JPH04333284A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
薄膜トランジスタInfo
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- JPH04333284A JPH04333284A JP10265391A JP10265391A JPH04333284A JP H04333284 A JPH04333284 A JP H04333284A JP 10265391 A JP10265391 A JP 10265391A JP 10265391 A JP10265391 A JP 10265391A JP H04333284 A JPH04333284 A JP H04333284A
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタに係
り、特にチャネル保護膜を有する逆スタッガ型薄膜トラ
ンジスタに関する。
り、特にチャネル保護膜を有する逆スタッガ型薄膜トラ
ンジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】エレクトロルミネッセンス,プラズマ,
液晶等の表示デバイスは、表示部の薄型化が可能である
ため、コンピュ−タ等の端末表示装置への用途として要
求が高まっている。これらの中で薄膜トランジスタ(T
FT)のスイッチング素子をマトリックスアレイに用い
た液晶表示装置は、低消費電力化や低コスト化が可能で
あるために表示デバイスとして注目されている。図7は
このような液晶表示装置に用いられている従来の逆スタ
ッガ型TFTの断面図である。
液晶等の表示デバイスは、表示部の薄型化が可能である
ため、コンピュ−タ等の端末表示装置への用途として要
求が高まっている。これらの中で薄膜トランジスタ(T
FT)のスイッチング素子をマトリックスアレイに用い
た液晶表示装置は、低消費電力化や低コスト化が可能で
あるために表示デバイスとして注目されている。図7は
このような液晶表示装置に用いられている従来の逆スタ
ッガ型TFTの断面図である。
【0003】透光性絶縁基板1上には、Mo−Ta合金
をパタ−ニングして形成されたゲ−ト電極3が設けられ
ている。このゲ−ト電極3が設けられた透光性絶縁基板
1上には、SiOX膜とSiNX膜との積層膜からなる
ゲ−ト絶縁膜5が設けられている。
をパタ−ニングして形成されたゲ−ト電極3が設けられ
ている。このゲ−ト電極3が設けられた透光性絶縁基板
1上には、SiOX膜とSiNX膜との積層膜からなる
ゲ−ト絶縁膜5が設けられている。
【0004】ゲ−ト絶縁膜5上には、水酸化されたアモ
ルファスシリコン(a‐Si)からなる活性層7が設け
られている。この活性層7上には、ゲ−ト電極3と対向
するSiNXからなるチャネル保護膜9が設けられてい
る。
ルファスシリコン(a‐Si)からなる活性層7が設け
られている。この活性層7上には、ゲ−ト電極3と対向
するSiNXからなるチャネル保護膜9が設けられてい
る。
【0005】そして活性層7上には、燐が添加されたn
+ a‐Siからなるオ−ミックコンタクト層11を介
して対向するCr膜とAl膜との積層膜からなるソ−ス
電極13,ドレイン電極15が配設されている。このよ
うに構成されたTFTでは、チャネル保護膜9によりソ
−ス,ドレイン電極13,15間のチャネル領域を保護
できる。
+ a‐Siからなるオ−ミックコンタクト層11を介
して対向するCr膜とAl膜との積層膜からなるソ−ス
電極13,ドレイン電極15が配設されている。このよ
うに構成されたTFTでは、チャネル保護膜9によりソ
−ス,ドレイン電極13,15間のチャネル領域を保護
できる。
【0006】即ち、ゲ−ト絶縁膜5と活性層7との界面
近傍のチャネル領域と、チャネル保護膜9と活性層7と
の界面近傍のチャネル領域(バックチャネル領域)とが
プロセス中に外界に不必要に晒されるのを防止できる。
近傍のチャネル領域と、チャネル保護膜9と活性層7と
の界面近傍のチャネル領域(バックチャネル領域)とが
プロセス中に外界に不必要に晒されるのを防止できる。
【0007】その結果、ゲ−ト絶縁膜5と活性層7との
界面,チャネル保護膜9と活性層7との界面は良好な状
態に保たれ、生産性の向上及び移動度やしきい値電圧な
どの素子特性の改善が期待できる。
界面,チャネル保護膜9と活性層7との界面は良好な状
態に保たれ、生産性の向上及び移動度やしきい値電圧な
どの素子特性の改善が期待できる。
【0008】更に、チャネル保護膜9によりソ−ス,ド
レイン電極13,15を形成するときのエッチング工程
で活性層7がダメ−ジを受けるのを防止でき、活性層7
の薄層化ができる。
レイン電極13,15を形成するときのエッチング工程
で活性層7がダメ−ジを受けるのを防止でき、活性層7
の薄層化ができる。
【0009】即ち、ドライエッチング等を用いてオ−ミ
ックコンタクト層11となるn+ a‐Si膜と、ソ−
ス,ドレイン電極13,15となるCr/Al積層膜と
を同時にエッチングしてソ−ス,ドレイン電極13,1
5を形成する際、チャネル保護膜9とオ−ミックコンタ
クト層11との選択比が大きいため、活性層7はエッチ
ングされないので活性層7の層厚を厚くする必要がなく
なる。
ックコンタクト層11となるn+ a‐Si膜と、ソ−
ス,ドレイン電極13,15となるCr/Al積層膜と
