JPH0555261A - Manufacture of thin film transistor - Google Patents
Manufacture of thin film transistorInfo
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- JPH0555261A JPH0555261A JP21721591A JP21721591A JPH0555261A JP H0555261 A JPH0555261 A JP H0555261A JP 21721591 A JP21721591 A JP 21721591A JP 21721591 A JP21721591 A JP 21721591A JP H0555261 A JPH0555261 A JP H0555261A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、絶縁性の基板上に多
結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタを形成する技術
に関し、特に、大面積の基板にイオン注入を行う場合の
チャージアップ防止に有効なデバイス構造を提供するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for forming a thin film transistor using polycrystalline silicon on an insulating substrate, and more particularly to a device effective for preventing charge-up when ion implantation is performed on a large area substrate. It provides the structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、アクティブマトリックス液晶の駆
動を目的として多結晶シリコン薄膜トランジスタの研究
が活発化している。2. Description of the Related Art Recently, research on polycrystalline silicon thin film transistors has been active for the purpose of driving active matrix liquid crystals.
【0003】液晶パネルの場合、透光性基板を用いる必
要があり、石英基板、ガラス基板が用いられる。以下、
石英基板を用いた作製プロセス例を図2を用いて簡単に
説明する。In the case of a liquid crystal panel, it is necessary to use a transparent substrate, and a quartz substrate or a glass substrate is used. Less than,
An example of a manufacturing process using a quartz substrate will be briefly described with reference to FIG.
【0004】石英基板21上に多結晶シリコン膜22
を形成する(図2(A))。多結晶シリコン22を島
状に加工し、熱酸化によりゲート絶縁膜23を作製する
(図2(B))。多結晶シリコンまたは金属膜を成膜
後、所定の形状に加工し、ゲート電極24とする(図2
(C))。ソース25、ドレイン26に不純物イオン
を注入し、アニール処理により活性化する(図2
(D))。層間絶縁膜27を堆積させ、端子接続用の
コンタクトホール28を形成した後、金属薄膜29を成
膜、加工し、コンタクトホールを通してトランジスタの
配線を行う(図2(E))。A polycrystalline silicon film 22 is formed on a quartz substrate 21.
Are formed (FIG. 2 (A)). The polycrystalline silicon 22 is processed into an island shape, and the gate insulating film 23 is manufactured by thermal oxidation (FIG. 2B). After forming a polycrystalline silicon or metal film, it is processed into a predetermined shape to form the gate electrode 24 (see FIG. 2).
(C)). Impurity ions are implanted into the source 25 and the drain 26 and activated by annealing treatment (FIG. 2).
(D)). After depositing an interlayer insulating film 27 and forming a contact hole 28 for terminal connection, a metal thin film 29 is formed and processed, and wiring of a transistor is performed through the contact hole (FIG. 2E).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上のプロセスはシリ
コンウェハを用いるIC技術を用いて作製されるが、I
C基板のシリコンウェハと異なり薄膜トランジスタの基
板が絶縁性であるため、に示した工程のイオン注入時
にチャージアップ等の問題が生じ、これを低減させるこ
とが必要となっている。The above process is manufactured by using the IC technology using a silicon wafer.
Since the substrate of the thin film transistor is insulating unlike the silicon wafer of the C substrate, problems such as charge-up occur at the time of ion implantation in the step shown in, and it is necessary to reduce this.
【0006】特に近年、液晶パネルの大面積化とともに
低価格のガラス基板を用いる試みがなされている。ガラ
ス基板は石英基板と同様に絶縁性材料であるため、チャ
ージアップを低減させることが必要であり、大面積化に
よりチャージアップも生じ易くなっている。また、石英
基板に代えてガラス基板を用いた場合には、ガラス基板
から多結晶シリコン膜への不純物の拡散が問題となって
いる。Particularly, in recent years, attempts have been made to use a low-priced glass substrate as the area of a liquid crystal panel is increased. Since the glass substrate is an insulating material like the quartz substrate, it is necessary to reduce the charge-up, and the increase in the area easily causes the charge-up. Further, when a glass substrate is used instead of the quartz substrate, diffusion of impurities from the glass substrate into the polycrystalline silicon film poses a problem.
