JPH06342808A - 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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JPH06342808A
JPH06342808A JP15412993A JP15412993A JPH06342808A JP H06342808 A JPH06342808 A JP H06342808A JP 15412993 A JP15412993 A JP 15412993A JP 15412993 A JP15412993 A JP 15412993A JP H06342808 A JPH06342808 A JP H06342808A
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JP
Japan
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film
insulating film
ion implantation
gate electrode
thin film
Prior art date
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Application number
JP15412993A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuki Harada
康樹 原田
Norihiro Terada
典裕 寺田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温プロセスではゲート絶縁膜として良質の
ものが得られず、耐圧確保のためにゲート絶縁膜を厚く
形成するが、このように厚膜に形成すると、イオン注入
エネルギーの出力アップやこれに伴う欠点が生じる。本
発明は、かかる欠点を解消して高品位の薄膜トランジス
タを得ることができる製造方法を提供することを目的と
する。 【構成】 poly−Si膜2上に形成したゲート絶縁
膜となる絶縁膜3をキャップ膜として用いるとともにゲ
ート電極4をマスクとしてイオン注入し、ゲート電極4
下の両側部分にセルフアラインによりソース・ドレイン
部2a,2cを形成する工程を含む薄膜トランジスタの
製造方法において、前記のイオン注入の前に上記ソース
・ドレイン部2a,2cとなる領域上の絶縁膜3を薄膜
化する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の薄膜トランジスタ(以
下、TFTと略記する)の構造を示す断面図である。こ
のTFTは絶縁性基板1上にソース部2a,チャネル部
2b,ドレイン部2cが形成された半導体膜2を備える
と共に、その上にゲート絶縁膜3、ゲート電極4、パッ
シベーション膜7、及び電極8、8を有する。
【0003】このような構造を有するTFTにおいて
は、前記ソース部2a及びドレイン部2cは、前記ゲー
ト電極4をマスクとしたイオン注入工程により形成され
る。そして、このイオン注入においては、ソース部2a
及びドレイン部2cとなる領域の汚染や膜あれを防止す
るため、或いは注入深さの調整等のために絶縁膜等のキ
ャップ膜を用いて行うようにしている。
【0004】従来のTFTの製造方法では、ゲート絶縁
膜3となる絶縁膜をキャップ膜としてそのまま用いてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の絶縁
膜性基板1として、安価なホウ珪酸ガラス等の低融点ガ
ラスを用いる場合、前記イオン注入後のソース部2a及
びドレイン部2bの熱活性化処理では、例えば500℃
以上の高温プロセスを用いることができず、このため、
上記の活性化にはレーザアニール法等が用いられ、又ゲ
ート絶縁膜3の形成はCVD等の低温プロセスにより形
成されることになる。
【0006】一般に、低温プロセスで形成された絶縁膜
は、高温プロセスで形成される絶縁膜に比較して耐圧性
が劣るため、ゲート絶縁膜3として求められる耐圧を得
ようとすれば必然的にその膜厚を厚くしなければならな
い。
【0007】そして、このようにゲート絶縁膜3を厚膜
に形成し、これをキャップ膜として用いる場合には、そ
の膜厚を厚くしただけイオン注入エネルギーを大きくす
る必要がある。イオン注入エネルギーを大きくすること
により、イオンはゲート絶縁膜3を通過してソース部2
aやドレイン部2cとなる領域に打ち込まれることにな
るが、同時にマスクとなるゲート電極4及びゲート絶縁
膜3を突き抜けてチャネル部2bとなるべき領域にも至
り、TFTの特性を劣化させる。
【0008】一方、このような突き抜けを防止するため
に、ゲート電極4を厚膜に形成することが考えられる。
【0009】しかし、ゲート電極4として、半導体材料
を用いた場合は、前記ソース部2aやドレイン部2cと
