JPH065861A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
薄膜トランジスタInfo
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- JPH065861A JPH065861A JP5011533A JP1153393A JPH065861A JP H065861 A JPH065861 A JP H065861A JP 5011533 A JP5011533 A JP 5011533A JP 1153393 A JP1153393 A JP 1153393A JP H065861 A JPH065861 A JP H065861A
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- conductive layer
- tantalum
- conducting
- niobium nitride
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ゲート電極となる第一の導電層４を窒化ニオ
ブから成る下層導電層４ａとα−タンタルから成る上層
導電層４ｂとの二層構造にする。 【効果】 透明導電層２第一の導電層４が加熱された場
合でも、第一の導電層４が剥離することはない。したが
って、ゲート電極となる第一の導電層４の下地層に透明
導電層２が形成された薄膜トランジスタでも、ゲート電
極に比抵抗の小さいα−タンタルを用いることができ
る。
ブから成る下層導電層４ａとα−タンタルから成る上層
導電層４ｂとの二層構造にする。 【効果】 透明導電層２第一の導電層４が加熱された場
合でも、第一の導電層４が剥離することはない。したが
って、ゲート電極となる第一の導電層４の下地層に透明
導電層２が形成された薄膜トランジスタでも、ゲート電
極に比抵抗の小さいα−タンタルを用いることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタに関
し、特にアクティブマトリックス型液晶表示装置などに
好適に用いることができる薄膜トランジスタに関する。
し、特にアクティブマトリックス型液晶表示装置などに
好適に用いることができる薄膜トランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】従来のアクティブマト
リックス型液晶表示装置などに用いられている薄膜トラ
ンジスタを図３に示す。図３において、２１はガラス基
板などから成る基板、２２はゲート電極となる第一の導
電層、２３はゲート絶縁膜となる絶縁層、２４はチャネ
ル層となる第一の半導体層、２５はオーミックコンタク
ト層となる第二の半導体層、２６はソース・ドレイン電
極となる第二の導電層であり、第一の半導体層２４上に
は、ソース・ドレイン電極２６と第二の半導体層２５を
エッチングして分割する際のストッパー層２７が設けら
れており、このエッチングのストッパー層２７は、例え
ば窒化シリコン膜（Ｓｉx Ｎy ）などで形成される。
リックス型液晶表示装置などに用いられている薄膜トラ
ンジスタを図３に示す。図３において、２１はガラス基
板などから成る基板、２２はゲート電極となる第一の導
電層、２３はゲート絶縁膜となる絶縁層、２４はチャネ
ル層となる第一の半導体層、２５はオーミックコンタク
ト層となる第二の半導体層、２６はソース・ドレイン電
極となる第二の導電層であり、第一の半導体層２４上に
は、ソース・ドレイン電極２６と第二の半導体層２５を
エッチングして分割する際のストッパー層２７が設けら
れており、このエッチングのストッパー層２７は、例え
ば窒化シリコン膜（Ｓｉx Ｎy ）などで形成される。
【０００３】この薄膜トランジスタは、ゲート電極２２
に走査信号を供給して、ソース・ドレイン電極２６間を
導通させると共に、ドレイン電極２６から第一の半導体
層２４、およびソース電極２６を経由して、このソース
電極２６に接続された画素電極（不図示）などに画像信
号を供給するものである。
に走査信号を供給して、ソース・ドレイン電極２６間を
導通させると共に、ドレイン電極２６から第一の半導体
層２４、およびソース電極２６を経由して、このソース
