JPH07135319A - Thin film transistor and its fabrication - Google Patents

Thin film transistor and its fabrication

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JPH07135319A
JPH07135319A JP18202393A JP18202393A JPH07135319A JP H07135319 A JPH07135319 A JP H07135319A JP 18202393 A JP18202393 A JP 18202393A JP 18202393 A JP18202393 A JP 18202393A JP H07135319 A JPH07135319 A JP H07135319A
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JP
Japan
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film
speed
thin film
amorphous silicon
film transistor
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Application number
JP18202393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Saburo Adaka
三郎 阿高
Ryoji Oritsuki
良二 折付
Juichi Horii
寿一 堀井
Fumio Muramatsu
文雄 村松
Tomohiko Takeda
智彦 竹田
Kenji Kameda
賢治 亀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH07135319A publication Critical patent/JPH07135319A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the characteristics from deteriorating while increasing the film deposition rate by constituting an active layer, i.e., an amorphous silicon layer, of a film deposited at low rate and a film deposited at high rate. CONSTITUTION:A Cr electrode is formed entirely on the surface of a glass substrate 1 and then a gate electrode is formed by wet etching. SiH4 and NH3 are fed into a plasma CVD chamber where silicon nitride 3 is deposited at high rate and then a vacuum state is sustained. Subsequently, the substrate 1 is transferred into another plasma CVD chamber into which SiH4 and H2 are fed in order to deposit first and second layers 9, 4 at low rate. The substrate 1 is further transferred into another plasma CVD chamber into which SiH4 and H2 are fed along with a doping gas of PH3 thus depositing an a-Si(n<+>) 5. This structure improve the interface characteristics with respect to the gate insulating film and prevents the characteristics from deteriorating while increasing the film deposition rate.

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、アモルファスシリコン
(a−Si)を活性層とする薄膜トランジスタ及びその
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor having amorphous silicon (a-Si) as an active layer and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6にアモルファスシリコンを用いた従
来の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film
Transistor)の構造を示す。該薄膜トランジ
スタは次の様に製造される。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional thin film transistor (TFT: Thin Film) using amorphous silicon.
Transistor) structure is shown. The thin film transistor is manufactured as follows.

【0003】先ず、ガラス基板1上全面に高融点金属、
例えばクロムCrを真空蒸着、又はスパッタ蒸着により
膜厚1000〜2000オングストロームに成膜後フォ
トマスクを用いて、ゲート電極2のパターニングを行
う。次に、前記ガラス基板1全面に絶縁膜、例えば窒化
シリコン(SiN)膜3をプラズマCVD(Chemi
cal Vapor Deposition)により膜
厚3000〜4000オングストロームに成膜する。該
窒化シリコン膜3の上からアモルファスシリコン(a−
Si:amorphous silicon)膜4をプ
ラズマCVDで膜厚1000〜2000オングストロー
ム成膜し、更にその後連続してフォスフィン(PH3
を不純物混入し、a−Si(n+ )膜5を膜厚300〜
1000オングストローム成膜する。
First, a refractory metal is formed on the entire surface of the glass substrate 1.
For example, after forming chromium Cr into a film thickness of 1000 to 2000 angstrom by vacuum vapor deposition or sputter vapor deposition, the gate electrode 2 is patterned using a photomask. Next, an insulating film, for example, a silicon nitride (SiN) film 3 is formed on the entire surface of the glass substrate 1 by plasma CVD (Chemi).
A film thickness of 3000 to 4000 angstrom is formed by cal vapor deposition. Amorphous silicon (a-
A Si: amorphous silicon) film 4 is formed by plasma CVD to a film thickness of 1000 to 2000 angstroms, and then phosphine (PH 3 ) is continuously formed.
Are mixed in to form an a-Si (n + ) film 5 having a film thickness of 300 to
1000 angstrom film is formed.

