JPH06275830A - Accumulation-type polycrystalline silicon thin-film transistor - Google Patents

Accumulation-type polycrystalline silicon thin-film transistor

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JPH06275830A
JPH06275830A JP6566293A JP6566293A JPH06275830A JP H06275830 A JPH06275830 A JP H06275830A JP 6566293 A JP6566293 A JP 6566293A JP 6566293 A JP6566293 A JP 6566293A JP H06275830 A JPH06275830 A JP H06275830A
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polycrystalline silicon
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tft
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亨 笹谷
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Abstract

PURPOSE:To achieve a high breakdown voltage and a high mutual conductance simultaneously by forming with a high-resistance Poly-Si layer provided between a gate region and a source region and between the gate region and a drain region and silicon layer which is doped at a lower concentration than the source and drain regions. CONSTITUTION:Polycrystalline silicon 2 is deposited on an amorphous insulation substrate 1, the film is formed in island shape, and then a gate insulation film 3 is formed. The polycrystalline silicon is deposited, phosphor is diffused to it, and then a gate electrode 4 is formed. The gate insulation film 3 on the source and drain regions is eliminated. Phosphourus is implanted at the eliminated region and a source region 5 and a drain region 6 are formed. The gate insulation film except that positioned under the gate electrode is eliminated, phosphorus is implanted. and then a high-resistance region 7 and a low- concentration region 8 are formed between the source and gate regions and between the drain and gate regions. Silicon oxide film or silicon nitride film is deposited, thus forming an interlayer insulation film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高耐圧と高相互コンダ
クタンスとを同時に有する多結晶シリコン薄膜トランジ
スタ(以下、Poly-SiTFTと記す)に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycrystalline silicon thin film transistor (hereinafter referred to as "Poly-SiTFT") having both high breakdown voltage and high transconductance.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁性基板上に形成した多結晶シリコン
から成る半導体層を用いて作製されたPoly-SiTFT
は、非晶質シリコン薄膜トランジスタに比べ移動度が高
い。
2. Description of the Related Art A Poly-Si TFT manufactured by using a semiconductor layer made of polycrystalline silicon formed on an insulating substrate.
Has a higher mobility than an amorphous silicon thin film transistor.

【0003】それゆえ、駆動能力が高くなるので駆動I
Cいわゆるドライバーの一体型が可能であり、また移動
度が高いことから微細化が可能となり、高密度化が実現
できるため、従来から研究開発が進められている。
Therefore, since the driving capability is increased, the driving I
C. So-called integrated driver is possible, and because of high mobility, miniaturization is possible and high density can be realized, so research and development have been conventionally conducted.

【0004】まず、アキュムレーション型Poly-SiT
FTについて説明する。
First, the accumulation type Poly-SiT
The FT will be described.

【0005】Poly-SiTFTにおいて、半導体層の多
結晶シリコンがn型の場合、ゲート電極に正の電圧を印
加すると、チャネルに電子が誘起され、それが蓄積され
て蓄積状態になり、ソース領域とドレイン領域との間に
電流が流れTFTがオン状態になる。またゲート電極に
負の電圧を印加すると、チャネルに少数キャリアの正孔
が誘起され反転状態になるので、ソース領域とドレイン
領域との間に電流が流れなくなりTFTがオフ状態にな
る。
In the Poly-Si TFT, when the polycrystal silicon of the semiconductor layer is n-type, when a positive voltage is applied to the gate electrode, electrons are induced in the channel and accumulated in the channel to be in the accumulation state. A current flows between the TFT and the drain region, and the TFT is turned on. Further, when a negative voltage is applied to the gate electrode, holes of minority carriers are induced in the channel and the state is inverted, so that no current flows between the source region and the drain region, and the TFT is turned off.

