JPH05136414A - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタ及びその製造方法

Info

Publication number
JPH05136414A
JPH05136414A JP29447591A JP29447591A JPH05136414A JP H05136414 A JPH05136414 A JP H05136414A JP 29447591 A JP29447591 A JP 29447591A JP 29447591 A JP29447591 A JP 29447591A JP H05136414 A JPH05136414 A JP H05136414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
source
thin film
active region
film transistor
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29447591A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Takahara
研一 高原
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP29447591A priority Critical patent/JPH05136414A/ja
Publication of JPH05136414A publication Critical patent/JPH05136414A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 能動領域が薄く、ソース及びドレイン領域が
厚く、かつ能動領域とソース及びドレイン領域との接合
欠陥をなくすことによって、高速化・高性能化・低消費
電力化・微細化・高集積化が可能な薄膜トランジスタを
構成する。。 【構成】 基板上に半導体層を積層し、窒化珪素膜層を
積層・パターニングした後、窒化珪素膜層の開孔部の半
導体層を熱酸化させ、窒化珪素膜層を除去した後、熱酸
化膜をマスクとして不純物イオンを導入し、ソース及び
ドレイン領域と薄い不純物領域と能動領域を形成した
後、熱酸化膜を除去し、ゲート絶縁膜とゲート電極を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置や半導体
集積回路などへの応用が有効な、薄膜トランジスタ及び
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3(a)〜(c)は、従来の技術によ
る薄膜トランジスタの1例を製造工程ごとの素子断面図
により説明した図である。まず、図3(a)に示すよう
に、絶縁基板301上に半導体層302を積層した後、
ゲート絶縁膜303を熱酸化法を用いて形成する。つい
で、ゲート電極となる半導体層304を積層しパターニ
ングした後、前記残された半導体層304をマスクとし
て、不純物イオン305を打ち込み、不純物の活性化を
行うことによって、ソース及びドレイン領域306と能
動領域307を形成する。この状態が図3(b)であ
る。その後、図3(c)に示すように層間絶縁膜308
を積層し、コンタクトホール309を開口した後、ソー
ス及びドレイン電極端子310を形成して、薄膜トラン
ジスタが完成する。
【0003】また、図4(a)〜(c)は、従来の技術
により形成した薄膜トランジスタの別の例を製造工程ご
との素子断面図により説明した図である。まず、絶縁基
板401上に高濃度不純物を添加した半導体層を積層
し、パターニングしてソース及びドレイン領域402と
する。その後、不純物を含まない半導体層を積層、パタ
ーニングして能動領域403とし、ゲート絶縁膜404
と、ゲート電極となる導体層を順次積層し、前記導体層
をパターニングしてゲート電極405となし、図4
(b)を得る。ついで、層間絶縁膜406を積層し、コ
ンタクトホール407を開口した後、ソース及びドレイ
ン電極端子408を形成して図4(c)とし、薄膜トラ
ンジスタが完成する。
【0004】前述の従来の技術では、基板として絶縁基
板を用いて説明したが、基板として導体基板を用いた場
合には、導体基板上に絶縁薄膜を形成した後に、前述の
製造方法により薄膜トランジスタを形成することが可能
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、液晶表示装置及
び半導体集積回路の発達にともなって、これに用いられ
る薄膜トランジスタにも、高性能化及び高速化、高集積
化が望まれている。薄膜トランジスタの高速化及び高性
能化を実現する方法として、能動領域の半導体層を薄く
する試みがなされている。しかしながら、先の図3によ
り説明した従来の技術により形成された薄膜トランジス
タでは、能動領域の半導体層を薄くすると、必然的にソ
ース及びドレイン領域の部分も薄くなり、従ってソース
及びドレイン領域の部分のシート抵抗値が上がり、オン
電流が抑えられるため、高速化及び高性能化が困難であ
った。また、前記能動領域及びソース及びドレイン領域
の層を配線層として用いる場合にも、やはり配線抵抗が
高いため、薄膜トランジスタの高集積化が困難であっ
た。また、ソース及びドレイン領域の部分が薄い場合に
は、ソース及びドレイン領域とソース及びドレイン電極
端子とのコンタクトを直接取ることが困難であった。一
方、図4の従来の技術により説明した薄膜トランジスタ
に於いては、能動領域を薄くしてもソース及びドレイン
領域は厚く形成できるため、ソース及びドレイン領域ま