を同時にエッチングしてソ−ス,ドレイン電極13,1
5を形成する際、チャネル保護膜9とオ−ミックコンタ
クト層11との選択比が大きいため、活性層7はエッチ
ングされないので活性層7の層厚を厚くする必要がなく
なる。
【0010】しかしながら、チャネル保護膜9自身は外
界から保護されていないのでプロセス中に汚染物などの
影響を受ける。このことを図8を用いて説明する。図8
は図7のTFTのチャネル保護膜9の部分を拡大した図
であり、チャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物
17が付着している状態を示している。このように電気
分極した汚染物17としては有機系の物質があげられる
。
界から保護されていないのでプロセス中に汚染物などの
影響を受ける。このことを図8を用いて説明する。図8
は図7のTFTのチャネル保護膜9の部分を拡大した図
であり、チャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物
17が付着している状態を示している。このように電気
分極した汚染物17としては有機系の物質があげられる
。
【0011】汚染物17がチャネル保護膜9に付着する
と、バックチャネル領域19のポテンシャルが影響を受
け、バックチャネル領域19の活性層7の伝導バンドが
曲がる。即ち、汚染物17が図8に示されるような配向
でチャネル保護膜9の表面に付着すると、活性層7はn
型半導体であるため、そのエネルギ−バンドは電子の蓄
積層を形成する方向に曲がる。また、汚染物17が逆の
配向でチャネル保護膜9の表面に付着すると、正孔を蓄
積する方向に活性層7のエネルギ−バンドが曲がる。
と、バックチャネル領域19のポテンシャルが影響を受
け、バックチャネル領域19の活性層7の伝導バンドが
曲がる。即ち、汚染物17が図8に示されるような配向
でチャネル保護膜9の表面に付着すると、活性層7はn
型半導体であるため、そのエネルギ−バンドは電子の蓄
積層を形成する方向に曲がる。また、汚染物17が逆の
配向でチャネル保護膜9の表面に付着すると、正孔を蓄
積する方向に活性層7のエネルギ−バンドが曲がる。
【0012】どちらの配向でも汚染物17がチャネル保
護膜9の表面に付着すると、チャネル保護膜9と活性層
7との界面が良好なため、活性層7のエネルギ−バンド
は、汚染物17が形成する電界の影響を受け易くなり、
特性が大きく変動する。チャネル領域が電気分極した汚
染物17の影響を受けるのは疑似的なMIS構造が生じ
るからである。
護膜9の表面に付着すると、チャネル保護膜9と活性層
7との界面が良好なため、活性層7のエネルギ−バンド
は、汚染物17が形成する電界の影響を受け易くなり、
特性が大きく変動する。チャネル領域が電気分極した汚
染物17の影響を受けるのは疑似的なMIS構造が生じ
るからである。
【0013】即ち、図9(a)に示すように、活性層7
を半導体層とし、チャネル保護膜9を絶縁膜とし、電気
分極した汚染物17を電圧が印加された金属としたMI
S構造が形成される。
を半導体層とし、チャネル保護膜9を絶縁膜とし、電気
分極した汚染物17を電圧が印加された金属としたMI
S構造が形成される。
【0014】したがって、汚染物17の分極電荷を±Q
とすると、図8に示したようにチャネル保護膜9の表面
に不純物17の+側が付着する場合は、図9(b)に示
すように静電誘導によりチャネル保護膜9と活性層7と
の界面に電荷量+Qの正電荷が蓄積される。また、チャ
ネル保護膜9の表面に不純物17の−側が付着する場合
は、チャネル保護膜9に分極が生じ、電荷量−Qの負電
荷がチャネル保護膜9中に蓄積される。
とすると、図8に示したようにチャネル保護膜9の表面
に不純物17の+側が付着する場合は、図9(b)に示
すように静電誘導によりチャネル保護膜9と活性層7と
の界面に電荷量+Qの正電荷が蓄積される。また、チャ
ネル保護膜9の表面に不純物17の−側が付着する場合
は、チャネル保護膜9に分極が生じ、電荷量−Qの負電
荷がチャネル保護膜9中に蓄積される。
【0015】このようなTFTをアクティブマトリクス
型液晶装置のスイッチング素子として用いると、汚染物
は一般に基板に不均一に付着するため、TFT特性が面
内でばらつき、表示が画面内で不均一になるという不良
が生じる。また、汚染物の影響でTFT特性が大きく変
動すると表示欠陥が生じることもある。
型液晶装置のスイッチング素子として用いると、汚染物
は一般に基板に不均一に付着するため、TFT特性が面
内でばらつき、表示が画面内で不均一になるという不良
が生じる。また、汚染物の影響でTFT特性が大きく変
動すると表示欠陥が生じることもある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く従来のチャ
ネル保護膜を設けたTFTでは、チャネル保護膜の表面
に電気分極した汚染物が付着すると、チャネル領域の電
位が影響を受け特性が変動するという問題があった。
ネル保護膜を設けたTFTでは、チャネル保護膜の表面
に電気分極した汚染物が付着すると、チャネル領域の電
位が影響を受け特性が変動するという問題があった。
【0017】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、帯電した汚染物の影響
を受けにくく、特性が安定したTFTを提供することに
ある。
ので、その目的とするところは、帯電した汚染物の影響
