JPH0541390A - 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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JPH0541390A
JPH0541390A JP19513891A JP19513891A JPH0541390A JP H0541390 A JPH0541390 A JP H0541390A JP 19513891 A JP19513891 A JP 19513891A JP 19513891 A JP19513891 A JP 19513891A JP H0541390 A JPH0541390 A JP H0541390A
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JP
Japan
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film
gas
mask
drain electrode
forming
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JP19513891A
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English (en)
Inventor
Norio Nagahiro
紀雄 長廣
Kazuhiro Watanabe
和廣 渡辺
Shinichi Soeda
信一 添田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜トランジスタの製造方法に関し,寸法精
度の高いソース電極,ドレイン電極を有する薄膜トラン
ジスタの製造方法の提供を目的とする。 【構成】 透明絶縁性基板1上にゲート電極2,ゲート
絶縁膜3,動作半導体膜4がこの順に積層され,動作半
導体膜4上にソース電極7aとドレイン電極7bが絶縁膜5
を介して並んで配置された薄膜トランジスタの製造にお
いて,動作半導体膜4上に金属膜7を形成する工程と,
金属膜7に接してソース電極及びドレイン電極形成領域
を覆うマスク8を形成する工程と,マスク8をマスクに
して金属膜7をドライエッチングして除去し,ソース電
極7a及びドレイン電極7bを形成する工程を有し,ドライ
エッチングはエッチングガスとして塩素原子を含む塩素
系ガスとヘリウムガスの混合ガスを用い,ヘリウムガス
の流量を塩素系ガスの流量より多くするように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,アクティブマトリック
ス駆動方式の液晶表示パネル等に使用する薄膜トランジ
スタの製造方法に関する。
【0002】近年,薄膜トランジスタ(以下,TFTと
称する)は液晶表示パネル,エレクトロルミネッセンス
等の駆動素子として,使用されるようになった。このよ
うな液晶表示パネルは,例えば薄型の液晶テレビや情報
端末として使用されている。
【0003】TFTマトリックスにおいては,数十万箇
のTFTが大面積にわたって配置され,それらを寸法精
度よく作製する必要がある。
【0004】
【従来の技術】図2(a) 〜(e) はこのようなTFTを製
造する従来例を示す工程順断面図である。以下,これら
の図を参照しながら従来例について説明する。
【0005】図2(a) 参照 ガラス基板1上にゲート電極となるTi膜2を形成す
る。次いで,全面にプラズマCVD法によりゲート絶縁
膜としてSiN膜3,動作半導体膜として非晶質Si
(a−Si)膜4,チャネル保護層としてSiO2 膜5
を連続成膜する。a−Si膜に替えてp−Si膜を形成
することもある。
【0006】図2(b) 参照 SiO2 膜5をエッチングしてゲート電極上にSiO2
膜5を残す。SiO2 膜5はチャネル保護層となる。
【0007】図2(c) 参照 全面にプラズマCVD法により,例えば燐(P)ドープ
のn+ 型a−Si膜6を形成し,その上にTi膜7をス
パッタ法により成膜する。
【0008】Ti膜7上にポジレジストを塗布し,ソー
ス・ドレイン電極形成領域を残すようにパターニングし
て,レジスト膜8を形成する。 図2(d), (e)参照 レジスト膜8をマスクにして容量結合型のドライエッチ
ング装置により,Ti膜7,n+ 型a−Si膜6,a−
Si膜4を連続してエッチングし,ソース電極7a, ドレ
イン電極7bを形成する。この時,下地のSiN膜3に対
して選択性をもたすため,Cl2 ,BCl3 等の塩素系
ガスを用いてエッチングする。
【0009】その後,有機溶剤を用いてレジスト膜8を
除去する。ところが,この従来法においては,ドライエ
