JPH05110099A - 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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JPH05110099A
JPH05110099A JP29764891A JP29764891A JPH05110099A JP H05110099 A JPH05110099 A JP H05110099A JP 29764891 A JP29764891 A JP 29764891A JP 29764891 A JP29764891 A JP 29764891A JP H05110099 A JPH05110099 A JP H05110099A
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JP
Japan
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semiconductor layer
protrusion
region
thin film
film transistor
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JP29764891A
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English (en)
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Koichi Ogawa
康一 小川
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気移動度が大きく応答性の良い薄膜トラン
ジスタを得る。 【構成】 絶縁基板1上に突起3を形成し、この突起3
を含む絶縁基板1上に半導体層4をほぼ一定の厚さに形
成する。次に、半導体層4上に、SOGをその上面が平
坦となるように塗布することにより、上面が平坦なSO
G膜5を形成する。次に、SOG膜5上にフォトレジス
ト膜6をパターン形成し、このフォトレジスト膜6をマ
スクとしてイオンを注入し、突起3の両側における半導
体層4にソース領域7およびドレイン領域8を形成する
と共に、突起3上における半導体層4によってチャネル
領域9を形成する。次に、フォトレジスト膜6を除去し
た後、SOG膜5と半導体層4とを同じエッチング速度
でエッチングすると、半導体層4の上面全体が平坦化さ
れる。この状態では、チャネル領域9の膜厚はソース領
域7およびドレイン領域8の膜厚よりも突起3の高さの
分だけ薄くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は薄膜トランジスタの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜トランジスタには、ガラスやセラミ
ック等からなる絶縁基板の上面にシリコン等からなる半
導体層を均一の膜厚でパターン形成し、この半導体層を
ゲート絶縁膜で覆い、半導体層のチャネル領域に対応す
る部分のゲート絶縁膜の上面にゲート電極をパターン形
成し、このゲート電極をマスクとして半導体層にイオン
を注入することにより、半導体層のチャネル領域の両側
にソース領域およびドレイン領域を形成し、このソース
領域およびドレイン領域に対応する部分のゲート絶縁膜
にコンタクトホールを形成し、各コンタクトホールを介
してソース領域およびドレイン領域と接続されるアルミ
ニウムからなるソース電極およびドレイン電極をゲート
絶縁膜の上面にパターン形成してなるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような薄膜トランジスタでは、半導体層が均一の膜
厚で1000〜3000Å程度と厚く形成されているの
で、チャネル領域における電気移動度が小さく、応答性
が悪いという問題があった。なお、仮に半導体層を10
00Å以下の薄い膜厚に形成した場合には、チャネル領
域における電気移動度が大きくなるが、ソース領域・ド
レイン領域のシート抵抗およびソース電極・ドレイン電
極とのコンタクト抵抗が高くなり、したがってこの場合
もトランジスタとしての動作速度が遅くなるという問題
がある。そこで、ソース領域およびドレイン領域の膜厚
のみを厚くするかあるいはチャネル領域の膜厚のみを薄
くすることが考えられるが、このように膜厚の異なる半
導体層を絶縁基板の平坦な上面に形成することは極めて
困難であるという問題がある。この発明の目的は、電気
移動度を大きくして応答性も良くすることができる上、
容易に製造することのできる薄膜トランジスタの製造方
法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁基板上
のチャネル形成領域に対応する箇所に突起を形成し、該
突起を含む前記絶縁基板上に半導体層を所定の厚さに堆
積して前記突起に対応する部分を隆起状に形成し、該半
