JPH05283693A - 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Info
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- JPH05283693A JPH05283693A JP10392892A JP10392892A JPH05283693A JP H05283693 A JPH05283693 A JP H05283693A JP 10392892 A JP10392892 A JP 10392892A JP 10392892 A JP10392892 A JP 10392892A JP H05283693 A JPH05283693 A JP H05283693A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は薄膜トランジスタの製造におけるス
ループット向上を目的とする。 【構成】 原料ガスを分解する紫外光５を基板の裏面か
ら照射した、所定領域に所定形状のゲート絶縁膜を形成
する。 【効果】 本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれ
ば、スループット・生産性を高くできる。
ループット向上を目的とする。 【構成】 原料ガスを分解する紫外光５を基板の裏面か
ら照射した、所定領域に所定形状のゲート絶縁膜を形成
する。 【効果】 本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれ
ば、スループット・生産性を高くできる。
Description
【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。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロルミネッセンス、プラズマ、
液晶などの表示デバイスは、表示部の薄型化が可能であ
り、事務機器やコンピュータなどの表示装置あるいは特
殊な表示装置への用途としての要求が高まっている。こ
れらの中で、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のスイッチン
グ素子マトリックスアレイを用いた液晶表示装置は、表
示品位が高く、低消費電力であるため、その開発は盛ん
に行われている。
液晶などの表示デバイスは、表示部の薄型化が可能であ
り、事務機器やコンピュータなどの表示装置あるいは特
殊な表示装置への用途としての要求が高まっている。こ
れらの中で、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のスイッチン
グ素子マトリックスアレイを用いた液晶表示装置は、表
示品位が高く、低消費電力であるため、その開発は盛ん
に行われている。
【０００３】薄膜トランジスタには、通常アモルファス
・シリコン（ａ−Ｓｉ）膜が用いられるが、多結晶シリ
コン（ｐ−Ｓｉ）膜を用いた場合、その電界効果移動度
がａ−Ｓｉ膜を用いた場合と比較して１０〜１００倍と
高く、周辺回路を同一基板上に集積することが可能であ
る。しかしながら、この様な薄膜トランジスタ、特に活
性層にｐ−Ｓｉ膜を用いた薄膜トランジスタにおいて
は、ゲート電極の端部近傍でゲート絶縁膜を厚くした様
な縦型オフセット・ドレイン構造（Y ．Endo etal．：I
DRC´91，p203）等を用いなければならなかった。この
薄膜トランジスタは、ゲート絶縁膜を電極を覆う全面に
形成し、次いでゲート絶縁膜の中央部上を開口したマス
クをこのゲート絶縁膜表面に形成し、この後このマスク
上からゲート絶縁膜をエッチングして、ゲート電極の端
部近傍のゲート絶縁膜を厚く残していた。このような製
造方法では、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程
が必要であり、工程数が増大して、スループットが低下
するという問題があった。
・シリコン（ａ−Ｓｉ）膜が用いられるが、多結晶シリ
コン（ｐ−Ｓｉ）膜を用いた場合、その電界効果移動度
がａ−Ｓｉ膜を用いた場合と比較して１０〜１００倍と
高く、周辺回路を同一基板上に集積することが可能であ
る。しかしながら、この様な薄膜トランジスタ、特に活
性層にｐ−Ｓｉ膜を用いた薄膜トランジスタにおいて
は、ゲート電極の端部近傍でゲート絶縁膜を厚くした様
な縦型オフセット・ドレイン構造（Y ．Endo etal．：I
DRC´91，p203）等を用いなければならなかった。この
薄膜トランジスタは、ゲート絶縁膜を電極を覆う全面に
形成し、次いでゲート絶縁膜の中央部上を開口したマス
クをこのゲート絶縁膜表面に形成し、この後このマスク
上からゲート絶縁膜をエッチングして、ゲート電極の端
部近傍のゲート絶縁膜を厚く残していた。このような製
