JPH04302435A - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタの製造方法

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JPH04302435A
JPH04302435A JP8898991A JP8898991A JPH04302435A JP H04302435 A JPH04302435 A JP H04302435A JP 8898991 A JP8898991 A JP 8898991A JP 8898991 A JP8898991 A JP 8898991A JP H04302435 A JPH04302435 A JP H04302435A
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JP
Japan
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semiconductor layer
type semiconductor
channel region
film transistor
insulating film
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Pending
Application number
JP8898991A
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English (en)
Inventor
Kunihiro Matsuda
邦宏 松田
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、i型半導体層の上にn
型半導体層を介してソース電極およびドレイン電極が配
置する構造の薄膜トランジスタを製造する方法に関する
【0002】
【従来の技術】薄膜トランジスタとして、逆スタガー型
やコプラナー型のようにi型半導体層の上にn型半導体
層を介してソース電極およびドレイン電極が配置する構
造のものが知られている。
【0003】このような逆スタガー型の薄膜トランジス
タの具体的な構造を図3に示し、この薄膜トランジスタ
は、ガラスなどからなる絶縁性基板1の上に形成された
ゲート電極2と、このゲート電極2を覆うゲート絶縁膜
3と、このゲート絶縁膜3の上にゲート電極2に対向し
て形成されたi型半導体層4と、このi型半導体層4の
両側部の上にn型半導体層5を介して形成されたソース
電極6sおよびドレイン電極6dとからなり、前記n型
半導体層5はi型半導体層4のチャンネル領域に対応す
る部分において切り離されている。
【0004】このような薄膜トランジスタにおいては、
その製造に際して、i型半導体層4の上に成膜したn型
半導体層5のチャンネル領域対応部分をエッチング除去
するときに、この部分でn型半導体層5がi型半導体層
4の表面に直接接触していると、n型半導体層5と共に
i型半導体層4のチャンネル領域の表面もエッチングさ
れてi型半導体層4がダメージを受け、製造される薄膜
トランジスタの特性が悪くなるという問題がある。
【0005】そこで従来においては、図3に示すように
、i型半導体層4のチャンネル領域の上にブロッキング
絶縁膜7を形成し、このブロッキング絶縁膜7によりn
型半導体層5のエッチング時にi型半導体層4の表面が
エッチングされないようにしている。
【0006】この場合の製造工程について述べると、ま
ず基板1の上にゲート電極2を形成し、このゲート電極
2の上にゲート絶縁膜3とi型半導体層4とブロッキン
グ絶縁膜7とを順次成膜し、次に前記ブロッキング絶縁
膜7をi型半導体層4のチャンネル領域に対応する形状
にパターニングするとともに、i型半導体層4を所定形
状にパターニングする。
【0007】こののちi型半導体層4の上にn型半導体
層5を成膜し、さらにこのn型半導体層5の上にソース
,ドレイン電極6s,6dとなる金属膜を成膜し、この
金属膜のi型半導体層4のチャンネル領域に対応する部
分をエッチングしてソース,ドレイン電極6s,6dを
形成し、かつn型半導体層5をソース,ドレイン電極6
s,6dに対応する形状に形成して薄膜トランジスタを
完成させる。
【0008】このエッチングの際にi型半導体層4の表
面に対するエッチングがブロッキング絶縁膜7により防
止され、したがってi型半導体層4がダメージを受ける
ようなことがない。
【0009】一方、コプラナー型の薄膜トランジスタに
おいても、i型半導体層の上にn型半導体層を介してソ
ース電極およびドレイン電極が配置する構造であるから
、同様にその製造時にi型半導体層のチャンネル領域の
上にブロッキング絶縁膜を形成し、このブロキング絶縁
膜でi型半導体層に対するエッチングを防止するように
している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな製造方法においては、i型半導体層のチャンネル領
域の上にブロッキング絶縁膜を形成するための成膜およ
びそのパターニングの工程を必要とし、このため製造工