を受けにくく、特性が安定したTFTを提供することに
ある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のTFTは、基板上に形成された活性層と
、この活性層にコンタクト層を介してコンタクトすると
共に保護膜を介して対向して配設されたソ−ス及びドレ
イン電極と、前記活性層の下部にゲ−ト絶縁膜を介して
配設されたゲ−ト電極とを有する薄膜トランジスタにお
いて、積層構造の保護膜を用いたことを特徴とする。 また、本発明の他のTFTは、活性層上に形成された保
護膜と活性層との接合界面に空乏層を形成していること
を特徴とする。
めに、本発明のTFTは、基板上に形成された活性層と
、この活性層にコンタクト層を介してコンタクトすると
共に保護膜を介して対向して配設されたソ−ス及びドレ
イン電極と、前記活性層の下部にゲ−ト絶縁膜を介して
配設されたゲ−ト電極とを有する薄膜トランジスタにお
いて、積層構造の保護膜を用いたことを特徴とする。 また、本発明の他のTFTは、活性層上に形成された保
護膜と活性層との接合界面に空乏層を形成していること
を特徴とする。
【0019】本発明において保護膜は活性層との接合界
面に空乏層を形成するような材質であればなんでもよい
が、保護膜として活性層と接触する側が活性層の導電型
と極性が反対である半導体膜と絶縁膜とからなる積層膜
を用いることが望ましい。
面に空乏層を形成するような材質であればなんでもよい
が、保護膜として活性層と接触する側が活性層の導電型
と極性が反対である半導体膜と絶縁膜とからなる積層膜
を用いることが望ましい。
【0020】
【作用】TFTが保護膜に付着した汚染物の影響を大き
く受けるのは、活性層とチャネル保護膜との界面が良好
だからである。したがって、電気分極した汚染物の影響
を受けにくいTFTを得るには、活性層と保護膜との界
面が不良なTFTを形成すればよい。
く受けるのは、活性層とチャネル保護膜との界面が良好
だからである。したがって、電気分極した汚染物の影響
を受けにくいTFTを得るには、活性層と保護膜との界
面が不良なTFTを形成すればよい。
【0021】例えば、活性層となる半導体層を堆積した
後に、ドライエッチング、例えば、プラズマエッチング
を用いてバックチャネル領域の活性層の表面にダメージ
層を形成し、この活性層上に保護膜を形成する。
後に、ドライエッチング、例えば、プラズマエッチング
を用いてバックチャネル領域の活性層の表面にダメージ
層を形成し、この活性層上に保護膜を形成する。
【0022】このようにして得られたTFTでは、活性
層と保護膜との界面に局在準位などの不純物準位が形成
されているので界面状態が悪く汚染物の影響を受けにく
くなる。しかしながら、不必要な準位がバックチャネル
領域に形成されるため、移動度の低下やしきい値の上昇
などが生じ、特性が変動することもあり得る。そこで、
活性層と保護膜との界面に不純物準位を形成する代わり
に、保護膜の表面上に不純物準位を形成する方法が考え
られる。
層と保護膜との界面に局在準位などの不純物準位が形成
されているので界面状態が悪く汚染物の影響を受けにく
くなる。しかしながら、不必要な準位がバックチャネル
領域に形成されるため、移動度の低下やしきい値の上昇
などが生じ、特性が変動することもあり得る。そこで、
活性層と保護膜との界面に不純物準位を形成する代わり
に、保護膜の表面上に不純物準位を形成する方法が考え
られる。
【0023】しかしながら、プラズマエッチングを用い
て基板上の全ての保護膜の表面に不純物準位を均一に形
成するのが困難であるため、特性がばらついたTFTが
形成されることがある。また、ウエットエッチングを用
いた場合も同様な問題が生じる。
て基板上の全ての保護膜の表面に不純物準位を均一に形
成するのが困難であるため、特性がばらついたTFTが
形成されることがある。また、ウエットエッチングを用
いた場合も同様な問題が生じる。
【0024】本発明のTFTでは、保護膜として例えば
絶縁膜と半導体膜との積層膜を用いた場合、帯電した汚
染物と、保護膜の絶縁膜と、保護膜の半導体膜とでMI
S構造が形成される。その結果、従来、帯電した汚染物
と保護膜と活性層とによって形成されていたMIS構造
がなくなる。したがって、帯電した汚染物の影響は主に
保護膜の半導体膜に現れるので活性層の電位変動は小さ
いものになる。あるいは、保護膜を絶縁膜の二層構造と
し、この絶縁膜間の界面に不純物準位を形成すれば、活
性層への汚染物の影響がなくなる。また、本発明では保
護膜と活性層との界面に空乏層が形成される場合、この
空乏層により活性層は汚染物が生じる電界から保護され
る。
絶縁膜と半導体膜との積層膜を用いた場合、帯電した汚
染物と、保護膜の絶縁膜と、保護膜の半導体膜とでMI
S構造が形成される。その結果、従来、帯電した汚染物
と保護膜と活性層とによって形成されていたMIS構造
がなくなる。したがって、帯電した汚染物の影響は主に
保護膜の半導体膜に現れるので活性層の電位変動は小さ
いものになる。あるいは、保護膜を絶縁膜の二層構造と
し、この絶縁膜間の界面に不純物準位を形成すれば、活
性層への汚染物の影響がなくなる。また、本発明では保
護膜と活性層との界面に空乏層が形成される場合、この
空乏層により活性層は汚染物が生じる電界から保護され
る。
【0025】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明する