【0004】更に、フォトマスクでパターニングしてa
−Si(n+ )膜5、及びa−Si膜4をウェットエッ
チング又はドライエッチングした後、ソース及びドレイ
ン用電極膜として、例えばアルミニウムAlを膜厚20
00〜4000オングストロームに真空蒸着又はスパッ
タ蒸着により成膜する。成膜後ウェットエッチング又は
ドライエッチングによりパターニングを行い、ソース電
極6及びドレン電極7を形成する。最後にバッシベーシ
ョン膜(SiN又はSiO2 )8を形成して薄膜トラン
ジスタが作製できる。
Further, patterning with a photomask is carried out a
After wet-etching or dry-etching the -Si (n + ) film 5 and the a-Si film 4, for example, aluminum Al having a film thickness of 20 is used as a source and drain electrode film.
A film is formed by vacuum deposition or sputter deposition to a thickness of 00 to 4000 angstrom. After film formation, patterning is performed by wet etching or dry etching to form the source electrode 6 and the drain electrode 7. Finally, a passivation film (SiN or SiO 2 ) 8 is formed to manufacture a thin film transistor.

【0005】ここでは、逆スタガ構造のチャネルエッチ
方式に於ける薄膜トランジスタの作製プロセスについて
述べたが、構造ではこの他に正スタガ構造、又プロセス
方式ではエッチングストッパ方式がある。
Here, the manufacturing process of the thin film transistor in the channel etching method of the reverse stagger structure has been described, but in addition to this, there is a positive stagger structure, and in the process method there is an etching stopper system.

【0006】又、a−Si及びSiNの成膜には、プラ
ズマCVDが用いられているが、現在は基板の多数枚チ
ャージのバッチ式が主流である。然し、最近ではゴミの
発生、メンテナンス時間が掛かる、歩留が低い等の理由
から、枚葉式CVD装置が注目される様になってきた。
Further, plasma CVD is used for film formation of a-Si and SiN, but at present, a batch type of charging a large number of substrates is the mainstream. However, recently, single-wafer CVD apparatuses have been attracting attention because of the generation of dust, the time required for maintenance, the low yield, and the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜トランジス
タ構造では、成膜速度が遅く(例えばa−Siでは60
〜100オングストローム/min )、成膜時間が長いた
め、成膜の高スループット化を図ることが難しい。従っ
て、薄膜トランジスタを用いた液晶パネルの低価格化が
困難となっている。
In the conventional thin film transistor structure, the film forming speed is slow (for example, 60% for a-Si).
˜100 angstrom / min), it is difficult to achieve high film formation throughput because the film formation time is long. Therefore, it is difficult to reduce the cost of the liquid crystal panel using the thin film transistor.

【0008】プラズマCVDで高速成膜を実現するに
は、放電電力を高める、反応ガスの濃度を高める、放電
間隔を狭くすること等が考えられる。然し乍ら、プラズ
マCVDでの成膜の場合、前記条件を変えることによ
り、膜中の組成比、緻密性等が変化する為、薄膜トラン
ジスタ特性に大きく影響を与える。従って、単に成膜速
度を高めるだけでは、薄膜トランジスタ特性が劣化す
る。例えば、第7図(従来図)にa−Siの高速成膜に
よる薄膜トランジスタの電界効果移動度(モビリティ)
の変化を示す。これからa−Si膜の高速成膜は薄膜ト
ランジスタ特性を劣化させることが明らかである。従っ
て、又、例え成膜装置の改良によって、成膜速度の高速
化が可能になっても、薄膜トランジスタ特性が著しく劣
化する問題がある。
In order to realize high-speed film formation by plasma CVD, it is conceivable to increase the discharge power, increase the concentration of the reaction gas, and shorten the discharge interval. However, in the case of film formation by plasma CVD, by changing the above conditions, the composition ratio in the film, the denseness, etc. change, which greatly affects the thin film transistor characteristics. Therefore, simply increasing the film formation rate deteriorates the thin film transistor characteristics. For example, FIG. 7 (conventional diagram) shows a field effect mobility (mobility) of a thin film transistor formed by high-speed deposition of a-Si.
Shows the change of. From this, it is clear that high speed deposition of the a-Si film deteriorates the thin film transistor characteristics. Therefore, even if the film forming rate can be increased by improving the film forming apparatus, there is a problem that the thin film transistor characteristics are significantly deteriorated.

【0009】本発明は、高速成膜で作製した薄膜トラン
ジスタに於いても薄膜トランジスタ特性を劣化させない
薄膜トランジスタとその製法を提供しようとするもので
ある。
The present invention is intended to provide a thin film transistor which does not deteriorate the thin film transistor characteristics even in a thin film transistor manufactured by high-speed film formation, and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、活性層である
アモルファスシリコン層が低速生成膜と高速生成膜を含
む薄膜トランジスタに係るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a thin film transistor in which an amorphous silicon layer which is an active layer includes a low speed generation film and a high speed generation film.