【0007】この発明はこのような問題点に鑑みてなさ
れたもので、絶縁基板を用いた多結晶シリコン薄膜トラ
ンジスタにおいて不純物イオンを注入する場合に生じる
チャージアップを低減させ、また、絶縁基板としてガラ
ス基板を用いた場合にガラス基板から多結晶シリコン膜
へのガラス成分の拡散を防止することを目的としてい
る。The present invention has been made in view of the above problems, and reduces the charge-up that occurs when impurity ions are implanted in a polycrystalline silicon thin film transistor using an insulating substrate, and a glass substrate is used as an insulating substrate. The purpose is to prevent the diffusion of the glass component from the glass substrate to the polycrystalline silicon film when using.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、絶縁性基板上に導電性の薄膜を形成し、所定の形
状に加工した後、絶縁膜、多結晶シリコン膜を積層し、
該多結晶シリコン膜を活性層としてトランジスタを作製
する。In order to solve the above problems, a conductive thin film is formed on an insulating substrate, processed into a predetermined shape, and then an insulating film and a polycrystalline silicon film are laminated,
A transistor is manufactured by using the polycrystalline silicon film as an active layer.
【0009】[0009]
【作用】この発明によれば、絶縁性基板上に導電性薄膜
が形成されており、この導電性薄膜が絶縁性基板の余分
な電荷をリークさせるため、イオン注入時のチャージア
ップが低減される。また、活性層である多結晶シリコン
膜と基板(ガラス基板)との間に配置された絶縁膜は導
電性膜とトランジスタとを電気的に分離させるとともに
基板からの不純物の拡散を防止する。According to the present invention, the conductive thin film is formed on the insulating substrate, and the conductive thin film leaks excess charges of the insulating substrate, so that the charge-up at the time of ion implantation is reduced. .. Further, the insulating film arranged between the polycrystalline silicon film which is the active layer and the substrate (glass substrate) electrically separates the conductive film from the transistor and prevents diffusion of impurities from the substrate.
【0010】[0010]
【実施例】以下この発明の実施例を図を参照して説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1に本発明の一実施例の構成およびプロ
セスを示す。FIG. 1 shows the configuration and process of one embodiment of the present invention.
【0012】 まず図1(A)に示すように、ガラス
基板1上に導電性薄膜としてのTi膜(チタン)2をEB
蒸着またはスパッタで成膜し、次にTi膜2を、一部を残
してエッチングにより除去する。この実施例ではTi膜2
をゲート電極として用いるため、2000Å程度の膜厚
のTi膜2を形成し、活性層の下に配置されるようにパタ
ーンニングされてエッチング加工が行われる。各トラン
ジスタのTi膜のパターンは基板の端で共通となるように
形成される。この後、Ti膜2上に絶縁膜としてのSiN膜
3がプラズマCVD法によって堆積される。その膜厚は
1000Åである。Ti膜およびSiN膜の膜厚はTi膜の用
い方によって異なり、この実施例ではTi膜2を上述した
ようにゲート電極として用いるため、それに対応する膜
厚となるように成膜している。First, as shown in FIG. 1A, a Ti film (titanium) 2 as a conductive thin film is formed on a glass substrate 1 by EB.
A film is formed by vapor deposition or sputtering, and then the Ti film 2 is removed by etching, leaving a part. In this embodiment, Ti film 2
Since this is used as a gate electrode, a Ti film 2 having a film thickness of about 2000 Å is formed, patterned so as to be arranged under the active layer, and etching processing is performed. The pattern of the Ti film of each transistor is formed so as to be common at the edge of the substrate. Then, the SiN film 3 as an insulating film is deposited on the Ti film 2 by the plasma CVD method. Its film thickness is 1000Å. The film thicknesses of the Ti film and the SiN film differ depending on how the Ti film is used. In this embodiment, since the Ti film 2 is used as the gate electrode as described above, it is formed to have a film thickness corresponding to it.