。図1は本発明の第1の実施例に係るTFTの断面図で
ある。なお、図7の従来例と対応する部分には図7と同
一符号を付し、詳細な説明は省略する。
。図1は本発明の第1の実施例に係るTFTの断面図で
ある。なお、図7の従来例と対応する部分には図7と同
一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0026】これを製造工程に従い説明すると、最初、
透光性絶縁基板1上に導電性薄膜を堆積する。次いでこ
の導電性薄膜を所定の形状にパタ−ニングしてゲ−ト電
極3を形成する。
透光性絶縁基板1上に導電性薄膜を堆積する。次いでこ
の導電性薄膜を所定の形状にパタ−ニングしてゲ−ト電
極3を形成する。
【0027】次に透光性絶縁基板1の全面にゲ−ト絶縁
膜5となるSiOX膜とSiNX 膜との積層膜、活性
層7となるa‐Si膜、そしてチャネル保護膜9となる
積層膜(下部SiNX 膜9a/a‐Si膜9b/上部
SiNX 膜9c)をプラズマCVD法を用いて順次堆
積する。
膜5となるSiOX膜とSiNX 膜との積層膜、活性
層7となるa‐Si膜、そしてチャネル保護膜9となる
積層膜(下部SiNX 膜9a/a‐Si膜9b/上部
SiNX 膜9c)をプラズマCVD法を用いて順次堆
積する。
【0028】次に下部SiNX 膜9a,a‐Si膜9
b,上部SiNX 膜9cをそれぞれ弗酸系ウェットエ
ッチング,ケミカルドライエッチング(CDE),弗酸
系ウェットエッチングでエッチングして所定パタ−ンの
チャネル保護膜9を形成する。
b,上部SiNX 膜9cをそれぞれ弗酸系ウェットエ
ッチング,ケミカルドライエッチング(CDE),弗酸
系ウェットエッチングでエッチングして所定パタ−ンの
チャネル保護膜9を形成する。
【0029】次に原料ガスとしてPH3 とSiH4
との混合ガスを用いたプラズマCVDで透光性絶縁基板
1上にコンタクト層11となるn+ a‐Si膜を堆積
する。 次いでトランジスタの活性領域を形成した後、ゲ−ト電
極3との電気接触を取るためにコンタクトホ−ルを開孔
する。
との混合ガスを用いたプラズマCVDで透光性絶縁基板
1上にコンタクト層11となるn+ a‐Si膜を堆積
する。 次いでトランジスタの活性領域を形成した後、ゲ−ト電
極3との電気接触を取るためにコンタクトホ−ルを開孔
する。
【0030】最後に、n+ a‐Si膜上にCr/Al
積層膜を堆積し、これらの膜をパタ−ニングしてコンタ
クト層11,ソ−ス電極13,ドレイン電極15を形成
してTFTが完成する。
積層膜を堆積し、これらの膜をパタ−ニングしてコンタ
クト層11,ソ−ス電極13,ドレイン電極15を形成
してTFTが完成する。
【0031】このようにして得られたTFTでは、チャ
ネル保護膜9が絶縁膜と半導体膜との積層膜であるため
、チャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物が付着
しても、活性層7は汚染物の影響を殆ど受けない。この
ことを図2を用いて更に詳しく説明する。
ネル保護膜9が絶縁膜と半導体膜との積層膜であるため
、チャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物が付着
しても、活性層7は汚染物の影響を殆ど受けない。この
ことを図2を用いて更に詳しく説明する。
【0032】図2(a)はチャネル保護膜9の表面、つ
まり、上部SiNX膜9cの表面に電気分極した汚染物
17が付着したときの様子を示すモデル図である。なお
、汚染物17の分極電荷は±Qである。
まり、上部SiNX膜9cの表面に電気分極した汚染物
17が付着したときの様子を示すモデル図である。なお
、汚染物17の分極電荷は±Qである。
【0033】汚染物17の+側が上部SiNX 膜9c
の表面に付着すると、図2(b)に示すように、a‐S
i膜9b中の多数キャリア(電子)が引き寄せられ、上
部SiNX 膜9cとa‐Si膜9bとの界面に電荷量
+Qの電荷が蓄積される。この界面に蓄積された電荷は
、下部SiNX 膜9aから離れているため、活性層7
には殆ど影響を与えない。したがって、活性層7やチャ
ネル保護膜9にダメ−ジ層を形成することなく、汚染物
17の影響を除去することができる。
の表面に付着すると、図2(b)に示すように、a‐S
i膜9b中の多数キャリア(電子)が引き寄せられ、上
部SiNX 膜9cとa‐Si膜9bとの界面に電荷量
+Qの電荷が蓄積される。この界面に蓄積された電荷は
、下部SiNX 膜9aから離れているため、活性層7
には殆ど影響を与えない。したがって、活性層7やチャ
ネル保護膜9にダメ−ジ層を形成することなく、汚染物
17の影響を除去することができる。
【0034】また、汚染物17の−側が上部SiNX
膜9cの表面に付着すると、図2(c)に示すようにa
‐Si膜9b中に電荷量Q1 の電荷が蓄積される。こ
の電荷はa‐Si膜9a中に局所的に存在するのではな
く、ある広がりをもってa‐Si膜9b中に存在する。 その結果、a‐Si膜9bと下部SiNX 膜9aとの
界面には、電荷量Q1 より十分小さい電荷量Q2 の
電荷が蓄積されることになる。
膜9cの表面に付着すると、図2(c)に示すようにa
‐Si膜9b中に電荷量Q1 の電荷が蓄積される。こ
の電荷はa‐Si膜9a中に局所的に存在するのではな
く、ある広がりをもってa‐Si膜9b中に存在する。 その結果、a‐Si膜9bと下部SiNX 膜9aとの