造方法では、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程
が必要であり、工程数が増大して、スループットが低下
するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜トランジス
タは、高いオフ電流を抑制するために縦型オフセット・
ドレイン構造にする必要があり、そのためにフォトリソ
グラフィ工程とエッチング工程が増加して、スループッ
トが低下するという問題があった。
タは、高いオフ電流を抑制するために縦型オフセット・
ドレイン構造にする必要があり、そのためにフォトリソ
グラフィ工程とエッチング工程が増加して、スループッ
トが低下するという問題があった。
【０００５】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
ので、縦型オフセット・ドレイン構造の薄膜トランジス
タの製造工程に必要なフォトリソグラフィ工程とエッチ
ング工程を必要としない薄膜トランジスタの製造方法を
提供することを目的とする。
ので、縦型オフセット・ドレイン構造の薄膜トランジス
タの製造工程に必要なフォトリソグラフィ工程とエッチ
ング工程を必要としない薄膜トランジスタの製造方法を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、透光性絶縁基
板上にゲート電極を形成する工程と、原料ガスを分解す
る散乱光を前記透光性絶縁基板の裏面から照射して、前
記ゲート電極上の中央部よりも端部で厚い第１のゲート
絶縁膜を光ＣＶＤ法によって形成するとともに、このゲ
ート電極全面に第２のゲート絶縁膜を形成する工程と、
この第１及び第２のゲート電極上に半導体の活性層を形
成する工程と、この活性層の両側にソースおよびドレイ
ン領域を形成する工程とを具備することを特徴とする薄
膜トランジスタの製造方法を提供するものである。
板上にゲート電極を形成する工程と、原料ガスを分解す
る散乱光を前記透光性絶縁基板の裏面から照射して、前
記ゲート電極上の中央部よりも端部で厚い第１のゲート
絶縁膜を光ＣＶＤ法によって形成するとともに、このゲ
ート電極全面に第２のゲート絶縁膜を形成する工程と、
この第１及び第２のゲート電極上に半導体の活性層を形
成する工程と、この活性層の両側にソースおよびドレイ
ン領域を形成する工程とを具備することを特徴とする薄
膜トランジスタの製造方法を提供するものである。
【０００７】ここで、第１のゲート絶縁膜は、ゲート電
極上の中央部よりも端部で厚く形成されるが、ゲート電
極上の中央部で膜が全くないものも含まれる。
極上の中央部よりも端部で厚く形成されるが、ゲート電
極上の中央部で膜が全くないものも含まれる。
【０００８】
【作用】本発明では、原料ガスを分解する光を基板の裏
面から照射するためゲート電極が光のマスクとなり、ゲ
ート電極の少なくとも中央部上には第１のゲート絶縁膜
は形成されない。しかも、使用する光は散乱光であるた
め、光はゲート電極端部の裏面にも漏れて反応が進行す
るとともに生成されたラジカルの拡散で、ゲート電極上
の端部にも、第１のゲート絶縁膜は形成される。ゲート
電極の全面に形成する第２のゲート絶縁膜は第１のゲー
ト絶縁膜の前或いは後に形成することができる。この２
つのゲート絶縁膜によって、フォトリソグラフィ工程と
エッチング工程を必要とすること無く縦型オフセット・
ドレイン構造を提供することができる。
面から照射するためゲート電極が光のマスクとなり、ゲ
ート電極の少なくとも中央部上には第１のゲート絶縁膜
は形成されない。しかも、使用する光は散乱光であるた
め、光はゲート電極端部の裏面にも漏れて反応が進行す
るとともに生成されたラジカルの拡散で、ゲート電極上
の端部にも、第１のゲート絶縁膜は形成される。ゲート
電極の全面に形成する第２のゲート絶縁膜は第１のゲー
ト絶縁膜の前或いは後に形成することができる。この２
つのゲート絶縁膜によって、フォトリソグラフィ工程と
エッチング工程を必要とすること無く縦型オフセット・
ドレイン構造を提供することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の詳細を実施例によって説明す
る。
る。
【００１０】本発明の第１の実施例を図１に沿った説明
する。
する。
【００１１】先ず、石英基板等からなる透光性絶縁基板
１１上に厚さ約１００ｎｍのＣｒ等の金属膜をスパッタ
リング法を用いて被着させ、金属膜をパターニングして
ゲート電極１２を形成する（図１（ａ））。
１１上に厚さ約１００ｎｍのＣｒ等の金属膜をスパッタ
リング法を用いて被着させ、金属膜をパターニングして
ゲート電極１２を形成する（図１（ａ））。
【００１２】次にゲート電極１２の端面を覆う第１のゲ
ート絶縁膜を酸化シリコンで形成する。（図１
（ｂ））。この工程には図２に断面を示したＣＶＤ装置
を使用した。この装置について説明を加える。
ート絶縁膜を酸化シリコンで形成する。（図１
