JPH0449674A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

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JPH0449674A
JPH0449674A JP16019390A JP16019390A JPH0449674A JP H0449674 A JPH0449674 A JP H0449674A JP 16019390 A JP16019390 A JP 16019390A JP 16019390 A JP16019390 A JP 16019390A JP H0449674 A JPH0449674 A JP H0449674A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
ohmic contact
source
film
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Pending
Application number
JP16019390A
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English (en)
Inventor
Wakahiko Kaneko
若彦 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0449674A publication Critical patent/JPH0449674A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜トランジスタに関し、特にアクティブマト
リクス型の液晶デイスプレィ等に使用するアモルファス
シリコン薄膜トランジスタに関する。
〔従来の技術〕
コンピュータや通信システム、情報管理システム、メデ
ィアの高度化に伴い、それらのアウトプットを表示する
表示デバイスの薄膜化、軽量化が切望されている。液晶
デイスプレィは、薄膜・軽量にまとめられ、しかも消費
電力が小さいため、最も有望視されれている表示デバイ
スである。特に表示画素1つづつに駆動素子を有するア
クティブマトリクス型液晶デイスプレィは、高精細化。
大型化が容易という点で他の方式に比べて有利なため、
既に多くの開発が推し進められている。
このアクティブマトリクス型液晶デイスプレィの駆動素
子として多く用いられているのが、アモルファスシリコ
ン(a−Si)を半導体層に用いた逆スタガー型の薄膜
トランジスタである。
従来のこの種の薄膜トランジスタの技術を、第4図に示
す断面模式図を用いて説明する。ガラス基板1上にゲー
ト電極2をクロム、アルミニウムといった金属で形成す
る。その上に形成される絶縁体層3.半導体層4.並び
にソースオーミックコンタクト層5およびドレインオー
ミックコンタクト層6は、プラズマ化学気相成長法によ
る連続成膜技術を用いて、窒化珪素膜(SiN、:プラ
ズマ化学気相成長ではSi3N4という組成にはならな
いので、このように表わす)、アモルファスシリコン膜
(a−3i)、並びに燐ドープアモルファスシリコンJ
IS(n”a−Si>によりそれぞれ形成される。さら
にその上にソース電極7゜ドレイン電極8をクロム、ア
ルミニウムといった金属で形成することにより、第4図
に示した構造の薄膜トランジスタが得られる。
この薄膜トランジスタの動作は、ゲート電極2への正電
圧印加の有無によるソース電極7とドレイン電極8との
間に流れる電流のスイッチングである。ゲート電極2に
電圧を印加しない場合、半導体層4は高抵抗のなめ、ソ
ース電極7とドレイン電極8との間には殆ど電流は流れ
ない、しかし、ゲート電極2にしきい値電圧以上の正の
電圧を印加すると、ゲート電極2上方の半導体層4にお
ける絶縁体層3と半導体層4との界面近傍に負の電荷が
誘起され、ここにチャネル領域4aが形成される。この
とき、ドレイン電極8に正の電圧を印加すると、ドレイ
ン電極8.ドレインオーミックコンタクト層6.半導体
層4.チャネル領域4a、半導体層4.ソースオーミッ
クコンタクト層5.ソース電極7という順路に沿った電
流が流れることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の薄膜トランジスタでは、ドレイン電極8
からソース電極7に電流が流れるとき、これはドレイン
電極8からチャネル領域4aの間、およびチャネル領域
4aからソース電極7の間に存在する高抵抗の半導体層
4を通過するため、見かけ上の移動度(μ。ff )が