界面には、電荷量Q1 より十分小さい電荷量Q2 の
電荷が蓄積されることになる。
【0035】a‐Si膜9bと下部SiNX 膜9aと
の界面に蓄積された電荷は、活性層7中の電子を引き寄
せるため、下部SiNX 膜9aと活性層7との界面に
電荷量+Q2 の電荷が蓄積される。この界面に蓄積さ
れた電荷の電荷量は十分小さいので活性層7のポテンシ
ャル分布の変動は小さい。したがって、このような配向
で汚染物17が上部SiNX 膜9cの表面に付着した
場合でも汚染物17の影響を低減できる。
の界面に蓄積された電荷は、活性層7中の電子を引き寄
せるため、下部SiNX 膜9aと活性層7との界面に
電荷量+Q2 の電荷が蓄積される。この界面に蓄積さ
れた電荷の電荷量は十分小さいので活性層7のポテンシ
ャル分布の変動は小さい。したがって、このような配向
で汚染物17が上部SiNX 膜9cの表面に付着した
場合でも汚染物17の影響を低減できる。
【0036】かくして本実施例では移動度の低下などの
性能低下を引き起こさない汚染物の影響を受けにくいT
FTを形成工程の増加,複雑化を招くことなく得ること
ができる。
性能低下を引き起こさない汚染物の影響を受けにくいT
FTを形成工程の増加,複雑化を招くことなく得ること
ができる。
【0037】なお、本実施例では3回エッチングを行う
ので、プラズマエッチングで活性層7や保護膜9にダメ
−ジ層を形成する場合に比べ、工程数が増加したり、複
雑化したように思われるが、不純物準位を一様に形成す
る手間を考慮すると、工程数の増加や複雑化は実質的に
は生じていない。
ので、プラズマエッチングで活性層7や保護膜9にダメ
−ジ層を形成する場合に比べ、工程数が増加したり、複
雑化したように思われるが、不純物準位を一様に形成す
る手間を考慮すると、工程数の増加や複雑化は実質的に
は生じていない。
【0038】しかも、CDEを用いて一度にチャネル保
護膜9となる積層膜全体をエッチングすることでてプロ
セス工程を減らすこともできる。この場合、積層膜を選
択的にエッチングすることができないので、プロセスマ
−ジンとして活性層7の膜厚を厚くする必要がある。次
に本発明の第2の実施例に係るTFTを説明する。本実
施例のTFTが第1の実施例のそれと異なる点は、a‐
Si膜9bとしてp型の半導体を用いたことにある。
護膜9となる積層膜全体をエッチングすることでてプロ
セス工程を減らすこともできる。この場合、積層膜を選
択的にエッチングすることができないので、プロセスマ
−ジンとして活性層7の膜厚を厚くする必要がある。次
に本発明の第2の実施例に係るTFTを説明する。本実
施例のTFTが第1の実施例のそれと異なる点は、a‐
Si膜9bとしてp型の半導体を用いたことにある。
【0039】図3(a)はこのように構成されたTFT
のチャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物17が
付着したときの様子を示すモデル図である。なお汚染物
17の分極電荷は±Q3 である。
のチャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物17が
付着したときの様子を示すモデル図である。なお汚染物
17の分極電荷は±Q3 である。
【0040】汚染物17の+側が上部SiNX 膜9c
の表面に付着すると、図3(b)に示すように電荷量Q
3 の電荷がa‐Si膜9b中にある広がりをもって分
布し、その結果、a‐Si膜9bと下部SiNX 膜9
aとの界面に電荷量−Q4 の電荷が蓄積され、ある広
がりをもった電荷量Q4 の電荷が活性層7中に蓄積さ
れる。このため、電荷量Q4 の大きさは電荷量Q3
より十分小さくなるので汚染物の影響を低減できる。
の表面に付着すると、図3(b)に示すように電荷量Q
3 の電荷がa‐Si膜9b中にある広がりをもって分
布し、その結果、a‐Si膜9bと下部SiNX 膜9
aとの界面に電荷量−Q4 の電荷が蓄積され、ある広
がりをもった電荷量Q4 の電荷が活性層7中に蓄積さ
れる。このため、電荷量Q4 の大きさは電荷量Q3
より十分小さくなるので汚染物の影響を低減できる。
【0041】また、汚染物17の−側が上部SiNX
膜9cの表面に付着すると、図3(c)に示すように上
部SiNX 膜9cとa‐Si膜9bとの界面に電荷量
+Q3 の電荷が蓄積される。この界面に蓄積された電
荷は下部SiNX 膜9aから離れているため、下部S
iNX 膜9aと活性層7との界面には、電荷は蓄積さ
れない。したがって、活性層7は汚染物17の影響を受
けない。
膜9cの表面に付着すると、図3(c)に示すように上
部SiNX 膜9cとa‐Si膜9bとの界面に電荷量
+Q3 の電荷が蓄積される。この界面に蓄積された電
荷は下部SiNX 膜9aから離れているため、下部S
iNX 膜9aと活性層7との界面には、電荷は蓄積さ
れない。したがって、活性層7は汚染物17の影響を受
けない。
【0042】更に、a‐Si膜9bの導電型がオ−ミッ
クコンタクト層11のそれと極性が逆であるため、本実
施例のTFTのオフ電流は第1の実施例のTFTのそれ
より小さくなる。
クコンタクト層11のそれと極性が逆であるため、本実
施例のTFTのオフ電流は第1の実施例のTFTのそれ
より小さくなる。
【0043】何故なら、第1の実施例ではa‐Si膜9
b,オ−ミックコンタクト層11,ともにn型の半導体
であるため、ソ−ス電極13とドレイン電極15との間
