する
ことになる。従って、ゲート電極形成前に半導体層の側
壁を絶縁体で覆う必要があり、図10に示すような構成
にする必要がある。しかしながら、ゲート絶縁層4に通
常よく用いられるSiO2膜を用いたときには、半導体
層3の側壁を覆う絶縁膜9はSiO2膜と選択的にエッ
チング加工できることが必要条件となる。もし、半導体
側壁を覆う絶縁膜9にゲート絶縁膜4と同じSiO2膜
、あるいは、SiO2とエッチングの選択比の小さいS
i3N4膜等を用いようとした場合、エッチング加工の
際に、エッチング時間を厳密に管理しない限り同時にゲ
ート絶縁膜をもエッチングしてしまうことになる。通常
、SiO2膜とエッチング選択性の有る絶縁膜として、
SiO2にPをドープしたPSGが知られており、Pの
ドープ量が多いほど選択性が高いとされている。ただし
、半導体層側壁をPSGで覆った場合には、PSGから
半導体層側にPが拡散しトランジスタ特性に悪影響を及
ぼしてしまう恐れがある。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to improve the characteristics of thin film transistors by low-temperature processing, it is essential to improve the interface state between the semiconductor layer and the gate insulating layer. For this reason, it is ideal to form the gate insulating layer continuously after forming the semiconductor layer without exposing it to the atmosphere. However, in this method, when the gate insulating layer and the semiconductor layer are processed into a predetermined shape, the side walls of the semiconductor layer are exposed, so when the gate electrode is formed afterwards, the gate electrode and the exposed side wall of the semiconductor layer come into contact with each other. Leakage current will increase. Therefore, it is necessary to cover the sidewalls of the semiconductor layer with an insulator before forming the gate electrode, and it is necessary to have a structure as shown in FIG. 10. However, when a commonly used SiO2 film is used as the gate insulating layer 4, it is necessary that the insulating film 9 covering the sidewalls of the semiconductor layer 3 can be etched selectively with the SiO2 film. If the insulating film 9 covering the semiconductor sidewall is the same SiO2 film as the gate insulating film 4, or if S
If an i3N4 film or the like is used, the gate insulating film will also be etched at the same time unless the etching time is strictly controlled during etching. Usually, as an insulating film with etching selectivity with SiO2 film,
PSG in which SiO2 is doped with P is known, and it is said that the greater the amount of P doped, the higher the selectivity. However, if the side walls of the semiconductor layer are covered with PSG, there is a risk that P will diffuse from the PSG to the semiconductor layer side and adversely affect transistor characteristics.

【0005】また、パターンの側壁に絶縁膜等を形成す
る方法としては、基板全面に絶縁膜を成膜したあと、異
方性エッチングすることでパターンの段差部のみに絶縁
膜を残存させるといった方法が採られることがあるが、
異方性エッチングの際のエッチング時間の管理が出来な
いと残存する絶縁膜の量を制御することが出来ない。エ
ッチング時間の管理方法としては、エッチングしようと
する材料のエッチング速度のデータを元に、その材料の
膜厚からエッチング時間を算出するといった方法が最も
簡単に行えるが、エッチングの再現性がよほど良くない
と残存させる量を制御することが難しい。
[0005] Another method for forming an insulating film on the sidewalls of a pattern is to form an insulating film on the entire surface of the substrate and then perform anisotropic etching to leave the insulating film only on the stepped portions of the pattern. is sometimes taken, but
If the etching time during anisotropic etching cannot be controlled, the amount of remaining insulating film cannot be controlled. The easiest way to manage etching time is to calculate the etching time from the film thickness of the material based on data on the etching rate of the material to be etched, but the reproducibility of etching is not very good. It is difficult to control the amount left behind.