たは、配線層のシート抵抗または配線抵抗の低抵抗化が
可能である。また、ソース及びドレイン電極端子と、ソ
ース及びドレイン領域とのコンタクトを取ることも容易
である。しかし、能動領域とソース及びドレイン領域と
を別の層で形成しているため、能動領域とソース及びド
レイン領域との接合部分での接合欠陥が発生し、逆バイ
アスをかけたときのリーク電流が非常に大きくなり、従
って低消費電力化が困難であった。また、薄膜トランジ
スタの微細化及び高集積化が望まれているが、この場合
問題となるのが短チャネル効果である。これを防ぐため
の手段として、ソース及びドレイン領域と能動領域との
間に薄い不純物層を有する、LDD(Lightly
Doped Drain)構造が検討されているが、従
来に技術ではLDD構造を形成するために、2度のイオ
ン打ち込み法を用いなければならないなどのプロセスの
複雑さが問題となっている。
【0006】本発明は、このような薄膜トランジスタ及
びその製造方法の問題点を解決するもので、その目的と
するところは、高速化・高性能化・低消費電力化が可能
で、かつ微細化及び高集積化が可能な薄膜トランジスタ
及びその製造方法を提供するところにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】ソース及びドレイン領域
と能動領域とゲート絶縁膜とゲート電極とを有する薄膜
トランジスタに於て、ソース及びドレイン領域と能動領
域が同一の層からなり、かつ能動領域の膜厚がソース及
びドレイン領域の膜厚より薄いことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の薄膜トランジスタの構造及びその製造
方法によれば、半導体層と窒化珪素膜層を積層し、前記
窒化珪素膜をパターニングしてその開口部分の半導体層
を酸化させた後窒化珪素膜を除去し、不純物イオンを導
入することによって、半導体層中に濃い不純物領域と薄
い不純物領域とを形成し、その後前記半導体層の酸化部
分を除去してゲート絶縁膜とゲート電極とを形成してい
るため、能動領域の部分は薄く形成でき、薄膜トランジ
スタの高速化及び高性能化が実現できる。また、ソース
及びドレイン領域と配線層の部分は厚いままのため、シ
ート抵抗及び配線抵抗を小さくすることができ、高速化
及び基板の大面積化が可能である。しかも、能動領域と
ソース及びドレイン領域とは同一の層であるため、接合
部分がなくリーク電流を少なくすることができるため、
低消費電力化が可能である。また、先の1度の不純物打
ち込みにより、不純物の薄い層と濃い層が形成できるた
め、LDD構造を簡単なプロセスにより形成することが
できる。従って、微細化及び高集積化が実現できる。
【0009】
【実施例】本発明の実施例の1つを、図1(a)〜
(d)までの製造工程ごとの素子断面図により説明して
ゆく。まず図1(a)に示すように、絶縁基板101上
に半導体層102を2000Å〜4000Å程度の厚さ
に積層し、次いで窒化珪素膜103を1000Å〜20
00Å程度の厚さに積層、所望の形状にパターニングし
た後、熱酸化法を用いて前記窒化珪素膜103の開口部
の半導体層102を酸化させ、熱酸化膜104を形成す
る。前記半導体層102の形成には、減圧CVD法やプ
ラズマCVD法などが用いられる。前記半導体薄膜層1
02はソース及びドレイン領域を形成するため、少なく
とも1000Å以上であることが望ましい。一方、前記
半導体薄膜層102の酸化されて残った部分は、能動領
域を形成するため、少なくとも500Å以下であること
が望ましい。また、前記窒化珪素膜層103の形成に
は、減圧CVD法、熱窒化法、プラズマCVD法、EC
RプラズマCVD法などが用いられる。また、前記窒化
珪素膜103の代わりに二酸化珪素膜と窒化珪素膜の2
層構造を用いて、窒化珪素膜によるストレスを緩和する
ことも可能である。また、熱酸化法の温度は1000℃
前後であり、前記熱酸化膜104の厚さは、酸化時間を
変えることで調整できる。本実施例に於ては、半導体薄
膜102を3000Åの厚さに積層し、窒化珪素膜10
3を1500Åとし、1000℃で60分の熱酸化をし
たところ、半導体薄膜102は約2500Å酸化され、
熱酸化膜は約5500Åとなり、能動領域となる部分の
半導体薄膜102は500Åであった。次いで、前記窒
化珪素膜103を除去し、熱酸化膜をマスクとして全面
に不純物イオン105を、イオンインプランテーション
法やイオンドーピング法などのイオン打ち込み法により
導入し、活性化のための熱処理を施して、ソース及びド
レイン領域106となる濃い不純物領域と、薄い不純物
領域107及び能動領域108を形成して図1(b)と
なす。前記打ち込まれる不純物としては、N型の薄膜ト
ランジスタを形成する場合にはリンや砒素が用いられ、
P型の薄膜トランジスタを形成する場合には、ボロンや
ガリウムなどが用いられる。その後、前記熱酸化膜10
4を除去し、全面にゲート絶縁膜109を形成した後、
ゲート電極となる導体層を積層、パターニングしてゲー
ト電極110を形成し、図1(c)を得る。前記ゲート
絶縁膜109としては、熱酸化法や熱窒化法または常圧
CVD法、減圧CVD法、プラズマCVD法、ECRプ
ラズマCVD法、スパッタ法などによって形成される、
二酸化珪素膜や窒化珪素膜あるいはこれらの組合せによ
る絶縁膜が用いられる。また、前記ゲート電極110と
しては、高濃度不純物を添加した半導体層や、クロミウ
ムやアルミニウム、タンタルやタングステンなどの金属
薄膜が用いられる。その後、層間絶縁膜111を全面に
積層し、コンタクトホール112を開口した後、ソース
及びドレイン電極端子113を形成して、図1(d)と
し、薄膜トランジスタが完成する。前記層間絶縁膜11