【0006】一方、半導体層がp型の場合には、ゲート
電極に負の電圧を印加すると、チャネルに正孔が誘起さ
れ、それが蓄積されて蓄積状態になり、ソース領域とド
レイン領域との間に電流が流れTFTがオン状態にな
る。またゲート電極に正の電圧を印加すると、チャネル
に少数キャリアの電子が誘起され、チャネルが反転状態
になり、TFTがオフ状態になる。
On the other hand, in the case where the semiconductor layer is p-type, when a negative voltage is applied to the gate electrode, holes are induced in the channel, and the holes are accumulated to be in the accumulation state, so that the source region and the drain region are separated from each other. A current flows between them and the TFT is turned on. Further, when a positive voltage is applied to the gate electrode, minority carrier electrons are induced in the channel, the channel is inverted, and the TFT is turned off.

【0007】即ち、アキュムレーション型Poly-SiT
FTは、TFTがオン状態ではチャネルに蓄積層が形成
され、オフ状態では反転層が形成されて動作する。
That is, accumulation type Poly-SiT
The FT operates by forming a storage layer in the channel when the TFT is on and forming an inversion layer when the TFT is off.

【0008】以下に、従来のPoly-SiTFTについて
説明する。
The conventional Poly-Si TFT will be described below.

【0009】図6に従来のPoly-SiTFTの断面図を
示す。
FIG. 6 shows a sectional view of a conventional Poly-Si TFT.

【0010】同図に示す如く、石英、ガラス等から成る
非晶質絶縁性基板1上に、CVD法により多結晶シリコ
ン膜2を形成した後、島状パターンにエッチングして、
熱酸化法によりSiO2膜から成るゲート絶縁膜3を形
成する。次にCVD法により多結晶シリコンからなるゲ
ート電極4を形成するのである。
As shown in the figure, a polycrystalline silicon film 2 is formed by a CVD method on an amorphous insulating substrate 1 made of quartz, glass or the like and then etched into an island pattern,
A gate insulating film 3 made of a SiO 2 film is formed by a thermal oxidation method. Next, the gate electrode 4 made of polycrystalline silicon is formed by the CVD method.

【0011】その後、前記ゲート電極4をマスクにして
そのゲート電極4領域以外のゲート絶縁膜3をエッチン
グし、多結晶シリコン膜2に不純物元素をドープして高
濃度のソース領域5及びドレイン領域6を形成する。
After that, the gate insulating film 3 other than the region of the gate electrode 4 is etched by using the gate electrode 4 as a mask, the polycrystalline silicon film 2 is doped with an impurity element, and the high concentration source region 5 and drain region 6 are formed. To form.

【0012】なお、同図に記載していないが、後述の図
4の本発明の実施例を示す図の如く、前記工程後全面に
層間絶縁膜9を積層し、ソース領域5及びドレイン領域
6上にコンタクトホール10を形成し、そこにそれぞれ
コンタクトしたソース電極12及びドレイン電極13を
形成し、更にここで表示電極11を設ければ、表示装置
とすることができる。
Although not shown in the figure, an interlayer insulating film 9 is laminated on the entire surface after the above step, as shown in FIG. 4 showing an embodiment of the present invention, which will be described later, and a source region 5 and a drain region 6 are formed. A contact hole 10 is formed on top, a source electrode 12 and a drain electrode 13 which are respectively in contact therewith are formed, and a display electrode 11 is further provided here, whereby a display device can be obtained.

【0013】しかしながら、このような従来のアキュム
レーション型Poly-SiTFTであると、一方のn型半
導体層のTFTの場合には、ゲート電極に負のゲート電
圧が印加されてPoly-SiTFTがオフ状態になった
時、pチャネル層が深さ100Å以下で形成されてしま
う。
However, in such a conventional accumulation type Poly-Si TFT, in the case of one n-type semiconductor layer TFT, a negative gate voltage is applied to the gate electrode to turn off the Poly-Si TFT. Then, the p-channel layer is formed with a depth of 100 Å or less.

【0014】また、他方のp型半導体のTFTの場合に
は、ゲート電極に正のゲート電圧が印加されてPoly-S
iTFTがオフ状態になった時、nチャネル層が深さ1
00Å以下で形成されてしまう。
On the other hand, in the case of the other p-type semiconductor TFT, a positive gate voltage is applied to the gate electrode and the Poly-S
When the iTFT is turned off, the depth of the n-channel layer is 1
It is formed below 00Å.