【0011】[0011]

【作用】ゲート絶縁膜に接するアモルファスシリコン層
を低速生成膜と高速生成膜の複数層構造とすることでゲ
ート絶縁膜との界面特性が改善され、膜生成速度を増大
させつつ薄膜トランジスタ特性の劣化を防止する。
[Function] By forming the amorphous silicon layer in contact with the gate insulating film with a multi-layer structure of a low-speed generation film and a high-speed generation film, the interface characteristics with the gate insulation film are improved, and the film formation speed is increased and the thin film transistor characteristics are deteriorated. To prevent.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】先ず単純に絶縁膜(例えばSiN)、a−
Si膜の高速成膜では薄膜トランジスタ特性が劣化する
ことについては前述した通りであり、本発明者は高速成
膜で薄膜トランジスタ特性が劣化するのは、SiN膜と
a−Si膜の界面に原因があるということに着目し、以
下の薄膜トランジスタを提案する。
First, an insulating film (for example, SiN), a-
As described above, the thin film transistor characteristics are deteriorated in the high-speed film formation of the Si film. The present inventor causes the thin film transistor characteristics to be deteriorated in the high-speed film formation due to the interface between the SiN film and the a-Si film. Focusing on this, the following thin film transistor is proposed.

【0014】即ち、高速成膜したSiN膜の上に、低速
成膜のa−Si膜を薄く成膜し、次に連続して高速成膜
のa−Si膜を成膜した後、オーミックコンタクトを取
る為のa−Si(n+ )膜を成膜することにより、逆ス
タガ型のチャネルエッチ方式の薄膜トランジスタを作製
する。斯かる構造を採用することにより、薄膜トランジ
スタ特性上重要な界面(SiN/a−Si)での劣化を
防止することができるので、薄膜トランジスタ特性(特
に電界効果移動度モビリティ)の劣化を防ぐことができ
る。
That is, a low-speed a-Si film is formed thinly on a high-speed SiN film, and then a high-speed a-Si film is continuously formed, followed by ohmic contact. By forming an a-Si (n + ) film for removing, a reverse stagger type channel-etch type thin film transistor is manufactured. By adopting such a structure, it is possible to prevent deterioration at the interface (SiN / a-Si) which is important for thin film transistor characteristics, and thus it is possible to prevent deterioration of thin film transistor characteristics (especially field effect mobility mobility). .

【0015】而も、薄膜トランジスタ特性を維持する為
には、薄いa−Si膜層を挟むだけでよく、SiN膜及
びa−Si膜共に高速成膜が可能となる。
Further, in order to maintain the thin film transistor characteristics, it suffices to sandwich a thin a-Si film layer, and high-speed film formation of both the SiN film and the a-Si film becomes possible.

【0016】図1に於いて本実施例に係る薄膜トランジ
スタについて説明する。
A thin film transistor according to this embodiment will be described with reference to FIG.

【0017】尚、図1中、図6中で示したものと同様の
ものには同符号を付してある。
In FIG. 1, the same parts as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.

【0018】ガラス基板1上にスパッタリングで膜厚
1,000オングストロームのCr電極を全面に形成し
た後、フォトレジストでパターニングを行い、ウェット
エッチングでゲート電極2を形成する。プラズマCVD
室にSiH4 とNH3 を供給して、窒化シリコン膜3を
基板温度350℃、高速成膜速度900オングストロー
ム/min で膜厚4,000オングストローム成膜した
後、真空状態を維持して別のプラズマCVD室に基板を
移送する。移送後、SiH4 とH2 を供給して、基板温
度250℃、低速成膜速度80オングストローム/min
で膜厚80オングストローム成膜(第1層9)してか
ら、成膜速度80〜430オングストローム/min で膜
厚1,920オングストロームを成膜(第2層4)す
る。
After a Cr electrode having a film thickness of 1,000 angstrom is formed on the entire surface of the glass substrate 1 by sputtering, patterning is performed with a photoresist, and a gate electrode 2 is formed by wet etching. Plasma CVD
SiH 4 and NH 3 are supplied to the chamber to form a silicon nitride film 3 at a substrate temperature of 350 ° C. at a high film forming speed of 900 angstrom / min and a film thickness of 4,000 angstrom, and then maintain a vacuum state for another film. The substrate is transferred to the plasma CVD chamber. After the transfer, SiH 4 and H 2 are supplied, the substrate temperature is 250 ° C., and the low film formation rate is 80 Å / min.
To form a film having a thickness of 80 angstroms (first layer 9) at a film forming rate of 80 to 430 angstroms / min (second layer 4).

