JPH0640550B2 - 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Info
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- JPH0640550B2 JPH0640550B2 JP62142268A JP14226887A JPH0640550B2 JP H0640550 B2 JPH0640550 B2 JP H0640550B2 JP 62142268 A JP62142268 A JP 62142268A JP 14226887 A JP14226887 A JP 14226887A JP H0640550 B2 JPH0640550 B2 JP H0640550B2
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Tr
ansistor）の製造方法に関するものである。
ansistor）の製造方法に関するものである。
（従来の技術） 非晶性Ｓｉ（ａ−Si：Amorphous Si）を用いた薄膜トラ
ンジスタは、高いスイツチング比を有すること、ガラス
基板が利用できる低温工程で製造できるなどの特徴があ
り、アクテイブマトリツクス型液晶デイスプイレイなど
に使用されている。
ンジスタは、高いスイツチング比を有すること、ガラス
基板が利用できる低温工程で製造できるなどの特徴があ
り、アクテイブマトリツクス型液晶デイスプイレイなど
に使用されている。
第２図は、そのａ−Si薄膜トランジスタの従来の製造工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
まず、第２図(a)に示すようにガラス基板などからなる
絶縁物基板１１上に、真空蒸着法またはスパツタ法によ
りニクロム（NiCr）により，クロム（Cr）またはタング
ステン（Ｗ）などよりなる第１の金属層を１００〜５０
００Å程度被着し、その第１の金属層をパターニングす
ることによりゲート電極１２を形成する。次に、そのゲ
ート電極１２を有する基板１１上の全面に、NH3とSiH4
を主成分ガスとして用いたグロー放電法によりゲート絶
縁膜としてシリコン窒化膜（SiNx）１３を0.1〜1.0μｍ
程度の膜厚に形成する。更に、その上に、同一装置内で
真空を破らずに、SiH4ガスを用いたグロー放電法により
半導体層としてａ−Si１４を0.01〜1.0μｍ程度堆積さ
せる。
絶縁物基板１１上に、真空蒸着法またはスパツタ法によ
りニクロム（NiCr）により，クロム（Cr）またはタング
ステン（Ｗ）などよりなる第１の金属層を１００〜５０
００Å程度被着し、その第１の金属層をパターニングす
ることによりゲート電極１２を形成する。次に、そのゲ
ート電極１２を有する基板１１上の全面に、NH3とSiH4
を主成分ガスとして用いたグロー放電法によりゲート絶
縁膜としてシリコン窒化膜（SiNx）１３を0.1〜1.0μｍ
程度の膜厚に形成する。更に、その上に、同一装置内で
真空を破らずに、SiH4ガスを用いたグロー放電法により
半導体層としてａ−Si１４を0.01〜1.0μｍ程度堆積さ
せる。
その後、ホトリンとドライエツチング、具体的にはCF4
＋O2ガスを用いたプラズマエツチングにより前記ａ−Si
膜１４とシリコン窒化膜１３をパターニングし、それら
を第２図(b)に示すように素子領域にのみ残す。その
後、同図に示すようにアルミニウム（Ａ）からなる第
２の金属層１５を真空蒸着法により0.2〜2.0μｍ程度ａ
−Si膜１４上に被着する。
＋O2ガスを用いたプラズマエツチングにより前記ａ−Si
膜１４とシリコン窒化膜１３をパターニングし、それら
を第２図(b)に示すように素子領域にのみ残す。その
後、同図に示すようにアルミニウム（Ａ）からなる第
２の金属層１５を真空蒸着法により0.2〜2.0μｍ程度ａ
−Si膜１４上に被着する。
そして、その第２の金属層１５をパターニングして第２
図(c)に示すようにドレイン電極１５ａとソース電極１
５ｂを前記ａ−Si膜１４上に形成することにより、ａ−
Si薄膜トランジスタが完成する。
図(c)に示すようにドレイン電極１５ａとソース電極１
５ｂを前記ａ−Si膜１４上に形成することにより、ａ−
Si薄膜トランジスタが完成する。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の方法のように、ただ単に同一
装置内でゲート絶縁膜（シリコン窒化膜１３）と半導体
層（ａ−Si膜１４）を連続成膜するだけでは、ゲート絶
縁膜とａ−Si半導体層との界面状態を改善できず、薄膜
トランジスタのスイツチ比（Ion／Ioff比）、移動量
（μ）は小さく、スレツシユホールド電圧（VT）は大き
いという問題があつた。このため、トランジスタのサイ
ズを小さくできないなど製作上の問題、および液晶デイ
スプレイに利用した場合の該液晶デイスプレイの高精細
化の面で問題を残している。
装置内でゲート絶縁膜（シリコン窒化膜１３）と半導体
層（ａ−Si膜１４）を連続成膜するだけでは、ゲート絶
縁膜とａ−Si半導体層との界面状態を改善できず、薄膜
トランジスタのスイツチ比（Ion／Ioff比）、移動量
（μ）は小さく、スレツシユホールド電圧（VT）は大き
いという問題があつた。このため、トランジスタのサイ
ズを小さくできないなど製作上の問題、および液晶デイ
スプレイに利用した場合の該液晶デイスプレイの高精細
化の面で問題を残している。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、スイツチ比
や移動量など薄膜トランジスタの特性を向上させること
が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。
や移動量など薄膜トランジスタの特性を向上させること
が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。
（問題点を解決するための手段） この発明は、薄膜トランジスタの製造方法において、同