【0015】そのため、いずれの型の半導体層の場合に
も、ゲート電圧、ドレイン電圧による電界が、ソース領
域又はドレイン領域と、ゲート領域との境界、即ちドレ
イン接合部に集中してしまうため、トラップを介してキ
ャリアが移動することになる。
Therefore, in any type of semiconductor layer, the electric field due to the gate voltage and the drain voltage concentrates at the boundary between the source region or the drain region and the gate region, that is, the drain junction portion, so that the trap is generated. The carrier will move through.

【0016】そうすると、ゲート電圧やドレイン電圧に
依存した大きなリーク電流が流れてしまう(文献:J.G.F
ossum et.al,IEEE Trans.Electron Devices,volED-32,p
1878,1985参照)という欠点が発生する。
Then, a large leak current depending on the gate voltage and the drain voltage will flow (Reference: JGF
ossum et.al, IEEE Trans.Electron Devices, volED-32, p
(See 1878, 1985).

【0017】そこで、ソース領域とゲート領域との間、
及びドレイン領域とゲート領域との間に高い絶縁耐圧を
有する高耐圧Poly-SiTFTとして、ゲート領域と同
一の不純物濃度で一層から成る領域を持つPoly-SiT
FTが提案されている。
Therefore, between the source region and the gate region,
As a high breakdown voltage Poly-SiTFT having a high breakdown voltage between the drain region and the gate region, a Poly-SiT having a region composed of one layer with the same impurity concentration as the gate region.
FT has been proposed.

【0018】図7に、ゲート領域と同一の不純物濃度で
一層から成る領域を備えた従来のPoly-SiTFTの断
面図を示す。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of a conventional Poly-Si TFT having a region composed of one layer with the same impurity concentration as the gate region.

【0019】同図に示す如く、石英、ガラス等から成る
非晶質絶縁性基板1上に、CVD法により多結晶シリコ
ン膜2を形成した後、島状パターンにエッチングして、
熱酸化法によりSiO2膜から成るゲート絶縁膜3を形
成する。次にCVD法により多結晶シリコンからなるゲ
ート電極4を形成するのである。
As shown in the figure, a polycrystalline silicon film 2 is formed by a CVD method on an amorphous insulating substrate 1 made of quartz, glass or the like, and then etched into an island pattern,
A gate insulating film 3 made of a SiO 2 film is formed by a thermal oxidation method. Next, the gate electrode 4 made of polycrystalline silicon is formed by the CVD method.

【0020】そしてその工程後セルフアライメントによ
り、ゲート電極より広い幅にゲート絶縁膜を残すように
ゲート絶縁膜をエッチング除去し、露出した多結晶シリ
コン膜2に不純物元素をドープして高濃度のソース領域
5及びドレイン領域6を形成するとともに、ソース領域
とゲート領域との間、及びドレイン領域とゲート領域と
の間に一層から成る高抵抗領域7を形成する。
After that step, self-alignment is performed to remove the gate insulating film by etching so as to leave the gate insulating film wider than the gate electrode, and the exposed polycrystalline silicon film 2 is doped with an impurity element to form a high concentration source. The region 5 and the drain region 6 are formed, and the high resistance region 7 consisting of one layer is formed between the source region and the gate region and between the drain region and the gate region.

【0021】ここで、図示していないが、前記工程後全
面に層間絶縁膜9を積層し、ソース領域5及びドレイン
領域6上にコンタクトホール10を形成し、そのそれぞ
れの領域にコンタクトしたソース電極12及びドレイン
電極13を形成する。またここで表示電極11を設けれ
ば、表示装置とすることができる。
Here, although not shown, an interlayer insulating film 9 is laminated on the entire surface after the above process, contact holes 10 are formed on the source region 5 and the drain region 6, and the source electrodes contacting the respective regions are formed. 12 and the drain electrode 13 are formed. Further, if the display electrode 11 is provided here, a display device can be obtained.