電極２６に接続された画素電極（不図示）などに画像信
号を供給するものである。
【０００４】上述の第一の導電層２２は、耐蝕性や陽極
酸化膜の形成が容易なことから、一般にタンタル（Ｔ
ａ）などで形成される。すなわち、この種のトランジス
タでは、第一の導電層２２をパターニングした後にも、
トランジスタが完成するまでに各種エッチング液を用い
た工程がある。このような工程で、第一の導電層２２が
浸食されないようにするため、耐蝕性に優れた酸化タン
タル（ＴａＯx ）膜を容易に形成することができるタン
タルを用いるのが一般的である。タンタルを用いて第一
の導電層２２を形成する場合、スパッタリング法で基板
２１上の全面にタンタルを被着して、所定部分だけが残
るように他の部分をエッチング除去することによりパタ
ーニングしていた。
酸化膜の形成が容易なことから、一般にタンタル（Ｔ
ａ）などで形成される。すなわち、この種のトランジス
タでは、第一の導電層２２をパターニングした後にも、
トランジスタが完成するまでに各種エッチング液を用い
た工程がある。このような工程で、第一の導電層２２が
浸食されないようにするため、耐蝕性に優れた酸化タン
タル（ＴａＯx ）膜を容易に形成することができるタン
タルを用いるのが一般的である。タンタルを用いて第一
の導電層２２を形成する場合、スパッタリング法で基板
２１上の全面にタンタルを被着して、所定部分だけが残
るように他の部分をエッチング除去することによりパタ
ーニングしていた。
【０００５】ところが、この従来の薄膜トランジスタで
は、第一の導電層２２を、バルク状のタンタルをターゲ
ットにして、ガラス基板２１上に直接スパッタリングし
て形成することから、このタンタル層は正方晶のβ−タ
ンタルとなる。β−タンタルは、比抵抗が１８０〜２０
０μΩｃｍと大きい。一方、比抵抗の小さい体心立方の
α−タンタルも知られているが、α−タンタルを安定し
て製造するための製造法は、未だに確立されていない。
アクティブマトリックス型液晶表示装置などに用いられ
るトランジスタのゲート電極２２として、比抵抗の大き
い材料を用いると、駆動回路（不図示）から遠方になる
につれて信号の遅延が発生することから、第一の導電層
２２の幅を広くしなければならず、高精細化が困難であ
るという問題が付きまとう。
は、第一の導電層２２を、バルク状のタンタルをターゲ
ットにして、ガラス基板２１上に直接スパッタリングし
て形成することから、このタンタル層は正方晶のβ−タ
ンタルとなる。β−タンタルは、比抵抗が１８０〜２０
０μΩｃｍと大きい。一方、比抵抗の小さい体心立方の
α−タンタルも知られているが、α−タンタルを安定し
て製造するための製造法は、未だに確立されていない。
アクティブマトリックス型液晶表示装置などに用いられ
るトランジスタのゲート電極２２として、比抵抗の大き
い材料を用いると、駆動回路（不図示）から遠方になる
につれて信号の遅延が発生することから、第一の導電層
２２の幅を広くしなければならず、高精細化が困難であ
るという問題が付きまとう。
【０００６】そこで、本発明者は、特願平３−３０７６
１６号において、タンタル層を形成する前に、体心立方
のニオブ（Ｎｂ）層を形成し、このニオブ層を下地層と
してタンタル層を連続して形成すると、体心立方のα−
タンタル層を安定して形成できることを開示した。
１６号において、タンタル層を形成する前に、体心立方
のニオブ（Ｎｂ）層を形成し、このニオブ層を下地層と
してタンタル層を連続して形成すると、体心立方のα−
タンタル層を安定して形成できることを開示した。
【０００７】一方、アクティブマトリックス型液晶表示
装置などを形成する場合、ゲート電極の直下部に、画素
電極を形成するための透明導電層が存在することがあ
る。この透明導電層は、酸化錫（ＳｎＯ2 ）や酸化イン
ジウム錫（ＩＴＯ）などで形成されるが、透明導電層上
にニオブ層を形成して、４００℃以上の熱を加えると、
透明導電層とニオブ層との界面で反応が起こり、ニオブ
層とタンタル層が剥離するという問題を誘発した。これ
は、透明導電層内の酸素原子がニオブ層内に拡散し、そ
の酸素原子が加熱されたことにより、ニオブ（Ｎｂ）と
反応して酸化ニオブ（ＮｂＯx ）となり、体積が急激に
膨張したことによるものと考えられる。
