JPH07131020A - 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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JPH07131020A
JPH07131020A JP29761193A JP29761193A JPH07131020A JP H07131020 A JPH07131020 A JP H07131020A JP 29761193 A JP29761193 A JP 29761193A JP 29761193 A JP29761193 A JP 29761193A JP H07131020 A JPH07131020 A JP H07131020A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲート電極とソース・ドレイン領域との重な
り部分が存在しても、高速動作が可能で、かつ消費電力
の増大を防ぐことができるようにいする。 【構成】 半導体層11上に形成されたフォトレジスト
12と半導体層11との上にバッファ絶縁膜15を形成
した後、フォトレジスト12上のバッファ絶縁膜15お
よびフォトレジスト12を剥離することにより凹部16
を形成し、この凹部16と対応する個所にゲート絶縁膜
17を介してゲート電極18を形成するようにした。し
たがって、ゲート絶縁膜17上のゲート電極16がソー
ス・ドレイン領域14に重なっても、重なり部分Bの厚
さをチャネル領域13に対応する部分の厚さよりも厚く
することができ、これにより重なり部分Bでの寄生容量
を小さくすることができ、動作時に重なり部分Bでの余
分な容量の充放電が不要となるため、高速動作が可能
で、かつ消費電力の増大を防ぐようにすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この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】半導体層としてポリシリコン層を用いた
薄膜トランジスタの製造方法では、大型ガラス基板用の
イオンドーピング装置を用いた場合、ポリシリコン層上
にゲート絶縁膜を形成した状態で、ポリシリコン層にイ
オンをドープさせてソース・ドレイン領域を形成するこ
とは十分なイオンの加速エネルギーが得られないため困
難である。そこで、従来では、図2(a)〜図2(e)
に示す各工程を経て薄膜トランジスタを製造している。
以下、これらの図を参照しながら、従来の薄膜トランジ
スタの製造方法について説明する。まず、図2(a)に
示すように、ガラス基板1の上面にデバイス領域となる
ポリシリコン層2を形成する。そして、図2(b)に示
すように、ポリシリコン層2の上面の所定個所にフォト
レジスト3を形成し、このフォトレジスト3をマスクと
してイオンドーピング装置によってリン(P)などのイ
オンをドープする。このときには、ポリシリコン層2の
上面に後述するゲート絶縁膜6が設けられていないの
で、フォトレジスト3と対応しない個所のポリシリコン
層2にイオンを良好にドープすることができる。この結
果、フォトレジスト3に対応する個所のポリシリコン層
2にチャネル領域4が形成され、その両側にソース・ド
レイン領域5が形成される。次に、フォトレジスト3を
剥離してレーザ照射によりソース・ドレイン領域5を活
性化し、図2(c)に示すように、ポリシリコン層2上
にゲート絶縁膜6を形成する。次に、図2(d)に示す
ように、チャネル領域4に対応するゲート絶縁膜6上に
ゲート電極7を形成する。この後、図2(e)に示すよ
うに、ゲート絶縁膜6およびゲート電極7上に層間絶縁
膜8を形成し、ソース・ドレイン領域5に対応するゲー
ト絶縁膜6および層間絶縁膜8にコンタクトホールを形
成し、このコンタクトホールにソース・ドレイン電極9
を形成し、これらの上面にオーバコート膜(図示せず)
を形成すると、薄膜トランジスタが完成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の薄膜トランジスタの製造方法では、ポリシリコン層
2のチャネル領域4上に形成されたゲート絶縁膜6上に
ゲート電極7をフォトリソグラフィ法で形成する際、非
セルフアライメントであるからマスクのアライメントに
高い精度が要求されるが、ゲート電極7をチャネル形成
領域に対応する個所に整合させることが難しいため、ゲ
ート電極7をチャネル領域4に対応する部分以外にも形
成させるので結果としてゲート電極7とソース・ドレイ
ン領域5との重なり部分Aが生じる。このような重なり