【0022】ところで、図7に示した上述の一層から成
る高抵抗領域を備えた高耐圧Poly-SiTFTであって
も、相互コンダクタンスの低下が顕著になるという欠点
を有する。
By the way, even the high breakdown voltage Poly-Si TFT having the high resistance region composed of one layer shown in FIG. 7 has a drawback that the transconductance is significantly lowered.

【0023】これは、一層から成る高抵抗領域の抵抗が
非常に高いため、その領域がチャネルに直列に付加され
た寄生抵抗として働き、Poly-SiTFTの相互コンダ
クタンスを低下させているためと考えられる。
It is considered that this is because the high resistance region consisting of one layer has a very high resistance, and the region acts as a parasitic resistance added in series to the channel to lower the mutual conductance of the Poly-Si TFT. .

【0024】その領域の抵抗を下げるには、領域のサイ
ズを1μm以下にする必要があるが、その作製は困難で
あり、またソースやドレイン領域の不純物がその活性化
処理により拡散されて高抵抗領域が制御できなくなると
いう欠点を有していた。
In order to reduce the resistance of the region, it is necessary to reduce the size of the region to 1 μm or less, but it is difficult to fabricate it, and the impurities in the source and drain regions are diffused by the activation process to have a high resistance. It had the drawback of being out of control.

【0025】また、図8に示す如く、前述の一層から成
る高抵抗領域の不純物濃度をソースやドレイン領域の不
純物濃度よりも低く、またゲート領域の不純物濃度より
も高くして、相互コンダクタンスを高くしたいわゆる低
濃度領域を、ソース領域とゲート領域との間、及びドレ
イン領域とゲート領域との間に備えたTFTも作製され
ている。
Further, as shown in FIG. 8, the impurity concentration of the high resistance region formed of the above-mentioned one layer is set lower than the impurity concentration of the source and drain regions and higher than that of the gate region to increase the mutual conductance. TFTs having the so-called low concentration region between the source region and the gate region and between the drain region and the gate region are also manufactured.

【0026】しかしながら、同図に示す高相互コンダク
タンスTFTでは、ゲート領域よりも低濃度領域の抵抗
が低いため、耐圧が低下するという欠点を有している。
However, the high transconductance TFT shown in the figure has a drawback that the breakdown voltage is lowered because the resistance in the low concentration region is lower than that in the gate region.

【0027】この欠点を解消するためには、低濃度領域
のサイズを5μm以上に大きくすればよいが、ところ
が、そのために相互コンダクタンスが低下したりTFT
の占める面積が大きくなるという欠点がさらに発生する
のである。
In order to solve this drawback, the size of the low-concentration region should be increased to 5 μm or more. However, because of this, the mutual conductance is lowered and the TFT is reduced.
Further, the disadvantage that the area occupied by the occupies becomes large occurs.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の従来の
欠点に鑑みて成されたものであり、Poly-SiTFTが
オフ状態では高い耐圧特性を有するとともに、オン状態
では高相互コンダクタンス特性を有するPoly-SiTF
Tを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and the Poly-Si TFT has a high withstand voltage characteristic in an off state and a high transconductance characteristic in an on state. Poly-SiTF
It provides T.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明のアキュムレーシ
ョン型多結晶シリコン薄膜トランジスタは、ゲート領域
と、ソース領域あるいはドレイン領域との間の領域が、
前記ゲート領域と同一の不純物濃度である上層と、前記
ソース領域及びドレイン領域より低い不純物濃度であ
り、また前記ゲート領域より高い不純物濃度である下層
との2層から成るものである。
In the accumulation type polycrystalline silicon thin film transistor of the present invention, the region between the gate region and the source region or the drain region is
The upper layer has the same impurity concentration as that of the gate region, and the lower layer has an impurity concentration lower than that of the source and drain regions and higher than that of the gate region.

【0030】また、前記アキュムレーション型多結晶シ
リコン薄膜トランジスタにおいて、前記上層が、多結晶
シリコンの表面から100Åより厚い厚みを有するもの
である。
In the accumulation type polycrystalline silicon thin film transistor, the upper layer has a thickness of more than 100 Å from the surface of the polycrystalline silicon.