ッチングの際,マスクとなるレジスト膜8がイオンダメ
ージを受けて変形し,Ti膜7との密着性が低下し,T
i膜7のサイドエッチングが進み過ぎ,寸法精度の高い
ソース電極7a, ドレイン電極7bが形成できないといった
問題があった(図2(d) 参照)。
【0010】レジスト膜8がイオンダメージを受けて変
形するのを避けるため,予めレジスト膜8のマスクに紫
外線を照射し,硬化処理を施すことも行われる。ところ
が,紫外線硬化を施されたレジストは,一般に除去する
のが困難になるという別の問題があるこのように,従来
法においては,ソース電極7a, ドレイン電極7bを寸法精
度よく形成することと,マスクとなるレジスト膜を容易
に除去することが両立し難いという問題があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,ソース電極, ドレイン電極を寸法精度よく形成
し,かつエッチングに用いたマスクを容易に除去できる
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。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1(a) 〜(e) は実施例
を示す工程順断面図である。上記課題は,透明絶縁性基
板1上にゲート電極2,ゲート絶縁膜3,動作半導体膜
4がこの順に積層され,該動作半導体膜4上にソース電
極7aとドレイン電極7bが絶縁膜5を介して並んで配置さ
れた薄膜トランジスタの製造において,動作半導体膜4
上に金属膜7を形成する工程と,該金属膜7に接してソ
ース電極及びドレイン電極形成領域を覆うマスク8を形
成する工程と,該マスク8をマスクにして該金属膜7を
ドライエッチングして除去し,ソース電極7a及びドレイ
ン電極7bを形成する工程を有し,該ドライエッチングは
エッチングガスとして塩素原子を含む塩素系ガスとヘリ
ウムガスの混合ガスを用いる薄膜トランジスタの製造方
法によって解決される。
【0013】また,前記混合ガスは該ヘリウムガスの流
量を該塩素系ガスの流量より多くした混合ガスである薄
膜トランジスタの製造方法によって解決される。また,
前記金属膜7の形成は,直流スパッタ法により2W/cm
2 以下の放電パワーでチタン膜を堆積する薄膜トランジ
スタの製造方法によって解決される。
【0014】
【作用】本発明では,エッチングガスとして塩素原子を
含む塩素系ガスとヘリウムガスの混合ガスを用いてい
る。このようなエッチングガスを用いれば,サイドエッ
チングが抑制される。また,紫外線硬化処理なしのレジ
ストマスクを使用することができるので,有機溶剤によ
る除去が容易となる。
【0015】何故,塩素系ガスとヘリウムガスの混合ガ
スを用いれば金属膜7のサイドエッチングが抑制される
のかその理由は必ずしも明らかではないが,ヘリウムガ
スは塩素系ガスに比べて熱伝導率が非常に大きいから,
ドライエッチング時に金属膜7から生じる熱をヘリウム
ガスが取り去り,マスク8の熱的ダメージを小さくする
のでマスク8と金属膜7との密着性が損なわれず,その
ためサイドエッチングが抑制されるものと推定される。
【0016】また,この作用は,ヘリウムガスの流量を
塩素系ガスの流量より多くする時顕著である。また,金
属膜7の形成は,直流スパッタ法により2W/cm2 以下
の放電パワーでチタン膜を堆積すると,サイドエッチン
グの小さい異方性の強い金属膜が得られることが実験的
に示される。この作用は,放電パワーが0.6 〜1W/cm
2 の範囲の時顕著である。
【0017】
【実施例】図1(a) 〜(e) は実施例を示す工程順断面図
であり,以下,これらの断面図を参照しながら,本発明
の実施例について説明する。
【0018】図1(a) 参照 透明絶縁性基板となるガラス基板1上に,スパッタ法に
よりゲート電極となる厚さが例えば50nmのTi膜2を
形成する。Tiに替えてTa,Crを使用してもよい。
【0019】次いで,全面にプラズマCVD法によりゲ
ート絶縁膜として例えば厚さ 200nmのSiN膜3,動作
半導体膜として例えば厚さ10nmのa−Si膜4,チャ
ネル保護層として例えば厚さ 150nmのSiO2 膜5を連
続成膜する。a−Si膜に替えてp−Si膜を形成して
もよい。
【0020】図1(b) 参照 SiO2 膜5をエッチングしてゲート電極上にSiO2
膜5を残す。SiO2 膜5はチャネル保護層となる。
【0021】図1(c) 参照 全面にプラズマCVD法により,厚さが例えば40nmの
燐(P)ドープn+ 型a−Si膜6を形成する。n+
a−Si膜6はコンタクト層となる。
【0022】n+ 型a−Si膜6の上に,厚さが例えば
100nmのTi膜7を直流スパッタ法により形成する。そ