装置などを形成する場合、ゲート電極の直下部に、画素
電極を形成するための透明導電層が存在することがあ
る。この透明導電層は、酸化錫（ＳｎＯ2 ）や酸化イン
ジウム錫（ＩＴＯ）などで形成されるが、透明導電層上
にニオブ層を形成して、４００℃以上の熱を加えると、
透明導電層とニオブ層との界面で反応が起こり、ニオブ
層とタンタル層が剥離するという問題を誘発した。これ
は、透明導電層内の酸素原子がニオブ層内に拡散し、そ
の酸素原子が加熱されたことにより、ニオブ（Ｎｂ）と
反応して酸化ニオブ（ＮｂＯx ）となり、体積が急激に
膨張したことによるものと考えられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その特徴
とするところは、基板上にゲート電極の下地層となる透
明導電層、ゲート電極となる第一の導電層、ゲート絶縁
膜となる絶縁層、およびチャネル層となる第一の半導体
層を順次積層して設けると共に、この第一の半導体層上
にオーミックコンタクト層となる第二の半導体層とソー
ス・ドレイン電極となる第二の導電層を分割して設けた
薄膜トランジスタにおいて、前記第一の導電層を窒化ニ
オブから成る下層導電層とα−タンタルから成る上層導
電層とで形成した点にある。
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その特徴
とするところは、基板上にゲート電極の下地層となる透
明導電層、ゲート電極となる第一の導電層、ゲート絶縁
膜となる絶縁層、およびチャネル層となる第一の半導体
層を順次積層して設けると共に、この第一の半導体層上
にオーミックコンタクト層となる第二の半導体層とソー
ス・ドレイン電極となる第二の導電層を分割して設けた
薄膜トランジスタにおいて、前記第一の導電層を窒化ニ
オブから成る下層導電層とα−タンタルから成る上層導
電層とで形成した点にある。
【０００９】
【作用】上記のように、透明導電層とα−タンタル層と
の間に、窒化ニオブから成る下層導電層を設けると、透
明導電層や第一の導電層が加熱された場合でも第一の導
電層が剥離することはない。すなわち、窒化ニオブは酸
素と殆ど反応することはなく、透明導電層と接触状態で
加熱されても、体積が膨張することはない。したがっ
て、ゲート電極の下地層に透明導電層が形成された薄膜
トランジスタでも、ゲート電極に比抵抗の小さいα−タ
ンタルを用いることができる。
の間に、窒化ニオブから成る下層導電層を設けると、透
明導電層や第一の導電層が加熱された場合でも第一の導
電層が剥離することはない。すなわち、窒化ニオブは酸
素と殆ど反応することはなく、透明導電層と接触状態で
加熱されても、体積が膨張することはない。したがっ
て、ゲート電極の下地層に透明導電層が形成された薄膜
トランジスタでも、ゲート電極に比抵抗の小さいα−タ
ンタルを用いることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明
する。図１は、本発明に係る薄膜トランジスタの一実施
例を示す断面図であり、１は基板、２は透明導電層、３
は第一の導電層、４は絶縁層、５は第一の半導体層、６
は第二の半導体層、７は第二の導電層である。
する。図１は、本発明に係る薄膜トランジスタの一実施
例を示す断面図であり、１は基板、２は透明導電層、３
は第一の導電層、４は絶縁層、５は第一の半導体層、６
は第二の半導体層、７は第二の導電層である。
【００１１】前記基板１は、例えば＃７０５９基板など
のガラス基板から成る。
のガラス基板から成る。
【００１２】前記基板１上には、透明導電層２が形成さ
れている。この透明導電層２は、酸化錫（ＳｎＯ2 ）や
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などから成り、スパッタリ
ング法などによって厚み１０００Å程度に形成される。
この透明導電層２は、本来アクティブマトリックス型液
晶表示装置の画素電極を形成するために設けるものであ
るが、製造工程を簡略化させるために、ゲート電極の下
層部分も除去せずに残されたりする。
れている。この透明導電層２は、酸化錫（ＳｎＯ2 ）や
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などから成り、スパッタリ