【0031】さらに、アキュムレーション型多結晶シリ
コン薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置において、
ゲート領域と、ソース領域あるいはドレイン領域との間
の領域が、前記ゲート領域と同一の不純物濃度である上
層と、前記ソース領域及びドレイン領域より低い不純物
濃度であり、また前記ゲート領域より高い不純物濃度で
ある下層との2層から成り、さらに前記上層が、多結晶
シリコンの表面から100Åより厚い厚みを有するもの
である。
Furthermore, in a liquid crystal display device provided with an accumulation type polycrystalline silicon thin film transistor,
A region between the gate region and the source region or the drain region has the same impurity concentration as that of the gate region, an impurity concentration lower than that of the source region and the drain region, and a higher impurity concentration than that of the gate region. The upper layer has a thickness of more than 100Å from the surface of the polycrystalline silicon.

【0032】[0032]

【作用】本発明によれば、ソース領域とゲート領域との
間、及びドレイン領域とゲート領域との間の領域にその
表面からの厚さが100Åよりも厚い高抵抗多結晶シリ
コン層を形成することにより、TFTがオフ状態でのリ
ーク電流が低減できるため、高耐圧Poly-SiTFTが
実現できる。さらに、ソース領域とゲート領域との間、
及びドレイン領域とゲート領域との間の領域の前記高抵
抗多結晶シリコン層の下層には、ソースおよびドレイン
領域よりも不純物濃度が低い低濃度ドープ多結晶シリコ
ン層とすることにより、ソース領域とゲート領域との
間、及びドレイン領域とゲート領域との間の領域は抵抗
が低くなるので、TFTがオン状態でのオン電流が増加
し、Poly-SiTFTの高相互コンダクタンスが実現で
きる。
According to the present invention, a high resistance polycrystalline silicon layer having a thickness from the surface thereof of more than 100Å is formed in the regions between the source region and the gate region and between the drain region and the gate region. As a result, the leak current when the TFT is in the off state can be reduced, and a high breakdown voltage Poly-Si TFT can be realized. Furthermore, between the source region and the gate region,
The lower region of the high-resistance polycrystalline silicon layer in the region between the drain region and the gate region is a low-concentration doped polycrystalline silicon layer having a lower impurity concentration than the source and drain regions. Since the resistance between the region and the region between the drain region and the gate region is low, the on-current increases when the TFT is in the on state, and the high transconductance of the Poly-Si TFT can be realized.

【0033】[0033]

【実施例】本発明のPoly-SiTFTについて説明す
る。
EXAMPLE A Poly-Si TFT of the present invention will be described.

【0034】ここでは、半導体層がn型の多結晶シリコ
ンであるTFTの場合の実施例を図に従って説明する。
Here, an embodiment in the case of a TFT in which the semiconductor layer is n-type polycrystalline silicon will be described with reference to the drawings.

【0035】図1に本発明のPoly-SiTFTの断面図
を示す。図2に本発明のPoly-SiTFTを表示装置に
応用した場合の平面図を示し、また、図3(a)乃至
(d)及び図4(a)乃至(b)に図2のA−A’線に
沿った本発明のPoly-SiTFTの各製造工程の断面図
を示す。
FIG. 1 shows a sectional view of the Poly-Si TFT of the present invention. FIG. 2 is a plan view when the Poly-Si TFT of the present invention is applied to a display device, and FIGS. 3 (a) to 3 (d) and FIGS. 4 (a) to 4 (b) show AA of FIG. The sectional view of each manufacturing process of the Poly-Si TFT of the present invention is shown along the line ".

【0036】これらの図に従って本発明のPoly-SiT
FTの製造方法について説明する。図3(a)に示す如
く、洗浄した非晶質絶縁性基板1、例えば石英基板の全
面にCVD法(化学気相反応法)により多結晶シリコン
2を1500Å堆積し、その膜をフォトリソグラフィー
工程で島状に成形後、熱酸化により多結晶シリコン膜を
覆うようにゲート絶縁膜3を形成する。このゲート絶縁
膜3は、CVD法やスパッタ法により形成する酸化シリ
コン膜または窒化シリコン膜であってもよい。
According to these figures, the Poly-SiT of the present invention
A method of manufacturing the FT will be described. As shown in FIG. 3A, 1500 Å of polycrystalline silicon 2 is deposited by CVD (Chemical Vapor Deposition) on the entire surface of a cleaned amorphous insulating substrate 1, for example, a quartz substrate, and the film is subjected to a photolithography process. Then, the gate insulating film 3 is formed by thermal oxidation so as to cover the polycrystalline silicon film. The gate insulating film 3 may be a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by a CVD method or a sputtering method.