（ｂ））。この工程には図２に断面を示したＣＶＤ装置
を使用した。この装置について説明を加える。
【００１３】膜形成室１の底部に石英板等からなる透光
性のサセプタ２が設けられており、サセプタ２上には例
えば石英基板からなる基板３が載置されている。サセプ
タ２の下部にはランプハウス４が設けられている。この
ランプハウス４は、紫外光源５と、この紫外光源５の出
射光を反射する反射板６とからなる。
性のサセプタ２が設けられており、サセプタ２上には例
えば石英基板からなる基板３が載置されている。サセプ
タ２の下部にはランプハウス４が設けられている。この
ランプハウス４は、紫外光源５と、この紫外光源５の出
射光を反射する反射板６とからなる。
【００１４】膜形成室１の上部には加熱光源７と反射板
８とを収容した加熱部９が設けられている。加熱光源７
の出射光は加熱部９の窓１０を介して基板３に照射され
る。
８とを収容した加熱部９が設けられている。加熱光源７
の出射光は加熱部９の窓１０を介して基板３に照射され
る。
【００１５】そして、膜形成室１の外部にはガス供給部
２１とガス排気部２２とが設けられている。
２１とガス排気部２２とが設けられている。
【００１６】この第１のゲート絶縁膜の製造工程を図２
に沿って具体的に説明する。
に沿って具体的に説明する。
【００１７】ゲート電極１２が設けられた透光性絶縁基
板１１をこのＣＶＤ装置の膜形成室１に搬送してサセプ
タ２に載置する。
板１１をこのＣＶＤ装置の膜形成室１に搬送してサセプ
タ２に載置する。
【００１８】次に膜形成室１内をガス排気部２２により
約５×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気し、ガス供給部２１か
ら原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ4 ）と亜酸化窒素
（Ｎ2 Ｏ）の混合ガスを膜形成室１内に導入する。
約５×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気し、ガス供給部２１か
ら原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ4 ）と亜酸化窒素
（Ｎ2 Ｏ）の混合ガスを膜形成室１内に導入する。
【００１９】次に加熱光源７を点灯して透光性絶縁基板
１１に照射する。
１１に照射する。
【００２０】次いで紫外光源５を点灯して第１のゲート
絶縁層１３であるシリコン酸化膜を形成する。このよう
にして透光性絶縁基板１１上とゲート電極１２上の端部
に厚さ約１００ｎｍの第１のゲート絶縁膜１３を形成で
き、ゲート電極１２上の中央部には第１のゲート絶縁膜
１３はほとんど形成されなかった。このようにして第１
のゲート絶縁膜が形成される。この後、図１（ｃ）に示
した第２のゲート絶縁膜形成工程に移る。
絶縁層１３であるシリコン酸化膜を形成する。このよう
にして透光性絶縁基板１１上とゲート電極１２上の端部
に厚さ約１００ｎｍの第１のゲート絶縁膜１３を形成で
き、ゲート電極１２上の中央部には第１のゲート絶縁膜
１３はほとんど形成されなかった。このようにして第１
のゲート絶縁膜が形成される。この後、図１（ｃ）に示
した第２のゲート絶縁膜形成工程に移る。
【００２１】プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等を用いて
第２のゲート絶縁膜として酸化シリコン膜１４を全面に
厚さ約１００ｎｍ形成する（図１（ｃ））。
第２のゲート絶縁膜として酸化シリコン膜１４を全面に
厚さ約１００ｎｍ形成する（図１（ｃ））。
【００２２】最後に多結晶シリコンあるいは微結晶シリ
コン膜１５を形成・パターニングし、オーミック・コン
タクト層であるｎ+ 多結晶シリコンあるいはｎ+ 微結晶
シリコン膜１６およびソース・ドレイン電極１７である
Ｃｒ／Ａｌの積層膜を形成・パターニングして、薄膜ト
ランジスタが完成する（図１（ｄ））。この後パッシベ
ーション膜を形成しても良い。
コン膜１５を形成・パターニングし、オーミック・コン
タクト層であるｎ+ 多結晶シリコンあるいはｎ+ 微結晶
シリコン膜１６およびソース・ドレイン電極１７である
Ｃｒ／Ａｌの積層膜を形成・パターニングして、薄膜ト
ランジスタが完成する（図１（ｄ））。この後パッシベ
ーション膜を形成しても良い。
【００２３】以上の薄膜トランジスタの製造方法によれ
ば、フォトリソグラフィを用いずに所定領域に所定形状
の第１のゲート絶縁膜を形成できるため、スループット
・生産性が向上し、価格の低減化が図れる。
ば、フォトリソグラフィを用いずに所定領域に所定形状
の第１のゲート絶縁膜を形成できるため、スループット
・生産性が向上し、価格の低減化が図れる。
【００２４】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
以下の実施例では、第１の実施例と同様の部分は同一番
号を付し、その詳しい説明を省略する。
