JPH07231094A - Thin-film transistor and its manufacturing method - Google Patents

Thin-film transistor and its manufacturing method

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JPH07231094A
JPH07231094A JP4517394A JP4517394A JPH07231094A JP H07231094 A JPH07231094 A JP H07231094A JP 4517394 A JP4517394 A JP 4517394A JP 4517394 A JP4517394 A JP 4517394A JP H07231094 A JPH07231094 A JP H07231094A
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JP
Japan
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layer
semiconductor layer
film transistor
thin film
amorphous silicon
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JP4517394A
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Japanese (ja)
Inventor
Shusuke Mimura
秀典 三村
Yasumitsu Ota
泰光 太田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a thin-film transistor which can perform an accurate mask aligning without using the lift-off method, and its manufacture. CONSTITUTION:I-type amorphous silicon layer 12 and n<+>-type amorphous silicon layer 14 are formed on a glass substrate 10 and a metal layer 16 consisting of chromium is formed on it by 100-1000Angstrom in thickness. When performing patterning for TFT, a mark for positioning consisting of n<+> layer with i layer as a ground is simultaneously formed at the edge of the substrate. Since the color of chromium differs from that of the i layer, a mark for alignment can be recognized even if the ground is i-type silicon. Using this mark and the succeeding glass masks for photolithography, an accurate alignment can be made.

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、密着型イメージセンサ
の入力回路のシフトレジスタをはじめとして、種々の回
路に応用できる薄膜トランジスタ及びその作製方法に関
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 which can be applied to various circuits including a shift register of an input circuit of a contact image sensor and a method for manufacturing the thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、薄膜トランジスタ(TFT)の
形成は、次のような工程を経て行われる。まず基板上
に、例えば400〜550℃の温度で低圧CVD(LP
CVD)又はプラズマCVD(PCVD)によってi型
のアモルファスシリコンを堆積する。次に、これをアニ
ールしてアモルファスを多結晶シリコン化する。このア
ニールの方法としては、アモルファスシリコンの表面に
紫外線レーザーをスキャンして溶融させるレーザーアニ
ール法や、500〜600℃程度の窒素中で約24時間
程度アニールする方法が用いられる。
2. Description of the Related Art Generally, a thin film transistor (TFT) is formed through the following steps. First, low pressure CVD (LP
I-type amorphous silicon is deposited by CVD) or plasma CVD (PCVD). Next, this is annealed to turn the amorphous into polycrystalline silicon. As the annealing method, a laser annealing method in which a surface of amorphous silicon is scanned and melted with an ultraviolet laser, or a method of annealing in nitrogen at about 500 to 600 ° C. for about 24 hours is used.

【0003】ここで、わざわざアニールを行ってシリコ
ンをアモルファスから多結晶化するのは、多結晶シリコ
ンの方がアモルファスシリコンよりもキャリアの移動度
が大きいからである。すなわち、キャリアの移動度が小
さいアモルファスシリコンは、同じ電圧を印加した場合
でも多結晶シリコンに比べて少ない電流しか流せず、こ
のためアモルファスシリコンを用いたTFTでは十分な
性能が得られない場合がある。したがって、アモルファ
スシリコンを多結晶シリコン化することにより移動度が
大きくなり、十分な電流が流せるようになる。
Here, the reason why silicon is annealed to polycrystallize amorphous silicon is that polycrystalline silicon has a higher carrier mobility than amorphous silicon. That is, amorphous silicon having a low carrier mobility can flow a smaller current than polycrystalline silicon even when the same voltage is applied, and thus a TFT using amorphous silicon may not have sufficient performance. . Therefore, by changing the amorphous silicon into polycrystalline silicon, the mobility is increased and a sufficient current can flow.

【0004】アモルファスシリコン層を多結晶シリコン
化したら、多結晶シリコンの表面にレジストを付けてイ
オンを注入し、n+ 層(又はp+ 層。以下同様)を形成
する。そしてレジストを除去し、i層をパターニング
し、その上にSiO2を形成してパターニングし、電極部分
に孔を開け、最後に電極を形成してTFTが得られる。
After the amorphous silicon layer is polycrystallized, a resist is attached to the surface of the polycrystal silicon and ions are implanted to form an n + layer (or p + layer; hereinafter the same). Then, the resist is removed, the i layer is patterned, SiO 2 is formed and patterned on the i layer, holes are formed in the electrode portions, and finally the electrodes are formed to obtain a TFT.

【0005】しかしながら、例えば、密着型イメージセ
ンサの基板上にホトダイオードやブロッキングダイオー
ドとともに、これらの駆動に使用するシフトレジスタを
一括して形成する場合には、例えば長さ300mm程度
のガラス基板が使用されるので、上記のようなイオン注
入法を用いることはできない。
However, for example, in the case of collectively forming a shift register used for driving a photodiode and a blocking diode on a substrate of a contact image sensor, a glass substrate having a length of about 300 mm is used. Therefore, the ion implantation method as described above cannot be used.