【0037】次に図3(b)に示す如く、再びCVD法
により多結晶シリコンを1500Å堆積し、その多結晶
シリコンにリン(P)を拡散する。その後フォトリソグ
ラフィー工程により成形してゲート電極4を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, 1500 Å of polycrystalline silicon is deposited again by the CVD method, and phosphorus (P) is diffused into the polycrystalline silicon. Then, the gate electrode 4 is formed by a photolithography process.

【0038】そして、図3(c)に示す如く、次の工程
で形成するソース及びドレイン領域上のゲート絶縁膜3
をフォトリソグラフィーにより除去する。
Then, as shown in FIG. 3C, the gate insulating film 3 on the source and drain regions formed in the next step.
Are removed by photolithography.

【0039】そのゲート絶縁膜を除去した領域に、イオ
ン注入(加速電圧:30keV以下、ドーズ量:1×10
15dose/cm2)によりリン(P)を打ち込み、ソース領域
5及びドレイン領域6を形成する。
Ion implantation (acceleration voltage: 30 keV or less, dose amount: 1 × 10) is applied to the region where the gate insulating film is removed.
The source region 5 and the drain region 6 are formed by implanting phosphorus (P) with 15 dose / cm 2 ).

【0040】そしてその工程後、セルフアライメントに
よりゲート電極の下に位置する以外のゲート絶縁膜をエ
ッチング除去し、前述のイオン注入における注入条件を
変えてイオン注入(加速電圧:60〜100keV、ドー
ズ量:1×1013dose/cm2)によりリン(P)を打ち込
み、図3(d)に示す如く、ソース領域とゲート領域と
の間、及びドレイン領域とゲート領域との間に、高抵抗
領域7と、低濃度領域8(斜線部)とを形成する。
After that step, by self-alignment, the gate insulating film other than that located under the gate electrode is removed by etching, and the ion implantation conditions are changed in the above-mentioned ion implantation (accelerating voltage: 60 to 100 keV, dose amount). 1 × 10 13 dose / cm 2 ) was used to implant phosphorus (P), and as shown in FIG. 3D, a high resistance region was formed between the source region and the gate region and between the drain region and the gate region. 7 and a low-concentration region 8 (hatched portion) are formed.

【0041】その後、Poly-Si膜中に存在するダング
リングボンドを水素で補償するため、水素放電で水素化
を行い、その後図4(a)に示す如く、CVD法により
酸化シリコン膜または窒化シリコン膜を厚さ4000Å
堆積して層間絶縁膜9を形成し、その層間絶縁膜9にフ
ォトリソグラフィー工程によりコンタクトホール10を
形成する。
Then, in order to compensate the dangling bonds existing in the Poly-Si film with hydrogen, hydrogenation is performed by hydrogen discharge, and then, as shown in FIG. 4A, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed by a CVD method. The thickness of the film is 4000Å
An interlayer insulating film 9 is deposited to form a contact hole 10 in the interlayer insulating film 9 by a photolithography process.

【0042】ここで、図4(b)に示すようにPoly-S
iTFTを液晶表示素子として用いる場合には、前記コ
ンタクトホール10を形成する工程前に、スパッタ法で
ITO(Indium Tin Oxide)を成膜しフォトリソグラフ
ィー工程で成形して表示電極11を形成すればよい。
Here, as shown in FIG. 4B, the Poly-S
When the iTFT is used as a liquid crystal display element, an ITO (Indium Tin Oxide) film is formed by a sputtering method and is formed by a photolithography process before forming the contact hole 10 to form the display electrode 11. .