に電位差が生じると、オフ時にa‐Si膜9b中の残留
するキャリアによりソ−ス電極13とドレイン電極15
との間に電流が流れるが、本実施例のa‐Si膜9bは
p型の半導体であるため、a‐Si膜9b中のキャリア
はオ−ミックコンタクト層11で遮断されて活性層7中
にとじ込まれるからである。かくして本実施例でも第1
の実施例と同様な効果が得られるのは勿論のこと、オフ
状態の安定性も確保できるという効果も得られる。図4
には本発明の第3の実施例に係るTFTが示されている
。なお、図1のTFTと対応する部分には図1と同一符
号を付し、詳細な説明は省略する。本実施例のTFTが
先に説明した実施例のそれと異なる点は、チャネル保護
膜9が半導体膜と絶縁膜との2層構造であることにある
。即ち、活性層7上にp型のa‐Si膜9dが直に設け
られ、このa‐Si膜9d上にSiNX 膜9eが積層
されている。
b,オ−ミックコンタクト層11,ともにn型の半導体
であるため、ソ−ス電極13とドレイン電極15との間
に電位差が生じると、オフ時にa‐Si膜9b中の残留
するキャリアによりソ−ス電極13とドレイン電極15
との間に電流が流れるが、本実施例のa‐Si膜9bは
p型の半導体であるため、a‐Si膜9b中のキャリア
はオ−ミックコンタクト層11で遮断されて活性層7中
にとじ込まれるからである。かくして本実施例でも第1
の実施例と同様な効果が得られるのは勿論のこと、オフ
状態の安定性も確保できるという効果も得られる。図4
には本発明の第3の実施例に係るTFTが示されている
。なお、図1のTFTと対応する部分には図1と同一符
号を付し、詳細な説明は省略する。本実施例のTFTが
先に説明した実施例のそれと異なる点は、チャネル保護
膜9が半導体膜と絶縁膜との2層構造であることにある
。即ち、活性層7上にp型のa‐Si膜9dが直に設け
られ、このa‐Si膜9d上にSiNX 膜9eが積層
されている。
【0044】図5(a)はこのように構成されたTFT
のチャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物17が
付着したときの様子を示すモデル図である。なお、汚染
物17の分極電荷は±Q5 である。
のチャネル保護膜9の表面に電気分極した汚染物17が
付着したときの様子を示すモデル図である。なお、汚染
物17の分極電荷は±Q5 である。
【0045】SiNX 膜9eの表面に電気分極した汚
染物17の+側が付着すると、活性層7とa‐Si膜9
dとの導電型が逆なので図5(b)に示すように、a‐
Si膜9d中には、電荷量−Q5 の電荷が蓄積される
。その結果、a‐Si膜9dと活性層7との界面に蓄積
された電荷と極性が逆で大きさが等しい電荷量Q6 の
電荷が活性層中に蓄積される。この電荷量Q6 は電荷
量Q5 に比べ遥かには小さいので、汚染物17による
活性層7のポテンシャル分布の変動は抑制される。
染物17の+側が付着すると、活性層7とa‐Si膜9
dとの導電型が逆なので図5(b)に示すように、a‐
Si膜9d中には、電荷量−Q5 の電荷が蓄積される
。その結果、a‐Si膜9dと活性層7との界面に蓄積
された電荷と極性が逆で大きさが等しい電荷量Q6 の
電荷が活性層中に蓄積される。この電荷量Q6 は電荷
量Q5 に比べ遥かには小さいので、汚染物17による
活性層7のポテンシャル分布の変動は抑制される。
【0046】また、SiNX 膜9eの表面に電気分極
した汚染物17の+側が付着すると、図5(c)に示す
ようにSiNX 膜9eとa‐Si膜9dとの界面に電
荷量Q5の電荷が蓄積される。SiNX 膜9eと活性
層7との間にa‐Si膜9dが挿設されているので、S
iNX 膜9eとa‐Si膜9dとの界面に蓄積された
電荷の影響は活性層7にまではおよばない。換言すれば
、活性層7はa‐Si膜9dと活性層7とのpn接合に
よる空乏層により汚染物17が生じる電界から保護され
ている。
した汚染物17の+側が付着すると、図5(c)に示す
ようにSiNX 膜9eとa‐Si膜9dとの界面に電
荷量Q5の電荷が蓄積される。SiNX 膜9eと活性
層7との間にa‐Si膜9dが挿設されているので、S
iNX 膜9eとa‐Si膜9dとの界面に蓄積された
電荷の影響は活性層7にまではおよばない。換言すれば
、活性層7はa‐Si膜9dと活性層7とのpn接合に
よる空乏層により汚染物17が生じる電界から保護され
ている。
【0047】更に、第2の実施例のTFTと同様に、オ
−ミックコンタクト層11の導電型型と活性層7の導電
型とは極性が逆なので、オフ時のおけるソ−ス・ドレイ
ン間のリ−ク電流を防止できるという利点がある。この
ようにして本実施例のTFTでも第2の実施例のそれと
同様な効果が得られる。
−ミックコンタクト層11の導電型型と活性層7の導電
型とは極性が逆なので、オフ時のおけるソ−ス・ドレイ
ン間のリ−ク電流を防止できるという利点がある。この
ようにして本実施例のTFTでも第2の実施例のそれと
同様な効果が得られる。
【0048】なお、本実施例では活性層7の導電型がn
型の場合について説明したが、活性層7の導電型がp型
の場合には、n型のa‐Si膜9dを用いることで同様
な効果が得られる。この場合、p型のa‐Si膜9dを
用いるのは、活性層7のチャネル領域を単に厚くするだ
けなので上述したような効果は得られない。図6には図
1に示したTFT(第1の実施例のTFT)を用いた液
晶表示装置の要部断面図が示されている。