ング法などによって厚み１０００Å程度に形成される。
この透明導電層２は、本来アクティブマトリックス型液
晶表示装置の画素電極を形成するために設けるものであ
るが、製造工程を簡略化させるために、ゲート電極の下
層部分も除去せずに残されたりする。
【００１３】前記透明導電層２上には、第一の導電層３
が形成される。この第一の導電層３は、窒化ニオブから
成る下層導電層３ａとα−タンタルから成る上層導電層
３ｂで構成される。
が形成される。この第一の導電層３は、窒化ニオブから
成る下層導電層３ａとα−タンタルから成る上層導電層
３ｂで構成される。
【００１４】前記下層導電層３ａは、上層導電層３ｂを
α相にすると共に、上層導電層３ｂが透明導電層２によ
って酸化されないようにするために形成される。すなわ
ち、下層導電層３ａを構成する窒化ニオブは、酸素と殆
ど反応しない。また、この下層導電層３ａの窒素の組成
比は、下層側が大きくなり、上層側が少なくなるように
変えることが望ましい。すなわち、酸素との反応を防止
したり、酸素をブロックするためには、窒素の組成比が
大きいことが望ましいが、窒素の組成比を大きくする
と、下層導電層３ａの比抵抗や後述する上層導電層３ｂ
の比抵抗が大きくなる。この下層導電層３ａの窒素の組
成比と比抵抗の関係を図２に示す。なお、窒素の組成比
は、スパッタリング装置内への窒素ガスの流量（ｓｃｃ
ｍ）として表す。また、窒化ニオブ層の厚みは３００Å
である。図２で明らかなように、窒素ガスの流量が０の
とき、窒化ニオブ層の比抵抗は２６μΩｃｍで、流量が
１ｓｃｃｍのときは５８μΩｃｍ、流量が１０μΩｃｍ
のときは１６６μΩｃｍ、流量が２０ｓｃｃｍのとき
は、４２５μΩｃｍとなる。また、窒化ニオブ層３ａ上
に後述するタンタル層３ｂを１１００Åの厚みに形成し
たときのタンタル層３ｂの比抵抗は、それぞれ、２９μ
Ωｃｍ、３４μΩｃｍ、４０μΩｃｍ、３９μΩｃｍで
あった。したがって、窒化ニオブから成る下層半導体層
３ｂの上層側の窒素の組成比は、小さい方が望ましい。
また、窒素ガスの流量を１ｓｃｃｍに設定して窒化ニオ
ブ層３ａを形成して４００℃に加熱すると、窒化ニオブ
層３ａが剥離するが、窒素ガスの流量を１０ｓｃｃｍに
設定して窒化ニオブ層３ｂを形成した場合、４００℃に
加熱しても剥離を生じないことを確認した。
α相にすると共に、上層導電層３ｂが透明導電層２によ
って酸化されないようにするために形成される。すなわ
ち、下層導電層３ａを構成する窒化ニオブは、酸素と殆
ど反応しない。また、この下層導電層３ａの窒素の組成
比は、下層側が大きくなり、上層側が少なくなるように
変えることが望ましい。すなわち、酸素との反応を防止
したり、酸素をブロックするためには、窒素の組成比が
大きいことが望ましいが、窒素の組成比を大きくする
と、下層導電層３ａの比抵抗や後述する上層導電層３ｂ
の比抵抗が大きくなる。この下層導電層３ａの窒素の組
成比と比抵抗の関係を図２に示す。なお、窒素の組成比
は、スパッタリング装置内への窒素ガスの流量（ｓｃｃ
ｍ）として表す。また、窒化ニオブ層の厚みは３００Å
である。図２で明らかなように、窒素ガスの流量が０の
とき、窒化ニオブ層の比抵抗は２６μΩｃｍで、流量が
１ｓｃｃｍのときは５８μΩｃｍ、流量が１０μΩｃｍ
のときは１６６μΩｃｍ、流量が２０ｓｃｃｍのとき
は、４２５μΩｃｍとなる。また、窒化ニオブ層３ａ上
に後述するタンタル層３ｂを１１００Åの厚みに形成し
たときのタンタル層３ｂの比抵抗は、それぞれ、２９μ
Ωｃｍ、３４μΩｃｍ、４０μΩｃｍ、３９μΩｃｍで
あった。したがって、窒化ニオブから成る下層半導体層
３ｂの上層側の窒素の組成比は、小さい方が望ましい。
また、窒素ガスの流量を１ｓｃｃｍに設定して窒化ニオ
ブ層３ａを形成して４００℃に加熱すると、窒化ニオブ
層３ａが剥離するが、窒素ガスの流量を１０ｓｃｃｍに
設定して窒化ニオブ層３ｂを形成した場合、４００℃に
加熱しても剥離を生じないことを確認した。
【００１５】前記下層導電層３ａ上には、図１に示すよ
うに、上層導電層３ｂが形成される。この上層導電層３
ｂは、α−タンタルで構成される。窒化ニオブは体心立
方であり、この窒化ニオブから成る上層導電層３ａ上