【0043】そして配線材料としてアルミニウムをスパ
ッタ法により成膜しフォトリソグラフィー工程を経て成
形して、ソース電極12とドレイン電極13を形成して
薄膜トランジスタを完成する。
Then, aluminum is formed as a wiring material by a sputtering method and is molded through a photolithography process to form a source electrode 12 and a drain electrode 13 to complete a thin film transistor.

【0044】以上述べた実施例は、n型多結晶シリコン
を備えたTFTの場合であるが、n型多結晶シリコンを
備えたTFTの場合にも前述の2度のイオン注入におい
て、リン(P)をボロン(B)に変えて実施すれば、上
述のn型多結晶シリコンを備えたTFTと同様に作製で
きる。
The embodiment described above is a case of a TFT provided with n-type polycrystalline silicon. However, even in the case of a TFT provided with n-type polycrystalline silicon, phosphorus (P (3) is replaced with boron (B), it can be manufactured similarly to the above-mentioned TFT provided with n-type polycrystalline silicon.

【0045】ここで、図5に上記の本発明の製造方法で
作製したPoly-SiTFTを液晶表示装置に応用した場
合の断面図を示す。
Here, FIG. 5 shows a cross-sectional view when the Poly-Si TFT manufactured by the manufacturing method of the present invention is applied to a liquid crystal display device.

【0046】同図に示す如く、本発明を応用したアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置は、上述の本発明のPoly-
SiTFT及び表示電極の上に配向膜14を形成したPo
ly-SiTFT基板と、ガラス等の非晶質絶縁性基板上に
対向基板用共通電極16及び配向膜14を備えた対向基
板17との間に液晶層15を挟む構成である。
As shown in the figure, the active matrix liquid crystal display device to which the present invention is applied is the above-described Poly-
Po with the alignment film 14 formed on the SiTFT and the display electrode
The liquid crystal layer 15 is sandwiched between the ly-SiTFT substrate and the counter substrate 17 having the common electrode 16 for the counter substrate and the alignment film 14 on the amorphous insulating substrate such as glass.

【0047】上述の実施例の如く、本発明のPoly-Si
TFTであれば、ソース領域とゲート領域との間、及び
ドレイン領域とゲート領域との間に、上層の高抵抗領域
とその下層の低濃度領域との二層を備えているので、T
FTがオフ状態の場合では、高抵抗Poly-SiTFTで
ある従来構造TFTと同等のオフ電流が実現でき、また
オン状態では低濃度層一層から成る従来構造のTFTと
同等のオン電流または移動度が実現できた。それによっ
て、本発明のPoly-SiTFTは、従来構造のTFTに
比較して、TFTのオン/オフ比が1桁以上も大きく向
上することができた。
As in the above embodiment, the Poly-Si of the present invention is used.
A TFT has two layers, a high resistance region as an upper layer and a low concentration region as a lower layer, between the source region and the gate region and between the drain region and the gate region.
When the FT is in the off state, it is possible to realize an off current equivalent to that of the conventional structure TFT which is a high-resistance Poly-Si TFT, and in the on state, an on current or mobility equivalent to that of the conventional structure TFT having one low-concentration layer. It was realized. As a result, in the Poly-Si TFT of the present invention, the on / off ratio of the TFT could be greatly improved by one digit or more as compared with the conventional structure TFT.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゲ
ート領域とソース領域との間、及びゲート電極とドレイ
ン領域との間に設けた高抵抗Poly-Si層と、ソース領
域及びドレイン領域よりも低濃度にドープしたシリコン
層との二層で形成することにより、オフ電流が低減され
て高耐圧になると同時にオン電流も増加して高相互コン
ダクタンスが実現できる。
As described above, according to the present invention, the high resistance Poly-Si layer provided between the gate region and the source region and between the gate electrode and the drain region, and the source region and the drain region are provided. By forming a double layer including a silicon layer doped at a lower concentration than that, an off current is reduced and a high breakdown voltage is achieved, and at the same time, an on current is increased and a high transconductance can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のPoly-SiTFTの実施例を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a Poly-Si TFT of the present invention.