【0006】そこで、これに代わる方法として、これま
ではリフトオフ法を用いてTFTが形成されている。こ
れは、まず図3(a)に示すように、ガラス基板50上
に上記と同様の方法でi型のアモルファスシリコン層5
2を堆積し、その上に所定のパターンでレジスト54を
形成する。この上の全面に、同図(b)に示すようにリ
ン又はボロンをドーピングしたアモルファスシリコン5
6を堆積する。その後レジスト54を除去すると、同図
(c)に示すようにレジストの上に堆積されたシリコン
層も除去され、初めにレジストを堆積しなかった部分だ
けにリン又はボロンをドーピングしたシリコン層56が
残る。その後、全体をアニールしてアモルファスシリコ
ンを多結晶化するが、その際に、リン又はボロンを活性
化してn+ 又はp+ 多結晶シリコンを同時に作製する。
あとは上記と同様にしてi型シリコン層52をパターニ
ングし、SiO2層の形成やパターニング、及び電極の形成
を行ってTFTが得られる。
Therefore, as an alternative method, the TFT is formed by using the lift-off method so far. First, as shown in FIG. 3A, the i-type amorphous silicon layer 5 is formed on the glass substrate 50 by the same method as described above.
2 is deposited, and a resist 54 having a predetermined pattern is formed thereon. Amorphous silicon 5 doped with phosphorus or boron as shown in FIG.
6 is deposited. Then, when the resist 54 is removed, the silicon layer deposited on the resist is also removed as shown in FIG. 6C, and the silicon layer 56 doped with phosphorus or boron is removed only in the portion where the resist is not deposited first. Remain. Then, the whole is annealed to polycrystallize the amorphous silicon. At this time, phosphorus or boron is activated to simultaneously produce n + or p + polycrystalline silicon.
After that, the i-type silicon layer 52 is patterned in the same manner as described above, a SiO 2 layer is formed and patterned, and an electrode is formed to obtain a TFT.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図3におい
て、i型シリコン層52の上に形成されるレジストは有
機物を含むので、一般に熱に弱い。したがって、図3
(b)のようにn+ 型アモルファスシリコン層56を堆
積する際、その堆積温度は室温からせいぜい100〜1
50℃程度の温度で行う必要がある。このため、ドープ
された不純物(n+層の場合はリン、p+ 層の場合はボ
ロン)がその後のアニールにより良好に活性化されず、
抵抗値の低いものしかできず、得られるオーミック特性
も不十分である。
By the way, in FIG. 3, since the resist formed on the i-type silicon layer 52 contains an organic substance, it is generally weak against heat. Therefore, FIG.
When the n + -type amorphous silicon layer 56 is deposited as shown in (b), the deposition temperature is 100 to 1 at most from room temperature.
It needs to be performed at a temperature of about 50 ° C. Therefore, the doped impurities (phosphorus in the case of the n + layer and boron in the case of the p + layer) are not well activated by the subsequent annealing,
Only low resistance can be obtained, and the ohmic characteristics obtained are insufficient.

【0008】また、レジストは有機物であるため、レジ
スト内部の炭素原子がシリコン表面に残り、作製したT
FTの性質を劣化させるおそれがある。以上のような理
由により、リフトオフ法は密着型イメージセンサ用のシ
フトレジスタに使用するTFTを形成する方法として適
しているとはいえない。
Also, since the resist is an organic substance, carbon atoms inside the resist remain on the silicon surface, and the T
There is a risk of degrading the properties of FT. For the above reasons, the lift-off method cannot be said to be suitable as a method for forming a TFT used in a shift register for a contact image sensor.

【0009】上記以外の方法でTFTを形成する方法と
して、図4(a)〜(g)に示す工程が考えられる。す
なわち、まず、同図(a)に示すようにガラス基板60
上にi型アモルファスシリコン層62及びn+ 型アモル
ファスシリコン層64を形成し、エッチングによって同
図(b)に示すようにn+ 型アモルファスシリコン層6
4をパターニングしエッチングする。このとき、ガラス
基板10の端部の数カ所に、位置合わせを行うための所
定の形状のマーク(図示せず)も同時に形成する。この
マークはi型アモルファスシリコン層62を下地とする
+ 型アモルファスシリコン層からなる。
As a method of forming a TFT by a method other than the above, the steps shown in FIGS. 4A to 4G can be considered. That is, first, as shown in FIG.
The i-type amorphous silicon layer 62 and n + -type amorphous silicon layer 64 is formed on the upper, n + -type amorphous silicon layer 6 as shown in FIG. (B) by etching
4 is patterned and etched. At this time, marks (not shown) having a predetermined shape for alignment are also formed at several points on the end of the glass substrate 10 at the same time. This mark is composed of an n + type amorphous silicon layer on which the i type amorphous silicon layer 62 is a base.

【0010】そしてこれをアニールし、同図(c)に示
すようにi型及びn+ 型のアモルファスシリコン層6
2、64を、それぞれi型及びn+ 型の多結晶シリコン
層66、68とする。次に、i型多結晶シリコン層66
を同図(d)に示すようにパターニングする。この上に
同図(e)に示すようにSiO2層70を堆積し、更に同図
(f)に示すようにこのSiO2層70をパターニングし、
電極層形成のための孔開けを行う。そして最後にソース
電極72、ゲート電極74、ドレイン電極76を形成し
て、同図(g)に示すTFTを得る。
Then, this is annealed, and i-type and n + -type amorphous silicon layers 6 are formed as shown in FIG.
2 and 64 are i-type and n + -type polycrystalline silicon layers 66 and 68, respectively. Next, the i-type polycrystalline silicon layer 66
Is patterned as shown in FIG. An SiO 2 layer 70 is deposited thereon as shown in FIG. 6E, and this SiO 2 layer 70 is further patterned as shown in FIG.
A hole is formed for forming the electrode layer. Finally, the source electrode 72, the gate electrode 74, and the drain electrode 76 are formed to obtain the TFT shown in FIG.