以下の実施例では、第１の実施例と同様の部分は同一番
号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００２５】図３は、第２の実施例に係る薄膜トランジ
スタの製造方法を示したもので、基番上にゲート電極を
形成する工程までは図１（ａ）と同様に行う。この後、
全面に第２のゲート絶縁膜として酸化シリコンのＣＶＤ
膜を形成する（図３（ａ））。
スタの製造方法を示したもので、基番上にゲート電極を
形成する工程までは図１（ａ）と同様に行う。この後、
全面に第２のゲート絶縁膜として酸化シリコンのＣＶＤ
膜を形成する（図３（ａ））。
【００２６】次いで、図２に示したＣＶＤ装置内で第１
のゲート絶縁膜として窒化シリコンのＣＶＤ膜を形成す
る。製造条件などは、第１の実施例と同様に行う（図３
（ｂ））。
のゲート絶縁膜として窒化シリコンのＣＶＤ膜を形成す
る。製造条件などは、第１の実施例と同様に行う（図３
（ｂ））。
【００２７】この後の詳細は図示していないが、第１の
実施例と同様にゲート電極上に多結晶シリコンあるいは
微結晶シリコン膜の活性層を形成し、さらにこの活性層
の両側にソース・ドレイン領域及び、ソース・ドレイン
電極を形成して薄膜トランジスタを完成させる。
実施例と同様にゲート電極上に多結晶シリコンあるいは
微結晶シリコン膜の活性層を形成し、さらにこの活性層
の両側にソース・ドレイン領域及び、ソース・ドレイン
電極を形成して薄膜トランジスタを完成させる。
【００２８】この様に、第２のゲート絶縁膜を形成した
後に第１のゲート絶縁膜を形成しても、縦型オフセット
・ドレイン構造の薄膜トランジスタを形成することがで
きる。ここでも、第１の実施例と同様の効果を期待する
ことができる。
後に第１のゲート絶縁膜を形成しても、縦型オフセット
・ドレイン構造の薄膜トランジスタを形成することがで
きる。ここでも、第１の実施例と同様の効果を期待する
ことができる。
【００２９】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。
るものではない。
【００３０】例えば、第１のゲート絶縁膜は基板を加熱
しながら光ＣＶＤを行い、ゲート電極裏面でも多少膜形
成されたようなものでも良い。また、第１のゲート絶縁
膜はゲート電極端部で厚い形状をなすが、この形状制御
には成膜中の雰囲気の圧力を制御することによっても形
状制御することができる。製膜の初期には１Ｔｏｒｒ以
下の低圧とし、一応の形ができたところで１Ｔｏｒｒよ
り高い圧力とする。
しながら光ＣＶＤを行い、ゲート電極裏面でも多少膜形
成されたようなものでも良い。また、第１のゲート絶縁
膜はゲート電極端部で厚い形状をなすが、この形状制御
には成膜中の雰囲気の圧力を制御することによっても形
状制御することができる。製膜の初期には１Ｔｏｒｒ以
下の低圧とし、一応の形ができたところで１Ｔｏｒｒよ
り高い圧力とする。
【００３１】上記実施例では、原料ガスにモノシランと
亜酸化窒素を用いたが、モノシランと酸素、モノシラン
とオゾン等を用いてもよい。また、紫外光源５、加熱光
源７の点灯、消灯で照射の制御を行う代わりに、紫外光
源５、加熱光源７に光シャッターを設け、この光シャッ
ターの開閉により照射の制御を行ってもよい。
亜酸化窒素を用いたが、モノシランと酸素、モノシラン
とオゾン等を用いてもよい。また、紫外光源５、加熱光
源７の点灯、消灯で照射の制御を行う代わりに、紫外光
源５、加熱光源７に光シャッターを設け、この光シャッ
ターの開閉により照射の制御を行ってもよい。
【００３２】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、本発明は種々変形して実施できる。
で、本発明は種々変形して実施できる。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、フォ
トリソグラフィ工程とエッチング工程を必要としない薄
膜トランジスタの製造方法を提供でき、スループット・
生産性を向上することができる。
トリソグラフィ工程とエッチング工程を必要としない薄
膜トランジスタの製造方法を提供でき、スループット・
生産性を向上することができる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係る薄膜トランジス
タの工程順の断面図。
タの工程順の断面図。
【図２】 本発明の第１の実施例に使用したＣＶＤ装置
の概略構成図。
の概略構成図。
【図３】 本発明の第２の実施例に係る薄膜トランジス
タの工程順の断面図。
タの工程順の断面図。
１…膜形成室 ２…サセプタ ３…基板 ４…ランプハウス ５…紫外光源 ６…反射板 ７…加熱光源 ８…反射板 ９…加熱部 １０…窓 １１…透光性絶縁基板 １２…ゲート電極 １３…第１層のゲート絶縁膜 １４…第２層のゲート絶縁膜 １５…多結晶シリコンあるいは微結晶シリコン膜 １６…ｎ+ 多結晶シリコンあるいはｎ+ 微結晶シリコン