型の場合について説明したが、活性層7の導電型がp型
の場合には、n型のa‐Si膜9dを用いることで同様
な効果が得られる。この場合、p型のa‐Si膜9dを
用いるのは、活性層7のチャネル領域を単に厚くするだ
けなので上述したような効果は得られない。図6には図
1に示したTFT(第1の実施例のTFT)を用いた液
晶表示装置の要部断面図が示されている。
【0049】これを製造工程に従い説明すると、最初、
透光性絶縁基板1としてガラス基板を用い、この透光性
絶縁基板1上に所定数のゲ−ト電極3,ゲ−ト絶縁膜5
,活性層7,保護膜9を形成する。
透光性絶縁基板1としてガラス基板を用い、この透光性
絶縁基板1上に所定数のゲ−ト電極3,ゲ−ト絶縁膜5
,活性層7,保護膜9を形成する。
【0050】次にゲ−ト絶縁膜5上にITO(Indi
um Tin Oxide)等の透光性導電膜を堆
積した後、この透光性導電膜をパタ−ニングして表示電
極21を形成する。次いでオ−ミックコンタクト層11
,ソ−ス電極13,ドレイン電極15を形成してTFT
のアレイ基板が完成する。
um Tin Oxide)等の透光性導電膜を堆
積した後、この透光性導電膜をパタ−ニングして表示電
極21を形成する。次いでオ−ミックコンタクト層11
,ソ−ス電極13,ドレイン電極15を形成してTFT
のアレイ基板が完成する。
【0051】次にアレイ基板上に保護膜としてSiNX
膜23を堆積した後、液晶配向膜としてポリイミド膜
をSiNX 膜23上に塗布する。次いで対向電極25
が形成されたガラスからなる透光性絶縁基板27をアレ
イ基板に対向して張り合わせ、最後にこれら基板の間に
液晶29を注入して液晶表示装置が完成する。
膜23を堆積した後、液晶配向膜としてポリイミド膜
をSiNX 膜23上に塗布する。次いで対向電極25
が形成されたガラスからなる透光性絶縁基板27をアレ
イ基板に対向して張り合わせ、最後にこれら基板の間に
液晶29を注入して液晶表示装置が完成する。
【0052】このような構成の液晶表示装置では、保護
膜となるSiNX 膜23,液晶配向膜となるポリイミ
ド膜を真空中で連続的に成膜するのが不可能であるため
、こらら膜の形成工程には洗浄処理が含まれる。その結
果、チャネル保護膜9の表面にには電気分極した汚染物
が付着する可能性がある。
膜となるSiNX 膜23,液晶配向膜となるポリイミ
ド膜を真空中で連続的に成膜するのが不可能であるため
、こらら膜の形成工程には洗浄処理が含まれる。その結
果、チャネル保護膜9の表面にには電気分極した汚染物
が付着する可能性がある。
【0053】しかしながら、本実施例の液晶表示装置に
用いられているTFTは、電気分極した汚染物の影響を
受けにくいため、チャネル保護膜9の表面に電気分極し
た汚染物が付着しても、表示欠陥等の画質劣化は生じな
い。更に、電気分極した汚染物が基板に不均一に付着し
ても、素子特性の変動が十分小さいため、表示むら等の
画質劣化は生じない。したがって、信頼性,生産性に優
れた大画面の液晶表示装置を得ることができる。なお、
本実施例では第1の実施例で説明したTFTを用いたが
、第2又は第3の実施例で説明したTFTを用いても同
様な効果が得られる。
用いられているTFTは、電気分極した汚染物の影響を
受けにくいため、チャネル保護膜9の表面に電気分極し
た汚染物が付着しても、表示欠陥等の画質劣化は生じな
い。更に、電気分極した汚染物が基板に不均一に付着し
ても、素子特性の変動が十分小さいため、表示むら等の
画質劣化は生じない。したがって、信頼性,生産性に優
れた大画面の液晶表示装置を得ることができる。なお、
本実施例では第1の実施例で説明したTFTを用いたが
、第2又は第3の実施例で説明したTFTを用いても同
様な効果が得られる。
【0054】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。上記実施例では電気分極した汚染物に
ついて説明したが、電気分極していない汚染物、例えば
イオン等の汚染物に対しても同様な効果が得られる。ま
た、上記実施例では、絶縁膜としてSiNX を用いた
チャネル保護膜9について説明したが、他の絶縁膜を用
いてもよい。更に、チャネル保護膜9としてバンド幅が
異なる半導体材料、例えば、Si−Geを用いることに
より同様な効果が期待できる。その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
るものではない。上記実施例では電気分極した汚染物に
ついて説明したが、電気分極していない汚染物、例えば
イオン等の汚染物に対しても同様な効果が得られる。ま
た、上記実施例では、絶縁膜としてSiNX を用いた
チャネル保護膜9について説明したが、他の絶縁膜を用
いてもよい。更に、チャネル保護膜9としてバンド幅が
異なる半導体材料、例えば、Si−Geを用いることに
より同様な効果が期待できる。その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【0055】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、帯
電した汚染物の影響を受けにく、しかも移動度やしきい
値電圧等の素子特性が安定したTFTを得ることができ
る。また、本発明のTFTを大型液晶表示装置に用いる
ことで、信頼性や量産性に優れた大型液晶表示装置を得
ることができる。