1としては、前記ゲート絶縁膜109に用いられるのと
同様の薄膜の他に、ポリイミドなどの有機薄膜が用いら
れることもある。
【0010】本実施例に於いては、基板として絶縁基板
を用いて説明したが、導体基板を用いる場合には、導体
基板上に絶縁薄膜を積層した後、前記の製造方法を用い
て薄膜トランジスタを形成することも可能である。ま
た、本実施例に於いては、ゲート電極が能動領域に対し
て基板と反対側に位置するスタガード構造の例を用い
て、本発明の製造方法について説明したが、ゲート電極
が能動領域に対して基板側に位置する逆スタガード構造
についても、本発明の製造方法が応用可能なことは言う
までもない。図2は、本発明の薄膜トランジスタを逆ス
タガード構造に応用した場合の素子断面図である。20
1は基板、202はゲート電極、203はゲート絶縁
膜、204はソース及びドレイン領域、205は薄い不
純物領域、206は能動領域、207は層間絶縁膜、2
08はコンタクトホール、209はソース及びドレイン
電極端子をそれぞれ表わしている。
【0011】
【発明の効果】以上、製造工程ごとに簡単に説明した薄
膜トランジスタ及びその製造方法によれば、以下に述べ
る数多くの効果が得られる。
【0012】1)能動領域を薄膜化できるため、薄膜ト
ランジスタの高性能化・高速度化が可能である。
【0013】2)ソース及びドレイン領域が厚く形成さ
れている為、シート抵抗を小さくすることができ、それ
によってオン電流が抑えられることが無くなり、高性能
化及び高速化が可能になる。
【0014】3)ソース及びドレイン領域と同じ層で配
線層を形成する場合には、配線抵抗の低抵抗化が可能で
あり、基板の大面積化及び高集積化が可能である。
【0015】4)ソース及びドレイン領域を厚くできる
為、直接ソース及びドレイン電極端子とのコンタクトを
取ることが可能である。
【0016】5)ソース及びドレイン領域と、能動領域
とは、同じ層であるため接合部分がなく、従って逆バイ
アス時のリーク電流が小さく、低消費電力化が可能であ
る。
【0017】6)チャネル部の膜厚は、熱酸化膜を形成
するときの酸化時間で調整することができる。
【0018】7)1回のイオン打ち込みにより、LDD
構造を形成することができ、それによって短チャネル効
果を防ぐことができ、微細化及び高集積化が実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の薄膜トランジスタの、実施例に示し
た製造工程ごとの素子断面図。
【図2】 本発明の薄膜トランジスタを、逆スタガード
構造に応用した場合の素子断面図。
【図3】 従来の技術における薄膜トランジスタの、製
造工程ごとの素子断面図。
【図4】 従来の技術における別の薄膜トランジスタ
の、製造工程ごとの素子断面図。
【符号の説明】
101,201,301,401・・・絶縁基板 102,302・・・半導体層 103・・・窒化珪素膜層 104・・・熱酸化膜 105,305・・・不純物イオン 106,204,306,402・・・ソース及びドレ
イン領域 107,205・・・薄い不純物領域 108,206,307,403・・・能動領域 109,203,303,404・・・ゲート絶縁膜 110,202,304,405・・・ゲート電極 111,207,308,406・・・層間絶縁膜 112,208,309,407・・・コンタクトホー
ル 113,209,310,408・・・ソース及びドレ
イン電極端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ソース及びドレイン領域と能動領域とゲー
    ト絶縁膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタに於
    て、ソース及びドレイン領域と能動領域が同一の層から
    なり、かつ能動領域の膜厚がソース及びドレイン領域の
    膜厚より薄いことを特徴とする薄膜トランジスタ。
  2. 【請求項2】前記請求項1に記載の薄膜トランジスタに
    於て、能動領域の膜厚がソース及びドレイン領域の膜厚
    の半分かまたはそれ以下であることを特徴とする薄膜ト
    ランジスタ。
  3. 【請求項3】絶縁基板上あるいは導体基板上で、ソース
    及びドレイン領域を形成する工程と、能動領域を形成す
    る工程と、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート電極
    を形成する工程とを含む、薄膜トランジスタの製造方法
    に於て、ゲート絶縁膜形成後または形成前に、半導体層
    と窒化珪素膜層を順次積層し、前記窒化珪素膜層をレジ
    ストを用いてパターニングする工程と、熱酸化法を用い
    て、前記窒化珪素膜層の開孔部の半導体層を酸化させる
    工程と、前記窒化珪素膜層を除去する工程と、不純物イ
    オンを導入し、ソース及びドレイン領域と薄い不純物領
    域と能動領域を形成する工程と、前記熱酸化膜を除去す
    る工程とを含むことを特徴とする、薄膜トランジスタの
    製造方法。
JP29447591A 1991-11-11 1991-11-11 薄膜トランジスタ及びその製造方法 Pending JPH05136414A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29447591A JPH05136414A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 薄膜トランジスタ及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29447591A JPH05136414A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 薄膜トランジスタ及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05136414A true JPH05136414A (ja) 1993-06-01