【0006】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、半導体層とゲート絶縁膜を連続して形
成する方法において、半導体層を所定の形状に加工した
後、半導体層、及びゲート絶縁膜に悪影響を与えること
なく半導体層側壁に容易にかつ、再現性よく絶縁体を形
成出来るようにすることを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and includes a method for successively forming a semiconductor layer and a gate insulating film.After processing the semiconductor layer into a predetermined shape, the semiconductor layer, Another object of the present invention is to easily form an insulator on the side wall of a semiconductor layer with good reproducibility without adversely affecting a gate insulating film.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すため
、本発明は第1の絶縁体の上に半導体層、ゲート絶縁膜
、及び下層ゲート電極用薄膜を順次成膜して積層膜を形
成し、島状パターンに加工した後、島状パターンの側壁
に第2の絶縁体を形成し、その後上層ゲート電極用薄膜
を成膜し、上層及び下層ゲート電極用薄膜を同一レジス
トパターンにてエッチングし、ゲート電極とすることを
特徴としている。更には、島状パターンの側壁に第2の
絶縁体を形成する方法として第2の絶縁体膜を基板全面
に成膜した後、プラズマによるドライエッチングにて異
方性エッチングすることで島状パターンの側壁にのみ第
2の絶縁体膜を残存させること、更に、そのとき第2の
絶縁体膜とその下の下層ゲート電極用薄膜とのエッチン
グ選択比を利用してエッチングすることを特徴としてい
る。更に、第1の絶縁体と第2の絶縁体を異なる材料と
し、前記の異方性エッチングをする際に、第2の絶縁体
膜のエッチング中のプラズマ分光特性と、エッチングが
進行し、第1の絶縁体が露出したときのプラズマ分光特
性の差を検出しエッチング時間を制御することを特徴と
している。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention forms a laminated film by sequentially forming a semiconductor layer, a gate insulating film, and a lower gate electrode thin film on a first insulator. After forming and processing into an island-like pattern, a second insulator is formed on the sidewalls of the island-like pattern, and then a thin film for the upper layer gate electrode is formed, and the thin films for the upper and lower gate electrodes are formed using the same resist pattern. It is characterized by being etched and used as a gate electrode. Furthermore, as a method of forming a second insulator on the sidewalls of the island pattern, a second insulator film is formed on the entire surface of the substrate, and then anisotropic etching is performed using dry etching using plasma to form the island pattern. The second insulating film is left only on the side walls of the second insulating film, and the second insulating film is etched using the etching selectivity between the second insulating film and the lower gate electrode thin film thereunder. . Furthermore, when the first insulator and the second insulator are made of different materials and the above-mentioned anisotropic etching is performed, the plasma spectral characteristics during etching of the second insulator film and the etching progress, The etching time is controlled by detecting the difference in plasma spectral characteristics when the first insulator is exposed.

【0008】[0008]

【作用】上記のように本発明では、島状パターンの上面
を下層ゲート電極用薄膜とすることで、島状パターンの
側壁に絶縁膜を形成するためのエッチング加工の際、特
にゲート絶縁膜との選択的なエッチングを必要としない
ため、トランジスタ特性に悪影響を及ぼす恐れのあるP
SG膜を用いる必要がない。
[Operation] As described above, in the present invention, by using the upper surface of the island pattern as a thin film for the lower layer gate electrode, it is possible to use the thin film for forming the gate electrode on the side wall of the island pattern. There is no need for selective etching of P, which may have an adverse effect on transistor characteristics.
There is no need to use an SG film.

【0009】また、島状パターンの側壁に絶縁体を形成
する方法は、基板全面に絶縁体膜を成膜した後、異方性
エッチングすることで島状パターンの側壁にのみ絶縁体
膜を残存させるといった簡便な方法で実施できる。この
とき、基板全面に形成する絶縁体膜と、その下の下層ゲ
ート電極用薄膜とのエッチング選択比を利用して選択的
にエッチングさせることもできる。更に、エッチングの
際にプラズマ分光分析を行うことでエッチング時間を精
度よく管理できるため、島状パターンの側壁に残存させ
る絶縁体の形状を常に安定に作製することができる。
Another method for forming an insulator on the side walls of an island pattern is to form an insulator film over the entire surface of the substrate and then perform anisotropic etching to leave the insulator film only on the side walls of the island pattern. This can be done by a simple method such as At this time, selective etching can be performed using the etching selectivity between the insulating film formed over the entire surface of the substrate and the lower layer gate electrode thin film therebelow. Furthermore, since the etching time can be controlled accurately by performing plasma spectroscopic analysis during etching, the shape of the insulator to be left on the sidewalls of the island pattern can always be stably produced.