膜 １７…ソース・ドレイン電極 ２１…ガス供給部 ２２…ガス排気部
膜 １７…ソース・ドレイン電極 ２１…ガス供給部 ２２…ガス排気部
Claims (1)
- 【請求項１】 透光性絶縁基板上にゲート電極を形成す
る工程と、原料ガスを分解する散乱光を前記透光性絶縁
基板の裏面から照射して、前記ゲート電極上の中央部よ
りも端部で厚い第１のゲート絶縁層を光ＣＶＤ法によっ
て形成するとともに、このゲート電極全面に第２のゲー
ト絶縁膜を形成する工程と、この第１及び第２のゲート
電極上に半導体の活性層を形成する工程と、この活性層
の両側にソースおよびドレイン領域を形成する工程とを
具備することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10392892A JPH05283693A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10392892A JPH05283693A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283693A true JPH05283693A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14367097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10392892A Pending JPH05283693A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283693A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5889290A (en) * | 1995-11-22 | 1999-03-30 | Lg Electronics, Inc. | Thin film transistor and manufacturing method thereof |
| KR100622241B1 (ko) * | 2005-02-23 | 2006-09-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파장 에너지 공급장치가 장착된 진공증착 시스템 및 이를 이용한 박막 결정화 촉진방법 |
| US7829397B2 (en) | 2008-10-22 | 2010-11-09 | Au Optronics Corporation | Bottom-gate thin film transistor and method of fabricating the same |
| JP2011216602A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Toppan Printing Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP10392892A patent/JPH05283693A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5889290A (en) * | 1995-11-22 | 1999-03-30 | Lg Electronics, Inc. | Thin film transistor and manufacturing method thereof |
| KR100622241B1 (ko) * | 2005-02-23 | 2006-09-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파장 에너지 공급장치가 장착된 진공증착 시스템 및 이를 이용한 박막 결정화 촉진방법 |
| US7829397B2 (en) | 2008-10-22 | 2010-11-09 | Au Optronics Corporation | Bottom-gate thin film transistor and method of fabricating the same |
| US8084771B2 (en) | 2008-10-22 | 2011-12-27 | Au Optronics Corporation | Bottom-gate thin film transistor and method of fabricating the same |
| JP2011216602A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Toppan Printing Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
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