【0019】更に真空状態を維持して、別のプラズマC
VD室に基板を移送してから、PH3 をドーピングガス
としてSiH4 とH2 を供給し、基板温度250℃で膜
厚500オングストロームのa−Si(n+ )5を成膜
する。次に、真空蒸着によりAl膜を膜厚4,000オ
ングストロームで全面に形成してから、フォトレジスト
を塗布した後、パターニングを行いソース電極6及びド
レイン電極7を形成する。
Further maintaining the vacuum state, another plasma C
After the substrate is transferred to the VD chamber, SiH 4 and H 2 are supplied by using PH 3 as a doping gas to form a-Si (n + ) 5 having a film thickness of 500 Å at the substrate temperature of 250 ° C. Next, an Al film having a film thickness of 4,000 angstroms is formed on the entire surface by vacuum vapor deposition, and after applying a photoresist, patterning is performed to form a source electrode 6 and a drain electrode 7.

【0020】本実施例では、図2に示す様に、a−Si
の成膜速度の増加と共にモビリティの低下は起こらず、
そのモビリティも1.1cm2 /V・sと良好の結果が得
られる。又第1層のa−Si成膜速度が200オングス
トローム/min でもモビリティは0.9と高かったが、
成膜速度が300オングストローム/min になると、
0.5と著しく低下した。即ち、SiNとa−Siとの
間に、成膜速度が80〜200オングストローム/min
の低速成膜速度のa−Si膜を挟むことにより、SiN
及びa−Siの高速成膜に於いても従来の様な薄膜トラ
ンジスタ特性の劣化がない。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a-Si
The mobility does not decrease with the increase of the film formation speed of
Its mobility is also 1.1 cm 2 / V · s, which is a good result. The mobility was as high as 0.9 even when the a-Si film forming rate of the first layer was 200 angstrom / min.
When the film formation speed reaches 300 angstrom / min,
It was significantly reduced to 0.5. That is, the deposition rate between SiN and a-Si is 80 to 200 angstrom / min.
By sandwiching the a-Si film having a low film forming speed of
Also, even in high-speed film formation of a-Si, there is no deterioration of thin film transistor characteristics as in the conventional case.

【0021】このことは、薄膜トランジスタ特性はSi
Nとa−Siとの界面特性が重要であることを示してい
る。図3はSiNの上に低速成膜(80オングストロー
ム/min )と高速成膜(430オングストローム/min
)の膜を重ねた時の界面窒素原子のプロファイルをS
IMS(Secondary Ion Mass Sp
ectrometry)で分析した結果を示しており、
高速成膜ではSiNとa−Siとの界面に於ける窒素原
子のプロファイルが50オングストロームを越えている
のに対して、低速成膜では50オングストローム以下で
あり、低速生成膜9と高速生成膜4との重合で界面特性
が改善されることを裏付けている。
This means that the thin film transistor characteristic is Si.
It shows that the interface characteristics between N and a-Si are important. Figure 3 shows low-speed film formation (80 Å / min) and high-speed film formation (430 Å / min) on SiN.
) S is the profile of interfacial nitrogen atoms when the films are stacked.
IMS (Secondary Ion Mass Sp)
shows the results of analysis by
The profile of nitrogen atoms at the interface between SiN and a-Si exceeds 50 angstroms in the high-speed film formation, whereas it is 50 angstroms or less in the low-speed film formation. This proves that the interfacial properties are improved by the polymerization with.

【0022】次に、他の実施例を説明する。Next, another embodiment will be described.

【0023】第1層及び第2層の重ねa−Si膜を作製
する場合に、低速成膜を行う為には反応ガス濃度及び電
極間間隔を変更させることで成膜速度を制御することが
できるが、前者では流量が安定する迄に、後者では所望
の間隔に設定する迄に時間がかかる。そこで、最も制御
し易い放電電力の変更により低速成膜及び高速成膜の重
ね膜を実施する。
In order to perform low-speed film formation when forming the first and second layered a-Si films, it is possible to control the film formation rate by changing the reaction gas concentration and the interval between electrodes. However, in the former case, it takes time to stabilize the flow rate, and in the latter case, it takes time to set the desired interval. Therefore, the low-speed film formation and the high-speed film formation are performed by changing the discharge power that is the most controllable.