【0010】0010

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0011】図1に、本発明の製造方法において作製さ
れた薄膜トランジスタの平面図を示し、図2乃至図8は
実施例の薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図であ
り、それぞれの(a)、(b)は図1におけるA−A’
断面、B−B’断面図を示す。まず、洗浄したガラス基
板1の表面にスパッタ、あるいはプラズマCVD装置に
てSiN膜2を約3000オングストローム成膜する。 次にSiN膜2の上にプラズマCVD装置にて非晶質S
i膜を成膜する。成膜条件は基板温度400〜600℃
でH2希釈されたSiH4ガスを熱とプラズマで分解し
約1000オングストローム堆積させる。次に非晶質S
i膜を多結晶化するため、真空中あるいは不活性ガス雰
囲気中にて600℃で50時間程度のアニールを行い多
結晶Si膜3とする。続いて、スパッタ装置にてゲート
絶縁膜となるSiO2膜4を約1000オングストロー
ム成膜する。以上の工程においてプラズマCVD装置か
らアニール炉、及びアニール炉からスパッタ装置へのガ
ラス基板の移動は真空中、あるいは不活性ガス雰囲気中
で保持されたロードロック室を介して行っている。次に
、減圧CVD装置にて第1のゲート電極5aとなる多結
晶Si膜を約1000オングストローム成膜したのが図
2に示した積層膜である。以上のようにして得られたS
iN膜上の3層の膜を同一のレジストパターンで各層を
エッチングし、図3に示したような島状パターンに加工
する。各層のエッチングは反応性イオンエッチャーを用
い、エッチングした後の断面形状が基板に対して垂直と
なるように異方性エッチングを行った。尚、多結晶Si
のエッチングにはSF6とCCl4の混合ガスを、Si
O2のエッチングにはCHF3をそれぞれエッチングガ
スとして用いた。
FIG. 1 shows a plan view of a thin film transistor manufactured by the manufacturing method of the present invention, and FIGS. 2 to 8 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the thin film transistor of the example. b) is AA' in Figure 1
A cross section and a BB' sectional view are shown. First, a SiN film 2 having a thickness of about 3000 angstroms is formed on the surface of a cleaned glass substrate 1 by sputtering or a plasma CVD apparatus. Next, amorphous S is deposited on the SiN film 2 using a plasma CVD device.
Form an i film. Film forming conditions are substrate temperature 400-600℃
SiH4 gas diluted with H2 is decomposed by heat and plasma to deposit approximately 1000 angstroms. Next, amorphous S
In order to polycrystallize the i film, annealing is performed at 600° C. for about 50 hours in a vacuum or in an inert gas atmosphere to form a polycrystalline Si film 3. Subsequently, a SiO2 film 4, which will become a gate insulating film, is formed to a thickness of about 1000 angstroms using a sputtering device. In the above steps, the glass substrate is moved from the plasma CVD apparatus to the annealing furnace and from the annealing furnace to the sputtering apparatus through a load lock chamber maintained in vacuum or in an inert gas atmosphere. Next, a polycrystalline Si film having a thickness of about 1000 angstroms, which will become the first gate electrode 5a, is formed using a low pressure CVD apparatus, resulting in the laminated film shown in FIG. S obtained as above
Each layer of the three layers on the iN film is etched using the same resist pattern to form an island-like pattern as shown in FIG. Each layer was etched using a reactive ion etcher, and anisotropic etching was performed so that the cross-sectional shape after etching was perpendicular to the substrate. In addition, polycrystalline Si
For etching, a mixed gas of SF6 and CCl4 is used.
CHF3 was used as an etching gas for O2 etching.

【0012】次に、図4に示したように基板全面にスパ
ッタ装置、あるいは常圧CVD装置にてSiO2膜6を
約5000オングストローム成膜する。その後、反応性
イオンエッチャーにてSiO2膜6に異方性エッチング
を行って、図5に示したように島状パターンの側壁のみ
にSiO2膜6´を残存させる。図9に反応性イオンエ
ッチング中のプラズマ発光スペクトルのうち、エッチン
グガスCHF3とSiN膜2に起因するCNのスペクト
ルである388nmについて、エッチング開始直後から
の発光強度の時間変化を示した。発光強度はある時点に
おいて急激に大きくなり、その時点でSiN膜2が露出
したという判断が出来る。発光強度が大きくなり、ある
レベルで安定したことを確認した後、エッチングを終了
すれば島状パターンの側壁に残存させるSiO2膜6´
の大きさを常に安定に形成することが出来る。また、こ
のようにSiO2膜6´を島状パターンの側壁に安定し
て残存させるには、ゲート電極5aとその上を覆って形
成されるSiO2膜6とのエッチング選択比を利用して
エッチングすることによっても可能である。そのために
、上述したごとく多結晶Siからなるゲート電極5aの
上にSiO2膜6を形成している。なお、島状パターン
の側壁に形成する絶縁体としては、上記SiO2膜に限
るものではなく、半導体層に悪影響を与えないならSi
3N4膜等の他の絶縁材料を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 4, a SiO2 film 6 of about 5000 angstroms is formed over the entire surface of the substrate using a sputtering device or an atmospheric pressure CVD device. Thereafter, the SiO2 film 6 is anisotropically etched using a reactive ion etcher to leave the SiO2 film 6' only on the sidewalls of the island pattern, as shown in FIG. FIG. 9 shows the temporal change in the emission intensity from immediately after the start of etching for 388 nm, which is the spectrum of CN caused by the etching gas CHF3 and the SiN film 2, among the plasma emission spectra during reactive ion etching. The emission intensity increases rapidly at a certain point, and it can be determined that the SiN film 2 is exposed at that point. After confirming that the emission intensity has increased and stabilized at a certain level, the etching is finished and the SiO2 film 6' remains on the sidewalls of the island pattern.
The size of can always be formed stably. Furthermore, in order to stably leave the SiO2 film 6' on the sidewalls of the island pattern, etching is performed using the etching selectivity between the gate electrode 5a and the SiO2 film 6 formed to cover it. It is also possible by For this purpose, as described above, the SiO2 film 6 is formed on the gate electrode 5a made of polycrystalline Si. Note that the insulator formed on the sidewalls of the island pattern is not limited to the above-mentioned SiO2 film, but may be Si as long as it does not adversely affect the semiconductor layer.
Other insulating materials such as 3N4 film may also be used.

【0013】その後、減圧CVD装置にて第2のゲート
電極5bとなる多結晶Si膜を約2000オングストロ
ーム成膜し、図6に示したようにゲート電極を所定の形
状に加工するためレジストパターンを形成し、第1のゲ
ート電極5a、及び第2のゲート電極5bを同時に反応
性イオンエッチャーにてエッチングを行う。
Thereafter, a polycrystalline Si film having a thickness of about 2000 angstroms, which will become the second gate electrode 5b, is formed using a low-pressure CVD apparatus, and a resist pattern is formed to process the gate electrode into a predetermined shape as shown in FIG. The first gate electrode 5a and the second gate electrode 5b are simultaneously etched using a reactive ion etcher.

【0014】その後、全面にイオン注入し活性化アニー
ルすることによって第1および第2のゲート電極の多結
晶Si膜、更にソース、ドレイン部となる多結晶Si膜
の低抵抗化を行う。
Thereafter, ions are implanted into the entire surface and activation annealing is performed to lower the resistance of the polycrystalline Si films of the first and second gate electrodes, as well as the polycrystalline Si films that will become the source and drain portions.