に、連続してタンタル層を形成すると、このタンタルも
α相の体心立方にすることができる。α−タンタルは、
比抵抗が約２９μΩｃｍと極めて小さく、トランジスタ
のゲート電極としては申し分ない。このような第一の導
電層３は、スパッタリング装置内にアルゴンガスやキセ
ノンガスなどの不活性ガスと窒素ガスを導入して１×１
０-4ｔｏｒｒ程度に設定してバルク状のニオブをターゲ
ット材にして、５〜１０Å／ｓｅｃの速度で基板１上に
約１０Å程度の厚みに窒化ニオブ層３ａを形成し、その
後、バルク状のタンタルをターゲット材にして、１〜１
０Å／ｓｅｃの速度で１００Å以上の厚みを有するタン
タル層３ｂを形成すればよい。この場合、９００〜１５
００ｅＶのイオンビームエネルギーと３５ｍＡ程度の電
子流でターゲット材をスパッタリングする。また、窒化
ニオブ層３ａの厚みを３０Å以上にすると、タンタル層
３ｂは急激にα層が増え、１００Å以上にすると殆どの
タンタルはα相になる。したがって、下層の窒化ニオブ
層３ａは、厚みを３０Å以上にすることが望ましい。ま
た、複数のターゲットホルダーを有するイオンビームス
パッタリング装置などで窒化ニオブ層３ａとタンタル層
３ｂを連続して形成するのが最適である。すなわち、窒
化ニオブ層３ａを形成して、一旦真空を破壊すると窒化
ニオブ層の表面に皮膜ができ、上層のタンタル層３ｂを
安定してα相にすることができない。なお、イオンビー
ムスパッタリング法に限らず、マグネトロンスパッタリ
ング法でも同様なα−タンタル層３ｂを形成することが
できる。
うに、上層導電層３ｂが形成される。この上層導電層３
ｂは、α−タンタルで構成される。窒化ニオブは体心立
方であり、この窒化ニオブから成る上層導電層３ａ上
に、連続してタンタル層を形成すると、このタンタルも
α相の体心立方にすることができる。α−タンタルは、
比抵抗が約２９μΩｃｍと極めて小さく、トランジスタ
のゲート電極としては申し分ない。このような第一の導
電層３は、スパッタリング装置内にアルゴンガスやキセ
ノンガスなどの不活性ガスと窒素ガスを導入して１×１
０-4ｔｏｒｒ程度に設定してバルク状のニオブをターゲ
ット材にして、５〜１０Å／ｓｅｃの速度で基板１上に
約１０Å程度の厚みに窒化ニオブ層３ａを形成し、その
後、バルク状のタンタルをターゲット材にして、１〜１
０Å／ｓｅｃの速度で１００Å以上の厚みを有するタン
タル層３ｂを形成すればよい。この場合、９００〜１５
００ｅＶのイオンビームエネルギーと３５ｍＡ程度の電
子流でターゲット材をスパッタリングする。また、窒化
ニオブ層３ａの厚みを３０Å以上にすると、タンタル層
３ｂは急激にα層が増え、１００Å以上にすると殆どの
タンタルはα相になる。したがって、下層の窒化ニオブ
層３ａは、厚みを３０Å以上にすることが望ましい。ま
た、複数のターゲットホルダーを有するイオンビームス
パッタリング装置などで窒化ニオブ層３ａとタンタル層
３ｂを連続して形成するのが最適である。すなわち、窒
化ニオブ層３ａを形成して、一旦真空を破壊すると窒化
ニオブ層の表面に皮膜ができ、上層のタンタル層３ｂを
安定してα相にすることができない。なお、イオンビー
ムスパッタリング法に限らず、マグネトロンスパッタリ
ング法でも同様なα−タンタル層３ｂを形成することが
できる。
【００１６】また、α−タンタル層３ｂは、その厚みを
１１００Å以上にすることが望ましい。すなわち、スパ
ッタリング装置の内圧を５ｍｔｏｒｒに設定して、アル
ゴンガス５０ｓｃｃｍと窒素ガス２０ｓｃｃｍを供給し
ながら、窒化ニオブ層３ａを厚み３００Åに形成した。
その後、スパッタリング装置内を５ｍｔｏｒｒに設定し
て、アルゴンガス５０ｓｃｃｍを供給しながら、厚みを
種々変更してタンタル層３ｂを形成し、このタンタル層
３ｂの比抵抗を測定した。その結果を表１に示す。
１１００Å以上にすることが望ましい。すなわち、スパ
ッタリング装置の内圧を５ｍｔｏｒｒに設定して、アル
ゴンガス５０ｓｃｃｍと窒素ガス２０ｓｃｃｍを供給し
ながら、窒化ニオブ層３ａを厚み３００Åに形成した。
その後、スパッタリング装置内を５ｍｔｏｒｒに設定し
て、アルゴンガス５０ｓｃｃｍを供給しながら、厚みを
種々変更してタンタル層３ｂを形成し、このタンタル層