【0024】実施例1と同様に、SiNを高速成膜した
後、SiH4 及びH2 を供給して成膜速度80オングス
トローム/min になる様に、放電電力20Wで第1層の
a−Si膜を成膜する。次に、成膜速度430オングス
トローム/min になる様に放電電力350Wで第2層の
a−Si膜を成膜する。a−Siをトータルで膜厚2,
000オングストローム成膜した後、実施例1と同様な
工程により、薄膜トランジスタを作製する。本実施例に
於いても、薄膜トランジスタのモビリティが0.9〜
1.2と高い値が得られた。
In the same manner as in Example 1, after high-speed SiN film formation, SiH 4 and H 2 were supplied so that the film formation rate was 80 Å / min and the discharge power was 20 W, and the a-Si of the first layer was formed. Form a film. Next, a second-layer a-Si film is formed at a discharge power of 350 W so that the film formation rate is 430 Å / min. Total film thickness of a-Si 2,
After forming a 000 angstrom film, a thin film transistor is manufactured by the same steps as in Example 1. Also in this embodiment, the mobility of the thin film transistor is 0.9 to
A value as high as 1.2 was obtained.

【0025】図4は本薄膜トランジスタを製造する半導
体製造装置の構成図を示す。
FIG. 4 is a block diagram of a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing this thin film transistor.

【0026】図中、11はガラス基板を収納するカセッ
トスタンド、12は大気中で作動する第1大気搬送ロボ
ット、13はロードロック室、14は基板予備加熱室、
15は真空内で作動する第1真空搬送ロボット、16は
第1プラズマCVD室、17は真空内で作動する第2真
空搬送ロボット、18は第2プラズマCVD室、19は
第3真空搬送ロボット、20は第3プラズマCVD室、
21はアンロードロック室、22は大気中で作動する第
2大気搬送ロボット、23はカセットスタンド、24,
25,26,27,28,29,30,31,32,3
3は各ユニットを気密に連結するゲートバルブである。
In the figure, 11 is a cassette stand for accommodating glass substrates, 12 is a first atmospheric transfer robot operating in the atmosphere, 13 is a load lock chamber, 14 is a substrate preheating chamber,
Reference numeral 15 is a first vacuum transfer robot operating in vacuum, 16 is a first plasma CVD chamber, 17 is a second vacuum transfer robot operating in vacuum, 18 is a second plasma CVD chamber, 19 is a third vacuum transfer robot, 20 is the third plasma CVD chamber,
21 is an unload lock chamber, 22 is a second atmospheric transfer robot that operates in the atmosphere, 23 is a cassette stand, 24,
25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 3
Reference numeral 3 is a gate valve that hermetically connects the units.

【0027】前記実施例と同様ゲート電極2を形成した
ガラス基板を前記カセットスタンド11に装填する。前
記第1大気搬送ロボット12により該カセットスタンド
11からガラス基板を取出し、ゲートバルブ24を介し
てロードロック室13に搬入し、ガラス基板搬入後ロー
ドロック室13を真空排気する。
A glass substrate on which the gate electrode 2 is formed is loaded in the cassette stand 11 as in the above embodiment. The glass substrate is taken out of the cassette stand 11 by the first atmospheric transfer robot 12 and loaded into the load lock chamber 13 via the gate valve 24. After loading the glass substrate, the load lock chamber 13 is evacuated.

【0028】次に、前記第1真空搬送ロボット15によ
り前記ゲートバルブ25,26を介して前記ロードロッ
ク室13からガラス基板を前記基板予備加熱室14に搬
送する。該基板予備加熱室14に於いてガラス基板は3
50℃前後に予備加熱され、更に加熱されたガラス基板
は前記第1真空搬送ロボット15により前記ゲートバル
ブ27を介して前記第1プラズマCVD室16に搬送さ
れる。
Next, the first vacuum transfer robot 15 transfers the glass substrate from the load lock chamber 13 to the substrate preheating chamber 14 via the gate valves 25 and 26. In the substrate preheating chamber 14, there are 3 glass substrates.
The glass substrate preheated to about 50 ° C. and further heated is transferred to the first plasma CVD chamber 16 by the first vacuum transfer robot 15 via the gate valve 27.