【0013】 次に図1(B)に示したように、LP
CVD法を用いて非晶質シリコン膜を1000Å〜30
00Å堆積させ、500〜650℃で熱処理することに
より多結晶シリコン膜4を形成する。さらに、多結晶シ
リコン膜4を島状にパターンニングしたした後、LPC
VD法を用いてSiO25を1000Å堆積させる。Next, as shown in FIG.
Amorphous silicon film is formed by CVD method at 1000Å to 30
The polycrystalline silicon film 4 is formed by depositing 00Å and heat-treating at 500 to 650 ° C. Further, after patterning the polycrystalline silicon film 4 into islands, LPC
SiO 2 5 is deposited to 1000 Å using the VD method.
【0014】 さらに図1(C)に示したように、E
B蒸着法またはスパッタ法によりCr膜6を2000Å堆
積し、ゲート電極にパターンニングする。ソース、ドレ
イン部に不純物を注入するため、レジストパターン7を
作製し、必要な部分に窓をあける。不純物として例えば
Pイオンを加速電圧100keVで5×1014/cm2の濃度
で注入する。この不純物イオンの注入時、Ti電極と基板
ホルダとが接するようにセッティングしておけば、不純
物イオンによってガラス基板1がチャージアップされて
しまうことがない。Further, as shown in FIG. 1C, E
The Cr film 6 is deposited to 2000 liters by the B vapor deposition method or the sputtering method and patterned on the gate electrode. In order to implant impurities into the source and drain parts, a resist pattern 7 is formed and a window is opened in a necessary part. As impurities, for example, P ions are implanted at an acceleration voltage of 100 keV and a concentration of 5 × 10 14 / cm 2 . If the Ti electrode and the substrate holder are set so as to be in contact with each other during the implantation of the impurity ions, the glass substrate 1 will not be charged up by the impurity ions.
【0015】 そして図1(D)に示したように、レ
ジストパターンを除去した後、不純物の活性化アニール
を550〜600℃で行う。続いて層間絶縁層のSiO28
をAPCVD法を用いて5000Å堆積させ、ソース、
ドレイン、ゲート部に接続用のコンタクトホール9をあ
ける。このとき同時に、下部のTi膜2とのコンタクトホ
ールも形成する(不図示)。Then, as shown in FIG. 1D, after removing the resist pattern, impurity activation annealing is performed at 550 to 600 ° C. Then, SiO 2 8 of the interlayer insulating layer
Is deposited by using the APCVD method at 5000 Å
A contact hole 9 for connection is formed in the drain and gate portions. At the same time, a contact hole with the lower Ti film 2 is also formed (not shown).
【0016】最後にAl配線により薄膜トランジスタ間を
接続する。Finally, the thin film transistors are connected by Al wiring.
【0017】以上のような方法を用いることより、イオ
ン注入の均一性の向上がはかれた。By using the above method, the uniformity of ion implantation was improved.
【0018】また、SiN膜3を形成したことによりガラ
ス基板1からの不純物の拡散が防止された。多結晶シリ
コン膜4中の不純物の分析を行った結果、Na、Ca、Sr、
Al等の不純物の拡散が低減でき、薄膜トランジスタの移
動度、しきい値電圧の均一性、再現性の向上がはかれ
た。Further, by forming the SiN film 3, the diffusion of impurities from the glass substrate 1 was prevented. As a result of analyzing impurities in the polycrystalline silicon film 4, Na, Ca, Sr,
The diffusion of impurities such as Al could be reduced, and the mobility of the thin film transistor, the uniformity of the threshold voltage, and the reproducibility were improved.
