JPH07221316A - 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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JPH07221316A
JPH07221316A JP3082694A JP3082694A JPH07221316A JP H07221316 A JPH07221316 A JP H07221316A JP 3082694 A JP3082694 A JP 3082694A JP 3082694 A JP3082694 A JP 3082694A JP H07221316 A JPH07221316 A JP H07221316A
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JP
Japan
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thin film
gate electrode
exposure
substrate
film transistor
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JP3082694A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Matsumoto
広 松本
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep 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
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742Thin film unipolar transistors
    • H01L29/6675Amorphous silicon or polysilicon transistors
    • H01L29/66765Lateral single gate single channel transistors with inverted structure, i.e. the channel layer is formed after the gate

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 露光時間を短くする。 【構成】 ガラス基板11上にゲート電極12およびゲ
ート絶縁膜13を介して半導体薄膜14を形成し、半導
体薄膜14上にチャネル保護膜形成用層15を介してポ
ジ型のフォトレジスト層16を形成する。次に、ゲート
電極12をマスクとした裏面露光によりフォトレジスト
パターン16aを形成し、フォトレジストパターン16
aをマスクとしたエッチングによりチャネル保護膜を形
成し、チャネル保護膜をマスクとして半導体薄膜14に
不純物を注入し、チャネル領域の幅がゲート電極12の
幅よりも小さくなった薄膜トランジスタを製造する。こ
の場合、裏面露光をガラス基板11の下面に対して斜め
方向から行うので、光の回り込む性質を利用することな
くゲート電極12の両端部に対応する部分のフォトレジ
スト層16bを直接的に露光することができ、したがっ
て露光時間を短くすることができる。

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】ボトムゲート型の薄膜トランジスタの製
造方法には、裏面露光によるセルフアライメントにより
製造する方法がある。このような製造方法では、まず図
6に示すように、ガラス基板1の上面にクロムからなる
ゲート電極2を形成し、その全上面に窒化シリコンから
なるゲート絶縁膜3を形成し、その上面にアモルファス
シリコンやポリシリコン等の非単結晶半導体からなる半
導体薄膜4を形成し、その上面に窒化シリコンからなる
チャネル保護膜形成層5を形成し、その上面にポジ型の
フォトレジスト層6を形成する。
【0003】次に、ガラス基板1の下面(裏面)側から
平行光線を垂直に照射することにより、ゲート電極2を
マスクとして露光し、次いで現像すると、ゲート電極2
に対応する部分のチャネル保護膜形成用層5の上面にフ
ォトレジストパターン6aが形成される。この場合、露
光時間を長くすると、光のまわり込みによりゲート電極
2の両端部に対応する部分のフォトレジスト層6bも十
分に露光される。したがって、このようにするとゲート
電極2よりもある程度(1μm以下)幅狹のフォトレジ
ストパターン6aが形成されることになる。このように
するのは、チャネル領域の幅をゲート電極2の幅よりも
ある程度小さくすることにより、チャネル領域の両端に
形成されるソース・ドレイン領域とゲート電極2との間
に重なり部を設け、これによりオン電流を増大するため
である。次に、フォトレジストパターン6aをマスクと