導体層上に表面が平坦な絶縁膜を形成し、該絶縁膜をマ
スクとしてイオンを注入することにより前記突起の両側
における前記半導体層にソース領域およびドレイン領域
を形成し、前記絶縁膜および前記半導体層の隆起状部分
の上層部をエッチングすることにより前記半導体層の表
面を平坦化し、これにより前記突起上に形成されたチャ
ネル領域の膜厚を前記突起の両側に形成されたソース領
域およびドレイン領域の膜厚よりも薄くしたものであ
る。
【0005】
【作用】この発明によれば、チャネル領域の膜厚をソー
ス領域およびドレイン領域の膜厚よりも薄くすることが
できるので、チャネル領域における電気移動度が大きく
なり、かつソース領域およびドレイン領域のシート抵抗
やコンタクト抵抗を小さく抑えることができ、したがっ
て電気移動度が大きく応答性の良い薄膜トランジスタを
得ることができる。また、絶縁膜および半導体層の隆起
状部分の上層部を同時にエッチングして半導体層の表面
を平坦化することにより、突起上に形成されたチャネル
領域の膜厚を突起の両側に形成されたソース領域および
ドレイン領域の膜厚よりも薄くしているので、絶縁基板
の平坦な上面に膜厚の異なる半導体層を形成する場合と
比較して、容易に製造することができる。
【0006】
【実施例】図1〜図7はそれぞれこの発明の一実施例に
おける薄膜トランジスタの各製造工程を示したものであ
る。そこで、これらの図を順に参照しながら、薄膜トラ
ンジスタの製造方法について説明する。
【0007】まず、図1に示すように、ガラス等からな
る絶縁基板1の上面のチャネル形成領域2に対応する箇
所に、それ以外の部分をフォトリソグラフィ技術により
エッチングして除去することにより、突起3を形成す
る。次に、図2に示すように、突起3を含む絶縁基板1
の上面にシリコン等からなる半導体層4を堆積する。こ
の場合、半導体層4は絶縁基板1の突起3に対応する部
分が隆起状に形成される。また、以下の説明で明らかな
如く、半導体層4の膜厚は突起3の高さに形成すべきチ
ャネル領域の膜厚を加えた値と同じかそれ以上となるよ
うにすることが能率的である。次に、図3に示すよう
に、半導体層4の上面に、酸化シリコン等の絶縁材をス
ピンコート法によりその上面が平坦となるように塗布し
た後熱処理を施すことにより、上面が平坦なSOG(絶
縁)膜5を形成する。このSOG膜5は、次工程のイオ
ン注入工程におけるマスクとしての役割等を果たすもの
であるので、その膜厚は注入イオンが突き抜けることが
できる程度の膜厚となるようにする。
【0008】次に、図4に示すように、突起3に対応す
る部分におけるSOG膜5の上面にフォトレジスト膜6
をパターン形成する。次に、フォトレジスト膜6をマス
クとして突起3の両側における半導体層4にイオン注入
装置によりリンイオン等のイオンを注入し、次いで熱処
理を施して注入イオンを活性化することにより、突起3
の両側における半導体層4にソース領域7およびドレイ
ン領域8を形成すると共に、突起3上における半導体層
4によってチャネル領域9を形成する。この後、フォト
レジスト膜6をエッチングして除去する。
【0009】次に、SF6とCHF3との混合ガス雰囲気
中でプラズマエッチングする。この場合、SOG膜5と
半導体層4とは同じエッチング速度でエッチングされる
から、SOG膜5の上面の平坦性が維持されたままエッ
チングが進行する。そして、半導体層4の隆起状部分の
うち少なくとも例えば図2において周囲より上方に突出
している部分が完全に除去される位置までエッチングを
行う。すると、図5に示すように、半導体層4の上面全
体が平坦化される。この状態では、チャネル領域9の膜
厚は、絶縁基板1上に形成された突起3の高さの分だ
け、ソース領域7およびドレイン領域8の膜厚よりも薄
くなっている。
【0010】次に、図6に示すように、半導体層4の上
面に酸化シリコンや窒化シリコン等からなるゲート絶縁
膜10を形成する。次に、ゲート絶縁膜10をエッチン
グしてソース領域7およびドレイン領域8と対応する部
分にコンタクトホール11、12を形成する。次に、図
7に示すように、コンタクトホール11、12を介して
ソース領域7およびドレイン領域8と接続されるアルミ
ニウムからなるソース電極13およびドレイン電極14
をゲート絶縁膜10の上面にパターン形成すると共に、
同じくアルミニウムからなるゲート電極15をゲート絶
縁膜10の上面にパターン形成する。かくして、薄膜ト
ランジスタが製造される。
【0011】このようにして製造された薄膜トランジス
タでは、チャネル領域9の膜厚がソース領域7およびド
レイン領域8の膜厚よりも突起3の高さの分だけ薄くな
っているので、突起3の高さを制御することにより、一
例として、チャネル領域9の膜厚を数百Å程度とし、ソ
ース領域7およびドレイン領域8の膜厚を2千数百〜3
千数百Å程度とすることができる。したがって、チャネ
ル領域9における電気移動度が大きくなり、かつソース
領域7およびドレイン領域8のシート抵抗やコンタクト