【0029】該第1プラズマCVD室16に於いてプラ
ズマが発生され、SiH4 、NH3が供給される。ガラ
ス基板温度350℃、高速成膜速度900オングストロ
ーム/min の条件で窒化シリコン膜3を4,000オン
グストローム成膜する。更に、前記第2真空搬送ロボッ
ト17により真空状態が維持されたままガラス基板が前
記ゲートバルブ29を介して前記第1プラズマCVD室
16から前記第2プラズマCVD室18に搬送される。
Plasma is generated in the first plasma CVD chamber 16, and SiH 4 and NH 3 are supplied. The silicon nitride film 3 is formed in a thickness of 4,000 angstroms under the conditions of a glass substrate temperature of 350 ° C. and a high-speed film formation rate of 900 angstrom / min. Further, the glass substrate is transferred from the first plasma CVD chamber 16 to the second plasma CVD chamber 18 via the gate valve 29 while the vacuum state is maintained by the second vacuum transfer robot 17.

【0030】該第2プラズマCVD室18でプラズマ発
生下、SiH4 、H2 が供給され、ガラス基板温度25
0℃、低速成膜速度80オングストローム/min の条件
で所定の膜厚の第1層9を成膜し、更に継続して成膜速
度430オングストローム/min で第2層4を形成し、
第1層9と第2層4の合計のa−Si膜厚が2,000
オングストロームとなる様にする。
SiH 4 and H 2 are supplied while plasma is being generated in the second plasma CVD chamber 18, and the glass substrate temperature 25
A first layer 9 having a predetermined film thickness is formed under the conditions of 0 ° C. and a low film forming speed of 80 Å / min, and further, a second layer 4 is formed at a film forming speed of 430 Å / min.
The total a-Si film thickness of the first layer 9 and the second layer 4 is 2,000.
Try to be Angstrom.

【0031】a−Si膜成膜後、真空状態を維持し、前
記第3真空搬送ロボット19によりガラス基板を前記ゲ
ートバルブ30,32を介して第3プラズマCVD室2
0に搬送する。該第3プラズマCVD室20に於いてプ
ラズマ発生下、PH3 をドーピングガスとしてSH4
2 を供給し、ガラス基板温度250℃で膜厚500オ
ングストロームのa−Si(n+ )膜5を生成する。
After forming the a-Si film, a vacuum state is maintained, and the glass substrate is moved by the third vacuum transfer robot 19 through the gate valves 30 and 32 to the third plasma CVD chamber 2.
Transport to 0. In the third plasma CVD chamber 20, under plasma generation, PH 3 is used as a doping gas, and SH 4 and H 2 are supplied to form an a-Si (n + ) film 5 having a film thickness of 500 Å at a glass substrate temperature of 250 ° C. To generate.

【0032】成膜が完了すると前記第3真空搬送ロボッ
ト19によりゲートバルブ32,31を介してガラス基
板が前記第3プラズマCVD室20からアンロードロッ
ク室21に搬送され、更にゲートバルブ33を介して前
記第2大気搬送ロボット22により前記カセットスタン
ド23に搬出される。
When the film formation is completed, the glass substrate is transferred from the third plasma CVD chamber 20 to the unload lock chamber 21 by the third vacuum transfer robot 19 via the gate valves 32 and 31, and further via the gate valve 33. And is carried out to the cassette stand 23 by the second atmospheric transfer robot 22.

【0033】前記ガラス基板は更に真空蒸着によりAl
膜を膜厚4,000で成膜し、フォトレジスト塗布後パ
ターニングを行い、ソース電極6、ドレイン電極7を形
成する。
The glass substrate was further vacuum-deposited with Al.
A film having a film thickness of 4,000 is formed, and after applying a photoresist, patterning is performed to form a source electrode 6 and a drain electrode 7.

【0034】本装置により窒化シリコン膜、アモルファ
スシリコン膜の高速成膜を可能とすると共に界面に薄い
低速生成膜を介在させた薄膜トランジスタを製造するこ
とができる。
This apparatus enables high-speed film formation of a silicon nitride film and an amorphous silicon film, and can manufacture a thin film transistor having a thin low-speed film formed at the interface.

