JPH0563195A - 超薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

超薄膜トランジスタ及びその製造方法

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JPH0563195A
JPH0563195A JP4014791A JP4014791A JPH0563195A JP H0563195 A JPH0563195 A JP H0563195A JP 4014791 A JP4014791 A JP 4014791A JP 4014791 A JP4014791 A JP 4014791A JP H0563195 A JPH0563195 A JP H0563195A
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JP
Japan
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electrode
insulating film
drain electrode
source electrode
active layer
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Application number
JP4014791A
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English (en)
Inventor
Masanori Hirota
匡紀 広田
Mario Fuse
マリオ 布施
Ichiro Asai
市郎 浅井
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0563195A publication Critical patent/JPH0563195A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超薄膜トランジスタのソース電極及びドレイ
ン電極のコンタクト抵抗を充分小さくする。 【構成】 絶縁性基板1上に下地絶縁膜2を堆積し、そ
のソース電極及びドレイン電極に対応する部位にそれぞ
れ埋め込み穴を形成し、これらの上に不純物、例えばリ
ンをドープしたポリシリコンを形成し、下地絶縁膜2上
のポリシリコンのみを除去して埋め込みソース電極3及
び埋め込みドレイン電極4を形成し、この上にソース電
極9及びドレイン電極10を備えた超薄膜活性層5を形
成し、さらにゲート絶縁膜6、ゲート電極7、層間絶縁
膜8、配線電極11及び12を形成することにより、ソ
ース電極9及びドレイン電極10の実効的な厚みを配線
電極11及び12からのアルミニウムの拡散距離に対し
て充分厚くし、これによってコンタクト抵抗を小さくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超薄膜トランジスタ及び
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、薄膜トランジスタにおいて、
その活性層となるポリシリコン(Poly-Si )を100〜
400オングストロームと薄くすることにより、閾値電
圧やオフ電流を小さくして特性を向上させた、いわゆる
超薄膜トランジスタが提案されている(例えば、特開昭
64−7566号公報参照。)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超薄膜トランジスタではその活性層の一部に不純物(リ
ン、ボロン等)をドープしてソース電極及びドレイン電
極となしていたため、該ソース電極及びドレイン電極も
超薄膜となり、該ソース電極及びドレイン電極に配線電
極を構成するアルミニウム(Al-Si)が拡散して、ソー
ス電極及びドレイン電極と配線電極とのコンタクト抵抗
が大きくなり、特性が悪化するという問題点があった。
【0004】本発明は前記従来の問題点に鑑み、ソース
電極及びドレイン電極のコンタクト抵抗を充分小さくし
得る超薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、請求項1として、超薄膜活性層と、該超薄
膜活性層の一部により構成されたソース電極及びドレイ
ン電極と、前記超薄膜活性層の上部に絶縁膜を挟んで形
成されたゲート電極と、絶縁膜を通して前記ソース電極
及びドレイン電極と電気的に接続された配線電極とを備
えた超薄膜トランジスタにおいて、ソース電極及びドレ
イン電極の下部のみに不純物をドープしたポリシリコン
を設けた超薄膜トランジスタを提案し、また、請求項2
として、絶縁性基板上に下地絶縁膜を堆積し、該下地絶
縁膜のソース電極及びドレイン電極にそれぞれ対応する
部位に埋め込み穴を形成し、これらの上にポリシリコン
を成膜し、これに不純物をドープし、前記埋め込み穴に
埋め込まれたポリシリコンを残して下地絶縁膜上のポリ
シリコンを除去し、その後、これらの上に超薄膜活性層
を形成し、該超薄膜活性層の一部にソース電極及びドレ