してチャネル保護膜形成用層5をエッチングし、フォト
レジストパターン6a下にチャネル保護膜5aを形成す
る。以下、図示しないが、フォトレジストパターン6a
を剥離した後、チャネル保護膜5aをマスクとしてリン
イオン等の不純物を注入すると、チャネル保護膜5a下
の半導体薄膜4に真性領域からなるチャネル領域が形成
され、その両端の半導体薄膜4にソース・ドレイン領域
となる不純物注入領域が形成される。次に、チャネル保
護膜5aを剥離した後、素子分離工程等の所定の工程を
経ると、チャネル領域の幅がゲート電極2の幅よりもあ
る程度小さくなったボトムゲート型の薄膜トランジスタ
が完成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような薄膜トランジスタの製造方法では、ゲート電
極2の両端部に対応する部分におけるフォトレジスト層
6bの露光を光のまわり込む性質を利用して行っている
ので、十分に露光するには露光時間が長くなるという問
題があった。この発明の目的は、露光時間を短くするこ
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
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板上にゲ
ート電極およびゲート絶縁膜を介して半導体薄膜を形成
し、この半導体薄膜上に前記ゲート電極をマスクとした
裏面露光によりチャネル保護膜を形成し、このチャネル
保護膜をマスクとして前記半導体薄膜に不純物を注入す
る薄膜トランジスタの製造方法において、前記裏面露光
を全体的にまたは部分的に前記基板面に対して斜め方向
から行うものである。
【0006】
【作用】この発明によれば、ゲート電極をマスクとした
裏面露光を基板面に対して斜め方向から行うので、光の
回り込む性質を利用することなく直接的に露光すること
ができ、したがって露光時間を短くすることができる。
【0007】
【実施例】図1〜図5はそれぞれこの発明の一実施例に
おける薄膜トランジスタの各製造工程を示したものであ
る。そこで、これらの図を順に参照しながら、この実施
例の薄膜トランジスタの製造方法について説明する。
【0008】まず、図1に示すように、ガラス基板11
の上面にスパッタやプラズマCVDによりクロム、アル
ミニウム等の導電材料からなるゲート電極12を成膜パ
ターンニングする。次に、ゲート電極12を含むガラス
基板11の上面全体にシリコンの窒化物、酸化物等から
なるゲート絶縁膜13をスパッタやプラズマCVDによ
り成膜する。次に、ゲート絶縁膜13の上面にアモルフ
ァスシリコンやポリシリコン等の非単結晶半導体からな
る半導体薄膜14をスパッタやプラズマCVDにより成
膜する。次に、半導体薄膜14の上面にシリコンの窒化
物、酸化物、金属材料等からなるチャネル保護膜形成用
層15をスパッタやプラズマCVDにより成膜する。な
お、ゲート絶縁膜13、半導体薄膜14、チャネル保護
膜形成用層15の成膜は大気中に曝することなく連続的
に行うと能率的である。次に、チャネル保護膜形成用層
15の上面にポジ型のフォトレジスト層16を形成す
る。次に、ガラス基板11の下面(裏面)側からゲート
電極12をマスクとして露光する。この場合の露光は、
ガラス基板11の下面に対して斜め方向から行う。すな
わち、ゲート電極12の左側ではガラス基板11の左下
面から斜め右方向に向かう平行光線によって露光し、ゲ
ート電極12の右側ではガラス基板11の右下面から斜
め左方向に向かう平行光線によって露光し、ガラス基板
11の下面を二方向の平行光線によって露光する。この
ようにすると、ゲート電極12の両端に対応する部分の
フォトレジスト層16bも直接的に露光される。なお、
平行光線の傾き角度は調整できるようになっている。
【0009】次に、現像すると、図2に示すように、ゲ
ート電極12に対応する部分のチャネル保護膜形成用層
15の上面にフォトレジストパターン16aが形成され
る。この場合、フォトレジストパターン16aの幅はゲ
ート電極12の幅よりも両側でそれぞれ1μm以下程度
小さく形成される。すなわち、ゲート電極12の両端部
に対応する部分のフォトレジスト層16bも露光される
ためその部分も除去されてその分小さく形成される。な
お、裏面露光の際の平行光線の傾き角度を調整すること
により、フォトレジストパターン16aの幅を調整する
ことができる。次に、フォトレジストパターン16aを
マスクとしてチャネル保護膜形成用層15をエッチング
すると、フォトレジストパターン16a下にチャネル保
護膜15aが形成される。この後、フォトレジストパタ
ーン16aを剥離する。
【0010】次に、図3に示すように、チャネル保護膜
15aをマスクとしてリンイオンやボロンイオン等の不
純物を注入すると、チャネル保護膜15a下の半導体薄
膜14に真性領域からなるチャネル領域14aが形成さ
れ、その両端の半導体薄膜14にソース・ドレイン領域
となる不純物注入領域14bが形成される。次に、図4