電した汚染物の影響を受けにく、しかも移動度やしきい
値電圧等の素子特性が安定したTFTを得ることができ
る。また、本発明のTFTを大型液晶表示装置に用いる
ことで、信頼性や量産性に優れた大型液晶表示装置を得
ることができる。
【図1】本発明の第1の実施例に係るTFTの断面図。
【図2】図1のTFTの保護膜の表面に電気分極した汚
染物が付着したときの様子を示す図。
染物が付着したときの様子を示す図。
【図3】本発明の第2の実施例に係るTFTの保護膜の
表面に電気分極した汚染物が付着したときの様子を示す
図。
表面に電気分極した汚染物が付着したときの様子を示す
図。
【図4】本発明の第3の実施例に係るTFTの断面図。
【図5】図4のTFTの保護膜の表面に電気分極した汚
染物が付着したときの様子を示す図。
染物が付着したときの様子を示す図。
【図6】図1のTFTを用いた液晶表示装置の要部断面
図。
図。
【図7】従来の逆スタッガ型TFTの断面図。
【図8】図7のTFTのチャネル保護膜の部分を拡大し
た図。
た図。
【図9】図7のTFTの保護膜の表面に電気分極した汚
染物が付着したときの様子を示す図。
染物が付着したときの様子を示す図。
1…透光性絶縁基板、3…ゲ−ト電極、5…ゲ−ト絶縁
膜、7…活性層、9…チャネル保護膜、11…オ−ミッ
クコンタクト層、13…ソ−ス電極、15…ドレイン電
極、17…汚染物、19…バックチャネル領域、21…
表示電極、23…SiNX 膜、25…対向電極、27
…透光性絶縁基板、29…液晶。
膜、7…活性層、9…チャネル保護膜、11…オ−ミッ
クコンタクト層、13…ソ−ス電極、15…ドレイン電
極、17…汚染物、19…バックチャネル領域、21…
表示電極、23…SiNX 膜、25…対向電極、27
…透光性絶縁基板、29…液晶。
Claims (2)
- 【請求項1】基板上に形成された活性層と、この活性層
にコンタクト層を介してコンタクトすると共に保護膜を
介して対向して配設されたソ−ス及びドレイン電極と、
前記活性層の下部にゲ−ト絶縁膜を介して配設されたゲ
−ト電極とを有する薄膜トランジスタにおいて、前記保
護膜は、積層膜であることを特徴とする薄膜トランジス
タ。 - 【請求項2】基板上に形成された活性層と、この活性層
にコンタクト層を介してコンタクトすると共に保護膜を
介して対向して配設されたソ−ス及びドレイン電極と、
前記活性層の下部にゲ−ト絶縁膜を介して配設されたゲ
−ト電極とを有する薄膜トランジスタにおいて、前記保
護膜は、活性層との接合界面に空乏層を形成しているこ
とを特徴とする薄膜トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10265391A JPH04333284A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 薄膜トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10265391A JPH04333284A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 薄膜トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04333284A true JPH04333284A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=14333204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10265391A Pending JPH04333284A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 薄膜トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04333284A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102110715A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-06-29 | 卡西欧计算机株式会社 | 晶体管、显示装置、电子设备和晶体管的制造方法 |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP10265391A patent/JPH04333284A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102110715A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-06-29 | 卡西欧计算机株式会社 | 晶体管、显示装置、电子设备和晶体管的制造方法 |
US8653569B2 (en) | 2009-09-30 | 2014-02-18 | Casio Computer Co., Ltd. | Transistor, display device, electronic device, manufacturing method of transistor, and manufacturing method of display device |
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