３ｂの比抵抗を測定した。その結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１から明らかなように、タンタル層３ｂ
の膜厚が８００Åのときは、比抵抗が３７μΩｃｍであ
ったが、タンタル層３ｂの膜厚が１１００Åのときは、
比抵抗が３１μΩｃｍとなり、以後タンタル層３ｂの膜
厚が増加するにつれて比抵抗は、次第に小さくなること
が判る。タンタル層３ｂの膜厚が１１００Å以上になる
と、下地層である窒化ニオブ層３ａの影響がなくなり、
タンタル層３ｂの膜質が改善されたものと考えられる。
の膜厚が８００Åのときは、比抵抗が３７μΩｃｍであ
ったが、タンタル層３ｂの膜厚が１１００Åのときは、
比抵抗が３１μΩｃｍとなり、以後タンタル層３ｂの膜
厚が増加するにつれて比抵抗は、次第に小さくなること
が判る。タンタル層３ｂの膜厚が１１００Å以上になる
と、下地層である窒化ニオブ層３ａの影響がなくなり、
タンタル層３ｂの膜質が改善されたものと考えられる。
【００１９】なお、この下層導電層３ａと上層導電層３
ｂは、ケミカルドライエッチングやフッ硝酸などで所定
形状にパターニングされる。さらに、トランジスタを形
成する工程でこの第一の導電層３が汚染されたり浸食さ
れたりすることがないように、この第一の導電層３の外
表面には、酸化膜３ｃを形成しておくことが望ましい。
すなわち、下層導電層３ａと上層導電層３ｂを陽極酸化
することにより、酸化膜３ｃを形成する。このような酸
化膜３ｃは、例えば１％の酒石酸アンモニウム水溶液な
どで陽極酸化することにより形成される。この場合、１
６０Ｖ以下の電圧で４×１０-4Ａ／ｃｍ2 程度の電流で
２．５ｎＡ／Ｖ程度の電流密度で陽極酸化すればよい。
ｂは、ケミカルドライエッチングやフッ硝酸などで所定
形状にパターニングされる。さらに、トランジスタを形
成する工程でこの第一の導電層３が汚染されたり浸食さ
れたりすることがないように、この第一の導電層３の外
表面には、酸化膜３ｃを形成しておくことが望ましい。
すなわち、下層導電層３ａと上層導電層３ｂを陽極酸化
することにより、酸化膜３ｃを形成する。このような酸
化膜３ｃは、例えば１％の酒石酸アンモニウム水溶液な
どで陽極酸化することにより形成される。この場合、１
６０Ｖ以下の電圧で４×１０-4Ａ／ｃｍ2 程度の電流で
２．５ｎＡ／Ｖ程度の電流密度で陽極酸化すればよい。
【００２０】前記第一の導電層３上には、ゲート絶縁膜
となる絶縁層４が形成されている。この絶縁層４は、例
えば窒化シリコン膜（Ｓｉx Ｎy ）、酸化シリコン膜
（ＳｉＯ2 ）、あるいはこれらの二層構造のものなどで
形成される。この絶縁層４は、プラズマＣＶＤ法やスパ
ッタリング法などで厚み２０００〜４０００Å程度に形
成される。
となる絶縁層４が形成されている。この絶縁層４は、例
えば窒化シリコン膜（Ｓｉx Ｎy ）、酸化シリコン膜
（ＳｉＯ2 ）、あるいはこれらの二層構造のものなどで
形成される。この絶縁層４は、プラズマＣＶＤ法やスパ
ッタリング法などで厚み２０００〜４０００Å程度に形
成される。
【００２１】前記絶縁層４上には、第一の半導体層５が
形成される。この第一の半導体層５は、ｉ型のアモルフ
ァスシリコンなどで構成され、トランジスタのチャネル
となる。この第一の半導体層５は、キャリアガストシラ
ンガス（ＳｉＨ4 ）を用いたプラズマＣＶＤ法などで厚
み１００〜１０００Å程度に形成される。
形成される。この第一の半導体層５は、ｉ型のアモルフ
ァスシリコンなどで構成され、トランジスタのチャネル
となる。この第一の半導体層５は、キャリアガストシラ
ンガス（ＳｉＨ4 ）を用いたプラズマＣＶＤ法などで厚
み１００〜１０００Å程度に形成される。
【００２２】前記第一の半導体層５上には、第二の半導
体層６が形成されている。この第二の半導体層６は、ｎ
+ 型のアモルファスシリコンなどで構成され、トランジ
スタのオーミックコンタクト層となる。この第二の半導
体層６は、キャリアガスとシランガス（ＳｉＨ4 ）に半
導体用不純物を供給するためのジボランガス（Ｂ
2 Ｈ6 ）などを混入させたプラズマＣＶＤ法などで厚み
１０００Å程度に形成される。
体層６が形成されている。この第二の半導体層６は、ｎ
+ 型のアモルファスシリコンなどで構成され、トランジ