【0019】なお実施例ではTi電極を下部のゲート電極
として用いたが、ソース電極あるいはドレイン電極の一
部として用いてもよい。また導電性薄膜の材料はTiに限
定されるものではなく、他の導電材料を用いることも可
能である。Although the Ti electrode is used as the lower gate electrode in the embodiment, it may be used as a part of the source electrode or the drain electrode. The material of the conductive thin film is not limited to Ti, and other conductive materials can be used.
【0020】[0020]
【発明の効果】この発明により、イオン注入の安定がは
かれ、作製したトランジスタの特性向上、均一性が確認
できた。また、ガラス基板中の不純物の拡散を低減する
ことができ、特性の再現性、安定性の向上がはかれる。According to the present invention, the stability of ion implantation is improved, and the characteristics and uniformity of the manufactured transistor can be confirmed. Further, the diffusion of impurities in the glass substrate can be reduced, and the reproducibility of characteristics and the stability can be improved.
【0021】また、ゲートライン、ソースライン等、細
長い配線を平坦でガラス基板上に作製することで配線欠
陥の低減ができる効果も得られた。Further, it was possible to obtain an effect that wiring defects can be reduced by making flat and thin wiring such as gate lines and source lines on a glass substrate.
【0022】さらに、Ti電極を下部ゲート電極として用
いた場合にはダブルゲート効果が得られ、ON電流の向
上をはかることもできる。Further, when the Ti electrode is used as the lower gate electrode, the double gate effect is obtained, and the ON current can be improved.
【図1】(A)〜(D)はこの発明の実施例である薄膜
トランジスタの作製プロセスを示す断面図1A to 1D are cross-sectional views showing a manufacturing process of a thin film transistor which is an embodiment of the present invention.
【図2】(A)〜(E)は従来の薄膜トランジスタの作
製プロセスを示す断面図2A to 2E are cross-sectional views showing a manufacturing process of a conventional thin film transistor.
1 ガラス基板 2 導電膜 3 絶縁膜 4 多結晶シリコン膜 5 ゲート絶縁膜 6 ゲート電極 7 レジスト膜 8 層間絶縁層 9 コンタクトホール 1 Glass Substrate 2 Conductive Film 3 Insulating Film 4 Polycrystalline Silicon Film 5 Gate Insulating Film 6 Gate Electrode 7 Resist Film 8 Interlayer Insulating Layer 9 Contact Hole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/12 A 8728−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 27/12 A 8728-4M
Claims (4)
定の形状に加工した後、絶縁膜、多結晶シリコン膜を積
層し、該多結晶シリコン膜を活性層としてトランジスタ
を作製することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。1. A conductive thin film is formed on an insulating substrate, processed into a predetermined shape, an insulating film and a polycrystalline silicon film are laminated, and a transistor is produced by using the polycrystalline silicon film as an active layer. A method of manufacturing a thin film transistor, comprising:
れ、イオン注入時に一定の電位に保つことを特徴とする
請求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the conductive thin film is commonly tied at an end portion of the substrate and kept at a constant potential during ion implantation.
の製造方法のゲートまたはソースあるいはドレインとを
接続し、該導電性薄膜を配線の一部として用いることを
特徴とする請求項1または2記載の薄膜トランジスタの
製造方法。3. The conductive thin film is connected to a gate or a source or a drain of the method for manufacturing the thin film transistor, and the conductive thin film is used as a part of wiring. Method of manufacturing thin film transistor.
せることを特徴とする請求項1または2記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法。4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the conductive thin film is arranged below the active layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21721591A JPH0555261A (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Manufacture of thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21721591A JPH0555261A (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Manufacture of thin film transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0555261A true JPH0555261A (en) | 1993-03-05 |
Family
ID=16700669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21721591A Pending JPH0555261A (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Manufacture of thin film transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0555261A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006049928A (en) * | 2005-09-29 | 2006-02-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP21721591A patent/JPH0555261A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006049928A (en) * | 2005-09-29 | 2006-02-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
JP4610455B2 (en) * | 2005-09-29 | 2011-01-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device |
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