【0011】ところで、図4(d)に示すように、i型
多結晶シリコン層66をパターニングする際には、顕微
鏡でn+ 層よりなる位置合わせ用マークを見ながらエッ
チング用のマスクの位置を決定しなければならない。し
かし、i型多結晶シリコン層66及びn+ 型多結晶シリ
コン層68は殆ど同色である。またn+ 型多結晶シリコ
ン層66と下地のi型多結晶シリコン層68はエッチン
グの選択比が余りとれないので、基本的にn+ 型多結晶
シリコン層68を比較的薄く形成しておかなければなら
ない。このため、顕微鏡で位置合わせをする場合に、位
置合わせ用のマークが殆ど見えず、i型多結晶シリコン
層66をパターニングするためのマスクの正確な位置合
わせができないという問題がある。
By the way, as shown in FIG. 4D, when patterning the i-type polycrystalline silicon layer 66, the position of the etching mask is set while observing the alignment mark made of the n + layer with a microscope. I have to decide. However, the i-type polycrystalline silicon layer 66 and the n + -type polycrystalline silicon layer 68 have almost the same color. Further, since the etching selection ratio of the n + -type polycrystalline silicon layer 66 and the underlying i-type polycrystalline silicon layer 68 is not sufficient, basically, the n + -type polycrystalline silicon layer 68 should be formed relatively thin. I have to. Therefore, when the alignment is performed with a microscope, the alignment marks are hardly visible, and there is a problem that the mask for patterning the i-type polycrystalline silicon layer 66 cannot be accurately aligned.

【0012】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、半導体層がレジストによって汚染されたり、ま
た、リンドープ又はボロンドープアモルファスシリコン
を充分な温度で堆積できないためn+ 又はp+ 半導体層
の特性を向上させえないという問題があるリフトオフ法
を用いずに、正確なマスク合わせを行うことが可能であ
り、良好な性質を持つn+ 又はp+ 多結晶シリコン層及
びi型多結晶シリコン層を有する薄膜トランジスタ及び
その作製方法を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made based on the above circumstances. The semiconductor layer is contaminated with a resist, and since phosphorus-doped or boron-doped amorphous silicon cannot be deposited at a sufficient temperature, the n + or p + semiconductor layer cannot be deposited. An n + or p + polycrystalline silicon layer and an i-type polycrystalline silicon layer having good properties can be accurately aligned without using the lift-off method, which has a problem that the characteristics cannot be improved. An object of the present invention is to provide a thin film transistor having the above and a manufacturing method thereof.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項1記載の薄膜トランジスタの作製方法は、第
一の半導体層、リン又はボロンをドープした第二の半導
体層、及びクロムからなる金属層をこの順序で基板上に
形成する第一の工程と、前記第一及び第二の半導体層を
アニールする第二の工程と、前記第二の半導体層及び金
属層を同時にパターニングする第三の工程と、前記第一
の半導体層をパターニングする第四の工程と、パターニ
ングされた前記第一の半導体層、第二の半導体層、及び
金属層の上に絶縁層を形成し所定のパターニングを行う
第五の工程と、前記絶縁層の上に配線層を形成する第六
の工程からなることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1 comprises a first semiconductor layer, a second semiconductor layer doped with phosphorus or boron, and chromium. A first step of forming a metal layer on the substrate in this order, a second step of annealing the first and second semiconductor layers, and a third step of simultaneously patterning the second semiconductor layer and the metal layer. Step, a fourth step of patterning the first semiconductor layer, an insulating layer is formed on the patterned first semiconductor layer, second semiconductor layer, and metal layer, and predetermined patterning is performed. It is characterized by comprising a fifth step to be carried out and a sixth step of forming a wiring layer on the insulating layer.

【0014】請求項2記載の薄膜トランジスタの作製方
法は、請求項1記載の発明において、前記第一の工程に
よって前記基板上の前記薄膜トランジスタを形成する領
域とは別の領域に前記第一及び第二の半導体層及び金属
層を同時に形成し、この領域に前記第三の工程によって
前記第二の半導体層及び金属層からなる位置合わせ用マ
ークを同時に形成することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor according to the first aspect, wherein the first and second regions are formed in a region different from a region where the thin film transistor is formed on the substrate by the first step. The semiconductor layer and the metal layer are simultaneously formed, and the alignment mark composed of the second semiconductor layer and the metal layer is simultaneously formed in this region by the third step.

【0015】請求項3記載の薄膜トランジスタの作製方
法は、請求項1又は2記載の発明において、前記金属層
の厚さが100オングストローム以上1000オングス
トローム以下であることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing the thin film transistor according to the first or second aspect, the thickness of the metal layer is 100 angstroms or more and 1000 angstroms or less.

【0016】請求項4記載の薄膜トランジスタは、ソー
スとなる半導体層とその電極層との間、及びドレインと
なる半導体層とその電極層との間に、クロムからなる金
属層を有することを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a thin film transistor has a metal layer made of chromium between a semiconductor layer serving as a source and an electrode layer thereof and between a semiconductor layer serving as a drain and an electrode layer thereof. To do.