程数が増し、製造コストが高くなる難点がある。
【0011】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、i型半導体層のチャ
ンネル領域の上にブロッキング絶縁膜を形成する工程を
要することなくi型半導体層のダメージを防止して製造
コストの低減を図ることができるようにした薄膜とトラ
ンジスタの製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような目的
を達成するために、i型半導体層の上にn型半導体層を
介してソース電極およびドレイン電極が形成される薄膜
トランジスタを製造するに当たって、前記i型半導体層
のチャンネル領域に対応する部分の前記n型半導体層の
一部を弱アルカリ性のエッチング液を用いてエッチング
するようにしたものである。
【0013】
【作用】弱アリカル性のエッチング液は、n型半導体層
のi型半導体層に対するエッチングの選択比が大きく、
したがってn型半導体層のチャンネル領域対応部分をエ
ッチングする際に、n型半導体層のチャンネル領域対応
部分を適正にエッチングすることができるとともに、こ
のn型半導体層にi型半導体層が直接接触していても、
そのエッチング選択比の差によりi型半導体層のエッチ
ングを抑えてそのダメージの発生を避けることができ、
これにより従来のようなブロッキング絶縁膜の形成を不
要とすることが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1および
図2を参照して説明する。
【0015】図2に本実施例による製造方法により製造
した逆スタガー型の薄膜トランジスタを示し、この薄膜
トランジスタはガラスなどからなる絶縁性基板11の上
に形成されたゲート電極12と、このゲート電極12を
覆うゲート絶縁膜13と、このゲート絶縁膜13の上に
ゲート電極12に対向して形成されたi型半導体層14
と、このi型半導体層14の両側部の上にn型半導体層
15を介して形成されたソース電極16sおよびドレイ
ン電極16dとからなる。
【0016】なお、前記ゲート電極12は、Ta (タ
ンタル),Ta −Mo (モリブデン)合金,Cr 
(クロム)などの金属で形成されており、ゲート絶縁膜
13はSi N(窒化シリコン)で形成されている。
【0017】また、前記i型半導体層14は、a−Si
 (アモルファスシリコン)で形成され、n型半導体層
15は不純物をドープしたn型a−Si で形成され、
さらにソース,ドレイン電極16s,16dは、n型半
導体層15とのコンタクト性のよいCr などの金属で
形成されている。
【0018】そして前記n型半導体層15は、i型半導
体層14のチャンネル領域に対応する部分において切り
離されている。次に、このような薄膜トランジスタを製
造する工程について図1に示す製造工程図を参照して説
明する。
【0019】[工程1]まず、図1(a)に示すように
、基板11の上にゲート電極12を形成する。このゲー
ト電極12は、基板11の上にTa ,Ta −Mo 
合金,Cr などの金属膜をスパッタリング法などによ
り成膜し、この金属膜をフォトエッチング法によりパタ
ーニングして形成する。
【0020】[工程2]こののち、図1(b)に示すよ
うに、前記ゲート電極12を形成した基板11の上に、
ゲート絶縁膜(Si N膜)13と、i型半導体層(a
−Si 層)14と、n型半導体層(n型a−Si 層
)15とをプラズマCVD法により順次成膜し、さらに
n型半導体層15の上にCr などからなるソース,ド
レイン電極用金属膜16をスパッタリング法により成膜
する。
【0021】[工程3]次に、図1(c)に示すように
、前記ソース,ドレイン電極用金属膜16の上に、i型
半導体層14のチャンネル領域に対応する部分を除いて
レジストマスク20を形成する。
【0022】[工程4]続いて、図1(d)に示すよう
に、ソース,ドレイン電極用金属膜16のチャンネル領
域対応部分をエッチング法により除去してこの金属膜1
6をソース電極16sとドレイン電極16dとに切り離
す。
【0023】[工程5]次に、図1(e)に示すように
、n型半導体層15のチャンネル領域対応部分をエッチ
ングする。
【0024】このエッチングに際しては、エッチング液
として弱アルカリ性溶液、例えば硼酸アンモニウム溶液
(3wt%)を用いる。
【0025】このような弱アルカリ性溶液のエッチング
液を用いるエッチングにおいては、n型半導体層15内
に不純物として混入するリン(P)の作用でn型半導体
層15のエッチングの化学的な反応がi型半導体層14
よりも速く、その選択比が約6であり、このためn型半
導体層15のチャンネル領域対応部分がエッチングされ
て除去されるが、その後、下層側のi型半導体層14は
エッチング速度が遅いのでほとんどエッチングされず、
このi型半導体層14に加わるダメージがほとんどない
。そして前記エッチングによりn型半導体層15のチャ
ンネル領域対応部分が切り離される。
【0026】なお、弱アルカリ性溶液のエッチング液と
しては、硼酸アンモニウム溶液の外に、酒石酸アンモニ
ウム、クエン酸アンモニウムなどを用いることができる