部分Aが存在すると、寄生容量が発生し、薄膜トランジ
スタの動作時にチャネル領域4のほかに、重なり部分A
で余分な容量の充放電を行なうため、動作速度が低下
し、消費電力が増大するという問題がある。この発明の
目的は、ゲート電極とソース・ドレイン領域との重なり
部分が存在しても、高速動作が可能で、かつ消費電力の
増大を防ぐことのできる薄膜トランジスタの製造方法を
提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、半導体層上
のチャネル形成領域に対応する個所にレジストを形成
し、半導体層およびレジスト上に第1絶縁膜を形成した
後、レジスト上の第1絶縁膜の少なくとも一部を除去す
るとともにレジストを剥離することにより凹部を形成
し、第1絶縁膜および凹部内に露出した半導体層上に第
2絶縁膜を形成した後、第2絶縁膜上の凹部と対応する
個所にゲート電極を形成するようにしたものである。
【0005】
【作用】この発明によれば、第2絶縁膜上に形成された
ゲート電極が半導体層のチャネル形成領域外、例えば半
導体層のソース・ドレイン領域に重なっても、予めチャ
ネル形成領域外の半導体層上には第1絶縁膜が形成され
ているから、重なり部分の厚さをチャネル形成領域に対
応する部分の厚さよりも第1絶縁膜の分だけ厚くするこ
とができ、これにより重なり部分での寄生容量を小さく
することができ、この結果、動作時に重なり部分での余
分な容量の充放電が不要となるため、高速動作が可能
で、かつ消費電力の増大を防ぐことのできる薄膜トラン
ジスタを得ることができる。
【0006】
【実施例】以下、図1(a)〜図1(f)を参照して、
この発明の一実施例を適用した薄膜トランジスタの製造
方法を説明する。まず、図1(a)に示すように、ガラ
ス基板10の上面にデバイス領域となるポリシリコン層
(半導体層)11を500Å程度の膜厚で形成する。そ
して、図1(b)に示すように、ポリシリコン層11上
のチャネル形成領域に対応する個所にフォトレジスト1
2を形成し、このフォトレジスト12をマスクとしてイ
オンドーピング装置によってリン(P)などのイオンを
ドープする。この結果、フォトレジスト12に対応する
個所のポリシリコン層11にチャネル領域13が形成さ
れ、その両側にソース・ドレイン領域14が形成され
る。なお、ここまでの工程は、従来の場合と同様であ
る。
【0007】次に、図1(c)に示すように、ポリシリ
コン層11およびフォトレジスト12上にプラズマCV
D法によって酸化シリコンなどからなるバッファ絶縁膜
(第1絶縁膜)15を数千Åの厚さで形成する。次に、
ライトエッチングによりフォトレジスト12の側壁に対
応するバッファ絶縁膜15を除去し、フォトレジスト1
2の一部を露出させる。このときには、バッファ絶縁膜
15の形成時にフォトレジスト12の側壁に対応する個
所にステップカバレッジが発生し、これによりフォトレ
ジスト12の側壁に対応するバッファ絶縁膜15の膜厚
がフォトレジスト12の上面の平坦なバッファ絶縁膜1
5の膜厚に比べて薄く緻密性が低いため、ライトエッチ
ングではフォトレジスト12の側壁に対応するバッファ
絶縁膜15が容易に除去されることになり、フォトレジ
スト12の上面の平坦なバッファ絶縁膜15が残る。次
に、フォトレジスト12を剥離する。このときには、フ
ォトレジスト12と共にその上部のバッファ絶縁膜15
も同じに除去される。この結果、図1(d)に示すよう
に、チャネル領域13以外のポリシリコン層11上にバ
ッフア絶縁膜15が残り、ポリシリコン層11のチャネ
ル領域13と対応する個所に凹部16が形成される。
【0008】次に、パルスレーザの照射によりソース・
ドレイン領域13を活性化し、図1(e)に示すよう
に、バッファ絶縁膜15および凹部16に露出したポリ
シリコン層11上に酸化シリコンなどからなるゲート絶
縁膜(第2絶縁膜)17を1000Å程度の膜厚で形成
する。次に、凹部16に対応するゲート絶縁膜17上に
クロムなどからなるゲート電極18を形成する。このと
きには、フォトリソグラフィ法によるマスクのアライメ
ントが非セルフアライメントであるから、ゲート電極1
8は同図に示すように凹部16の外部、つまりソース・
ドレイン領域14の上方にも多少形成されることにな
る。このため、ゲート電極18とソース・ドレイン領域
14とが重なる重なり部分Bが存在することになる。
【0009】この後、図1(f)に示すように、ゲート
絶縁膜17およびゲート電極18上に窒化シリコンなど
からなる層間絶縁膜19を5000Å程度の膜厚で形成
し、ソース・ドレイン領域14に対応するバッファ絶縁