イン電極を形成し、ゲート絶縁膜を堆積し、ゲート電極
を形成し、これらの上に層間絶縁膜を堆積し、該層間絶
縁膜及びゲート絶縁膜を通して前記ソース電極及びドレ
イン電極まで達するコンタクト穴を形成し、該コンタク
ト穴を介してソース電極及びドレイン電極と接続する配
線電極を形成するようになした超薄膜トランジスタの製
造方法を提案する。
【0006】
【作用】本発明の請求項1によれば、ソース電極及びド
レイン電極の下部にそれぞれ形成された不純物をドープ
したポリシリコンにより、該ソース電極及びドレイン電
極の実効的な厚みが配線電極からのアルミニウムの拡散
距離に対して充分厚くなり、これによって該ソース電極
及びドレイン電極と配線電極とのコンタクト抵抗が小さ
くなる。
【0007】また、請求項2によれば、ソース電極及び
ドレイン電極と配線電極とのコンタクト抵抗が小さい超
薄膜トランジスタを製造できる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の超薄膜トランジスタの一実施
例を示すもので、図中、1は絶縁性基板、2は下地絶縁
膜、3は埋め込みソース電極、4は埋め込みドレイン電
極、5は超薄膜活性層、6はゲート絶縁膜、7はゲート
電極、8は層間絶縁膜、9はソース電極、10はドレイ
ン電極、11,12は配線電極である。
【0009】ガラスや石英等からなる絶縁性基板1上に
はSiO2 やSi3 4 等からなる下地絶縁膜2が設け
られ、また、その一部には不純物(リン、ボロン等)を
ドープしたポリシリコン(n+ Poly-Si )からなる埋め
込みソース電極3及び埋め込みドレイン電極4が設けら
れ、これらの上にはポリシリコン(Poly-Si )からなる
超薄膜活性層5が形成されている。また、該超薄膜活性
層5の上にはSiO2 からなるゲート絶縁膜6を介し
て、不純物(リン、ボロン等)をドープしたポリシリコ
ン(n+ Poly-Si )からなるゲート電極7が形成され、
さらにその上には同じくSiO2 からなる層間絶縁膜8
が形成されている。また、前記超薄膜活性層5の一部、
即ち前記埋め込みソース電極3及び埋め込みドレイン電
極4の上部は不純物をドープしたポリシリコン(n+ Po
ly-Si )からなるソース電極9及びドレイン電極10を
構成しており、該ソース電極9及びドレイン電極10に
それぞれ前記ゲート絶縁膜6及び層間絶縁膜8を介して
アルミニウム(Al-Si )からなる配線電極11及び12
が接続されている。
【0010】前記埋め込みソース電極3及びドレイン電
極4の厚さは3000オングストローム程度であり、ま
た、ソース電極9及びドレイン電極10の厚さは100
〜400オングストロームである。前記埋め込みソース
電極3及びドレイン電極4とソース電極9及びドレイン
電極10とはそれぞれ配線電極11及び12に対して一
体的な電極となり、これらは配線電極11及び12から
のアルミニウムの拡散距離に対して充分な厚みを持つ構
造となり、これによって、ソース電極及びドレイン電極
と配線電極とのコンタクト抵抗が小さくなる。
【0011】図2は図1の超薄膜トランジスタの製造工
程を示すもので、以下、これに従って製造方法を説明す
る。
【0012】まず、絶縁性基板1上に下地絶縁膜(Si
2 )2を3000オングストローム堆積し、フォトリ
ソグラフィープロセスを用いてパターニングを行い、ソ
ース電極及びドレイン電極に対応する部位にそれぞれ埋
め込み穴13及び14を形成する(図2(a) )。次に、
ポリシリコン(Poly-Si )を5000オングストローム
形成し、これに不純物、例えばリン(P)をドープして
不純物ドープポリシリコン(n+ Poly-Si )15を形成
する(図2(b) )とともに、後述するレジストエッチン
グバック法により下地絶縁膜2上の不純物ドープポリシ
リコン(n+Poly-Si )15のみを除去し、埋め込みソ
ース電極3及び埋め込みドレイン電極4を形成する(図
2(c) ) 。
【0013】次に、LPCVD法によりアモルファスシ
リコン(a-Si)を温度550℃、気圧0.3Torr 、1
00SCCM(1分間当りの流量(cc))のSiH4
囲気中で300オングストローム堆積し、その後、温度
600℃で60時間熱処理を施し、結晶化して活性層5
を形成し、さらに該活性層5のうち、埋め込みソース電
極3及び埋め込みドレイン電極4の上部のみ不純物をド
ープしてソース電極9及びドレイン電極10を形成する
(図2(d) )。さらに、LPCVD法によりゲート絶縁
膜(SiO2 )6を温度430℃、気圧0.5Torr 、
250SCCMのSiH4 と50SCCMのO2 と35
00SCCMのHeの雰囲気中で1000オングストロ
ーム堆積し、さらに周知の方法によりゲート電極7を形
成する(図2(e) )。
【0014】次に、LPCVD法により層間絶縁膜(S
iO2 )8を7000オングストローム堆積し、コンタ
クトホール16及び17を前記ソース電極9及びドレイ
ン電極10に達するまで開ける(図2(f) )。最後に、
スパッタ法等により配線電極(Al-Si )11及び12を
1μm形成して、図1に示すような超薄膜トランジスタ