スタのオーミックコンタクト層となる。この第二の半導
体層６は、キャリアガスとシランガス（ＳｉＨ4 ）に半
導体用不純物を供給するためのジボランガス（Ｂ
2 Ｈ6 ）などを混入させたプラズマＣＶＤ法などで厚み
１０００Å程度に形成される。
【００２３】前記第二の半導体層６上には、画像信号配
線およびソース・ドレイン電極となる第二の導電層７が
形成されている。この第二の導電層７は、タンタル（Ｔ
ａ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、チタン
（Ｔｉ）などで形成され、スパッタリング法や真空蒸着
法などで厚み１０００〜２０００Å程度に形成される。
線およびソース・ドレイン電極となる第二の導電層７が
形成されている。この第二の導電層７は、タンタル（Ｔ
ａ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、チタン
（Ｔｉ）などで形成され、スパッタリング法や真空蒸着
法などで厚み１０００〜２０００Å程度に形成される。
【００２４】なお、前記第一の半導体層５と第二の半導
体層６との間の中央部分には、窒化シリコン膜などから
成るエチングのストッパー層８が形成されている。すな
わち、トランジスタのソース・ドレインをエッチングに
よって分割する際に、第一の半導体層５がエッチングさ
れて消失しないように保護すると共に、第二の半導体層
６は完全にエッチングされるようにするために形成す
る。このようなエッチングのストッパー層８を設ける
と、第二の半導体層６の一部が残ってトランジスタのオ
フ電流が上昇するのが解消されると共に、第一の半導体
層５に例えば炭素原子や窒素原子を含有させると共に、
第二の半導体層６を微結晶シリコンなどで形成すること
によって、第一の半導体層５と第二の半導体層６にエッ
チングの選択性を持たせ、もってエッチングのストッパ
ー層８を省略するようにしてもよい。
体層６との間の中央部分には、窒化シリコン膜などから
成るエチングのストッパー層８が形成されている。すな
わち、トランジスタのソース・ドレインをエッチングに
よって分割する際に、第一の半導体層５がエッチングさ
れて消失しないように保護すると共に、第二の半導体層
６は完全にエッチングされるようにするために形成す
る。このようなエッチングのストッパー層８を設ける
と、第二の半導体層６の一部が残ってトランジスタのオ
フ電流が上昇するのが解消されると共に、第一の半導体
層５に例えば炭素原子や窒素原子を含有させると共に、
第二の半導体層６を微結晶シリコンなどで形成すること
によって、第一の半導体層５と第二の半導体層６にエッ
チングの選択性を持たせ、もってエッチングのストッパ
ー層８を省略するようにしてもよい。
【００２５】また、図示していないが、トランジスタ上
には、必要に応じて窒化シリコン膜などから成るパシベ
ーション膜が形成される。
には、必要に応じて窒化シリコン膜などから成るパシベ
ーション膜が形成される。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る薄膜トラン
ジスタによれば、ゲート電極となる第一の導電層を窒化
ニオブから成る下層導電層とα−タンタルから成る上層
導電層との二層構造にすることから、透明導電層や第一
の導電層が加熱された場合でも第一の導電層が剥離する
ことはない。したがって、ゲート電極の下地層に透明導
電層が形成されたトランジスタでも、ゲート電極に比抵
抗の小さいα−タンタルを用いることができる。
ジスタによれば、ゲート電極となる第一の導電層を窒化
ニオブから成る下層導電層とα−タンタルから成る上層
導電層との二層構造にすることから、透明導電層や第一
の導電層が加熱された場合でも第一の導電層が剥離する
ことはない。したがって、ゲート電極の下地層に透明導
電層が形成されたトランジスタでも、ゲート電極に比抵
抗の小さいα−タンタルを用いることができる。
【図１】本発明に係る薄膜トランジスタの一実施例を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の下層導電層を形成する際に用いられる
窒素ガスの流量と下層導電層の比抵抗との関係を示す図
である。
窒素ガスの流量と下層導電層の比抵抗との関係を示す図