膜15、ゲート絶縁膜17、および層間絶縁膜19にコ
ンタクトホールを形成し、このコンタクトホールにソー
ス・ドレイン電極20を形成し、これらの上面にオーバ
コート膜(図示せず)を形成すると、薄膜トランジスタ
が完成する。
【0010】このような薄膜トランジスタの製造方法で
は、チャネル領域13に対応して形成された凹部16に
ゲート絶縁膜17を介してゲート電極18を形成する際
に、ゲート電極18とソース・ドレイン領域14とが重
なる重なり部分Bが存在しても、予めチャネル領域13
の外側のポリシリコン層11上にはゲート絶縁膜17よ
りも数倍厚いバッファ絶縁膜15が形成されているか
ら、重なり部分Bの厚さをチャネル領域13に対応する
個所の厚さよりも数倍厚くすることができ、このため重
なり部分Bでの寄生容量を小さくすることができ、この
結果、動作時に重なり部分での余分な容量の充放電が不
要となるため、高速動作が可能で、かつ消費電力の増大
を防ぐことのできる薄膜トランジスタを得ることができ
る。
【0011】また、この薄膜トランジスタの製造方法で
は、フォトレジスト12を剥離するときに、ポリシリコ
ン層11のソース・ドレイン領域14がバッファ絶縁膜
15によって覆われているので、ソース・ドレイン領域
14の上面の平滑さが損なわれることがなく、良好な電
気特性が得られる。
【0012】なお、上記実施例では、ポリシリコン層1
1のチャネル領域13の両側に直接ソース・ドレイン領
域14を形成したが、これに限らず、例えばチャネル領
域13とソース・ドレイン領域14との間に低濃度領域
を形成するようにしてもよい。この場合には、ポリシリ
コン層11のチャネル形成領域上にフォトレジスト12
を形成し、チャネル形成領域以外のポリシリコン層11
中に低濃度のイオン(例えばリンイオン)をドープさせ
た後、フォトレジスト12を除去してポリシリコン層1
1のチャネル領域及び低濃度形成領域上にフォトレジス
トを形成し、この状態で高濃度のイオン(例えばリンイ
オン)をドープさせることにより、チャネル領域13と
ソース・ドレイン領域14との間に低濃度領域を形成す
ることができる。このような薄膜トランジスタの製造方
法でも、上記実施例と同様の効果がある。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第2絶縁膜上に形成されたゲート電極が半導体層の
チャネル形成領域外、例えば半導体層のソース・ドレイ
ン領域に重なっても、予めチャネル形成領域外の半導体
層上には第1絶縁膜が形成されているから、重なり部分
の厚さをチャネル形成領域に対応する部分の厚さよりも
第1絶縁膜の分だけ厚くすることができ、これにより重
なり部分での寄生容量を小さくすることができ、この結
果、動作時に重なり部分での余分な容量の充放電が不要
となるため、高速動作が可能で、かつ消費電力の増大を
防ぐことのできる薄膜トランジスタを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(f)はこの発明の一実施例を適用し
た薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図。
【図2】(a)〜(e)は従来の薄膜トランジスタの製
造工程の一例を示す断面図。
【符号の説明】 11 ポリシリコン層 12 フォトレジスト 13 チャネル領域 14 ソース・ドレイン領域 15 バッファ絶縁膜 16 凹部 17 ゲート絶縁膜 18 ゲート電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体層上のチャネル形成領域と対応す
    る個所にレジストを形成し、前記半導体層および前記レ
    ジスト上に第1絶縁膜を形成した後、前記レジスト上の
    前記第1絶縁膜の少なくとも一部を除去するとともに前
    記レジストを剥離することにより凹部を形成し、前記第
    1絶縁膜および前記凹部内に露出した前記半導体層上に
    第2絶縁膜を形成した後、前記第2絶縁膜上の前記凹部
    と対応する個所にゲート電極を形成することを特徴とす
    る薄膜トランジスタの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012256838A (ja) * 2011-02-02 2012-12-27 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
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