低下して十分な電流が流れないという欠点があった。
この現象は、チャネル領域4aのチャネル長が短かくな
ると特に顕著になり、そのため、従来の構造の薄膜トラ
ンジスタでの短チヤネル化は困難であった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の薄膜トランジスタは、 基板上に形成されたゲート電極を絶縁体層が覆い、絶縁
体層上に半導体層、ソースおよびドレインオーミックコ
ンタクト層、並びにソースおよびドレイン電極が形成さ
れてなる逆スタガー型薄膜トランジスタにおいて、 半導体層に形成されるチャネル領域のチャネル長が、ゲ
ート電極のゲート長より短がく形成され、 ソース並びにドレインオーミックコンタクト層の少なく
とも一部が、半導体層と絶縁体層との界面部に接して形
成されるという特徴を有している。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための断面模
式図である。
ガラス基板1上に、例えばクロム膜をスパッタ法により
成膜し、フォトリソグラフィ工程とウェットエツチング
法により所望するパターン形状のゲート電極2を形成す
る。続いて、プラズマ化学気相成長法により、SiN、
膜とa−3i膜を真空中で連続成膜した後、フォトリソ
グラフィ工程とウェットエツチング法によりa−3i膜
を所望するパターン形状に加工し、SiN、膜、aSi
膜からなる絶縁体層3.半導体層14を形成する。但し
、半導体層14の長さ(本実施例では、この長さは、ゲ
ート電極2にしきい値電圧以上の正の電圧が印加された
ときに半導体層14に゛形成されるチャネル領域のチャ
ネル長に等しい)は、ゲート電極2によるゲート長より
小さくする0次に、再度プラズマ化学気相成長法により
n”a−3L膜を成膜し、続いてスパッタ法により例え
ばクロム膜を成膜した後、フォトリソグラフィ工程とウ
ェットエツチング法によりソースオーミックコンタクト
層15.ドレインオーミックコンタクト層16.ソース
電極7.ドレイン電極8を所望のパターン形状に形成す
る。この際、ソースオーミックコンタクト層15および
ドレインオーミックコンタクト層16は、半導体層14
の段差部分を覆うように形成する。
これにより、ソースオーミックコンタクト層15並びに
ドレインオーミックコンタクト層16の少なくとも一部
が、半導体層14と絶縁体層3との界面部と接すること
になる。また、半導体層14の長さがゲート長より短か
いことから、ゲート電極2にしきい値電圧以上の正の電
圧が印加されたときに半導体層14に形成されるチャネ
ル領域14aは半導体層14の長さ一杯に形成され、こ
の結果、半導体層14に形成されるチャネル領域14a
は直接ソースオーミックコンタクト層15およびドレイ
ンオーミックコンタクト層16と接することになる。
第2図は本発明の第2の実施例を説明するための断面模
式図である。
ガラス基板l上に、例えばクロム膜をスパッタ法により
成膜し、フォトリソグラフィ工程とウェットエツチング
法により所望するパターン形状のゲート電極2を形成す
る。続いて、プラズマ化学気相成長法により、SiN、
膜とa−Si膜を真空中で連続成膜した後、フォトリソ
グラフィ工程とウェットエツチング法によりa−8i膜
を所望するパターン形状に加工し、S i N、膜、 
a −8i膜からなる絶縁体層3.半導体層24を形成
する。但し、半導体層24の長さはゲート電極2のゲー
ト長より長く、かつ、半導体層24はゲート電極2を覆
うよう形状に形成する。次に、再度プラズマ化学気相成
長法によりSiN、膜を成膜し、フォトリソグラフィ工
程とウェットエツチング法により、ゲート電極2上のゲ
ート長より短かい領域(=チャネル長)の半導体層24
上にはS I N x膜からなるパッシベーション層9
を、ゲート電極2上ではなく半導体層24の端部を含む
領域上にはSiN、膜からなるパッシベーション層9a
を形成する0次に、パッシベーション層9.9aをマス
クにしたイオン注入法により、上部にパッシベーション
層9,9aが形成されていない領域の半導体層24に燐
を打ち込み、n”a−8L膜からなるソースオーミック
コンタクト層25、ドレインオーミックコンタクト層2
6を形成する。最後に、スパッタ法により例えばクロム
膜を成膜した後、フォトリソグラフィ工程とウェットエ
ツチング法によりパターン形状を形成し、ソース電極7
.ドレイン電極8を形成する。
本実施例では、パッシベーション層9の存在により、バ
ックチャネル(半導体層24のチャネール領域が形成さ
れる面と反対側の面)が保護されるため、湿度、汚染等