【0035】次に、前記低速生成膜(第1層)9(成膜
速度80オングストローム/min )の膜厚が0,20,
40,80,150,300オングストロームである時
の薄膜トランジスタ特性(電界効果移動度モビリティ)
を図5に示す。図5が示す様に、低速生成膜の膜厚が5
0オングストローム以上であれば、電界効果移動度モビ
リティは0.7以上の高い値が得られる。
Next, the film thickness of the low-speed generation film (first layer) 9 (deposition rate 80 Å / min) is 0, 20,
Thin film transistor characteristics at 40, 80, 150 and 300 angstroms (field effect mobility)
Is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the film thickness of the low-speed generation film is 5
When it is 0 angstrom or more, a high value of 0.7 or more is obtained for the field effect mobility.

【0036】尚、上記実施例では逆スタガ構造のチャネ
ルエッチタイプについて述べたが、正スタガ構造、エッ
チングストッパタイプに於いても実施可能であることは
言う迄もなく、低速成膜、高速成膜の2重構造以外の多
重構造としても同様の効果が発揮されることは勿論であ
る。
In the above-mentioned embodiment, the channel etch type having the inverted stagger structure is described, but it goes without saying that the invention can also be applied to the positive stagger structure and the etching stopper type. Needless to say, the same effect can be obtained by using a multiple structure other than the double structure.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、薄膜ト
ランジスタ特性を劣化させることなく、成膜時間の短縮
(例えば第1層のa−Si膜を成膜速度80オングスト
ローム/min で膜厚80オングストローム、第2層のa
−Si膜を成膜速度430オングストローム/min で膜
厚1,920オングストロームを成膜するとすれば、a
−Si膜2,000オングストロームを低速成膜速度8
0オングストローム/min で要する成膜時間の6分の1
となる)が可能となり、成膜スループットは著しく向上
する。而して、成膜の高スループット化、歩留まり向上
が図れ、薄膜トランジスタを使用した各種製品、例えば
液晶表示パネルの製品価格低減に大きく寄与する。
As described above, according to the present invention, the film formation time can be shortened without deteriorating the thin film transistor characteristics (for example, the film thickness of the a-Si film of the first layer is 80 angstrom / min. Angstrom, second layer a
-If the film thickness of the Si film is 1,920 angstrom at the film forming speed of 430 angstrom / min,
-Si film 2,000 angstrom with low film formation rate 8
1/6 of the film formation time required at 0 angstrom / min
It becomes possible and the film forming throughput is remarkably improved. Thus, high throughput of film formation and improvement of yield can be achieved, which greatly contributes to reduction of product prices of various products using thin film transistors, for example, liquid crystal display panels.

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

【図1】本発明の一実施例に係る薄膜トランジスタの構
造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に於ける成膜速度と電界効果移動度モビ
リティとの関係を示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a film forming rate and field effect mobility mobility in the present invention.

【図3】低速生成膜と高速生成膜の界面に於ける窒素原
子のプロファイルである。
FIG. 3 is a profile of nitrogen atoms at an interface between a low speed generation film and a high speed generation film.

【図4】本実施例に係る薄膜トランジスタを製造する半
導体製造装置の一例を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing the thin film transistor according to the present embodiment.

【図5】アモルファスシリコン膜厚と電界効果移動度モ
ビリティとの関係を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an amorphous silicon film thickness and field effect mobility mobility.

【図6】従来の薄膜トランジスタを示す構造図である。FIG. 6 is a structural diagram showing a conventional thin film transistor.

【図7】従来の薄膜トランジスタに於ける成膜速度と電
界効果移動度モビリティとの関係を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a film formation rate and a field effect mobility mobility in a conventional thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 ゲート電極 3 窒化シリコン膜 4 アモルファスシリコン膜 5 アモルファスシリコン膜(n+ ) 6 ソース電極 7 ドレイン電極 8 バッシベーション膜 9 第1層膜(アモルファスシリコン膜)1 glass substrate 2 gate electrode 3 silicon nitride film 4 amorphous silicon film 5 amorphous silicon film (n + ) 6 source electrode 7 drain electrode 8 passivation film 9 first layer film (amorphous silicon film)