の時,放電パワーは1W/cm2 ,圧力は5 mTorrとす
る。Ti膜7上に,ポジレジストを塗布し,それをパタ
ーニングしてソース・ドレイン形成領域を覆うレジスト
膜8を形成する。
【0023】紫外線照射による硬化処理は行わない。 図1(d) 参照 レジスト膜8をマスクにして容量結合型のドライエッチ
ング装置により,Ti膜7,n+ 型a−Si膜6,a−
Si膜4を連続エッチングして,ソース電極7a, ドレイ
ン電極7bを形成する。
【0024】エッチング条件は,エッチングガスとして
Cl2 ,BCl3 ,Heの混合ガスを使用し,ガス流量
比をCl2 :BCl3 :He=80:20:200と
し,放電圧力を0.1 Torr, 放電パワーを1W/cm2 とす
る。
【0025】図1(e) 参照 有機溶剤を用いて,レジスト膜8を除去する。このよう
にして,Ti膜7のサイドエッチングがほとんどない,
寸法精度の高いソース電極7a, ドレイン電極7bが形成さ
れた。
【0026】上の実施例では,エッチングガスとして塩
素原子を含む塩素系ガス(Cl2 , BCl3 )とヘリウ
ムガスの流量比を1:2としたが,ヘリウムガスの流量
を塩素系ガスの流量より多くすればサイドエッチング抑
制の効果が見られる。
【0027】また,Ti膜7を直流スパッタ法により形
成する時の放電パワーの大きさも堆積するTi膜のサイ
ドエッチングに関係する。0.6 W/cm2 〜6W/cm2
放電パワー範囲を調べた結果によれば,0.6 W/cm2
2W/cm2 の範囲においてサイドエッチング抑制の効果
が見られた。
【0028】Ti膜7形成の直流スパッタ条件とエッチ
ングガスの条件を最適に組み合わせた場合,サイドエッ
チング抑制効果は特に大きくなる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
金属膜のエッチングを塩素系ガスとヘリウムガスの混合
ガスを用いて行うことにより,また,金属膜の形成は直
流スパッタ法により放電パワーを押さえてTi膜を堆積
することにより,サイドエッチングを抑制して寸法精度
の高いソース・ドレイン電極を有する薄膜トランジスタ
を製造することができる。
【0030】しかも,紫外線硬化処理を行わないポジレ
ジスト膜をマスクとして用いることができるから,マス
クの除去は容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(e) は実施例を示す工程順断面図であ
る。
【図2】(a) 〜(e) は従来例を示す工程順断面図であ
る。
【符号の説明】
1は基板であり透明絶縁性基板であってガラス基板 2はTi膜であッてゲート電極 3はゲート絶縁膜であってSiN膜 4は動作半導体膜であってa−Si膜 5は絶縁膜でありチャネル保護層であってSiO2 膜 6はコンタクト層であってn+ 型a−Si膜 7は金属膜であってTi膜 7aはソース電極 7bはドレイン電極 8はマスクでありレジスト膜であってポジレジスト膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明絶縁性基板(1) 上にゲート電極(2),
    ゲート絶縁膜(3),動作半導体膜(4) がこの順に積層さ
    れ,該動作半導体膜(4) 上にソース電極(7a)とドレイン
    電極(7b)が絶縁膜(5) を介して並んで配置された薄膜ト
    ランジスタの製造において, 動作半導体膜(4) 上に金属膜(7) を形成する工程と, 該金属膜(7) に接してソース電極及びドレイン電極形成
    領域を覆うマスク(8)を形成する工程と, 該マスク(8) をマスクにして該金属膜(7) をドライエッ
    チングして除去し,ソース電極(7a)及びドレイン電極(7
    b)を形成する工程を有し, 該ドライエッチングはエッチングガスとして塩素原子を
    含む塩素系ガスとヘリウムガスの混合ガスを用いること
    を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記混合ガスは該ヘリウムガスの流量を
    該塩素系ガスの流量より多くした混合ガスであることを
    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】 前記金属膜(7) の形成は,直流スパッタ
    法により2W/cm2 以下の放電パワーでチタン膜を堆積
    することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の薄膜
    トランジスタの製造方法。
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