によるトランジスタ特性の変動、劣化が低減される。ま
た、パッシベーション層9.9a等により、ソースオー
ミックコンタク、ト層25.ドレインオーミックコンタ
クト層26には露出面がなくなり、汚染等によるオーミ
ックコンタクト層25,26と半導体層24との接合の
劣化を抑制することが可能となる。
また本実施例では、オーミックコンタクト層25.26
のエツチング工程が不用なため、チャネル長の加工制御
性が良いという利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、逆スタガー型薄膜トラン
ジスタの低抵抗のオーミックコンタクト層を半導体層に
形成されるチャネル領域に直接接触させることにより、
高抵抗の半導体層を介してオーミックコンタクト層とチ
ャネル領域との電流路が形成されることを避けることが
実現し、これにより、薄膜トランジスタの見かけ上の移
動度(μ*ff )の低下を低減することが可能となる
例えば第3図に示すように、本発明の第1の実施例およ
び従来の薄膜トランジスタとの移動度μ。11のチャネ
ル長しに対する依存性を比較すると、従来の薄膜トラン
ジスタはチャネル長しに対する依存性は大きく、これに
比べて本発明の第1の実施例の構造の薄膜トランジスタ
はチャネル長しに対する依存性が小さいことが示されて
いる。
これは第2の実施例についても同様であり、本発明に関
しては普遍的である。
このことから、従来困難であった薄膜トランジスタでの
短チヤネル化が可能となる。
面構式図である。
1・・・ガラス基板、2・・・ゲート電極、3・・・絶
縁体層、4.14.24・・・半導体層、4a、14a
24a・・・(半導体層に形成される)チャネル領域、
5.15.25・・・ソースオーミックコンタクト層、
6,16.26・・・ドレインオーミックコンタクト層
、7・・・ソース電極、8・・・ドレイン電極、9.9
a・・・パッシベーション層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に形成されたゲート電極を絶縁体層が覆い、
    前記絶縁体層上に半導体層、ソースおよびドレインオー
    ミックコンタクト層、並びにソースおよびドレイン電極
    が形成されてなる逆スタガー型薄膜トランジスタにおい
    て、 前記半導体層に形成されるチャネル領域のチャネル長が
    、前記ゲート電極のゲート長より短かく形成され、 前記ソース並びにドレインオーミックコンタクト層の少
    なくとも一部が、前記半導体層と前記絶縁体層との界面
    部に接して形成されることを特徴とする薄膜トランジス
    タ。 2、請求項1記載の薄膜トランジスタにおいて、 前記ソースおよびドレインオーミックコンタクト層と前
    記半導体層とが、同一の膜により形成され、 前記ソースおよびドレインオーミックコンタクト層並び
    に前記半導体層上に形成されたパッシベーション層に対
    し、前記ソースおよびドレインオーミックコンタクト層
    が自己整合的に形成されることを特徴とする薄膜トラン
    ジスタ。
JP16019390A 1990-06-19 1990-06-19 薄膜トランジスタ Pending JPH0449674A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006313906A (ja) * 2005-05-02 2006-11-16 Samsung Electronics Co Ltd 薄膜トランジスタ基板、これを含む液晶表示装置及び薄膜トランジスタ基板の製造方法
JP2013042150A (ja) * 2009-03-12 2013-02-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置

Cited By (4)

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JP2006313906A (ja) * 2005-05-02 2006-11-16 Samsung Electronics Co Ltd 薄膜トランジスタ基板、これを含む液晶表示装置及び薄膜トランジスタ基板の製造方法
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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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