【0027】[工程6]こののち、図1(f)に示すよ
うに、レジストマスク20を剥離し、さらにソース電極
16sおよびドレイン電極16dと、その下層側のn型
半導体層15およびi型半導体層14をフォトエッチン
グ法により所定の外形にパターニングして薄膜トランジ
スタを完成させる。
【0028】このように本実施例においては、n型半導
体層15のチャンネル領域対応部分をエッチングする際
に、そのエッチング液としてi型半導体層14との選択
比の大きい弱アルカリ性溶液を用いるようにしたもので
、このような手段により、n型半導体層15のチャンネ
ル領域対応部分を適正にエッチングすることができると
ともに、このn型半導体層15にi型半導体層14が直
接接触していても、そのエッチング選択比が大きいので
i型半導体層14のエッチングを抑えてそのダメージの
発生を避けることができる。
【0029】したがって、従来のようにi型半導体層1
4のチャンネル領域の上にブロッキング絶縁膜を形成す
る必要がなく、このためその成膜およびパターニングの
工程が不要となり、製造工程数を削減して低コストで製
造することができる。
【0030】ところで、図3に示す従来の逆スタガー型
の薄膜トランジスタにおいては、ブロッキング絶縁膜7
がゲート絶縁膜3と同じ絶縁材料で形成されているため
、i型半導体層4にピンホールがあると、ブロッキング
絶縁膜7のパターニング時に、ブロッキング絶縁膜7の
エッチング液がi型半導体層4のピンホールを通ってゲ
ート絶縁膜3に達しゲート絶縁膜3もエッチングされ、
この結果、ゲート絶縁膜3にピンホール欠陥が発生し、
この部分でゲート電極2とソース,ドレイン電極6s,
6dとが短絡してしまうという問題があるが、本実施例
においてはブロッキング絶縁膜の成膜およびそのパター
ニングを行なわずに製造できるから、従来のようにブロ
ッキング絶縁膜の成膜時にゲート絶縁膜にピンホール欠
陥を発生させてしまうようなことがない利点がある。
【0031】なお、本発明は逆スタガー型の薄膜トラン
ジスタを製造する場合に限らず、コプラナー型の薄膜ト
ランジスタにおいても、i型半導体層の上にn型半導体
層を介してソース電極およびドレイン電極が配置する構
造であるから、このようなコプラナー型の薄膜トランジ
スタの製造にも同様に適用することが可能である。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、n型
半導体層のチャンネル領域対応部分をエッチングする際
のエッチング液として弱アルカリ性溶液を用いるように
したから、n型半導体層のチャンネル領域対応部分を適
正にエッチングすることができるとともに、このn型半
導体層にi型半導体層が直接接触していても、そのエッ
チング選択比の差によりi型半導体層のエッチングを抑
えてそのダメージの発生を避けることができ、これによ
り従来のようなブロッキング絶縁膜の形成が不要となり
、したがって製造工程数を削減して低コストで薄膜トラ
ンジスタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による薄膜トランジスタを製
造する製造工程図。
【図2】その薄膜トランジスタの断面図。
【図3】従来の薄膜トランジスタの断面図。
【符号の説明】
14…i型半導体層 15…n型半導体層 16s…ソース電極 16d…ドレイン電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  i型半導体層の上にn型半導体層を介
    してソース電極およびドレイン電極が形成される薄膜ト
    ランジスタを製造する方法において、前記i型半導体層
    のチャンネル領域に対応する部分の前記n型半導体層の
    一部を弱アルカリ性のエッチング液を用いてエッチング
    することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
JP8898991A 1991-03-29 1991-03-29 薄膜トランジスタの製造方法 Pending JPH04302435A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8936963B2 (en) 2009-03-13 2015-01-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the semiconductor device
US8993386B2 (en) 2009-03-12 2015-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8993386B2 (en) 2009-03-12 2015-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US9768281B2 (en) 2009-03-12 2017-09-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
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