なる領域をレーザー等で活性化するときに、同時にゲー
ト電極4の結晶性回復を図る必要があり、前記活性化す
る条件下では、前記厚膜に形成されたゲート電極4の結
晶性回復を図ることは困難となる。
【0010】また、ソース部2a及びドレイン部2cと
なる領域上の絶縁膜を全て除去し、極めて低いエネルギ
ーでイオン注入する方法も考えられるが、これでは、ソ
ース部2a及びドレイン部2cとなる領域の汚染や注入
時間が長時間化するという問題が生ずる。
【0011】さらに、ゲート電極4上にレジスト膜を形
成しイオン注入時のマスクとして利用する方法も考えら
れるが、かかる方法では、半導体やイオン注入装置への
汚染が問題となる。
【0012】本発明は、上記の事情に鑑み、低温プロセ
スでも高品位の薄膜トランジスタを得ることができる製
造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タの製造方法は、上記の課題を解決するために、半導体
薄膜上に形成したゲート絶縁膜となる絶縁膜をキャップ
膜として用いるとともにゲート電極をマスクとしてイオ
ン注入し、ゲート電極下の両側部分にセルフアラインに
よりコンタクトドープ層を形成する工程を含む薄膜トラ
ンジスタの製造方法において、前記イオン注入の前に上
記コンタクトドープ層となる領域上の絶縁膜を薄膜化す
る工程を含むことを特徴としている。
【0014】
【作用】上記の製造方法においては、イオン注入工程の
前にコンタクトドープ層となる領域上の絶縁膜を薄膜化
する工程を含むので、上記絶縁膜を厚く形成したままイ
オン注入することにより生ずる欠点を解消することがで
きる。又、前記絶縁膜の薄膜化の工程により当該絶縁膜
の膜厚を調整することができるから、注入されるイオン
の種類やその注入エネルギー、前記絶縁膜の種類、ゲー
ト電極形成材料やその膜厚等を考慮した最適な厚みに前
記絶縁膜を形成してTFTの高品位化を図ることができ
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明のTFT製造方法をその実施例
を示す図に基づいて説明する。図1は、本発明に係るT
FTの製造方法を工程順に示した断面図である。なお、
説明の便宜上、従来例と同一のものには同一の符号を付
記している。
【0016】まず、同図(a)に示すように、絶縁性基
板1上に多結晶シリコン(以下、poly−Siと略記
する)膜2をLPCVD、或いはPECVD法等により
500〜1000Å程度の膜厚に形成する。
【0017】次に、同図(b)に示すように、poly
−Si膜2上に絶縁膜3をCVD法或いはスパッタ法等
により200〜600℃の温度の下で1000〜200
0Åの膜厚に形成する。そして、この絶縁膜3上にpo
ly−Si膜或いはアモルファスシリコン膜をCVD
法、蒸着法或いはスパッタ法等を用いて200〜500
℃の温度の下で500〜2000Åの膜厚に形成し、フ
ォトリソグラフ工程により余分な部分をエッチング除去
してゲート電極4を形成する。また、ゲート電極4とし
て金属膜を用いてもよいことは勿論である。
【0018】次に、同図(c)に示すように、ゲート電
極4をマスクとし(或いはゲート電極4及びこの上部に
残されたままのレジスト膜をもマスクとして)、異方性
エッチングにより絶縁膜3の表面を所定厚み除去してこ
れを500〜1000Åに薄膜化する。そして、この薄
膜化処理の後に上記ゲート電極4を再びマスクとし、ま
た前記の薄膜化された絶縁膜3をキャップ膜としてソー
ス・ドレイン部2a,2c形成のためのイオン注入処理
を行う。このイオン注入処理においては、イオンとして
P(リン),B(ホウ素),或いはAs(ヒ素)を用
い、注入エネルギー50〜100keV、ドーズ量2×
1015〜1×1016cm-2で行った。なお、イオンとし
てP(リン)を注入する場合は、前記絶縁膜3がPSG
(Phosho−Silicate−Glass)とな
り、保護膜として機能する。
【0019】その後、同図(d)に示すように、エキシ
マレーザー6により、ソース・ドレイン部2a,2cの
活性化とゲート電極4の結晶性回復のための処理を同時
に行う。上記レーザーの照射は、そのエネルギー密度を
150〜300mJ/cm2として行った。
【0020】以上のイオン注入処理およびレーザー活性
化処理により、コンタクトドープ層であるソース部2
a,コンタクト部2cが形成される。
【0021】次に、同図(e)に示すように、パッシベ
ーション膜7をCVD法、或いはスパッタ法により50
00〜10000Åの膜厚に形成する。そして、フォト
リソグラフ工程により、ソース・ドレイン部2a,2c
上のパッシベーション膜7にコンタクトホールHを形成
する。
【0022】次に、同図(f)に示すように、Al等の
金属膜8′を真空蒸着法或いはスパッタ法等により80
00〜15000Åの膜厚に形成し、この金属膜8′を
フォトレジスト工程により、パターニングすることによ