Family

ID=17808259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29447591A Pending JPH05136414A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 薄膜トランジスタ及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05136414A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002334994A (ja) * 2001-03-07 2002-11-22 Seiko Epson Corp 電気光学装置および電気光学装置の製造方法、電気光学装置用基板、投射型表示装置並びに電子機器
JP2008211192A (ja) * 2007-01-30 2008-09-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
JP2011033703A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Hitachi Displays Ltd 表示装置及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002334994A (ja) * 2001-03-07 2002-11-22 Seiko Epson Corp 電気光学装置および電気光学装置の製造方法、電気光学装置用基板、投射型表示装置並びに電子機器
JP2008211192A (ja) * 2007-01-30 2008-09-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
KR101507318B1 (ko) * 2007-01-30 2015-03-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치
JP2011033703A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Hitachi Displays Ltd 表示装置及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100376388B1 (ko) 박막트랜지스터및그형성방법
US6184070B1 (en) Thin film transistor and method of manufacturing the same
JPH10163337A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2830762B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05136414A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
KR940011478B1 (ko) 반도체 장치의 제조방법
KR0144413B1 (ko) 반도체소자 및 그 제조방법
JPH05145073A (ja) 相補型薄膜トランジスタ
JPH07106559A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3116436B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR100255514B1 (ko) 반도체 메모리 장치 제조방법
JP3087363B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH10284438A (ja) 半導体集積回路及びその製造方法
JP2856603B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07135313A (ja) 電界効果トランジスタ及びその製造方法
JP3022629B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH11150277A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JPH05102484A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JPH0529246A (ja) 半導体装置
JPH04101433A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH11111691A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20000004543A (ko) 반도체소자의 제조방법
JPH08125168A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH02284429A (ja) 半導体装置
JPH07115194A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法