JPH0766414A - Manufacture of thin-film transistor - Google Patents

Manufacture of thin-film transistor

Info

Publication number
JPH0766414A
JPH0766414A JP20790693A JP20790693A JPH0766414A JP H0766414 A JPH0766414 A JP H0766414A JP 20790693 A JP20790693 A JP 20790693A JP 20790693 A JP20790693 A JP 20790693A JP H0766414 A JPH0766414 A JP H0766414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
silicon film
film
ions
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20790693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Suzuki
浩司 鈴木
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP20790693A priority Critical patent/JPH0766414A/en
Publication of JPH0766414A publication Critical patent/JPH0766414A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a thin-film transistor excellent in characteristics wherein a leak current is small when the transistor is turned OFF. CONSTITUTION:A first polycrystalline silicon film 2 is formed on a glass substrate 1, and a gate insulating film 3 is patterned on the film 2. A second polycrystalline silicon film 4 is formed on the first polycrystalline silicon film 2 and the gate insulating film 3. Ions are implanted in the second polycrystalline silicon film 4 with an acceleration voltage and a dosage wherein the ions do not reach the first polycrystalline silicon film 2. The second polycrystalline silicon film 4 is used as a diffusion source, and ions are diffused in the first polycrystalline silicon film 2. Thereby impurity diffusion regions 6, 7 are formed, and then the second polycrystalline silicon film 4 is worked as a gate electrode 5.

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、例えば液晶表示デバイ
スの制御素子として利用される薄膜トランジスタ(Thin
Film Transistor:以下TFTという)の製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor (Thin Film) used as a control element of a liquid crystal display device, for example.
Film Transistor: hereinafter referred to as TFT).

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶デバイスとしてのLCDにあって
は、近年は単純マトリックス方式からアクティブマトリ
ックス方式の開発が盛んとなっている。アクティブマト
リックス方式には、各画素毎に薄膜トランジスタを付け
たTFT型と非線形ダイオ−ドを付けたダイオ−ド型と
がある。このうち、TFT型は、そのスイッチング特性
と画素容量を利用して、選択期間に印加された電圧を次
の走査まで保持するものであり、大容量で高いコントラ
スト及び中間調を容易に得ることができる。
2. Description of the Related Art In LCDs as liquid crystal devices, the development of a simple matrix system to an active matrix system has become popular in recent years. The active matrix system includes a TFT type in which a thin film transistor is attached to each pixel and a diode type in which a non-linear diode is attached. Among them, the TFT type holds the voltage applied during the selection period until the next scanning by utilizing its switching characteristic and pixel capacitance, and it is possible to easily obtain high contrast and halftone with a large capacitance. it can.

【0003】活性層として多結晶シリコンを利用したT
FTの構造は、簡単には図3の通り、石英ガラス基板上
に多結晶シリコン膜を形成し、この多結晶シリコン膜の
上にゲート酸化膜を介してゲート電極を形成し、このゲ
ート電極の両側における前記多結晶シリコン内に、ソー
ス、ドレイン電極を形成したものである。このソース、
ドレイン電極を形成するには、Jpn.J.Phys.Vol.31(199
2)pp.206-209 Part 1,No.2A,February 1992に記載され
ているようなイオン注入技術やJapanese Journal of Ap
plied Physics Vol.29,No.12,December,1990,pp.L237
0-L2372に記載されているように、ディスプレイの大型
化に対応するためにイオンの質量分析を行わないイオン
ドーピング法が提案されている。
T using polycrystalline silicon as an active layer
The structure of the FT is as shown in FIG. 3 simply. A polycrystalline silicon film is formed on a quartz glass substrate, and a gate electrode is formed on the polycrystalline silicon film via a gate oxide film. Source and drain electrodes are formed in the polycrystalline silicon on both sides. This sauce,
To form the drain electrode, Jpn.J.Phys.Vol.31 (199
2) Ion implantation technology as described in pp.206-209 Part 1, No.2A, February 1992 and Japanese Journal of Ap.
plied Physics Vol.29, No.12, December, 1990, pp.L237
As described in 0-L2372, an ion doping method has been proposed in which mass spectrometry of ions is not performed in order to cope with an increase in size of a display.

【0004】これらの技術は、例えば図3において、ゲ
ート電極11をマスクとし、シリコン酸化膜12(後に
ゲート酸化膜として加工される)を介して、多結晶シリ
コン膜13内に加速電圧100KeV、ドーズ量3×1
15cm-2でリン(P)を注入し、その後不純物の活性
化を行うために、熱処理するものである。14は石英ガ
ラス基板である。
In these techniques, for example, in FIG. 3, the gate electrode 11 is used as a mask and an acceleration voltage of 100 KeV and a dose are applied in the polycrystalline silicon film 13 through the silicon oxide film 12 (which is later processed as a gate oxide film). Quantity 3 × 1
Phosphorus (P) is implanted at 0 15 cm -2 , and then heat treatment is performed to activate the impurities. 14 is a quartz glass substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来例のように、活性
層(多結晶シリコン膜)に直接イオンを注入する方式に
あっては、注入された部分の多結晶シリコンが非晶質化
しやすくなる。例えば、リンを注入した場合、ドーズ量
6×1014cm-2で、ヒ素(As)を注入した場合、ド
ーズ量2×1014cm-2で非晶質シリコンとなってしま
う。
In the method of directly implanting ions into the active layer (polycrystalline silicon film) as in the conventional example, the implanted polycrystalline silicon is likely to become amorphous. . For example, when phosphorus is implanted, a dose amount of 6 × 10 14 cm −2 is obtained, and when arsenic (As) is implanted, amorphous silicon is obtained at a dose amount of 2 × 10 14 cm −2 .

【0006】この非晶質シリコンは、イオン注入後の熱
処理工程で回復し、再び多結晶シリコンとなるが、この
ように、一旦、非晶質化したものを多結晶化した場合、
ソース、ドレイン領域とチャネル領域との境界付近に欠
陥が生じやすくなる。このように欠陥が生じたTFT型
のLCDにあっては、印加された電圧を保持する、いわ
ゆるTFTのOFF期間に漏洩電流が生じる問題があ
る。
This amorphous silicon is recovered in the heat treatment step after ion implantation and becomes polycrystalline silicon again. In this way, when the amorphous material is once polycrystallized,
Defects are likely to occur near the boundary between the source / drain region and the channel region. In the TFT type LCD having such a defect, there is a problem that a leakage current is generated during a so-called TFT OFF period in which the applied voltage is held.

【0007】本発明は薄膜トランジスタの製造方法に関
し、斯かる問題点を解消するものである。
The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor, and solves such a problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タの製造方法は、絶縁基板上に第1の多結晶シリコン膜
を形成し、その上にゲート絶縁膜をパターニングし、前
記第1の多結晶シリコン膜及びゲート絶縁膜の上に第2
の多結晶シリコン膜を形成し、前記第2の多結晶シリコ
ン膜内に、前記第1の多結晶シリコン膜に達しない程度
の加速電圧及びドーズ量のイオンを注入し、この第2の
多結晶シリコン膜を拡散源として前記イオンを前記第1
の多結晶シリコン膜内に拡散させ、不純物拡散領域を形
成した後、前記第2の多結晶シリコン膜をゲート電極と
して加工したものである。
According to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a first polycrystalline silicon film is formed on an insulating substrate, and a gate insulating film is patterned on the first polycrystalline silicon film to form the first polycrystalline silicon film. Second on the film and the gate insulating film
A polycrystalline silicon film is formed, and ions of an accelerating voltage and a dose amount that do not reach the first polycrystalline silicon film are implanted into the second polycrystalline silicon film. The silicon film is used as a diffusion source to supply the ions to the first
Is diffused into the polycrystalline silicon film to form an impurity diffusion region, and then the second polycrystalline silicon film is processed as a gate electrode.

【0009】[0009]

【作用】即ち、第2の多結晶シリコン膜内に注入したイ
オンを、第1の多結晶シリコン膜内に徐々に拡散させる
ことにより、第1の多結晶シリコン膜に不純物拡散領域
を形成するので、この部分が非晶質化することがなくな
る。従って、その後の熱処理工程により、良好な不純物
活性領域(ソース、ドレイン領域)を得ることができ
る。
In other words, the ions implanted into the second polycrystalline silicon film are gradually diffused into the first polycrystalline silicon film to form the impurity diffusion region in the first polycrystalline silicon film. However, this portion will not become amorphous. Therefore, a good impurity active region (source / drain region) can be obtained by the subsequent heat treatment step.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の実施例を図1に基づいて説明する。
図1は本発明の薄膜トランジスタを作成するプロセスを
示す断面図である。図1Aにおいて、石英ガラス等の絶
縁基板1の上に、減圧CVD法により、温度670℃
で、600Åの第1の多結晶シリコン膜2を形成し、更
に、減圧CVD法により、温度880℃で、前記第1の
多結晶シリコン膜2の上に1000Åのシリコン酸化膜
を形成し、更にこれをリソグラフィ技術及びエッチング
技術を用いてゲート酸化膜3としてパターニングする。
EXAMPLE An example of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process for producing the thin film transistor of the present invention. In FIG. 1A, the temperature is set to 670 ° C. on the insulating substrate 1 such as quartz glass by the low pressure CVD method.
Then, a 600 Å first polycrystalline silicon film 2 is formed, and a 1000 Å silicon oxide film is further formed on the first polycrystalline silicon film 2 at a temperature of 880 ° C. by a low pressure CVD method. This is patterned as the gate oxide film 3 by using the lithography technique and the etching technique.

【0011】次に、図1Bにおいて、前記ゲート酸化膜
3の上を含む基板全面に減圧CVD法により、温度67
0℃で、3000Åの第2の多結晶シリコン膜4を形成
する。その後、イオン注入法により、リン(P)イオン
を、加速電圧50KeV、ドーズ量5×1015cm
-2で、前記第2の多結晶シリコン膜4内に注入する。前
記第2の多結晶シリコン膜4は、3000Åの膜厚を有
するので、前記のような値のイオンエネルギーでは、イ
オンは前記第1の多結晶シリコン膜2内には到達しな
い。
Next, referring to FIG. 1B, a temperature of 67 is applied to the entire surface of the substrate including the gate oxide film 3 by a low pressure CVD method.
The second polycrystalline silicon film 4 of 3000 Å is formed at 0 ° C. After that, phosphorus (P) ions are accelerated by an ion implantation method at an acceleration voltage of 50 KeV and a dose of 5 × 10 15 cm.
At -2, it is implanted into the second polycrystalline silicon film 4. Since the second polycrystalline silicon film 4 has a film thickness of 3000 Å, the ions do not reach the inside of the first polycrystalline silicon film 2 with the ion energy having the above value.

【0012】この第2の多結晶シリコン膜4とイオン注
入エネルギーとの関係は、適宜その時のデバイスの形状
や大きさによって調整すればよい。更に、図1Cにおい
て、この状態で、基板を熱処理装置内に入れ、窒素雰囲
気中で、温度900℃で60分間の熱処理を行うと、前
記第2の多結晶シリコン膜4内のリンイオンが活性化す
ると共に、リンイオンが、前記第1の多結晶シリコン膜
2との接触界面から徐々に第1の多結晶シリコン膜2内
に拡散して不純物拡散領域6、7が形成され、同時に行
われている熱処理工程により、前記不純物拡散領域6、
7も活性化し、前記ゲート酸化膜3の両側に、ソース、
ドレイン領域が形成される。
The relationship between the second polycrystalline silicon film 4 and the ion implantation energy may be adjusted appropriately depending on the shape and size of the device at that time. Further, in FIG. 1C, when the substrate is placed in a heat treatment apparatus in this state and heat treatment is performed at a temperature of 900 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere, phosphorus ions in the second polycrystalline silicon film 4 are activated. At the same time, phosphorus ions gradually diffuse from the contact interface with the first polycrystalline silicon film 2 into the first polycrystalline silicon film 2 to form the impurity diffusion regions 6 and 7, which are performed simultaneously. The impurity diffusion region 6,
7 is also activated, and the source, on both sides of the gate oxide film 3,
A drain region is formed.

【0013】その後、リソグラフィ技術及びドライエッ
チング技術を用いて、前記第2の多結晶シリコン膜4を
パターニングして、前記ゲート酸化膜3の上に第2の多
結晶シリコン膜4を残し、ゲート電極5として加工す
る。図2は本実施例の薄膜トランジスタのゲ−ト電圧
(Vg)−ドレイン電流(Id)特性を示したものであ
る。Vgが負バイアス、つまりトランジスタがOFFの
時のId、即ち、漏洩電流が、従来法によって製造した
薄膜トランジスタの漏洩電流よりも低減されることが分
かる。
After that, the second polycrystalline silicon film 4 is patterned by using a lithography technique and a dry etching technique to leave the second polycrystalline silicon film 4 on the gate oxide film 3 and a gate electrode. Process as 5. FIG. 2 shows the gate voltage (Vg) -drain current (Id) characteristics of the thin film transistor of this embodiment. It can be seen that Vg is negatively biased, that is, the Id when the transistor is off, that is, the leakage current is lower than the leakage current of the thin film transistor manufactured by the conventional method.

【0014】更に、Vgが正バイアス、つまりトランジ
スタがONの時のIdは従来と同等であるので、結果と
して、ドレイン電流のON/OFF比が上がる。従っ
て、液晶表示デバイスにあっては、コントラストの高い
ものを得ることができ、信頼性の高い表示素子を得るこ
とができる。本実施例にあっては、その他、次のような
効果を得ることができる。
Furthermore, since Vg is a positive bias, that is, the Id when the transistor is ON is the same as that in the conventional case, as a result, the ON / OFF ratio of the drain current is increased. Therefore, it is possible to obtain a liquid crystal display device having a high contrast and a highly reliable display element. In addition to this, in the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0015】(1)TFTデバイスにあっては、温度が高
いほど漏洩電流が大きくなる特性があるが、本実施例の
TFTにあっては、もともと漏洩電流が少ないので、少
々の温度上昇にも十分耐え得ることができる。 (2)図1Bの通り、第2の多結晶シリコン4を基板全面
に堆積した状態でイオン注入を行うために、イオンによ
るチャージアップを防ぐことができる。
(1) The TFT device has a characteristic that the leakage current increases as the temperature rises. However, since the TFT of this embodiment originally has a small leakage current, the temperature rises slightly. Can withstand enough. (2) As shown in FIG. 1B, since ion implantation is performed with the second polycrystalline silicon 4 deposited on the entire surface of the substrate, charge-up due to ions can be prevented.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明の薄膜トランジスタの製造方法に
あっては、トランジスタOFF時の漏洩電流の少ない特
性の良い素子を提供することができる。
According to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, it is possible to provide an element having a small leakage current and a good characteristic when the transistor is off.

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

【図1】本発明の実施例における薄膜トランジスタの製
造プロセスを示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a thin film transistor in an example of the present invention.

【図2】本発明の実施例における薄膜トランジスタのゲ
−ト電流−ドレイン電流特性図である。
FIG. 2 is a gate current-drain current characteristic diagram of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来例における薄膜トランジスタの断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a thin film transistor in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁基板 2 第1の多結晶シリコン膜 3 ゲ−ト絶縁膜 4 第2の多結晶シリコン膜 5 ゲ−ト電極 6、7 不純物拡散領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 First polycrystalline silicon film 3 Gate insulating film 4 Second polycrystalline silicon film 5 Gate electrode 6, 7 Impurity diffusion region

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板上に第1の多結晶シリコン膜を
形成し、その上にゲート絶縁膜をパターニングし、前記
第1の多結晶シリコン膜及びゲート絶縁膜の上に第2の
多結晶シリコン膜を形成し、前記第2の多結晶シリコン
膜内に、前記第1の多結晶シリコン膜に達しない程度の
加速電圧及びドーズ量のイオンを注入し、この第2の多
結晶シリコン膜を拡散源として前記イオンを前記第1の
多結晶シリコン膜内に拡散させ、不純物拡散領域を形成
した後、前記第2の多結晶シリコン膜をゲート電極とし
て加工したことを特徴とするトランジスタの製造方法。
1. A first polycrystalline silicon film is formed on an insulating substrate, a gate insulating film is patterned thereon, and a second polycrystalline film is formed on the first polycrystalline silicon film and the gate insulating film. A silicon film is formed, and an ion having an acceleration voltage and a dose amount that does not reach the first polycrystalline silicon film is implanted into the second polycrystalline silicon film to form the second polycrystalline silicon film. As a diffusion source, the ions are diffused into the first polycrystalline silicon film to form an impurity diffusion region, and then the second polycrystalline silicon film is processed as a gate electrode to manufacture a transistor. .
JP20790693A 1993-08-23 1993-08-23 Manufacture of thin-film transistor Pending JPH0766414A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20790693A JPH0766414A (en) 1993-08-23 1993-08-23 Manufacture of thin-film transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20790693A JPH0766414A (en) 1993-08-23 1993-08-23 Manufacture of thin-film transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0766414A true JPH0766414A (en) 1995-03-10

Family

ID=16547534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20790693A Pending JPH0766414A (en) 1993-08-23 1993-08-23 Manufacture of thin-film transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0766414A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01302769A (en) Manufacture of inverse stagger type si thin film transistor
JPH09139503A (en) Reverse stagger type thin film transistor, its manufacture, and liquid crystal display using the it
JP3528422B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
Zhao et al. A vertical submicron polysilicon thin-film transistor using a low temperature process
JPH07131018A (en) Thin film transistor and fabrication thereof
JPH0766414A (en) Manufacture of thin-film transistor
JPH08139335A (en) Method of manufacturing thin film transistor
JPH04275437A (en) Thin film transistor and its manufacture
JP3345756B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2716035B2 (en) Thin film field effect transistor
JP3953605B2 (en) Thin film transistor manufacturing method
JP2630195B2 (en) Thin film field effect transistor and method of manufacturing the same
JP3923600B2 (en) Thin film transistor manufacturing method
JP3331642B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
JPH07273342A (en) Manufacture of thin film transistor
JPH07142739A (en) Manufacture of polycrystal line silicon thin-film transistor
JPS6122669A (en) Thin film transistor and manufacture thereof
KR100214460B1 (en) Method for fabricating thin film transistor
JPH05175232A (en) Thin film transistor and its manufacture
JP3167445B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
JP2556850B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
JP3357038B2 (en) Method of manufacturing thin film transistor and method of manufacturing liquid crystal display device
KR910001910B1 (en) Surface display device
KR100244405B1 (en) Manufacture of semiconductor device
JP3255752B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device