一装置内で真空を破らずにゲート絶縁膜とａ−Si半導体
層を連続成膜する過程において、ａ−Si半導体層を堆積
させる前に、H2ガスのみを用いてグロー放電法により発
生させたH2プラズマでゲート絶縁膜表面を処理するもの
である。
一装置内で真空を破らずにゲート絶縁膜とａ−Si半導体
層を連続成膜する過程において、ａ−Si半導体層を堆積
させる前に、H2ガスのみを用いてグロー放電法により発
生させたH2プラズマでゲート絶縁膜表面を処理するもの
である。
（作用） 上記のようにａ−Si半導体層を堆積させる前にH2プラズ
マでゲート絶縁膜表面を処理すると、該ゲート絶縁膜と
ａ−Si半導体層との界面状態が改善され、完成した薄膜
トランジスタにおいてオン電流（スイツチ比）および移
動度は増大し、スレツシユホールド電圧は低下する。
マでゲート絶縁膜表面を処理すると、該ゲート絶縁膜と
ａ−Si半導体層との界面状態が改善され、完成した薄膜
トランジスタにおいてオン電流（スイツチ比）および移
動度は増大し、スレツシユホールド電圧は低下する。
（実施例） 以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。た
だし、参照図面としては工程図のみを第１図に示す。各
工程における素子の断面図は第２図の従来と同様である
ので、ここでは省略することとする。
だし、参照図面としては工程図のみを第１図に示す。各
工程における素子の断面図は第２図の従来と同様である
ので、ここでは省略することとする。
まず、ガラス基板などからなる絶縁物基板上に第１図の
工程イで示すようにゲート電極を形成する。その形成法
は従来と同様である。
工程イで示すようにゲート電極を形成する。その形成法
は従来と同様である。
次に、前記ゲート電極を形成した前記絶縁物基板上に、
同一装置内で真空を破らずに第１図の工程ロおよびニに
示すようにゲート絶縁膜とａ−Si膜（半導体層）を連続
的に形成するが、この一実施例では、前記ゲート絶縁膜
の形成後、ａ−Si膜を形成する前に第１図の工程ハで示
すようにゲート絶縁膜の表面をH2プラズマで処理する。
ここで、H2プラズマは、１００％H2ガスを用いてグロー
放電法により発生させた。また、その際、基板温度を２
００〜３００℃、ガス流量１０SCCM〜１０００SCCM，ガ
ス圧力５０pa〜４００pa，ＲＦパワー密度0.005〜0.5Ｗ
／cm2に設定し、放電時間（処理時間）は１分〜６０分
と設定した。
同一装置内で真空を破らずに第１図の工程ロおよびニに
示すようにゲート絶縁膜とａ−Si膜（半導体層）を連続
的に形成するが、この一実施例では、前記ゲート絶縁膜
の形成後、ａ−Si膜を形成する前に第１図の工程ハで示
すようにゲート絶縁膜の表面をH2プラズマで処理する。
ここで、H2プラズマは、１００％H2ガスを用いてグロー
放電法により発生させた。また、その際、基板温度を２
００〜３００℃、ガス流量１０SCCM〜１０００SCCM，ガ
ス圧力５０pa〜４００pa，ＲＦパワー密度0.005〜0.5Ｗ
／cm2に設定し、放電時間（処理時間）は１分〜６０分
と設定した。
このように、間にH2プラズマ処理を挾んでゲート絶縁膜
とａ−Si膜を連続的に形成したならば、次にそれらを第
１図の工程ホに示すようにパターニングし素子領域にの
み残す。
とａ−Si膜を連続的に形成したならば、次にそれらを第
１図の工程ホに示すようにパターニングし素子領域にの
み残す。
そして、素子領域にのみ残つたａ−Si膜（活性層）上に
第１図の工程へに示すようにソース・ドレイン電極を形
成し、さらに全面に第１図の工程トに示すように保護膜
を形成することにより薄膜トランジスタが完成する。
第１図の工程へに示すようにソース・ドレイン電極を形
成し、さらに全面に第１図の工程トに示すように保護膜
を形成することにより薄膜トランジスタが完成する。
本発明者は、実際に薄膜トランジスタを作製して、該薄
膜トランジスタの動作特性とH2プラズマ処理の関係を、
VG−ID特性、移動度（μ），スレツシユホールド電圧
（VT）に着目して検討した。その結果を下記第１表に示
す。なお、トランジスターサイズはチヤネル幅（Ｗ）／
チヤネル長さ（Ｌ）＝１００／１０μｍである。
膜トランジスタの動作特性とH2プラズマ処理の関係を、
VG−ID特性、移動度（μ），スレツシユホールド電圧
（VT）に着目して検討した。その結果を下記第１表に示
す。なお、トランジスターサイズはチヤネル幅（Ｗ）／
チヤネル長さ（Ｌ）＝１００／１０μｍである。
上記表より明らかなように、H2プラズマ処理すれば、著
しくオン電流（スイツチ比）および移動度は増大し、ス
レツシユホールド電圧は低下する。したがつて、H2プラ
ズマ処理すれば、薄膜トランジスタのサイズを小さくし
得るとともに、そのトランジスタを液晶デイスプレイに
利用して該液晶デイスプレイの高精細化を容易とする。
しくオン電流（スイツチ比）および移動度は増大し、ス
レツシユホールド電圧は低下する。したがつて、H2プラ
ズマ処理すれば、薄膜トランジスタのサイズを小さくし
得るとともに、そのトランジスタを液晶デイスプレイに
利用して該液晶デイスプレイの高精細化を容易とする。
（発明の効果） 以上詳述したように、この発明の薄膜トランジスタの製
造方法によれば、ゲート絶縁膜とａ−Si半導体層を連続
して形成する際に、ゲート絶縁膜の表面をH2プラズマに
より処理することにより、ゲート絶縁膜とａ−Si半導体
層の界面状態が改善され、完成した薄膜トランジスタに
おいてその諸特性の著しい向上、具体的にはオン電流
（スイツチ比）および移動度の著しい増大、スレツシユ
ホールド電圧の著しい低下を図ることができるものであ
り、その結果として薄膜トランジスタのサイズを小さく
し得るとともに、そのトランジスタを液晶デイスプレイ
に利用して該液晶デイスプレイの高精細化を可能とす
る。
造方法によれば、ゲート絶縁膜とａ−Si半導体層を連続
して形成する際に、ゲート絶縁膜の表面をH2プラズマに
より処理することにより、ゲート絶縁膜とａ−Si半導体