に示すように、チャネル保護膜15aを含む半導体薄膜
14の上面全体にクロム、アルミニウム等の導電材料か
らなるソース・ドレイン電極形成用層17をスパッタや
プラズマCVDにより成膜する。次に、ソース・ドレイ
ン電極形成用層17および半導体薄膜14をパターンニ
ングすると、図5に示すように、チャネル領域14aお
よびその両端の不純物注入領域からなるソース・ドレイ
ン領域14cを備えた半導体薄膜14がデバイス領域に
形成され、またソース・ドレイン領域14c上にソース
・ドレイン電極17aが形成される。かくして、チャネ
ル領域14aの幅をゲート電極12の幅よりもある程度
小さくすることで、チャネル領域14aの両端に形成さ
れたソース・ドレイン領域14cとゲート電極12との
間に重なり部を設けたボトムゲート型の薄膜トランジス
タが完成する。
【0011】次に、具体的な厚さ寸法の一例を示すと、
ゲート電極12は1000Å程度、ゲート絶縁膜13は
4000Å程度、半導体薄膜14は500Å程度、チャ
ネル保護膜形成用層15は2000Å程度、フォトレジ
スト層16は1μm程度、ソース・ドレイン電極形成用
層17は1000Å程度となっている。
【0012】このように、この実施例の薄膜トランジス
タの製造方法では、裏面露光をゲート電極12の左側で
はガラス基板11の左下面から斜め右方向に向かう平行
光線によって行い、ゲート電極12の右側ではガラス基
板11の右下面から斜め左方向に向かう平行光線によっ
て行うので、ゲート電極12の両端に対応する部分のフ
ォトレジスト層16bを光の回り込む性質を利用するこ
となく直接的に露光することができ、したがって露光時
間を短くすることができる。
【0013】なお、上記実施例では裏面露光をゲート電
極12の左側ではガラス基板11の左下面から斜め右方
向に向かう平行光線によって行い、ゲート電極12の右
側ではガラス基板11の右下面から斜め左方向に向かう
平行光線によって行い、斜め方向からの露光をガラス基
板11の下面に対して全体的に行ったが、例えば、裏面
露光をゲート電極12の左側ではガラス基板11の左下
面から斜め右方向に向かう平行光線によって行い、ゲー
ト電極12の右側ではガラス基板11の右下面から垂直
方向に向かう平行光線によって行うというように、斜め
方向からの露光をガラス基板11の下面に対して部分的
に行ってもよいことはもちろんである。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ゲート電極をマスクとした裏面露光を基板面に対し
て斜め方向から行うので、光の回り込む性質を利用する
ことなく直接的に露光することができ、したがって露光
時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における薄膜トランジスタ
の製造に際し、裏面露光した状態の断面図。
【図2】同薄膜トランジスタの製造に際し、現像した状
態の断面図。
【図3】同薄膜トランジスタの製造に際し、不純物を注
入した状態の断面図。
【図4】同薄膜トランジスタの製造に際し、ソース・ド
レイン電極形成用層を形成した状態の断面図。
【図5】同薄膜トランジスタの製造に際し、パターンニ
ングして素子分離するとともに、ソース・ドレイン電極
を形成した状態の断面図。
【図6】従来の薄膜トランジスタの製造方法を説明する
ために示す断面図。
【符号の説明】
11 ガラス基板 12 ゲート電極 13 ゲート絶縁膜 14 半導体薄膜 15 チャネル保護膜形成用層 15a チャネル保護膜 16 フォトレジスト層 16a フォトレジストパターン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にゲート電極およびゲート絶縁膜
    を介して半導体薄膜を形成し、この半導体薄膜上に前記
    ゲート電極をマスクとした裏面露光によりチャネル保護
    膜を形成し、このチャネル保護膜をマスクとして前記半
    導体薄膜に不純物を注入する薄膜トランジスタの製造方
    法において、 前記裏面露光を全体的にまたは部分的に前記基板面に対
    して斜め方向から行うことを特徴とする薄膜トランジス
    タの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記裏面露光を、前記ゲート電極の左側
    では前記基板面に対して斜め右方向に向かう平行光線に
    よって行い、前記ゲート電極の右側では前記基板面に対
    して斜め左方向に向かう平行光線によって行うことを特
    徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。
JP3082694A 1994-02-03 1994-02-03 薄膜トランジスタの製造方法 Pending JPH07221316A (ja)

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