【0017】請求項5記載の薄膜トランジスタは、密着
型イメージセンサのセンサ素子を形成する基板上に形成
された、ソースとなる半導体層とその電極層との間、及
びドレインとなる半導体層とその電極層との間に、クロ
ムからなる金属層を有することを特徴とするものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in a thin film transistor, between a semiconductor layer serving as a source and an electrode layer thereof, and a semiconductor layer serving as a drain and an electrode thereof, which are formed on a substrate forming a sensor element of a contact image sensor. It is characterized by having a metal layer made of chromium between the layers.

【0018】[0018]

【作用】請求項1記載の発明は前記の構成により、半導
体層を例えば熱アニール法を用いてアニールする際に、
金属層のクロムと半導体層との間でシリサイドが形成さ
れるので、オーミック特性が良くなり、その結果電界効
果移動度が向上するなど、半導体層の電気的特性が向上
する。また、第二の半導体層の上にクロムからなる金属
層を形成し、これを第二の半導体層と同時にパターニン
グすることにより、これ以降に、この上に絶縁層を形成
しパターニングする工程において前記第二の半導体層の
上部にエッチングで電極用の孔を設ける際に金属層のと
ころで正確にエッチングを停止させることができる。
According to the invention described in claim 1, when the semiconductor layer is annealed by, for example, a thermal annealing method,
Since silicide is formed between the chromium of the metal layer and the semiconductor layer, the ohmic characteristics are improved, and as a result, the electric characteristics of the semiconductor layer are improved such that the field effect mobility is improved. Further, by forming a metal layer made of chromium on the second semiconductor layer and patterning the metal layer at the same time as the second semiconductor layer, in the subsequent step of forming and patterning an insulating layer thereon, When the holes for the electrodes are formed by etching on the second semiconductor layer, the etching can be accurately stopped at the metal layer.

【0019】請求項2記載の発明は前記の構成により、
第一の半導体層と第二の半導体層が同色のため第二の半
導体層を下地となる第一の半導体層から区別できない場
合であっても、位置合わせ用マークの最上層は第二の半
導体層ではなく金属層であるため、この位置合わせ用マ
ークの位置及びその形状を下地の第一の半導体層から明
瞭に識別することができる。したがって、この位置合わ
せ用マークを目印として、その後の位置合わせ作業が正
確に行える。
According to a second aspect of the present invention, by the above configuration,
Even if the second semiconductor layer cannot be distinguished from the underlying first semiconductor layer because the first semiconductor layer and the second semiconductor layer have the same color, the uppermost layer of the alignment mark is the second semiconductor layer. Since it is not a layer but a metal layer, the position and shape of this alignment mark can be clearly distinguished from the underlying first semiconductor layer. Therefore, the positioning work thereafter can be accurately performed by using the positioning mark as a mark.

【0020】請求項3記載の発明は、前記の構成によ
り、金属層を100オングストローム以上とすることに
より、位置合わせを行うときに十分に位置合わせ用マー
クを認識することができ、また、1000オングストロ
ーム以下とすることにより、レーザーアニールを行うと
きに下層のアモルファスシリコン層を有効に多結晶シリ
コン化することができる。
According to the third aspect of the present invention, with the above structure, the metal layer has a thickness of 100 angstroms or more, so that the alignment mark can be sufficiently recognized when the alignment is performed, and 1000 angstroms. By the following, the lower amorphous silicon layer can be effectively polycrystallized when laser annealing is performed.

【0021】請求項4記載の発明は前記の構成により、
アモルファスシリコンをアニールして多結晶シリコンと
する際に、金属層のクロムと半導体層との間でシリサイ
ドが形成されるので、半導体層の電気的特性が向上す
る。また、配線用の金属層を形成するために絶縁層をエ
ッチングをする場合に、金属層のところで正確にエッチ
ングが停止するので、半導体層までエッチングが及ぶこ
とを有効に防止できる。
According to a fourth aspect of the present invention, according to the above configuration,
When the amorphous silicon is annealed to form polycrystalline silicon, a silicide is formed between the chromium of the metal layer and the semiconductor layer, so that the electrical characteristics of the semiconductor layer are improved. Further, when the insulating layer is etched to form the metal layer for wiring, the etching stops accurately at the metal layer, so that it is possible to effectively prevent the etching from reaching the semiconductor layer.

【0022】請求項5記載の発明は前記の構成により、
上記の方法によって薄膜トランジスタは半導体層の電気
的特性が向上し、より多くの電流を流すことが可能とな
るので、この薄膜トランジスタを密着型イメージセンサ
のセンサ素子を形成する基板上に同時に一括形成して、
例えば密着型イメージセンサの入力パルス供給用のシフ
トレジスタを構成することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, by the above configuration,
By the above method, since the thin film transistor has improved electrical characteristics of the semiconductor layer and can flow more current, it is possible to form the thin film transistor at the same time on the substrate on which the sensor element of the contact image sensor is formed. ,
For example, a shift register for supplying an input pulse of the contact image sensor can be configured.

【0023】[0023]

【実施例】以下に図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図1は本発明の一実施例である薄膜トラ
ンジスタを作製するための一連の工程を示した部分断面
図、図2は位置合わせ用のマークの一例を示した拡大平
面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a series of steps for manufacturing a thin film transistor which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of a mark for alignment.

【0024】図1(a)〜(g)は、密着型イメージセ
ンサのセンサ素子(例えばホトダイオードとブロッキン
グダイオードより構成されるもの)と共通のガラス基板
10上に薄膜トランジスタ(TFT)を形成する工程を
時系列的に示しており、図4に対応する。これらのTF
Tによって、多数のセンサ素子に順次入力パルスを供給
するためのシフトレジスタが構成される。尚、図1では
一つのTFTの部分だけを示すが、実際には一つの基板
上に数千個程度のTFTが形成される。
1A to 1G show a process of forming a thin film transistor (TFT) on a glass substrate 10 common to a sensor element (for example, one composed of a photodiode and a blocking diode) of a contact image sensor. It is shown in time series and corresponds to FIG. 4. These TF
T forms a shift register for sequentially supplying input pulses to many sensor elements. Although only one TFT is shown in FIG. 1, several thousands of TFTs are actually formed on one substrate.

【0025】図1(a)に示すように、ガラス基板上に
は、まず1000〜3000オングストローム程度のi
型アモルファスシリコン層12及び100〜500オン
グストローム程度のn+ 型アモルファスシリコン層14
を堆積する。ここまでは図4の場合と同様である。そし
て本実施例では、この上に更に厚さ100〜1000オ
ングストロームのクロム層16を堆積する。このクロム
層16は、TFT領域だけでなく後述する位置合わせ用
マークが形成される領域にも堆積される。
As shown in FIG. 1 (a), first, an i of about 1000 to 3000 angstrom is formed on the glass substrate.
-Type amorphous silicon layer 12 and n + -type amorphous silicon layer 14 of about 100 to 500 angstrom
Deposit. The process up to this point is the same as in the case of FIG. Then, in the present embodiment, a chromium layer 16 having a thickness of 100 to 1000 angstrom is further deposited thereon. This chrome layer 16 is deposited not only in the TFT region but also in a region where an alignment mark described later is formed.

【0026】図1(b)では、n+ 型アモルファスシリ
コン層14をパターニングし、所定の領域だけを残して
エッチングする。このとき、基板の端部の数カ所に図2
(a)に示すような十字形の位置合わせ用のマーク30
を形成するようパターニングする。n+ 型アモルファス
シリコン層14をパターニングする際には、その上層の
クロム16も同時にパターニングされるので、本実施例
ではこの位置合わせ用マーク30の最上部にもクロム層
16がそのまま残る。
In FIG. 1B, the n + type amorphous silicon layer 14 is patterned and etched leaving only a predetermined region. At this time, the board shown in FIG.
A cross-shaped alignment mark 30 as shown in FIG.
Patterning to form the. When the n + type amorphous silicon layer 14 is patterned, the chromium 16 on the upper layer is also patterned at the same time, so that in the present embodiment, the chromium layer 16 is left as it is on the uppermost portion of the alignment mark 30.

【0027】次に、こうしてパターニングされたi型ア
モルファスシリコン層12及びn+型アモルファスシリ
コン層14を多結晶シリコン化するために、アニーリン
グを行う。アモルファスシリコンを多結晶化すると移動
度が向上し、より多くの電流を流すことができるので、
密着型イメージセンサ用のシフトレジスタを構成するT
FTとして有利となる。このアニーリング工程を経るこ
とにより、i型アモルファスシリコン層12及びn+
アモルファスシリコン層14は、図1(c)に示すよう
に、それぞれi型多結晶シリコン層(以下単にi層とい
う)18及びn+ 型多結晶シリコン層(以下単にn+
という)20となる。
Next, annealing is performed in order to polycrystallize the i-type amorphous silicon layer 12 and the n + -type amorphous silicon layer 14 thus patterned. If amorphous silicon is polycrystallized, the mobility will improve and more current can flow, so
T constituting a shift register for a contact image sensor
It is advantageous as an FT. By passing through this annealing step, the i-type amorphous silicon layer 12 and the n + -type amorphous silicon layer 14 respectively have an i-type polycrystalline silicon layer (hereinafter simply referred to as i layer) 18 and an n-type amorphous silicon layer 14 as shown in FIG. It becomes an n + type polycrystalline silicon layer (hereinafter simply referred to as an n + layer) 20.

【0028】上記のアニール法としては、室温でのレー
ザーアニール法又は窒素雰囲気中で加熱して行う熱アニ
ール法を用いることができる。ところで、クロム層16
の厚さを上記のように1000オングストローム以下と
したのは、これ以上の厚さにした場合、レーザーアニー
リングの際にレーザー光が反射されて、その下のアモル
ファスシリコン層が多結晶シリコン化されにくいからで
ある。
As the above annealing method, a laser annealing method at room temperature or a thermal annealing method performed by heating in a nitrogen atmosphere can be used. By the way, the chrome layer 16
The thickness is set to 1000 angstroms or less as described above. When the thickness is set to be more than 1000 angstroms, the laser light is reflected during the laser annealing, and the amorphous silicon layer thereunder is unlikely to be polycrystalline silicon. Because.

【0029】また、この工程では、リフトオフ法の場合
に不可能であるn+ アモルファスシリコンの250℃程
度での堆積が可能になる。すなわち、リフトオフ法で
は、熱に弱い有機物を含んだレジストを用いるので、1
50℃以上の温度にするとレジストが劣化したり、レジ
スト内のカーボンが半導体層表面に残り半導体層を汚染
するという問題がある。これに対し、本実施例では、リ
フトオフ法を用いないため、250℃程度の温度でn+
アモルファス層を堆積できるため、n+ アモルファスシ
リコンを有効にn+ 多結晶シリコン化することができ
る。したがって、リフトオフ法を用いる場合に比べ、キ
ャリアの移動度をより向上させて流せる電流量を増加す
ることができる。尚、基板に石英を用いれば、より高温
での熱アニーリングが可能となり、更に多結晶シリコン
の移動度はより向上する。
Further, in this step, it becomes possible to deposit n + amorphous silicon at about 250 ° C., which is impossible in the lift-off method. That is, since the lift-off method uses a resist containing an organic substance that is weak against heat,
If the temperature is 50 ° C. or higher, there is a problem that the resist deteriorates or carbon in the resist remains on the surface of the semiconductor layer and contaminates the semiconductor layer. On the other hand, in this embodiment, since the lift-off method is not used, n + at a temperature of about 250 ° C.
Since the amorphous layer can be deposited, n + amorphous silicon can be effectively turned into n + polycrystalline silicon. Therefore, as compared with the case where the lift-off method is used, it is possible to further improve the carrier mobility and increase the amount of current that can flow. If quartz is used for the substrate, thermal annealing can be performed at a higher temperature, and the mobility of polycrystalline silicon is further improved.

【0030】上記のようにn+ 層20の上にクロム層1
6を設けたことにより、このアニーリングに関連して従
来にはないいくつかの利点が得られる。まず、上記のよ
うな高温でのアニーリングが可能であることにより、n
+ 層20にドーピングした不純物がうまく活性化されて
低い抵抗値が得られ、オーミック特性が向上する。更
に、n+ 層20の上にクロム層16が形成された状態で
高温アニーリングを行うと、n+ 層20とクロム層16
との間にシリコンとクロムの合金、すなわちシリサイド
が形成され、この上に形成されるAl又はクロムの電極
とn+ 層の間の接触が良くなって電流がより流れやすく
なる。
The chromium layer 1 is formed on the n + layer 20 as described above.
The provision of 6 provides several non-conventional advantages associated with this annealing. First, since it is possible to anneal at a high temperature as described above, n
The impurities doped in the + layer 20 are well activated, a low resistance value is obtained, and ohmic characteristics are improved. Further, when the high temperature annealing in a state that the chromium layer 16 is formed on the n + layer 20, n + layer 20 and chromium layer 16
An alloy of silicon and chromium, that is, a silicide is formed between the n and the layer, and the contact between the Al or chromium electrode formed on the n + layer is improved to facilitate the flow of current.

【0031】次に、図1(d)に示すように、i層を所
定の形状にパターニングする。このとき、n+ 層20の
エッジとi層18のエッジとの間隔をあけ過ぎると、単
位面当たりに形成可能なTFTの数が少なくなる。ま
た、この間隔が短すぎるとi層18のエッジがn+ 層2
0のエッジの内側に入り込む危険性がある。このため、
i層18のパターニングの際には、そのエッジが、既に
堆積されているn+ 層20のエッジから5〜10μm程
度のところにくるよう正確に位置合わせをしなければな
らない。
Next, as shown in FIG. 1D, the i layer is patterned into a predetermined shape. At this time, if the distance between the edge of the n + layer 20 and the edge of the i layer 18 is too large, the number of TFTs that can be formed per unit surface decreases. Further, if this interval is too short, the edge of the i layer 18 becomes the n + layer 2
There is a risk of getting inside the zero edge. For this reason,
When patterning the i layer 18, it is necessary to accurately align the edge of the i layer 18 with the edge of the already deposited n + layer 20 by about 5 to 10 μm.

【0032】ところで、図4に示す方法において位置合
わせ用マークを形成した場合、n+層からなる位置合わ
せ用マークは下地のi層と同色で、かつその厚さは非常
に薄いため、顕微鏡を使ってもこのマークは殆ど見えな
い。ホトリソグラフィ用のマスクの配置の許容誤差は数
μm程度であるため、このようにマークの見えない状態
では、かかる許容誤差内での正確な位置合わせは困難で
ある。これに対し、本実施例ではn+ 層20の上にクロ
ム層16を形成したので、顕微鏡で見たときにマーク3
0の位置及びその形状を明瞭に認識することができる。
なお、この位置合わせのときにクロム層16が十分に見
えるようにするためには、クロム層16の厚さを100
オングストローム以上とすることが望ましい。
By the way, when the alignment mark is formed by the method shown in FIG. 4, the alignment mark made of the n + layer has the same color as the underlying i layer and its thickness is very thin. This mark is almost invisible even when used. Since the tolerance of placement of the mask for photolithography is about several μm, it is difficult to perform accurate alignment within such tolerance when the mark is invisible. On the other hand, in this embodiment, since the chromium layer 16 was formed on the n + layer 20, the mark 3 was observed when viewed with a microscope.
The position of 0 and its shape can be clearly recognized.
In order to make the chrome layer 16 fully visible during this alignment, the thickness of the chrome layer 16 should be 100
It is preferable that the thickness is angstrom or more.

【0033】一方、i層18をパターニングするホトリ
ソグラフィ用のマスクガラス(図示せず)には、基板上
のマーク30に対応する位置に、図2(b)に示す形状
のマーク32が形成されている。このマーク32を同図
(a)に示した十字マーク30に重ねて一致させると、
同図(c)のような正方形となる。したがって、顕微鏡
で基板上のマーク30とマスクガラスのマーク32とを
見ながら、両者が図2(c)のように重なるようマスク
ガラスの位置を調整することにより、容易に正確な位置
合わせを行うことができる。そして、すべてのマーク3
0及び32が図2(c)に示すように一致すれば、基板
上に多数形成されているすべての素子について、マスク
の正確な位置合わせが行われたことになる。
On the other hand, on a mask glass (not shown) for photolithography for patterning the i layer 18, marks 32 having the shape shown in FIG. 2B are formed at positions corresponding to the marks 30 on the substrate. ing. When the mark 32 is overlapped with the cross mark 30 shown in FIG.
It becomes a square as shown in FIG. Therefore, while observing the mark 30 on the substrate and the mark 32 on the mask glass with a microscope, the position of the mask glass is adjusted so that they overlap each other as shown in FIG. be able to. And all the marks 3
If 0 and 32 match as shown in FIG. 2C, it means that the mask is accurately aligned for all the elements formed in large numbers on the substrate.

【0034】i層18をパターニングした後は、図1
(e)に示すように、全面にSiO2層22を堆積し、更に
これを同図(f)に示すように、例えばRIE(リアク
ティブ・イオン・エッチング)法によってパターニング
する。このときも最上層にクロムが形成された上記マー
ク30を利用して正確な位置合わせを行うことができ
る。そして、最後に同図(g)に示すように、ソース電
極27、ゲート電極28、ドレイン電極29を形成し、
所定の配線を行って、TFTが得られる。
After patterning the i-layer 18, FIG.
As shown in (e), a SiO 2 layer 22 is deposited on the entire surface, and this is further patterned by, for example, RIE (reactive ion etching) method, as shown in FIG. Also at this time, accurate alignment can be performed by using the mark 30 having chrome formed on the uppermost layer. Finally, as shown in FIG. 6G, a source electrode 27, a gate electrode 28, and a drain electrode 29 are formed,
A TFT is obtained by performing predetermined wiring.

【0035】また、SiO2層22のパターニングの際にソ
ース及びドレインのための電極を形成するための孔2
4、26も同時に形成されるが、このとき、n+ 層20
の上にクロム層16を設けることにより、次のような利
点がある。すなわち、クロム層16がない状態で、SiO2
層22をRIEによりエッチングして孔24、26を形
成する場合は、SiO2層22のエッチングがn+ 層20に
達した時点でエッチングを正確に停止させることは難し
く、n+ 層までエッチングがすすんでしまうことがあ
る。しかしながら、本実施例のようにn+ 層20の上に
クロム層16を設けることにより、エッチングがクロム
層16に達した時点で、正確に停止する。
In addition, when patterning the SiO 2 layer 22, holes 2 for forming electrodes for source and drain are formed.
4 and 26 are also formed at the same time, but at this time, the n + layer 20
By providing the chrome layer 16 on the above, there are the following advantages. That is, without the chromium layer 16, SiO 2
When the layer 22 is etched by RIE to form the holes 24 and 26, it is difficult to stop the etching accurately when the etching of the SiO 2 layer 22 reaches the n + layer 20, and it is difficult to etch the n + layer. It may progress. However, by providing the chromium layer 16 on the n + layer 20 as in the present embodiment, the etching is accurately stopped when the etching reaches the chromium layer 16.

【0036】本発明は上記実施例に限定されるのもでは
なく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能であ
る。例えば、上記実施例では、密着型イメージセンサの
駆動回路に本発明を適用した場合について説明したが、
これ以外にも、例えばアクティブマトリックス型液晶デ
ィスプレイのスイッチ素子、各種のスイッチング素子な
どにも適用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made within the scope of the gist thereof. For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the drive circuit of the contact image sensor has been described.
Other than this, for example, it can be applied to a switch element of an active matrix type liquid crystal display, various switching elements, and the like.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板の端部に形成される位置合わせ用マークの最上層に金
属層があるため、この位置合わせマークを下地となる半
導体層から明瞭に識別でき、この位置合わせ用マークを
用いて、例えば第一の半導体層をパターニングするため
のホトリソグラフィ用のガラスマスクを正確に位置合わ
せすることができる。したがって、従来は、位置合わせ
用マークが見えず正確な位置合わせができないという理
由で種々の欠点のあるリフトオフ法を用いざるを得なか
ったが、本発明によってその必要が無くなり、有機物残
りによる半導体特性の劣化の心配がなく、n+ 層を25
0℃程度で堆積することによりn+ シリコンの特性を向
上させることができ、また半導体層を不必要にエッチン
グすることを防止でき、更に正確な位置合わせが可能と
なる薄膜トランジスタの作製方法を提供することができ
る。またこの方法を用いた薄膜トランジスタを作製する
ことによって、種々の特性をより向上させた薄膜トラン
ジスタを提供することができる。
As described above, according to the present invention, since the uppermost metal layer of the alignment mark formed at the edge of the substrate has the metal layer, the alignment mark is distinct from the underlying semiconductor layer. The alignment mark can be used to accurately align the glass mask for photolithography for patterning the first semiconductor layer, for example. Therefore, conventionally, there was no choice but to use the lift-off method, which has various drawbacks because the alignment mark cannot be seen and accurate alignment cannot be performed. Without worrying about deterioration of the n + layer 25
Provided is a method for manufacturing a thin film transistor, which can improve the characteristics of n + silicon by depositing at about 0 ° C., prevent unnecessary etching of a semiconductor layer, and enable more accurate alignment. be able to. Further, by manufacturing a thin film transistor using this method, a thin film transistor with various characteristics further improved can be provided.

【0038】更に、上記の特長によって薄膜トランジス
タの電気的特性を向上させることができるので、密着型
イメージセンサのセンサ素子を形成するのと同一の基板
上に一括して密着型イメージセンサの入力パルス供給用
のシフトレジスタを構成することのできる薄膜トランジ
スタを提供することができる。
Further, since the electrical characteristics of the thin film transistor can be improved by the above features, the input pulse supply of the contact image sensor is collectively performed on the same substrate on which the sensor element of the contact image sensor is formed. It is possible to provide a thin film transistor that can configure a shift register for a display.

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

【図1】本発明の一実施例である薄膜トランジスタの作
製工程を時系列的に示した部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a manufacturing process of a thin film transistor which is an embodiment of the present invention in time series.

【図2】本発明の一実施例である薄膜トランジスタの作
製工程において使用する位置合わせ用のマークの形状を
示した拡大平面図である。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a shape of an alignment mark used in a manufacturing process of a thin film transistor which is an embodiment of the present invention.

【図3】従来方法を用いた一例の薄膜トランジスタの作
製工程を時系列的に示した部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a manufacturing process of an example thin film transistor using a conventional method in time series.

【図4】従来方法を用いた別の一例の薄膜トランジスタ
の作製工程を時系列的に示した部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a manufacturing process of another example of a thin film transistor using a conventional method in time series.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、50、60 ガラス基板 12、52、62 i型アモルファスシリコン層 14、56、64 n+ 型アモルファスシリコン層 16 クロム層 18、66 i型多結晶シリコン層(i層) 20、68 n+ 型多結晶シリコン層(n+ 層) 22、70 SiO2層 27、72 ソース電極 28、74 ゲート電極 29、76 ドレイン電極 54 レジスト10, 50, 60 Glass substrate 12, 52, 62 i-type amorphous silicon layer 14, 56, 64 n + type amorphous silicon layer 16 Chrome layer 18, 66 i-type polycrystalline silicon layer (i layer) 20, 68 n + type Polycrystalline silicon layer (n + layer) 22, 70 SiO 2 layer 27, 72 Source electrode 28, 74 Gate electrode 29, 76 Drain electrode 54 Resist

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一の半導体層、リン又はボロンをドー
プした第二の半導体層、及びクロムからなる金属層をこ
の順序で基板上に形成する第一の工程と、前記第一及び
第二の半導体層をアニールする第二の工程と、前記第二
の半導体層及び金属層を同時にパターニングする第三の
工程と、前記第一の半導体層をパターニングする第四の
工程と、パターニングされた前記第一の半導体層、第二
の半導体層、及び金属層の上に絶縁層を形成し所定のパ
ターニングを行う第五の工程と、前記絶縁層の上に配線
層を形成する第六の工程からなることを特徴とする薄膜
トランジスタの作製方法。
1. A first step of forming a first semiconductor layer, a second semiconductor layer doped with phosphorus or boron, and a metal layer made of chromium in this order on a substrate, and the first and second steps. A second step of annealing the semiconductor layer, a third step of simultaneously patterning the second semiconductor layer and the metal layer, a fourth step of patterning the first semiconductor layer, and the patterned From a fifth step of forming an insulating layer on the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the metal layer and performing a predetermined patterning, and a sixth step of forming a wiring layer on the insulating layer. And a method of manufacturing a thin film transistor.
【請求項2】 前記第一の工程によって前記基板上の前
記薄膜トランジスタを形成する領域とは別の領域に前記
第一及び第二の半導体層及び金属層を同時に形成し、前
記別の領域に前記第三の工程によって前記第二の半導体
層及び金属層からなる位置合わせ用マークを同時に形成
することを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ
の作製方法。
2. The first and second semiconductor layers and the metal layer are simultaneously formed in a region different from the region where the thin film transistor is formed on the substrate by the first step, and the first region and the metal layer are formed in the different region. 2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the alignment mark composed of the second semiconductor layer and the metal layer is simultaneously formed in the third step.
【請求項3】 前記金属層の厚さは100オングストロ
ーム以上1000オングストローム以下であることを特
徴とする請求項1又は2記載の薄膜トランジスタの作製
方法。
3. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the thickness of the metal layer is 100 angstroms or more and 1000 angstroms or less.
【請求項4】 ソースとなる半導体層とその電極層との
間、及びドレインとなる半導体層とその電極層との間
に、クロムからなる金属層を有することを特徴とする薄
膜トランジスタ。
4. A thin film transistor comprising a metal layer made of chromium between a semiconductor layer serving as a source and its electrode layer and between a semiconductor layer serving as a drain and its electrode layer.
【請求項5】 密着型イメージセンサのセンサ素子を形
成する基板上に形成された、ソースとなる半導体層とそ
の電極層との間、及びドレインとなる半導体層とその電
極層との間に、クロムからなる金属層を有することを特
徴とする薄膜トランジスタ。
5. A semiconductor layer serving as a source and an electrode layer thereof, and a semiconductor layer serving as a drain and an electrode layer thereof, which are formed on a substrate forming a sensor element of a contact image sensor. A thin film transistor having a metal layer made of chromium.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000055874A1 (en) * 1999-03-13 2000-09-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrical components and circuit assembly
JP2008147516A (en) * 2006-12-12 2008-06-26 Mitsubishi Electric Corp Thin film transistor and its manufacturing method
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