が完成する。
【0015】なお、図2(d) の工程においてアモルファ
スシリコンを結晶化する場合、エキシマレーザ等を用い
たレーザアニール法により行うことも可能である。
【0016】次に、レジストエッチングバック法を図3
に従って説明する。まず、図2(b)の状態において、不
純物ドープポリシリコン(n+ Poly-Si )15上にレジ
スト18を1μm塗布し、表面を平坦化する(図3(a)
)。この後、不純物ドープポリシリコン15及びレジ
スト18をリアクティブイオンエッチング(RIE)法
により、SF6 、C2 ClF5 及びO2 雰囲気中でエッ
チングバックする(図3(b) )。
【0017】図4は酸素(O2 )の流量に対する不純物
ドープポリシリコン15及びレジスト18のエッチング
レートの変化を示すもので、図中、19は不純物ドープ
ポリシリコン15の変化、また、20はレジスト18の
変化を示すものである。なお、ここではSF6 の流量は
40SCCM、C2 ClF5 の流量は10SCCMであ
り、不純物ドープポリシリコン15及びレジスト18の
選択比が1となるようにO2 の流量を定めるこれによ
り、図2(c) に示すような埋め込みソース電極3及び埋
め込みドレイン電極4の形成が可能となる(参考文献
V. Grewal「 IEEE V-MIC Conf. 」P.107, June 9-10, 1
986)。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
よれば、ソース電極及びドレイン電極の下部にそれぞれ
形成された不純物をドープしたポリシリコンにより、該
ソース電極及びドレイン電極の実効的な厚みが配線電極
からのアルミニウムの拡散距離に対して充分厚くなり、
これによって該ソース電極及びドレイン電極と配線電極
とのコンタクト抵抗を小さくでき、特性を向上させるこ
とができる。
【0019】また、本発明の請求項2によれば、ソース
電極及びドレイン電極と配線電極とのコンタクト抵抗が
小さい超薄膜トランジスタを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の超薄膜トランジスタの一実施例を示
す構成図
【図2】 図1の超薄膜トランジスタの製造工程図
【図3】 レジストエッチングバック法の説明図
【図4】 RIE法における酸素とエッチングレートと
の関係を示すグラフ
【符号の説明】
1…絶縁性基板、2…下地絶縁膜、3…埋め込みソース
電極、4…埋め込みドレイン電極、5…超薄膜活性層、
6…ゲート絶縁膜、7…ゲート電極、8…層間絶縁膜、
9…ソース電極、10…ドレイン電極、11,12…配
線電極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超薄膜活性層と、該超薄膜活性層の一部
    により構成されたソース電極及びドレイン電極と、前記
    超薄膜活性層の上部に絶縁膜を挟んで形成されたゲート
    電極と、絶縁膜を通して前記ソース電極及びドレイン電
    極と電気的に接続された配線電極とを備えた超薄膜トラ
    ンジスタにおいて、 ソース電極及びドレイン電極の下部のみに不純物をドー
    プしたポリシリコンを設けたことを特徴とする超薄膜ト
    ランジスタ。
  2. 【請求項2】 絶縁性基板上に下地絶縁膜を堆積し、 該下地絶縁膜のソース電極及びドレイン電極にそれぞれ
    対応する部位に埋め込み穴を形成し、 これらの上にポリシリコンを成膜し、これに不純物をド
    ープし、 前記埋め込み穴に埋め込まれたポリシリコンを残して下
    地絶縁膜上のポリシリコンを除去し、 その後、これらの上に超薄膜活性層を形成し、該超薄膜
    活性層の一部にソース電極及びドレイン電極を形成し、
    ゲート絶縁膜を堆積し、ゲート電極を形成し、これらの
    上に層間絶縁膜を堆積し、該層間絶縁膜及びゲート絶縁
    膜を通して前記ソース電極及びドレイン電極まで達する
    コンタクト穴を形成し、該コンタクト穴を介してソース
    電極及びドレイン電極と接続する配線電極を形成するよ
    うになしたことを特徴とする超薄膜トランジスタの製造
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659112B1 (ko) * 2005-11-22 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 유기 박막 트랜지스터 및 이의 제조 방법, 이를 구비한평판 디스플레이 장치
KR100719548B1 (ko) * 2005-03-24 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법과 이를 구비한평판표시장치
JP2020010709A (ja) * 2014-04-26 2020-01-23 アースロポッド バイオサイエンシーズ エルエルシー 捕虫装置とその使用方法

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