層の界面状態が改善され、完成した薄膜トランジスタに
おいてその諸特性の著しい向上、具体的にはオン電流
（スイツチ比）および移動度の著しい増大、スレツシユ
ホールド電圧の著しい低下を図ることができるものであ
り、その結果として薄膜トランジスタのサイズを小さく
し得るとともに、そのトランジスタを液晶デイスプレイ
に利用して該液晶デイスプレイの高精細化を可能とす
る。
第１図はこの発明の薄膜トランジスタの製造方法の一実
施例を示す工程図、第２図は従来の薄膜トランジスタの
製造方法を示す工程断面図である。
施例を示す工程図、第２図は従来の薄膜トランジスタの
製造方法を示す工程断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 宦 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−221163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−51264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−48961（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁物基板上にゲート電極を形成した後、
その基板上に同一装置内で真空を破らずにゲート絶縁膜
とａ−Si半導体層を連続的に形成し、その後、前記半導
体層とゲート絶縁膜をパターニングして素子領域にのみ
残した後、残存半導体層上にソース・ドレイン電極を形
成するようにした薄膜トランジスタの製造方法におい
て、 同一装置内で真空を破らずにゲート絶縁膜とａ−Si半導
体層を連続的に形成する過程において、ａ−Si半導体層
を形成する前に、Ｈ２ガスのみを用いてグロー放電法に
より発生させたＨ２プラズマでゲート絶縁膜表面を処理
することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142268A JPH0640550B2 (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| US07/201,967 US4859617A (en) | 1987-06-09 | 1988-06-03 | Thin-film transistor fabrication process |
| EP88109197A EP0294802B1 (en) | 1987-06-09 | 1988-06-09 | Thin-film transistor fabrication process |
| DE8888109197T DE3876303T2 (de) | 1987-06-09 | 1988-06-09 | Verfahren zur herstellung eines duennschichttransistors. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142268A JPH0640550B2 (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63306668A JPS63306668A (ja) | 1988-12-14 |
| JPH0640550B2 true JPH0640550B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=15311400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62142268A Expired - Lifetime JPH0640550B2 (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4859617A (ja) |
| EP (1) | EP0294802B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0640550B2 (ja) |
| DE (1) | DE3876303T2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5214002A (en) * | 1989-10-25 | 1993-05-25 | Agency Of Industrial Science And Technology | Process for depositing a thermal CVD film of Si or Ge using a hydrogen post-treatment step and an optional hydrogen pre-treatment step |
| CA2100065A1 (en) * | 1991-01-30 | 1992-07-31 | Nang Tri Tran | Polysilicon thin film transistor |
| US5633175A (en) * | 1991-12-19 | 1997-05-27 | Hitachi, Ltd. | Process for stripping photoresist while producing liquid crystal display device |
| US5254480A (en) | 1992-02-20 | 1993-10-19 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process for producing a large area solid state radiation detector |
| JPH05326557A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜の堆積方法及び薄膜トランジスタの製造方法 |
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