フロントページの続き (72)発明者 堀井 寿一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所内 (72)発明者 村松 文雄 東京都港区虎ノ門二丁目3番13号 国際電 気株式会社内 (72)発明者 竹田 智彦 東京都港区虎ノ門二丁目3番13号 国際電 気株式会社内 (72)発明者 亀田 賢治 東京都港区虎ノ門二丁目3番13号 国際電 気株式会社内Front page continued (72) Inventor Juichi Horii 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi, Ltd. (72) Inventor Fumio Muramatsu 2-3-3 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Kokusai Electric Co., Ltd. (72) Inventor Tomohiko Takeda 2-13-13 Toranomon, Minato-ku, Tokyo International Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Kameda 2-3-13 Toranomon, Minato-ku, Tokyo International Electric Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性層であるアモルファスシリコン層が
低速生成膜と高速生成膜を含むことを特徴とする薄膜ト
ランジスタ。
1. A thin film transistor, wherein an amorphous silicon layer which is an active layer includes a low speed generation film and a high speed generation film.
【請求項2】 ゲート絶縁膜に接する活性層であるアモ
ルファスシリコン層が、成膜速度200オングストロー
ム/min 以下の低速生成膜に成膜速度200オングスト
ローム/min 以上の高速生成膜を重合せた構造である請
求項1の薄膜トランジスタ。
2. An amorphous silicon layer, which is an active layer in contact with a gate insulating film, has a structure in which a low-rate generation film with a film formation rate of 200 Å / min or less is superposed with a high-speed generation film with a film formation rate of 200 Å / min or more. The thin film transistor according to claim 1.
【請求項3】 低速生成膜膜厚が50オングストローム
以上である請求項1の薄膜トランジスタ。
3. The thin film transistor according to claim 1, wherein the low-speed generation film thickness is 50 angstroms or more.
【請求項4】 ゲート絶縁膜とアモルファスシリコンと
の界面に於ける窒素原子のプロファイルが50オングス
トローム以下の境界領域を有する請求項1の薄膜トラン
ジスタ。
4. The thin film transistor according to claim 1, wherein a profile of nitrogen atoms at an interface between the gate insulating film and amorphous silicon has a boundary region of 50 angstroms or less.
【請求項5】 ゲート絶縁膜に接する活性層であるアモ
ルファスシリコン層が低速生成膜と高速生成膜を含む薄
膜トランジスタに於いて、ゲート絶縁膜の高速成膜後に
アモルファスシリコンの低速成膜及び高速成膜をゲート
絶縁膜生成とは別の成膜室で真空状態を継続させ行う請
求項1の薄膜トランジスタの製造方法。
5. In a thin film transistor in which an amorphous silicon layer, which is an active layer in contact with a gate insulating film, includes a low speed generation film and a high speed generation film, the low speed formation and the high speed formation of the amorphous silicon after the high speed formation of the gate insulation film. 2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the vacuum state is continued in a film forming chamber separate from the gate insulating film formation.
【請求項6】 ゲート絶縁膜に接する活性層であるアモ
ルファスシリコン層が低速生成膜と高速生成膜を含む薄
膜トランジスタに於いて、アモルファスシリコンの低速
成膜及び高速成膜を同じ成膜室で印加電力の変更により
連続成膜することを特徴とする薄膜トランジスタの製造
方法。
6. In a thin film transistor in which an amorphous silicon layer, which is an active layer in contact with a gate insulating film, includes a low-speed generation film and a high-speed generation film, low-speed film formation and high-speed film formation of amorphous silicon are applied in the same film formation chamber. A method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that continuous film formation is performed by changing the above.
【請求項7】 ゲート絶縁膜に接する活性層であるアモ
ルファスシリコン層が低速生成膜と高速生成膜を含む薄
膜トランジスタに於いて、ゲート絶縁膜、アモルファス
シリコン層の低速成膜及び高速成膜、次にアモルファス
シリコンa−Si(n+ )の成膜を真空状態を維持しつ
つ個別の独立した成膜室で成膜したことを特徴とする薄
膜トランジスタの製造方法。
7. In a thin film transistor in which an amorphous silicon layer, which is an active layer in contact with a gate insulating film, includes a low-speed generation film and a high-speed generation film, a gate insulation film and an amorphous silicon layer are formed at a low speed and a high speed. A method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that a film of amorphous silicon a-Si (n + ) is formed in an independent film forming chamber while maintaining a vacuum state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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