り、同図(g)に示すようにソース・ドレイン電極8,
8を形成する。
【0023】以上の工程により、TFTが製造される。
【0024】上記の製造方法によれば、同図(c)に示
す工程において、ソース・ドレイン部2a,2cとなる
poly−Si膜2上の絶縁膜3を薄膜化した後にイオ
ン注入を行うので、絶縁膜3が厚く形成されたままイオ
ン注入することにより生ずる従来欠点を解消することが
できる。
【0025】即ち、イオン注入エネルギーの高出力化に
よってチャネル部にイオンが打ち込まれることによるチ
ャネル部の特性劣化、絶縁膜3を厚膜化することによる
その結晶性回復の困難化の問題が解消される。勿論、本
発明では、絶縁膜3は薄膜化されるのであってその全て
が除去されるわけではないから、コンタクト部の汚染と
いった問題も生じない。
【0026】又、絶縁膜3の薄膜化工程で絶縁膜の膜厚
を調節することが可能であるから、注入されるイオンの
種類やその注入エネルギー、絶縁膜の種類、ゲート電極
形成材料やその膜厚等を考慮した最適な膜厚の絶縁膜3
を形成してTFTの高品位化を図ることができる。
【0027】なお、絶縁膜3における厚膜のまま残され
る部分をゲート電極4より幾分大きく形成しておくこと
により、ドレイン端に低濃度ドープ層が形成されること
になり、一度のイオン注入でLDD構造を実現すること
ができる。
【0028】また、上記実施例では、ゲート絶縁膜がS
iO2からなる単一膜である場合を例示して説明した
が、SiO2とSiN4の2層から成るゲート絶縁膜を用
いる場合にも本発明の製造方法を適用することができ
る。
【0029】以下、この方法を説明すると、まず、絶縁
性基板1上にpoly−Si膜を形成した後、SiO2
膜をCVD法、或いはスパッタ法等により200〜60
0℃の温度の下で300〜1000Åの膜厚に形成す
る。
【0030】次に、上記のSiO2膜上にSiN膜をC
VD法(SiH4+NH3混合ガス)、或いはスパッタ法
等により、300〜600℃の温度の下で1000〜1
500Åの膜厚に形成する。
【0031】その後、熱リン酸(180℃位)、或いは
CF4 によるプラズマエッチングにより、コンタクトド
ープ層となる領域上のSiN膜を除去する。
【0032】以上の方法によっても、コンタクトドープ
層となる領域上の絶縁膜の薄膜化が行える。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、低温プ
ロセスの下で絶縁膜を厚膜に形成する必要がある場合で
も、これに伴う欠点を除去して高品位の薄膜トランジス
タが製造できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を工程順
に示す縦断面図である。
【図2】従来の薄膜トランジスタの縦断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2 poly−Si膜 3 絶縁膜(ゲート絶縁膜) 4 ゲート電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体薄膜上に形成したゲート絶縁膜と
    なる絶縁膜をキャップ膜として用いるとともにゲート電
    極をマスクとしてイオン注入し、ゲート電極下の両側部
    分にセルフアラインによりコンタクトドープ層を形成す
    る工程を含む薄膜トランジスタの製造方法において、前
    記イオン注入の前に上記コンタクトドープ層となる領域
    上の絶縁膜を薄膜化する工程を含むことを特徴とする薄
    膜トランジスタの製造方法。
JP15412993A 1993-05-31 1993-05-31 薄膜トランジスタの製造方法 Pending JPH06342808A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001029898A1 (fr) * 1999-10-21 2001-04-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Transistor en couches minces, procede de fabrication associe et afficheur lcd a transistor en couches minces
JP2001189461A (ja) * 1999-10-21 2001-07-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜トランジスタ及びそれを用いた液晶表示装置
JP2005229096A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Samsung Sdi Co Ltd Ldd構造を有する薄膜トランジスタ及びその製造方法

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