【図2】本発明のPoly-SiTFTの実施例を示す平面
図である。
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a Poly-Si TFT of the present invention.

【図3】本発明のPoly-SiTFTの製造工程を示す断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a Poly-Si TFT of the present invention.

【図4】本発明のPoly-SiTFTの製造工程を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a Poly-Si TFT of the present invention.

【図5】本発明のPoly-SiTFTを用いた液晶表示装
置の実施例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display device using a Poly-Si TFT of the present invention.

【図6】従来のPoly-SiTFTを示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional Poly-Si TFT.

【図7】従来のPoly-SiTFTを示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional Poly-Si TFT.

【図8】従来のPoly-SiTFTを示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional Poly-Si TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非晶質絶縁性基板 2 多結晶シリコン膜 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極 5 ソース領域 6 ドレイン領域 7 高抵抗領域 8 低濃度領域 9 層間絶縁膜 10 コンタクトホール 11 表示電極 12 ソース電極 13 ドレイン電極 14 配向膜 15 液晶層 16 対向基板用共通電極 17 対向基板 1 Amorphous Insulating Substrate 2 Polycrystalline Silicon Film 3 Gate Insulating Film 4 Gate Electrode 5 Source Region 6 Drain Region 7 High Resistance Region 8 Low Concentration Region 9 Interlayer Insulating Film 10 Contact Hole 11 Display Electrode 12 Source Electrode 13 Drain Electrode 14 Alignment film 15 Liquid crystal layer 16 Common electrode for counter substrate 17 Counter substrate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アキュムレーション型多結晶シリコン薄
膜トランジスタにおいて、ゲート領域と、ソース領域あ
るいはドレイン領域との間の領域が、前記ゲート領域と
同一の不純物濃度である上層と、前記ソース領域及びド
レイン領域より低い不純物濃度であり、また前記ゲート
領域より高い不純物濃度である下層との2層から成るこ
とを特徴とする多結晶シリコン薄膜トランジスタ。
1. In an accumulation type polycrystalline silicon thin film transistor, a region between a gate region and a source region or a drain region is lower than an upper layer having the same impurity concentration as that of the gate region and the source region and the drain region. A polycrystalline silicon thin film transistor comprising two layers, a lower layer having an impurity concentration and an impurity concentration higher than that of the gate region.
【請求項2】 請求項1の多結晶シリコン薄膜トランジ
スタにおいて、前記上層が、多結晶シリコンの表面から
100Åより厚い厚みを有することを特徴とする多結晶
シリコン薄膜トランジスタ。
2. The polycrystalline silicon thin film transistor according to claim 1, wherein the upper layer has a thickness greater than 100 Å from the surface of the polycrystalline silicon.
【請求項3】 アキュムレーション型多結晶シリコン薄
膜トランジスタを備えた液晶表示装置において、ゲート
領域と、ソース領域あるいはドレイン領域との間の領域
が、前記ゲート領域と同一の不純物濃度である上層と、
前記ソース領域及びドレイン領域より低い不純物濃度で
あり、また前記ゲート領域より高い不純物濃度である下
層との2層から成り、さらに前記上層が、多結晶シリコ
ンの表面から100Åより厚い厚みを有することを特徴
とする液晶表示装置。
3. A liquid crystal display device comprising an accumulation type polycrystalline silicon thin film transistor, wherein a region between a gate region and a source region or a drain region has an upper layer having the same impurity concentration as that of the gate region,
It has two layers, a lower layer having a lower impurity concentration than the source region and the drain region and a higher impurity concentration than the gate region, and the upper layer has a thickness greater than 100Å from the surface of the polycrystalline silicon. Characteristic liquid crystal display device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8569834B2 (en) * 2007-04-12 2013-10-29 The Penn State Research Foundation Accumulation field effect microelectronic device and process for the formation thereof
US9209246B2 (en) 2007-04-12 2015-12-08 The Penn State University Accumulation field effect microelectronic device and process for the formation thereof
JP2017524258A (en) * 2014-08-07 2017-08-24 深▲セン▼市華星光電技術有限公司 Method for manufacturing AMOLED backplate with high resolution

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