抵抗を小さく抑えることができ、ひいては電気移動度が
大きく応答性の良い薄膜トランジスタを得ることができ
る。また、SOG膜5および半導体層4の隆起状部分の
上層部を同時にエッチングして半導体層4の表面を平坦
化することにより、突起3上に形成されたチャネル領域
9の膜厚を突起3の両側に形成されたソース領域7およ
びドレイン領域8の膜厚よりも薄くしているので、絶縁
基板の平坦な上面に膜厚の異なる半導体層を形成する場
合と比較して、容易に製造することができる。
【0012】なお、上記実施例では、例えば図1に示す
ように、絶縁基板1の上面のチャネル形成領域2に対応
する箇所に、それ以外の部分をフォトリソグラフィ技術
によりエッチングして除去することにより、突起3を形
成しているが、これに限定されるものではない。例え
ば、図8に示すように、絶縁基板21の上面に酸化シリ
コンや窒化シリコン等からなる絶縁膜22を形成し、次
いでチャネル形成領域23に対応する部分以外の不要な
部分の絶縁膜22をエッチングして除去することによ
り、図9に示すように、絶縁基板21の上面のチャネル
形成領域23に対応する箇所に突起24を形成するよう
にしてもよい。この場合、絶縁基板21自体をエッチン
グしていないので、絶縁基板21としてエッチング加工
の困難なものを使用することもでき、またエッチングを
途中で止める必要もないので、突起24の高さを正確に
制御することができる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、チャネル領域の膜厚をソース領域およびドレイン領
域の膜厚よりも薄くすることができるので、チャネル領
域における電気移動度が大きくなり、かつソース領域お
よびドレイン領域のシート抵抗やコンタクト抵抗を小さ
く抑えることができ、したがって電気移動度が大きく応
答性の良い薄膜トランジスタを得ることができ、しかも
絶縁基板の平坦な上面に膜厚の異なる半導体層を形成す
る場合と比較して、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における薄膜トランジスタ
の製造に際し、絶縁基板の上面に突起を形成した状態の
断面図。
【図2】同薄膜トランジスタの製造に際し、突起を含む
絶縁基板の上面に半導体層を形成した状態の断面図。
【図3】同薄膜トランジスタの製造に際し、半導体層の
上面にSOG膜を形成した状態の断面図。
【図4】同薄膜トランジスタの製造に際し、フォトレジ
スト膜を形成した後このフォトレジスト膜をマスクとし
てイオンを注入した状態の断面図。
【図5】同薄膜トランジスタの製造に際し、プラズマエ
ッチングにより半導体層の上面を平坦化した状態の断面
図。
【図6】同薄膜トランジスタの製造に際し、ゲート絶縁
膜およびコンタクトホールを形成した状態の断面図。
【図7】同薄膜トランジスタの製造に際し、ソース電
極、ドレイン電極およびゲート電極を形成した状態の断
面図。
【図8】この発明の他の実施例における薄膜トランジス
タの製造に際し、絶縁基板の上面に絶縁膜を形成した状
態の断面図。
【図9】同薄膜トランジスタの製造に際し、絶縁膜の不
要な部分を除去して突起を形成した状態の断面図。
【符号の説明】
1、21 絶縁基板 3、24 突起 4 半導体層 5 SOG(絶縁)膜 6 フォトレジスト膜 7 ソース領域 8 ドレイン領域 9 チャネル領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上のチャネル形成領域に対応す
    る箇所に突起を形成し、該突起を含む前記絶縁基板上に
    半導体層を所定の厚さに堆積して前記突起に対応する部
    分を隆起状に形成し、該半導体層上に表面が平坦な絶縁
    膜を形成し、該絶縁膜をマスクとしてイオンを注入する
    ことにより前記突起の両側における前記半導体層にソー
    ス領域およびドレイン領域を形成し、前記絶縁膜および
    前記半導体層の隆起状部分の上層部をエッチングするこ
    とにより前記半導体層の表面を平坦化し、これにより前
    記突起上に形成されたチャネル領域の膜厚を前記突起の
    両側に形成されたソース領域およびドレイン領域の膜厚
    よりも薄くしたことを特徴とする薄膜トランジスタの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 絶縁基板の上面をエッチングすることに
    より前記突起を形成した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. 【請求項3】 絶縁基板の上面に形成した絶縁膜によっ
    て前記突起を形成した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。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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