【0015】次に、図7に示したように基板全面に常圧
CVD装置にてSiO2あるいはPをドープしたPSG
を成膜し、一部にコンタクトホールを形成し、層間絶縁
膜7を形成する。このとき、ソース、ドレイン部と後に
形成するAl電極とが接続されるよう同時にゲート絶縁
膜にもホールを開ける。なお、コンタクトホールは、図
示したソースとドレイン部のみでなく、続いて形成する
Al配線と接続するゲート電極5上の膜7にも形成して
いる(図示は省略)。
Next, as shown in FIG. 7, PSG was doped with SiO2 or P on the entire surface of the substrate using an atmospheric pressure CVD apparatus.
A contact hole is formed in a part, and an interlayer insulating film 7 is formed. At this time, holes are also made in the gate insulating film at the same time so that the source and drain parts are connected to the Al electrodes that will be formed later. Note that contact holes are formed not only in the illustrated source and drain portions, but also in the film 7 on the gate electrode 5 connected to the subsequently formed Al wiring (not shown).

【0016】続いてスパッタ装置にてAlを約5000
オングストローム成膜し所定の形状に加工しソース電極
8a、ドレイン電極8bとし、薄膜トランジスタ、及び
、その周囲の配線を作製したのが図8である。
Next, approximately 5000% of Al was applied using a sputtering device.
As shown in FIG. 8, an angstrom film was formed and processed into a predetermined shape to form a source electrode 8a and a drain electrode 8b, and a thin film transistor and wiring around the thin film transistor were fabricated.

【0017】以上の工程により、図1に平面図を示した
本発明の実施例の薄膜トランジスタを形成している。
Through the above steps, a thin film transistor according to an embodiment of the present invention whose plan view is shown in FIG. 1 is formed.

【0018】以上の実施例のように島状パターンの側壁
の絶縁層を形成するとき、その絶縁層とゲート電極を構
成する材料は異なるので、従来のような問題はなくなり
、更にその絶縁層とゲート電極とのエッチング選択比を
利用して選択エッチングを行うことにより容易に加工す
ることができる。また、島状パターンの側壁に絶縁層を
形成する方法は基板全面に絶縁膜を成膜した後、反応性
イオンエッチャーにて異方性エッチングすることで、島
状パターンの側壁にのみ絶縁膜を残存させるといった簡
単な方法であり、更に、反応性イオンエッチングの際に
プラズマの分光特性の時間変化を確認することでエッチ
ング時間を管理するため再現性よく絶縁膜の残存量を制
御することができる。
When forming the insulating layer on the side wall of the island pattern as in the above embodiment, since the materials constituting the insulating layer and the gate electrode are different, the conventional problem is eliminated, and furthermore, the insulating layer and the gate electrode are made of different materials. It can be easily processed by performing selective etching using the etching selectivity with respect to the gate electrode. In addition, the method of forming an insulating layer on the sidewalls of the island pattern is to form an insulating film on the entire surface of the substrate and then perform anisotropic etching using a reactive ion etcher. This is a simple method of leaving the insulating film remaining, and it is also possible to control the amount of remaining insulating film with good reproducibility by controlling the etching time by checking the temporal changes in the spectral characteristics of the plasma during reactive ion etching. .

【0019】以上は、本発明を実施例によって説明した
が、本発明は、実施例によって限定されるものではなく
、例えば基板表面の第1の絶縁体と島状パターンの側壁
の第2の絶縁体の材料を実施例とは逆の構成でも可能で
あることは明白であり、また、第1、及び、第2の絶縁
体を、その他の材料にしてもエッチングの際に分光特性
にその差が認められれば同様に実施できる。また、実施
例のゲート電極は多結晶Si膜を用いたが、作製条件に
よってはTiやW等の金属を用いることもでき、更に、
ゲート電極もシリサイドなどと組み合わせにすることも
できる。
Although the present invention has been described above with reference to examples, the present invention is not limited to the examples. For example, the present invention is not limited to the examples. It is obvious that it is possible to use the material of the body in a configuration opposite to that in the example, and even if the first and second insulators are made of other materials, the difference in spectral characteristics will be noticed during etching. If approved, the same can be implemented. Furthermore, although a polycrystalline Si film was used for the gate electrode in the example, metals such as Ti and W may also be used depending on the manufacturing conditions.
The gate electrode can also be combined with silicide or the like.