である。
【図３】従来の薄膜トランジスタを示す図である。
１・・・基板、２・・・透明導電層、３・・・第一の導
電層、３ａ・・・下層導電層、３ｂ・・・上層導電層、
４・・・絶縁層、５・・・第一の半導体層、６・・・第
二の半導体層、７・・・第二の導電層。
電層、３ａ・・・下層導電層、３ｂ・・・上層導電層、
４・・・絶縁層、５・・・第一の半導体層、６・・・第
二の半導体層、７・・・第二の導電層。
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上にゲート電極の下地層となる透明
導電層、ゲート電極となる第一の導電層、ゲート絶縁膜
となる絶縁層、およびチャネル層となる第一の半導体層
を順次積層して設けると共に、この第一の半導体層上に
オーミックコンタクト層となる第二の半導体層とソース
・ドレイン電極となる第二の導電層を分割して設けた薄
膜トランジスタにおいて、前記第一の導電層を窒化ニオ
ブから成る下層導電層とα−タンタルから成る上層導電
層とで形成したことを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 【請求項２】 前記下層導電層の窒素の組成比を連続的
もしくは段階的に変化させたことを特徴とする請求項１
に記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項３】 前記上層導電層の厚みを１１００Å以上
としたことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜
トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011533A JP3012104B2 (ja) | 1992-04-24 | 1993-01-27 | 薄膜トランジスタ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-106236 | 1992-04-24 | ||
| JP10623692 | 1992-04-24 | ||
| JP5011533A JP3012104B2 (ja) | 1992-04-24 | 1993-01-27 | 薄膜トランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065861A true JPH065861A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3012104B2 JP3012104B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=26346970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5011533A Expired - Fee Related JP3012104B2 (ja) | 1992-04-24 | 1993-01-27 | 薄膜トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3012104B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100387043B1 (ko) * | 1998-08-19 | 2003-08-27 | 삼성전자주식회사 | 교환시스템의 텔레포니디바이스 버스 제어시스템 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP5011533A patent/JP3012104B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100387043B1 (ko) * | 1998-08-19 | 2003-08-27 | 삼성전자주식회사 | 교환시스템의 텔레포니디바이스 버스 제어시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3012104B2 (ja) | 2000-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |