JPH08125190A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタおよびその製造方法

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JPH08125190A
JPH08125190A JP6263747A JP26374794A JPH08125190A JP H08125190 A JPH08125190 A JP H08125190A JP 6263747 A JP6263747 A JP 6263747A JP 26374794 A JP26374794 A JP 26374794A JP H08125190 A JPH08125190 A JP H08125190A
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forming
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ダメージの少い安定したソース・ドレイン領域
の表面に定抵抗のシリサイド層を設け、且つシリサイド
層とチャネル領域の半導体膜との直接のコンタクトを防
ぎTFTの性能を向上させる。 【構成】裏面露光によりゲート電極2に自己整合して形
成したフォトレジスト膜6をマスクとして保護絶縁膜5
を等方性エッチングし端面を傾斜させ、露光したi層4
の表面にCrシリサイド層8を形成する。次に、イオン
注入によりCrシリサイド層8および保護絶縁膜5の傾
斜面を透過したリンイオン10でCrシリサイド層8の
チャネル領域側端部より内側にn+ 層11を設けたソー
ス・ドレイン領域を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタおよび
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス等の透明絶縁基板上にシリコン薄
膜を用い薄膜トランジスタ(以下TFTと記す)を形成
してスイッチング素子を構成する技術はアクティブマト
リスク型の液晶表示装置(以下LCDと記す)に広く用
いられ、LCDの大型化、画素の高微細化等の高性能化
のための研究開発が盛んに行なわれている。
【0003】TFTの高性能化を実現させる一つの方法
として特開平3−4566号公報に記載されているよう
に自己整合的配置によりフォトリソグラフィ工程の目合
わせの負担を軽減してTFTの短チャネル化を行う方法
が知られている。
【0004】図10(a)〜(f)は従来の第1の薄膜
トランジスタの製造方法を説明するための工程順に示し
た断面図である。
【0005】まず、図10(a)に示すように、ガラス
基板1上にクロム膜(Cr膜)からなるゲート電極2を
選択的に形成し、ゲート電極2を含む表面に非晶質窒化
珪素膜(以下a−SiN膜と記す)からなるゲート絶縁
膜3、i型非晶質珪素膜(以下a−Si膜と記す)から
なるi型半導体膜(以下i層と記す)4、エッチング速
度が遅いa−SiN膜からなる保護絶縁膜5a、保護絶
縁膜5aよりもエッチング速度が速いa−SiN膜から
なる保護絶縁膜5bをプラズマCVD法により順次積層
して形成する。このとき、下層の保護絶縁膜5aの膜厚
は後で行うイオン注入工程での不純物イオンの注入飛程
よりも小さくする。一方、上層の保護絶縁膜5bの膜厚
は不純物イオンの注入飛程よりも十分大きくする。次
に、保護絶縁膜5bの上にポジ型のフォトレジスト膜6
をスピン塗布する。
【0006】次に、図10(b)に示すように、ゲート
電極2をフォトマスクとして用いガラス基板2の裏面か
らの露光によりフォトレジスト膜6をゲート電極2に対
して自己整合的にパターニングする。
【0007】次に、図10(c)に示すように、フォト
レジスト膜6をマスクとして用い保護絶縁膜5a,5b
を順次ドライエッチングしてパターニングする。
【0008】次に、図10(d)に示すように、フォト
レジスト膜6を残したまま保護絶縁膜5a,5bのエッ
チング速度の差を利用して、ウェットエッチングにより
上層の保護絶縁膜5bのパターン幅を下層の保護絶縁膜
5aのパターン幅よりも狭くする。
【0009】次に、図10(e)に示すように、フォト
レジスト膜6を除去した後イオン注入法により保護絶縁
膜5a,5bをマスクとしてリンイオン10をi層4中
にイオン注入し、上層保護絶縁膜5bが存在しない部分
の下層保護絶縁膜5aの下部のi層4中にn+ 層11に
よるソース・ドレンイン領域を形成する。
【0010】次に、図10(f)に示すように、n+
11上に形成された自然酸化膜を希弗酸溶液により除去
した後、速やかにn+ 層11上にスパッタリング法によ
りCr膜を成膜し、n+ 層11とCr膜との界面に両者
の反応を利用したCrシリサイド層8を形成する。次
に、未反応のCr膜を選択的にエッチングしてCr膜か
らなるソース・ドレイン電極9を形成する。
【0011】以上の工程により、Crシリサイド層8は
+ 層11中に埋め込まれた様な形となり、Crシリサ
イド層8とチャネル領域のi層4とが直接コンタクトす
ることで生ずるホールブロッキング特性の低下が抑制さ
れる。
【0012】しかしながら、この従来例では保護絶縁膜
5a,5bのドライエッチング時にi層4の表面にドラ
イエッチングダメージによる大量の欠陥が発生し、さら
にイオン注入後のi層4表面すなわちn+ 層11表面に
もイオン注入ダメージによる大量の欠陥が発生して、大
気中では非常に短期間のうちに自然酸化膜をその表面上
に形成し、これがn+ 層11とCr膜との反応を抑制す
るバリア層として働き、Crシリサイド層8が全く形成
されないかあるいは高抵抗化してしまうと言った問題を
生じさせていた。これは、結果的にTFTのオン電流を
著しく低下させてしまうことになるため、Cr膜成膜前
には希弗酸溶液による自然酸化膜の除去と同時に水素原
子によるi層表面の安定化が必要不可欠であった。
【0013】しかし、この従来例ではn+ 層11表面の
ダメージが非常に大きいため、弗酸処理後も短時間で自
然酸化膜が再形成してしまい、弗酸処理後速やかにCr
膜を成膜しなければならないと言ったプロセス上の制約
があった。さらに、イオン注入時にマスクとして用いた
保護絶縁膜5a,5bがイオン注入ダメージを受けてエ
ッチングされ易くなり、上述の弗酸処理時に保護絶縁膜
5a,5bのパターンがn+ 層11よりもチャネル領域
側へ縮小し、後で行うCrシリサイド層8形成工程でC
rシリサイド層8がチャネル領域のi層4と直接コンタ
クトしてしまう場合が頻繁に生じると言った問題もあっ
た。これは、TFTのオフ電流を著しく増加させ、スイ
ッチング素子であるTFTのオン・オフ電流比特性を損
なう結果となる。また、ドライエッチングによる保護絶
縁膜5a,5bのパターニング工程が介在するため、下
地i層4のオーバードライエッチングが避けられず、i
層4を薄くできないというプロセス上の欠点があった。
【0014】これらは全て、プロセスの再現性や信頼性
を低下させる原因となり、さらにはそのプロセスマージ
ンを低下させる要因となっていた。したがって、より安
定に良好なTFTを供給するための技術を新たに発明す
る必要があった。
【0015】そこで、前述の従来技術を改善した方法が
特開平5−211166号公報に記載されている。
【0016】図11(a)〜(e)は従来の第2の薄膜
トランジスタの製造方法を説明するための工程順に示し
た断面図である。
【0017】まず、図11(a)に示すように、ガラス
基板1上にCr膜からなるゲート電極2を選択的に形成
し、ゲート電極2を含む表面にゲート絶縁膜3、i層
4、弗酸に対する耐性の低い第1の保護絶縁膜14をプ
ラズマCVD法により順次積層して形成する。このと
き、第1の保護絶縁膜14の膜厚は後で行うイオン注入
工程での不純物イオンの注入飛程よりも十分大きくす
る。次に、第1の保護絶縁膜14上にポジ型のフォトレ
ジスト膜6をスピン塗布し、ゲート電極2をフォトマス
クとして用いガラス基板1の裏面から露光してパターニ
ングし、第1の保護絶縁膜14上にゲート電極2に位置
整合したパターンを形成する。このとき、裏面露光時間
及び現像時間を調整することによりフォトレジスト膜6
のパターン幅をゲート電極2のパターン幅よりも狭くす
る。
【0018】次に、図11(b)に示すように、フォト
レジスト膜6をマスクとして用いウェットエッチングに
より第1の保護絶縁膜14をパターニングする。
【0019】次に、図11(c)に示すように、フォト
レジスト膜6を除去した後、第1の保護絶縁膜14をマ
スクに用いイオン注入法によりリンイオン10をi層4
にイオン注入し、n+ 層11によるソース・ドレイン領
域を形成する。
【0020】次に、図11(d)に示すように、イオン
注入のマスクとして用いた第1の保護絶縁膜14を弗酸
溶液により素早く除去した後、再度新たにプラズマCV
D法によりn+ 層11を含む表面に弗酸に対する耐性の
高い第2の保護絶縁膜15を成膜して、第2の保護絶縁
膜15の上にポジ型のフォトレジスト膜16をスピン塗
布し、ゲート電極2をマスクとして裏面露光工程により
第2の保護絶縁膜15上のフォトレジスト膜16をゲー
ト電極2に対して自己整合的にパターニングする。ここ
では、裏面露光時間及び現像時間を調整することにより
フォトレジスト膜16のパターン幅をゲート電極2のパ
ターン幅に対し同程度になるようにする。次に、フォト
レジスト膜16をマスクとして用いドライエッチングに
より第2の保護絶縁膜15をパターニングする。
【0021】次に、図11(e)に示すように、フォト
レジスト膜16を除去した後n+ 層11上に形成された
自然酸化膜を希弗酸溶液により除去して速やかにスパッ
タリング法によりCr膜を成膜し、i層4とCr膜との
界面に両者の反応を利用したCrシリサイド層8を形成
する。次に、未反応のCr膜を選択的にエッチングして
Cr膜からなるソース・ドレイン電極9を形成する。
【0022】以上の従来例では、イオン注入時に用いる
第1の保護絶縁膜14とCrシリサイド層8を形成する
ための第2の保護絶縁膜15とを分けて用い、それぞれ
の保護絶縁膜14,15のパターン幅の差を利用するこ
とによりn+ 層11の端部とCrシリサイド層8の端部
とを分離形成することができる。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】この従来の薄膜トラン
ジスタでは、保護絶縁膜14,15の成膜工程及びその
パターニングに関わる裏面露光工程が2回に及び、工程
数が増加するという問題がある。また、第1の保護絶縁
膜14のパターン幅を狭くする必要から、チャネル長が
4μm以下となるような短チャネルTFTを製造しよう
とした場合、そのプロセスマージンが小さく、素子の小
型化をにらんだ製造方法としては問題があった。さら
に、第1の保護絶縁膜14を一度除去し、再度新たに第
2の保護絶縁膜15を成膜すると言う工程のため、必然
的にi層4と保護絶縁膜14,15の界面にあたるi層
4表面が大気、そして成膜中のプラズマに晒されるた
め、その界面特性が低下しやすく、TFT特性を低下さ
せる要因となっていた。その上、イオン注入及びドライ
エッチング後にCrシリサイド層8を形成するため、自
然酸化膜の非常に形成され易いn+ 層11表面にCrシ
リサイド層8を形成しなければならず、低抵抗で良好な
Crシリサイド層8を定常的に形成しずらいという問題
が依然残されていた。また、ドライエッチングによる保
護絶縁膜14,15のパターニング工程が介在するた
め、i層4を薄くできないと言う課題が依然解決されな
いでいた。
【0024】本発明の目的は、ダメージの少い安定した
i層の表面に低抵抗のシリサイド層を形成し、且つシリ
サイド層とi層との直接コンタクトを防止してTFTの
性能を向上させた薄膜トランジスタおよびその製造方法
を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タは、透明絶縁基板上に形成した遮光性のゲート電極
と、前記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上に順次積
層して形成したゲート絶縁膜および半導体膜と、前記ゲ
ート電極に位置整合して前記半導体膜上に形成し膜厚が
価電子制御可能な不純物イオンの注入飛程よりも大きく
且つ端面が前記半導体膜に鋭角で接する傾斜面を有する
保護絶縁膜と、前記保護絶縁膜以外の前記半導体膜の表
面に形成した高融点金属シリサイド層と、前記半導体膜
のチャネル領域から外側に離れた前記高融点金属シリサ
イド層上に前記高融点金属シリサイド層と一体化して形
成した高融点金属膜からなるソース・ドレイン電極と、
前記チャネル側の前記高融点金属シリサイド層の端部よ
りも内側の前記保護絶縁膜の傾斜面の下部を含む前記半
導体層に不純物をドープして形成したソース・ドレイン
領域を有する。
【0026】本発明の薄膜トランジスタの第1の製造方
法は、透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を形成し前
記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲート絶縁
膜,半導体膜および膜厚が価電子制御可能な不純物イオ
ンの注入飛程よりも大きい保護絶縁膜を順次積層して形
成する工程と、前記保護絶縁膜上にポジ型のフォトレジ
スト膜を形成した後前記ゲート電極をマスクとして前記
フォトレジスト膜を前記透明絶縁基板の裏面から露光し
てパターニングする工程と、前記フォトレジスト膜をマ
スクとして前記保護絶縁膜を等方性エッチングし前記ゲ
ート電極に位置整合し且つ端面が前記半導体膜の上面と
鋭角で接するパターンを形成する工程と、露出された前
記半導体膜の表面に形成された自然酸化膜を除去した後
前記保護絶縁膜を含む前記半導体膜上に高融点金属膜を
堆積して前記半導体膜と前記高融点金属膜との界面に前
記半導体膜と前記高融点金属膜との反応による高融点金
属シリサイド層を形成する工程と、未反応の前記高融点
金属膜を選択的にエッチングしてチャネル領域側の前記
高融点金属シリサイド層端部から外側に離れた前記高融
点金属シリサイド層上にソース・ドレイン電極を形成す
る工程と、前記保護絶縁膜をマスクとして前記半導体膜
に不純物をイオン注入し前記高融点金属シリサイド層の
前記チャネル領域側の端部より内側の前記保護絶縁膜の
傾斜部の下部を含む領域にn型又はp型の半導体層から
なるソース・ドレイン領域を形成する工程とを含んで構
成される。
【0027】本発明の薄膜トランジスタの第2の製造方
法は、透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を形成し前
記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲート絶縁
膜,半導体膜,膜厚が価電子制御可能な不純物イオンの
注入飛程より小さい第1の保護絶縁膜および前記第1の
保護絶縁膜を含む膜厚が前記注入飛程よりも大きく且つ
前記第1の保護絶縁膜よりもエッチング速度の大きい第
2の保護絶縁膜を順次積層して形成する工程と、前記第
2の保護絶縁膜上にポジ型のフォトレジスト膜を形成し
た後前記ゲート電極をマスクとして前記フォレジスト膜
を前記透明絶縁基板の裏面から露光してパターニングす
る工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとして前記第
2および第1の保護絶縁膜を順次等方性エッチングして
前記ゲート電極に位置整合し且つ幅が下層から上層へと
順次狭くなる多層保護絶縁膜を形成する工程と、露光さ
れた前記半導体膜の表面に形成された自然酸化膜を除去
した後前記多層保護絶縁膜を含む前記半導体膜上に高融
点金属膜を堆積して前記半導体膜と前記高融点金属膜と
の界面に前記半導体膜と前記高融点金属膜との反応によ
る高融点金属シリサイド層を形成する工程と、未反応の
前記高融点金属膜を選択的にエッチングしてチャネル領
域側の前記高融点金属シリサイド層端部から外側に離れ
た前記高融点金属シリサイド層上にソース・ドレイン電
極を形成する工程と、前記多層保護絶縁膜をマスクとし
て前記半導体膜に不純物をイオン注入し前記高融点金属
シリサイド層の前記チャネル領域側の端部より内側の前
記第1の保護絶縁膜の下部を含む領域にn型又はp型の
半導体層からなるソース・ドレイン領域を形成する工程
とを含んで構成される。
【0028】本発明の薄膜トランジスタの第3の製造方
法は、透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を形成し前
記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲート絶縁
膜,半導体膜および膜厚が価電子制御可能な不純物イオ
ンの注入飛程よりも大きいポジ型のフォトレジスト膜を
順次積層して形成する工程と、前記ゲート電極をマスク
として前記フォレジスト膜を前記透明絶縁基板の裏面か
ら露光して現像し前記ゲート電極に位置整合し且つ端面
が前記半導体膜と鋭角で接する傾斜面を有するパターン
を形成する工程と、露出された前記半導体膜の表面に形
成された自然酸化膜を除去した後前記フォトレジスト膜
を含む前記半導体膜上に高融点金属膜を堆積して前記半
導体膜と前記高融点金属膜との界面に前記半導体膜と前
記高融点金属膜との反応による高融点金属シリサイド層
を形成する工程と、未反応の前記高融点金属膜を選択的
にエッチングしてチャネル領域側の前記高融点金属シリ
サイド層端部から外側に離れた前記高融点金属シリサイ
ド層上にソース・ドレイン電極を形成する工程と、前記
フォトレジスト膜をマスクとして前記半導体膜に不純物
をイオン注入し前記高融点金属シリサイド層の前記チャ
ネル領域側の端部より内側の前記フォトレジスト膜の傾
斜部の下部を含む領域にn又はp型の半導体層からなる
ソース・ドレイン領域を形成する工程とを含んで構成さ
れる。
【0029】本発明の薄膜トランジスタの第4の製造方
法は、透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を形成し前
記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲート絶縁
膜,半導体および膜厚が価電子制御可能な不純物イオン
の注入飛程よりも小さい保護絶縁膜を順次積層して形成
する工程と、前記保護絶縁膜上にボジ型の第1のフォト
レジスト膜を形成した後前記ゲート電極をマスクとして
前記第1のフォトレジスト膜を前記透明絶縁基板の裏面
から露光してパターニングする工程と、前記第1のフォ
トレジスト膜をマスクとして前記保護絶縁膜を等方性エ
ッチングし前記ゲート電極に位置整合するパターンを形
成する工程と、前記第1のフォトレジスト膜を除去した
後露出された前記半導体膜の表面に形成された自然酸化
膜を除去し前記保護絶縁膜を含む前記半導体膜上に高融
点金属膜を堆積して前記半導体膜と前記高融点金属膜と
の界面に前記半導体膜と前記高融点金属膜との反応によ
る高融点金属シリサイド層を形成する工程と、未反応の
前記高融点金属膜を選択的にエッチングしてチャネル領
域側の前記高融点金属シリサイド層端部から外側に離れ
た前記高融点金属シリサイド層上にソース・ドレイン電
極を形成する工程と、前記保護絶縁膜を含む表面に膜厚
が価電子制御可能な不純物イオンの注入飛程よりも大き
いポジ型の第2のフォトレジスト膜を形成した後前記ゲ
ート電極をマスクとして前記第2のフォトレジスト膜を
前記透明絶縁基板の裏面から露光してパターニングし前
記保護絶縁膜上に前記保護絶縁膜の幅よりも狭いパター
ンを形成する工程と、前記第2のフォトレジスト膜をマ
スクとして前記半導体膜に不純物をイオン注入し前記高
融点金属シリサイド層の前記チャネル領域側の端部より
内側の前記保護絶縁膜の下部を含む領域にn型又はp型
の半導体層からなるソース・ドレイン領域を形成する工
程とを含んで構成される。
【0030】本発明の薄膜トランジスタの第5の製造方
法は、透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を形成し前
記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲート絶縁
膜,半導体膜および膜厚が価電子制御可能な不純物イオ
ンの注入飛程よりも小さい保護絶縁膜を順次積層して形
成する工程と、前記保護絶縁膜上にポジ型のフォトレジ
スト膜を形成した後前記ゲート電極をマスクとして前記
フォトレジスト膜を前記透明絶縁基板の裏面から露光し
てパターニングした前記フォトレジスト膜をマスクとし
て前記保護絶縁膜を等方性エッチングし前記ゲート電極
に位置整合するパターンを形成する工程と、前記フォト
レジスト膜を残したまま露出された前記半導体膜の表面
に形成された自然酸化膜を除去し前記フォトレジスト膜
を含む前記半導体膜上に高融点金属膜を堆積して前記半
導体膜と前記高融点金属膜との界面に前記半導体膜と前
記高融点金属膜との反応による高融点金属シリサイド層
を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を感光させる
ことなく残したまま未反応の前記高融点金属膜を選択的
にエッチングしてチャネル領域側の前記高融点金属シリ
サイド層端部から外部に離れた前記高融点金属シリサイ
ド層上にソース・ドレイン電極を形成する工程と、前記
フォトレジスト膜の表面を薄く除去して前記フォトレジ
スト膜の幅を前記保護絶縁膜の幅よりも狭くしたパター
ンを形成する工程と、前記フォトレジスト膜をマスクと
して前記半導体膜に不純物をイオン注入し前記高融点金
属シリサイド層の前記チャネル領域側の端部より内側の
前記保護絶縁膜の下部を含む領域にn型又はp型の半導
体層からなるソース・ドレイン領域を形成する工程とを
含んで構成される。
【0031】
【作用】ソース・ドレイン電極の一部として用いるシリ
サイド層を形成した後、ゲート電極に対して自己整合的
にパターニングされた保護絶縁膜あるいはフォトレジス
ト膜をマスクとして用いイオン注入あるいはイオンドー
ピングにより保護絶縁膜端面あるいはフォトレジスト膜
端面の傾斜部分、または薄い保護絶縁膜を貫通した価電
子制御可能な不純物イオンにより、シリサイド層よりも
チャネル領域よりのi層中にn+ 層あるいはp+ 層から
なるソース・ドレイン領域を形成することによって、非
常に再現性良くn+ 層あるいはp+ 層をシリサイド層よ
りもチャネル領域よりのi層中に形成することが可能と
なる。その結果、シリサイド層とチャネル領域のi層と
が直接コンタクトすることは一切無くなり、TFTのオ
フ電流の増加を再現性良く抑止できるにようになる。ま
た、希弗酸溶液を用いたi層表面の自然酸化膜除去工程
によるi層表面の安定化が、欠陥の非常に少ない安定し
たi層表面上で行えるため、自然酸化膜の無い非常に安
定したi層表面を長時間維持することが可能となり、プ
ロセスマージンをより一層拡大することができる。ま
た、非常に安定したi層上にシリサイド層を形成できる
ため、低抵抗で良好なシリサイド層を定常的に供給で
き、TFT特性の向上に寄与できるようになる。さら
に、従来の弗酸溶液による保護絶縁膜縮小工程を省くこ
とができるため、従来はエッチング速度が速く膜剥がれ
しやすい高応力の保護絶縁膜を用いる必要があったのに
対し、エッチング速度が遅く膜剥がれしにくい低応力の
保護絶縁膜を用いることができるようになり、膜剥がれ
による歩留まりの低下と言った問題を解決することがで
きる。また、シリサイド層が弗酸によりエッチングされ
ないため、低抵抗で良好なシリサイド層をプロセス終了
時まで維持することができ、TFTオン電流の向上、す
なわちTFTの高性能化を実現できるようになる。その
上、シリサイド層とのエッチング選択比を全く気にする
こなく、様々な膜質の保護絶縁膜をチャネル領域のi層
上に形成することができるため、i層/保護絶縁膜界面
の改善によるより一層のTFT特性の向上が期待でき
る。
【0032】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0033】図1(a)〜(e)は本発明の第1の実施
例の製造方法を説明するための工程順に示した断面図お
よびA部拡大図である。
【0034】まず、図1(a)に示すように、ガラス基
板1上にスパッタリング法によりCr膜を100nmの
厚さで成膜してパターニングし、ゲート電極2を形成す
る。次に、ゲート電極2を含む表面にプラズマCVD法
によりa−SiN膜からなるゲート絶縁膜3を300n
mの厚さで、i型a−Si膜からなるi層4を50nm
の厚さで、a−SiN膜からなる保護絶縁膜5を150
nmの厚さで順次積層して形成する。次に、保護絶縁膜
5の上にポジ型のフォトレジスト膜を1.5μmの厚さ
にスピン塗布して、ゲート電極2をフォトマスクとして
用いガラス基板1の裏面から露光してパターニングした
フォトレジスト膜6をゲート電極2に対して自己整合的
に形成する。
【0035】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜6をマスクとして濃度1%の弗酸溶液により保
護絶縁膜5をエッチングする。このとき、保護絶縁膜5
の端面は、図2に示すように、ウェットエッチング特有
の等方性エッチングにより傾斜する。
【0036】次に、図1(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜6を除去した後、濃度0.1%の弗酸溶液に1
5秒ほど浸漬させi層4の表面に形成された自然酸化膜
を除去して保護絶縁膜5を含むi層4の表面にスパッタ
リング法によりCr膜を100nmの厚さに成膜し、i
層4とCr膜との界面に両者の反応を利用したCrシリ
サイド層8を形成する。次に、未反応のCr膜をパター
ニングし、チャネル領域側のCrシリサイド層8の端部
から外側に離し、且つこのCrシリサイド層8をソース
・ドレイン領域に接する電極としたCr膜からなるソー
ス・ドレイン電極9を形成する。
【0037】次に、図1(d)に示すように、保護絶縁
膜5およびソース・ドレイン電極9をマスクとして用い
イオン注入法によりリンイオン(P+ )10を加速電圧
20keV、ドーズ量5×1015cm-2の注入条件でイ
オン注入し、Crシリサイド層8下のi層4中にn型非
晶質珪素膜(以下n+ 層と記す)11からなるソース・
ドレイン領域を形成する。この注入条件でのリンイオン
10のa−SiN膜に対する注入飛程はLSS理論より
15.4nmであり、またその分布幅は6.5nmであ
るから、150nmの保護絶縁膜5の厚さで十分にリン
イオン10を阻止できる。また、Crシリサイド層8自
体の膜厚は3〜5nmと非常に薄いため、リンイオンを
透過できる。なお、イオンドーピング法を用いる場合に
は、質量分離を行わないことからリンイオン以外の他の
イオン、例えば水素イオン(H+)等の注入飛程を考慮
した保護絶縁膜の厚さ、あるいは注入条件としなければ
ならない。
【0038】保護絶縁膜5の端面は傾斜しているから、
その端部に近づくほどその膜厚は薄くなっていく。した
がって、図1(e)に示すように、イオン注入の際には
その傾斜部分を貫通し、保護絶縁膜5下部のi層4中に
到達するリンイオンが存在するようになる。先に形成し
たCrシリサイド層8は保護絶縁膜5よりも内側のi層
4中には形成されないから、この工程によって弗酸によ
る保護絶縁膜縮小工程を経なくてもCrシリサイド層8
の端部よりも内側のi層4中にn+ 層11を形成するこ
とができ、Crシリサイド層8がチャネル領域のi層4
に直接コンタクトすることを防げるようになる。その結
果として、良好なホールブロッキング特性を実現するこ
とができる。
【0039】図3(a)〜(e)は本発明の第2の実施
例の製造方法を説明するための工程順に示した断面図お
よびB部拡大図である。
【0040】まず、図3(a)に示すように、第1の実
施例と同様にガラス基板1上にスパッタリング法により
Cr膜を100nmの厚さで成膜してパターニングし、
ゲート電極2を形成する。ゲート電極2を含む表面にプ
ラズマCVD法によりゲート絶縁膜3を300nmの厚
さで、i層4を50nmの厚さで、1%弗酸溶液に対す
るエッチング速度が10nm/min程度の保護絶縁膜
5aを10nm、1%弗酸溶液に対するエッチング速度
が50nm/min程度の保護絶縁膜5bを140nm
の厚さで順次積層して形成する。これら多層保護絶縁膜
5a,5bのエッチング速度は、図4に示すように成膜
時のアンモニア(NH3 )流量を変化させることで制御
することができる。また、ここでは実施例の説明を簡単
にするため多層保護絶縁膜5a,5bの膜構造は2層と
した。次に、上層の保護絶縁膜5b上にポジ型のフォト
レジスト膜を1.5μmの厚さにスピン塗布し、ゲート
電極2をフォトマスクとしてガラス基板1の裏面からの
露光によるパターニングでフォトレジスト膜6をゲート
電極2に対して自己整合的に形成する。
【0041】次に、図3(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜6をマスクとして1%弗酸溶液により多層の保
護絶縁膜5a,5bをエッチングする。このとき、多層
保護絶縁膜5a,5bのエッチング速度の差により、i
層4の上には段差構造を有した多層保護絶縁膜5a,5
bが形成される。
【0042】次に、図3(c)に示すように、0.1%
弗酸溶液に15秒ほど浸漬させi層4の表面に形成され
た自然酸化膜を除去した後、全面にスパッタリング法に
よりCr膜を100nmの厚さで成膜し、i層4とCr
膜との界面に両者の反応を利用したCrシリサイド層8
を形成する。次に、未反応のCr膜をパターニングして
チャネル領域側のCrシリサイド層8の端部から外側に
離したソース・ドレイン電極9を形成する。
【0043】次に、図3(d)に示すように、保護絶縁
膜5a,5bをマスクとしてイオン注入法によりリンイ
オン10を加速電圧20keV、ドーズ量5×1015c
m-2の注入条件でイオン注入し、Crシリサイド層8下
のi層4中にn+ 層11からなるソース・ドレイン領域
を形成する。。ここで、リンイオン10の注入飛程(1
5.4nm)よりも下層の保護絶縁膜5aの厚さ(10
nm)は薄いため、リンイオン10はこの保護絶縁膜5
aを貫通しi層4中にn+ 層11を形成することができ
る。
【0044】この実施例では、図3(e)に示すよう
に、Crシリサイド層8端部とn+ 層11端部との分離
を下層の保護絶縁膜5aの膜厚で制御するために、第1
の実施例よりも制御性良くしかも確実にCrシリサイド
層8端部とn+ 層11端部との分離形成ができ、より一
層ホールブロッキング特性を向上させることができると
いう利点がある。
【0045】図5(a)〜(d)は本発明の第3の実施
例の製造方法を説明するための工程順に示した断面図で
ある。
【0046】まず、図5(a)に示すように、ガラス基
板1上にスパッタリング法によりCr膜を100nmの
厚さで成膜してパターニングしゲート電極2を形成す
る。次に、ゲート電極2を含む表面にプラズマCVD法
によりゲート絶縁膜3を300nmの厚さで、i層4を
50nmの厚さで順次積層して形成する。次に、i層4
上にポジ型のフォトレジスト膜を1.5μmの厚さにス
ピン塗布し、ゲート電極2をフォトマスクとしてガラス
基板1の裏面からの露光によるパターニングでフォトレ
ジスト膜6をゲート電極2に対して自己整合的に形成す
る。このとき、フォトレジスト膜6の材料および現像条
件を選択することにより、現像時にフォトレジスト膜6
の端面を図6に示すようにi層4と鋭角で接するように
傾斜させることができる。
【0047】次に、図5(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜6を残したまま濃度0.1%の弗酸溶液に15
秒ほど浸漬させてi層4表面に形成された自然酸化膜を
除去した後、フォトレジスト膜6を含むi層4の表面に
スパッタリング法によりCr膜7を100nmの厚さで
成膜し、i層4とCr膜7との界面に両者の反応を利用
したCrシリサイド層8を形成する。
【0048】次に、図5(c)に示すように、Cr膜7
の上に塗布してパターニングしたフォトレジスト膜12
をマスクとして未反応のCr膜7をエッチングし、チャ
ネル領域側のCrシリサイド層8の端部から外側に離し
たシリサイド層8上にソース・ドレイン電極9を形成す
る。
【0049】次に、図5(d)に示すように、フォトレ
ジスト膜6をマスクとして用いイオン注入法によりリン
イオン10を加速電圧20keV、ドーズ量5×1015
cm-2の注入条件でi層4にイオン注入し、Crシリサ
イド層8下のi層4中にn+層11からなるソース・ド
レイン領域を形成する。リンイオン10のフォトレジス
ト膜6に対する注入飛程はLSS理論より86.6nm
であり、またその分布幅は19.8nmであるから、
1.5μmのフォトレジスト膜6の膜厚で十分にリンイ
オン10を阻止することができる。また、フォトレジス
ト膜6の端面は既に述べたように傾斜しているため、そ
の傾斜面を貫通したリンイオン10により、フォトレジ
スト膜6下部のi層4中にn+ 層11を形成することが
可能となる。
【0050】この実施例では、第1,第2の実施例より
もより一層その工程を簡略化することができ、スループ
ットの向上及び低コスト化を実現できるようになる。し
かしながら、チャネル領域のi層4上が絶縁膜などによ
り連続的に保護されないため、その界面が劣化しやすく
TFT特性が低下する可能性がある。
【0051】図7(a)〜(e)は本発明の第4の実施
例の製造方法を説明するための工程順に示した断面図で
ある。
【0052】まず、図7(a)に示すように、ガラス基
板1上にスパッタリング法によりCr膜を100nmの
厚さで成膜してパターニングし、Cr膜からなるゲート
電極2を形成する。次に、プラズマCVD法によりゲー
ト絶縁膜2を300nmの厚さで、i層4を50nmの
厚さで、保護絶縁膜5aを10nmの厚さで順次積層し
て形成する。次に、保護絶縁膜5a上にボジ型のフォト
レジスト膜を1.5μmの厚さでスピン塗布する。そし
て、ゲート電極2をフォトマスクとして用いガラス基板
2の裏面から露光してパターニングしたフォトレジスト
膜6をゲート電極2に対して自己整合的に形成する。
【0053】次に、図7(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜6をマスクとして用い濃度1%の弗酸溶液によ
り保護絶縁膜5aをエッチングする。
【0054】次に、図7(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜6を除去した後、濃度0.1%の弗酸溶液に1
5秒ほど浸漬させi層4の表面に形成された自然酸化膜
を除去した後、保護絶縁膜5aを含むi層4の表面にス
パッタリング法によりCr膜を100nmの厚さで成膜
し、i層4とCr膜との界面に両者の反応を利用したC
rシリサイド層8を形成する。次に、未反応のCr膜を
パターニングしCrシリサイド層8をソース・ドレイン
領域に接する電極としたCr膜からなるソース・ドレイ
ン電極9をチャネル領域から外側に離して形成する。
【0055】次に、図7(d)に示すように、保護絶縁
膜5aを含む表面にボジ型のフォトレジスト膜13を
1.5μmの厚さにスピン塗布し、再度ゲート電極2を
マスクとしてガラス基板2a裏面よりフォトレジスト膜
13を露光してパターニングする。この際、裏面露光時
間及び現像時間を長めにすることにより、フォトレジス
ト膜13のパターン幅を保護絶縁膜5aのパターン幅よ
りも狭くする。
【0056】次に、図7(e)に示すように、フォトレ
ジスト膜13をマスクとして用いイオン注入法によりリ
ンイオン10を加速電圧20keV、ドーズ量5×10
15cm-2の注入条件でi層4にイオン注入し、Crシリ
サイド層8下のi層4中にn+ 層11からなるソース・
ドレイン領域を形成する。ここで、保護絶縁膜5aの膜
厚はリンイオン10の注入飛程よりも小さく、またフォ
トレジスト膜13の膜厚はリンイオン10の注入飛程よ
りも十分大きいため、保護絶縁膜5aだけを貫通したリ
ンイオンにより、保護絶縁膜5a下部のi層4中にn+
層11を形成することが可能となる。
【0057】この実施例では第3の実施例で問題となっ
たi層/保護絶縁膜界面の劣化によるTFT特性の低下
を防ぐことができる。また、フォトレジスト膜13をマ
スクとしてイオン注入を行うため、チャネル領域上の保
護絶縁膜5aがリンイオン10の衝撃により劣化させら
れることはなくなり、より一層のTFT特性の向上が期
待できる。しかしながら、裏面露光工程が2回になると
いうスループット上の問題点が残された。
【0058】図8(a)〜(e)は本発明の第5の実施
例の製造方法を説明するための工程順に示した断面図で
ある。
【0059】まず、図8(a)に示すように、ガラス基
板1上にスパッタリング法によりCr膜を100nmの
厚さで成膜してパターニングし、Cr膜からなるゲート
電極2を形成する。次に、ゲート電極2を含む表面にプ
ラズマCVD法によりゲート絶縁膜3を300nmの厚
さで、i層4を50nmの厚さで、保護絶縁膜5aを1
0nmの厚さで順次積層して形成する。次に、保護絶縁
膜5a上にポジ型のフォトレジスト膜を1.5μmの厚
さにスピン塗布して、ゲート電極2をフォトマスクとし
てポジ型フォトレジスト膜をガラス基板1の裏面から露
光・現像し、パターニングしたフォトレジスト膜6をゲ
ート電極2に対して自己整合的に形成する。
【0060】次に、図8(b)に示すように、このフォ
トレジスト膜6をマスクとして濃度1%の弗酸溶液によ
り保護絶縁膜5aをエッチングし除去する。
【0061】次に、図8(c)に示すように、そのフォ
トレジスト膜6を感光させること無く残したまま濃度
0.1%の弗酸溶液に15秒ほど浸漬させi層4表面に
形成された自然酸化膜を除去した後、フォトレジスト膜
6を含むi層4の表面にスパッタリング法あるいは蒸着
法によりCr膜を100nmの厚さに成膜し、i層4と
Cr膜との界面に両者の反応を利用したCrシリサイド
層8を形成する。
【0062】ここで蒸着法を用いるのは、スパッタリン
グ法ではその際に発生させるアルゴン(Ar)プラズマ
からの発光によりポジ型のフォトレジスト膜6が感光す
る恐れがあるためである。しかし、スパッタリング速度
が十分速ければスパッタリング法を用いることも可能で
ある。次に、Cr膜の表面に形成してパターニングした
フォトレジスト膜12をマスクとしてCr膜を選択的に
エッチングし、Crシリサイド層8をソース・ドレイン
領域に接する電極の一部としたCr膜からなるソース・
ドレイン電極9をCrシリサイド層8のチャネル側端部
より外側に離して形成する。この際にもフォトレジスト
膜6は感光させずに残したままにしておく。
【0063】次に、図8(d)に示すように、保護絶縁
膜5a上に感光させずに残したフォトレジスト膜6およ
びフォトレジスト膜12のパターン幅を現像液により一
部溶解して保護絶縁膜5aのパターン幅よりも狭くさせ
る。この際、フォトレジスト膜6は膜厚方向にもそのパ
ターンが縮小してしまうが、膜形成の段階で十分その膜
厚を厚くしているため問題はない。
【0064】次に、図8(e)に示すように、このフォ
トレジスト膜6をマスクとして用いイオン注入によりリ
ンイオン10を加速電圧20keV、ドーズ量5×10
15cm-2の注入条件でi層4にイオン注入し、Crシリ
サイド層8下のi層4中にn+ 層11からなるソース・
ドレイン領域を形成する。ここで、保護絶縁膜5aの膜
厚はリンイオンの注入飛程よりも小さく、またフォトレ
ジスト膜6の膜厚はリンイオンの注入飛程よりも十分大
きいため保護絶縁膜5aだけを貫通したリンイオンによ
り、保護絶縁膜5a下部のi層4中にn+ 層11を形成
することが可能となる。
【0065】この実施例により裏面露光工程が1回で済
むようになり、TFT特性を損なうこと無く第4の実施
例よりもスループットを向上させることができる。
【0066】図9は本発明を用いて製造されたTFTと
従来例により製造されたTFTのドレイン電流(Id)
対ゲート電圧(Vg)特性を示す。本発明により、チャ
ネル長が2μmと言う短チャネルTFTであっても、再
現性良く、しかも均一にTFTを製造することができ、
さらに、オフ特性は従来通りの良好な状態を維持したま
ま、オン特性は従来の2倍以上の高性能化を実現するこ
とができた。
【0067】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、シリサ
イド層の形成が非常に安定したi層表面上で行えるため
低抵抗で良好なシリサイド層を定常的に供給できる。さ
らに、弗酸溶液による保護絶縁膜の縮小工程が介在しな
いためシリサイド層が弗酸溶液によりエッチングされる
ことは無く、TFTのオン電流の低下を抑制することが
できる。そして、保護絶縁膜端面あるいはフォトレジス
ト膜端面の傾斜部分または薄い保護絶縁膜を貫通した不
純物イオンによりシリサイド層の端部よりもチャネル領
域寄りのi層中にn+ 層あるいはp+ 層によるソース・
ドレイン領域を安定に形成することができ、オフ電流が
抑制された良好なTFTを定常的に得ることができる。
その上、チャネル領域のi層表面が大気に晒されること
を防ぐことができ、i層/保護絶縁膜界面の特性を劣化
させること無く良好な状態に維持できるため、TFT特
性のより一層の向上が可能となる。また、以上のプロセ
スは膜厚分布等に大きく影響されず、そのプロセスマー
ジンが大きいため2μm以下の短チャネルTFTを大面
積に均一性良く、しかも定常的に形成できるという大き
な利点を有する。さらに、本発明のTFT及び製造方法
をアクティブマトリクス型LCD(AMLCD)の製造
に用いた場合には、ゲート電極上の保護絶縁膜の形状を
段差構造あるいは薄膜にすることが可能であるため、ゲ
ート配線上を横断するドレイン配線がゲート配線上の保
護絶縁膜部分で断線することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の製造方法を説明すため
の工程順に示した断面図およびA部拡大図。
【図2】保護絶縁膜の端面と半導体膜が接する部分を説
明するための断面拡大図。
【図3】本発明の第2の実施例の製造方法を説明するた
めの工程順に示した断面図およびB部拡大図。
【図4】保護絶縁膜(a−SiN膜)形成時のNH3
量とエッチング速度との関係を示す図。
【図5】本発明の第3の実施例の製造方法を説明するた
めの工程順に示した断面図。
【図6】本発明の第3の実施例によるフォトレジスト膜
の端面の傾斜を示す断面拡大図。
【図7】本発明の第4の実施例の製造方法を説明するた
めの工程順に示した断面図。
【図8】本発明の第5の実施例の製造方法を説明すため
の工程順に示した断面図。
【図9】本発明によるTFTと従来例によるTFTのゲ
ート電圧−ドレイン電流特性を示す図。
【図10】従来の第1の薄膜トランジスタの製造方法を
説明するための工程順に示した断面図。
【図11】従来の第2の薄膜トランジスタの製造方法を
説明するための工程順に示した断面図。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁膜 4 i層 5,5a,5b,14,15 保護絶縁膜 6,12,13,16 フォトレジスト膜 7 Cr膜 8 Crシリサイド層 9 ソース・ドレイン電極 10 リンイオン 11 n+

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明絶縁基板上に形成した遮光性のゲー
    ト電極と、前記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上に
    順次積層して形成したゲート絶縁膜および半導体膜と、
    前記ゲート電極に位置整合して前記半導体膜上に形成し
    膜厚が価電子制御可能な不純物イオンの注入飛程よりも
    大きく且つ端面が前記半導体膜に鋭角で接する傾斜面を
    有する保護絶縁膜と、前記保護絶縁膜以外の前記半導体
    膜の表面に形成した高融点金属シリサイド層と、前記半
    導体膜のチャネル領域から外側に離れた前記高融点金属
    シリサイド層上に前記高融点金属シリサイド層と一体化
    して形成した高融点金属膜からなるソース・ドレイン電
    極と、前記チャネル側の前記高融点金属シリサイド層の
    端部よりも内側の前記保護絶縁膜の傾斜面の下部を含む
    前記半導体層に不純物をドープして形成したソース・ド
    レイン領域を有することを特徴とする薄膜トランジス
    タ。
  2. 【請求項2】 保護絶縁膜が価電子制御可能な不純物の
    注入飛程よりも小さい膜厚の第1の保護絶縁膜と、前記
    第1の保護絶縁膜の端部より内側に積層して前記第1の
    絶縁膜を含めた膜厚が前記注入飛程よりも大きい膜厚の
    第2の絶縁膜を含む多層保護膜からなる請求項1記載の
    薄膜トランジスタ。
  3. 【請求項3】 保護絶縁膜が非晶質窒化珪素膜である請
    求項1又は請求項2記載の薄膜トランジスタ。
  4. 【請求項4】 透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を
    形成し前記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲー
    ト絶縁膜,半導体膜および膜厚が価電子制御可能な不純
    物イオンの注入飛程よりも大きい保護絶縁膜を順次積層
    して形成する工程と、前記保護絶縁膜上にポジ型のフォ
    トレジスト膜を形成した後前記ゲート電極をマスクとし
    て前記フォトレジスト膜を前記透明絶縁基板の裏面から
    露光してパターニングする工程と、前記フォトレジスト
    膜をマスクとして前記保護絶縁膜を等方性エッチングし
    前記ゲート電極に位置整合し且つ端面が前記半導体膜の
    上面と鋭角で接するパターンを形成する工程と、露出さ
    れた前記半導体膜の表面に形成された自然酸化膜を除去
    した後前記保護絶縁膜を含む前記半導体膜上に高融点金
    属膜を堆積して前記半導体膜と前記高融点金属膜との界
    面に前記半導体膜と前記高融点金属膜との反応による高
    融点金属シリサイド層を形成する工程と、未反応の前記
    高融点金属膜を選択的にエッチングしてチャネル領域側
    の前記高融点金属シリサイド層端部から外側に離れた前
    記高融点金属シリサイド層上にソース・ドレイン電極を
    形成する工程と、前記保護絶縁膜をマスクとして前記半
    導体膜に不純物をイオン注入し前記高融点金属シリサイ
    ド層の前記チャネル領域側の端部より内側の前記保護絶
    縁膜の傾斜部の下部を含む領域にn型又はp型の半導体
    層からなるソース・ドレイン領域を形成する工程とを含
    むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
  5. 【請求項5】 透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を
    形成し前記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲー
    ト絶縁膜,半導体膜,膜厚が価電子制御可能な不純物イ
    オンの注入飛程より小さい第1の保護絶縁膜および前記
    第1の保護絶縁膜を含む膜厚が前記注入飛程よりも大き
    く且つ前記第1の保護絶縁膜よりもエッチング速度の大
    きい第2の保護絶縁膜を順次積層して形成する工程と、
    前記第2の保護絶縁膜上にポジ型のフォトレジスト膜を
    形成した後前記ゲート電極をマスクとして前記フォレジ
    スト膜を前記透明絶縁基板の裏面から露光してパターニ
    ングする工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとして
    前記第2および第1の保護絶縁膜を順次等方性エッチン
    グして前記ゲート電極に位置整合し且つ幅が下層から上
    層へと順次狭くなる多層保護絶縁膜を形成する工程と、
    露光された前記半導体膜の表面に形成された自然酸化膜
    を除去した後前記多層保護絶縁膜を含む前記半導体膜上
    に高融点金属膜を堆積して前記半導体膜と前記高融点金
    属膜との界面に前記半導体膜と前記高融点金属膜との反
    応による高融点金属シリサイド層を形成する工程と、未
    反応の前記高融点金属膜を選択的にエッチングしてチャ
    ネル領域側の前記高融点金属シリサイド層端部から外側
    に離れた前記高融点金属シリサイド層上にソース・ドレ
    イン電極を形成する工程と、前記多層保護絶縁膜をマス
    クとして前記半導体膜に不純物をイオン注入し前記高融
    点金属シリサイド層の前記チャネル領域側の端部より内
    側の前記第1の保護絶縁膜の下部を含む領域にn型又は
    p型の半導体層からなるソース・ドレイン領域を形成す
    る工程とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製
    造方法。
  6. 【請求項6】 透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を
    形成し前記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲー
    ト絶縁膜,半導体膜および膜厚が価電子制御可能な不純
    物イオンの注入飛程よりも大きいポジ型のフォトレジス
    ト膜を順次積層して形成する工程と、前記ゲート電極を
    マスクとして前記フォレジスト膜を前記透明絶縁基板の
    裏面から露光して現像し前記ゲート電極に位置整合し且
    つ端面が前記半導体膜と鋭角で接する傾斜面を有するパ
    ターンを形成する工程と、露出された前記半導体膜の表
    面に形成された自然酸化膜を除去した後前記フォトレジ
    スト膜を含む前記半導体膜上に高融点金属膜を堆積して
    前記半導体膜と前記高融点金属膜との界面に前記半導体
    膜と前記高融点金属膜との反応による高融点金属シリサ
    イド層を形成する工程と、未反応の前記高融点金属膜を
    選択的にエッチングしてチャネル領域側の前記高融点金
    属シリサイド層端部から外側に離れた前記高融点金属シ
    リサイド層上にソース・ドレイン電極を形成する工程
    と、前記フォトレジスト膜をマスクとして前記半導体膜
    に不純物をイオン注入し前記高融点金属シリサイド層の
    前記チャネル領域側の端部より内側の前記フォトレジス
    ト膜の傾斜部の下部を含む領域にn又はp型の半導体層
    からなるソース・ドレイン領域を形成する工程とを含む
    ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
  7. 【請求項7】 透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を
    形成し前記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲー
    ト絶縁膜,半導体および膜厚が価電子制御可能な不純物
    イオンの注入飛程よりも小さい保護絶縁膜を順次積層し
    て形成する工程と、前記保護絶縁膜上にボジ型の第1の
    フォトレジスト膜を形成した後前記ゲート電極をマスク
    として前記第1のフォトレジスト膜を前記透明絶縁基板
    の裏面から露光してパターニングする工程と、前記第1
    のフォトレジスト膜をマスクとして前記保護絶縁膜を等
    方性エッチングし前記ゲート電極に位置整合するパター
    ンを形成する工程と、前記第1のフォトレジスト膜を除
    去した後露出された前記半導体膜の表面に形成された自
    然酸化膜を除去し前記保護絶縁膜を含む前記半導体膜上
    に高融点金属膜を堆積して前記半導体膜と前記高融点金
    属膜との界面に前記半導体膜と前記高融点金属膜との反
    応による高融点金属シリサイド層を形成する工程と、未
    反応の前記高融点金属膜を選択的にエッチングしてチャ
    ネル領域側の前記高融点金属シリサイド層端部から外側
    に離れた前記高融点金属シリサイド層上にソース・ドレ
    イン電極を形成する工程と、前記保護絶縁膜を含む表面
    に膜厚が価電子制御可能な不純物イオンの注入飛程より
    も大きいポジ型の第2のフォトレジスト膜を形成した後
    前記ゲート電極をマスクとして前記第2のフォトレジス
    ト膜を前記透明絶縁基板の裏面から露光してパターニン
    グし前記保護絶縁膜上に前記保護絶縁膜の幅よりも狭い
    パターンを形成する工程と、前記第2のフォトレジスト
    膜をマスクとして前記半導体膜に不純物をイオン注入し
    前記高融点金属シリサイド層の前記チャネル領域側の端
    部より内側の前記保護絶縁膜の下部を含む領域にn型又
    はp型の半導体層からなるソース・ドレイン領域を形成
    する工程とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの
    製造方法。
  8. 【請求項8】 透明絶縁基板上に遮光性のゲート電極を
    形成し前記ゲート電極を含む前記透明絶縁基板上にゲー
    ト絶縁膜,半導体膜および膜厚が価電子制御可能な不純
    物イオンの注入飛程よりも小さい保護絶縁膜を順次積層
    して形成する工程と、前記保護絶縁膜上にポジ型のフォ
    トレジスト膜を形成した後前記ゲート電極をマスクとし
    て前記フォトレジスト膜を前記透明絶縁基板の裏面から
    露光してパターニングした前記フォトレジスト膜をマス
    クとして前記保護絶縁膜を等方性エッチングし前記ゲー
    ト電極に位置整合するパターンを形成する工程と、前記
    フォトレジスト膜を残したまま露出された前記半導体膜
    の表面に形成された自然酸化膜を除去し前記フォトレジ
    スト膜を含む前記半導体膜上に高融点金属膜を堆積して
    前記半導体膜と前記高融点金属膜との界面に前記半導体
    膜と前記高融点金属膜との反応による高融点金属シリサ
    イド層を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を感光
    させることなく残したまま未反応の前記高融点金属膜を
    選択的にエッチングしてチャネル領域側の前記高融点金
    属シリサイド層端部から外部に離れた前記高融点金属シ
    リサイド層上にソース・ドレイン電極を形成する工程
    と、前記フォトレジスト膜の表面を薄く除去して前記フ
    ォトレジスト膜の幅を前記保護絶縁膜の幅よりも狭くし
    たパターンを形成する工程と、前記フォトレジスト膜を
    マスクとして前記半導体膜に不純物をイオン注入し前記
    高融点金属シリサイド層の前記チャネル領域側の端部よ
    り内側の前記保護絶縁膜の下部を含む領域にn型又はp
    型の半導体層からなるソース・ドレイン領域を形成する
    工程とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141513A (ja) * 2000-11-07 2002-05-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2011029610A (ja) * 2009-06-26 2011-02-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3388195B2 (ja) * 1998-12-22 2003-03-17 シャープ株式会社 半導体装置及びその製造方法
US6323034B1 (en) 1999-08-12 2001-11-27 Industrial Technology Research Institute Amorphous TFT process
KR100379684B1 (ko) * 2001-04-20 2003-04-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막 트랜지스터 액정표시소자 제조방법
KR100853220B1 (ko) * 2002-04-04 2008-08-20 삼성전자주식회사 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법
KR100500779B1 (ko) * 2003-10-10 2005-07-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법
US20100200897A1 (en) * 2007-09-05 2010-08-12 Nxp B.V. Transistor and method of manufacturing the same
WO2009031085A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-12 Nxp B.V. A transistor and a method of manufacturing the same
US9508601B2 (en) 2013-12-12 2016-11-29 Texas Instruments Incorporated Method to form silicide and contact at embedded epitaxial facet

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3707765A (en) * 1970-11-19 1973-01-02 Motorola Inc Method of making isolated semiconductor devices
DE2703877C2 (de) * 1977-01-31 1982-06-03 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen MIS-Transistor von kurzer Kanallänge und Verfahren zu seiner Herstellung
US4818715A (en) * 1987-07-09 1989-04-04 Industrial Technology Research Institute Method of fabricating a LDDFET with self-aligned silicide
JP2503656B2 (ja) * 1989-05-31 1996-06-05 日本電気株式会社 薄膜電界効果型トランジスタ―およびその製造方法
JPH05211166A (ja) * 1991-12-02 1993-08-20 Nec Corp 薄膜電界効果型トランジスタ
JP2630195B2 (ja) * 1993-05-13 1997-07-16 日本電気株式会社 薄膜電界効果トランジスタとその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141513A (ja) * 2000-11-07 2002-05-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP4678933B2 (ja) * 2000-11-07 2011-04-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2011029610A (ja) * 2009-06-26 2011-02-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法

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