【0020】更に、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法や、その形状は目的に応じて変更できるものである。
Furthermore, the method of manufacturing the thin film transistor of the present invention and its shape can be changed depending on the purpose.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明の薄膜トランジスタの製造方法で
は、このトランジスタ形成部分に作製した積層構成の島
状パターンの上面をゲート電極材料にしているので、そ
の島状パターンの側壁に形成する絶縁層とゲート電極材
料とのエッチング選択比を利用することにより、島状パ
ターンの側壁に形成する絶縁層は選択的エッチングによ
って容易に形成できる。更に、島状パターンの側壁に絶
縁層を形成する方法は異方性エッチングを利用したもの
であり、基板表面である第1の絶縁体と、島状パターン
の側壁に設けようとする第2の絶縁体を異種材料とする
ことで、異方性エッチングの際にプラズマ分光特性の時
間的変化を確認することができ、島状パターンの側壁に
残存させる第2の絶縁体の大きさを、常に再現性よく形
成することができる。従って、アモルファスシリコンを
用いた薄膜トランジスタより格段に高い移動度を持ち、
しかも面積の大きい薄膜トランジスタを歩留りよく製造
することができる。
Effects of the Invention In the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention, since the upper surface of the island-like pattern with a laminated structure formed in the transistor forming part is used as the gate electrode material, the insulating layer formed on the side wall of the island-like pattern and By utilizing the etching selectivity with respect to the gate electrode material, the insulating layer formed on the sidewalls of the island pattern can be easily formed by selective etching. Furthermore, the method of forming an insulating layer on the sidewalls of the island-like pattern utilizes anisotropic etching, and the first insulator, which is the substrate surface, and the second insulating layer to be provided on the sidewalls of the island-like pattern are used. By using a different material for the insulator, it is possible to check temporal changes in plasma spectral characteristics during anisotropic etching, and the size of the second insulator to be left on the sidewall of the island pattern can be constantly checked. It can be formed with good reproducibility. Therefore, it has much higher mobility than thin film transistors using amorphous silicon,
Furthermore, thin film transistors having a large area can be manufactured with high yield.

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

【図1】本発明の薄膜トランジスタの一実施例を示す平
面図。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a thin film transistor of the present invention.

【図2】実施例の製造工程を示す断面図であり、(a)
は図1のA−A′断面、(b)は図1のB−B′断面。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the example, (a)
1 is the AA' cross section in FIG. 1, and (b) is the BB' cross section in FIG.

【図3】実施例の製造工程を示す断面図であり、(a)
は図1のA−A′断面、(b)は図1のB−B′断面。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the example, (a)
1 is the AA' cross section in FIG. 1, and (b) is the BB' cross section in FIG.

【図4】実施例の製造工程を示す断面図であり、(a)
は図1のA−A′断面、(b)は図1のB−B′断面。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the example, (a)
1 is the AA' cross section in FIG. 1, and (b) is the BB' cross section in FIG.

【図5】実施例の製造工程を示す断面図であり、(a)
は図1のA−A′断面、(b)は図1のB−B′断面。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the example, (a)
1 is the AA' cross section in FIG. 1, and (b) is the BB' cross section in FIG.

【図6】実施例の製造工程を示す断面図であり、(a)
は図1のA−A′断面、(b)は図1のB−B′断面。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the example, (a)
1 is the AA' cross section in FIG. 1, and (b) is the BB' cross section in FIG.

【図7】実施例の製造工程を示す断面図であり、(a)
は図1のA−A′断面、(b)は図1のB−B′断面。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the example, (a)
1 is the AA' cross section in FIG. 1, and (b) is the BB' cross section in FIG.

【図8】実施例の製造工程を示す断面図であり、(a)
は図1のA−A′断面、(b)は図1のB−B′断面。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the example, (a)
1 is the AA' cross section in FIG. 1, and (b) is the BB' cross section in FIG.

【図9】388nmにおける発光強度の時間的変化を示
す特性図。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing temporal changes in emission intensity at 388 nm.

【図10】比較例の薄膜トランジスタの断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of a thin film transistor of a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1        ガラス基板 2        第1の絶縁体(SiN)3    
    半導体層(多結晶Si膜)4        
ゲート絶縁膜 5        ゲート電極(多結晶Si)6、6´
  第2の絶縁体(SiO2)7        層間
絶縁層 8        Al電極
1 Glass substrate 2 First insulator (SiN) 3
Semiconductor layer (polycrystalline Si film) 4
Gate insulating film 5 Gate electrode (polycrystalline Si) 6, 6'
Second insulator (SiO2) 7 Interlayer insulating layer 8 Al electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも薄膜トランジスタを形成しよう
とする基板表面が第1の絶縁体であり、該第1の絶縁体
の上に半導体層、ゲート絶縁膜、及び下層ゲート電極用
薄膜を順次成膜して積層膜を形成する工程と、前記積層
膜の薄膜トランジスタ形成部分以外を除去することで前
記積層膜の島状パターンを形成する工程と、前記島状パ
ターンの側壁に第2の絶縁体を形成する工程と、上層ゲ
ート電極用薄膜を成膜する工程と、同一レジストパター
ンを用いた前記上層及び下層ゲート電極用薄膜のエッチ
ングによりゲート電極に形成する工程とをもつことを特
徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
1. At least the surface of a substrate on which a thin film transistor is to be formed is a first insulator, and a semiconductor layer, a gate insulating film, and a lower gate electrode thin film are sequentially formed on the first insulator. forming an island-like pattern of the multilayer film by removing a portion of the multilayer film other than a thin film transistor formation portion; and forming a second insulator on the sidewall of the island pattern. A method for manufacturing a thin film transistor, comprising: a step of forming a thin film for an upper layer gate electrode; and a step of forming a gate electrode by etching the thin films for the upper and lower gate electrodes using the same resist pattern. .
【請求項2】前記第1の絶縁体と前記第2の絶縁体は異
種材料であることを特徴とする請求項1記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法。
2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the first insulator and the second insulator are different materials.
【請求項3】前記島状パターンの側壁に第2の絶縁体を
形成する際、前記第2の絶縁体膜を基板全面に成膜し、
異方性エッチングにより前記島状パターンの側壁にのみ
前記第2の絶縁体を残存せしめることを特徴とする請求
項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。
3. When forming a second insulator on the sidewalls of the island pattern, the second insulator film is formed on the entire surface of the substrate,
2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the second insulator is left only on the sidewalls of the island pattern by anisotropic etching.
【請求項4】前記異方性エッチングはプラズマエッチン
グにて行い、プラズマ分光分析により第2の絶縁体エッ
チング中のプラズマ分光特性と、エッチングが進行し第
1の絶縁体が露出したときのプラズマ分光特性との差を
検出し、エッチング時間を制御することを特徴とする請
求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。
4. The anisotropic etching is performed by plasma etching, and plasma spectroscopic analysis is performed to determine the plasma spectral characteristics during etching of the second insulator and the plasma spectral characteristics when the etching progresses and the first insulator is exposed. 2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the etching time is controlled by detecting a difference in characteristics.
【請求項5】前記異方性エッチングを行う際、基板全面
に形成される前記第2の絶縁体膜と、その下に形成され
る下層ゲート電極用薄膜とのエッチング選択比を利用す
ることを特徴とする請求項3記載の薄膜トランジスタの
製造方法。
5. When performing the anisotropic etching, the etching selectivity between the second insulating film formed on the entire surface of the substrate and the lower gate electrode thin film formed thereunder is utilized. 4. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 3.
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