JPH0832082A - Manufacture of thin film transistor - Google Patents
Manufacture of thin film transistorInfo
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- JPH0832082A JPH0832082A JP18674094A JP18674094A JPH0832082A JP H0832082 A JPH0832082 A JP H0832082A JP 18674094 A JP18674094 A JP 18674094A JP 18674094 A JP18674094 A JP 18674094A JP H0832082 A JPH0832082 A JP H0832082A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ボトムゲート型でかつ
ソース・ドレイン領域をオフセット構造で形成してなる
薄膜トランジスタ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 method of manufacturing a thin film transistor which is a bottom gate type and has source / drain regions formed in an offset structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】セルフアラインオフセット構造を持つ薄
膜トランジスタには、トップゲート型の薄膜トランジス
タが提案されている。このセルフアラインオフセット構
造のトップゲート型薄膜トランジスタの製造方法を、図
13の概略断面図によって説明する。2. Description of the Related Art As a thin film transistor having a self-aligned offset structure, a top gate type thin film transistor has been proposed. A method of manufacturing the top gate type thin film transistor having the self-aligned offset structure will be described with reference to the schematic sectional view of FIG.
【0003】図に示すように、石英基板81上に窒化シ
リコン層82を形成する。さらに、シリコン層パターン
83、ゲート絶縁膜84を形成する。そして、ゲート電
極85を形成し、酸化シリコン膜(図示省略)を全体に
成膜する。その後、酸化シリコン膜をエッチバックし
て、ゲート電極85の側壁にサイドウォール86を形成
する。そしてゲート電極85とサイドウォール86をマ
スクにして、導電型不純物をシリコン層パターン83に
導入(例えばイオン注入)することで、シリコン層パタ
ーン83にオフセット87,88を設けたソース・ドレ
イン領域89,90を形成する。As shown in the figure, a silicon nitride layer 82 is formed on a quartz substrate 81. Further, a silicon layer pattern 83 and a gate insulating film 84 are formed. Then, the gate electrode 85 is formed, and a silicon oxide film (not shown) is formed on the entire surface. Then, the silicon oxide film is etched back to form sidewalls 86 on the sidewalls of the gate electrode 85. Then, by using the gate electrode 85 and the side wall 86 as a mask, conductive type impurities are introduced (for example, ion implantation) into the silicon layer pattern 83, so that the source / drain regions 89 having the offsets 87 and 88 formed in the silicon layer pattern 83, Form 90.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オフセ
ット構造のボトムゲート型の薄膜トランジスタの製造方
法は提案されていない。もし、オフセット構造のボトム
ゲート型の薄膜トランジスタを製造しようとすると、ソ
ース・ドレイン領域を形成するためのイオン注入の際
に、ゲート電極に対してオフセット長を確保したイオン
注入マスクを形成しなければならない。ところが、上記
のようなイオン注入マスクを形成することは、マスク合
わせ精度から十分にできない。したがって、オフセット
長を正確に形成することは難しい。そこで、オフセット
をセルフアラインで形成する必要が生じている。また、
イオン注入時やエッチング時に照射されるイオンやプラ
ズマによって発生した欠陥を除去するために、高温での
アニール処理が必要になる。そのため、ガラス基板のよ
うな耐熱性が低い基板を用いた場合には、高温でのアニ
ール処理が必要なイオン注入やエッチングをともなうプ
ロセスは適用できない。However, no method for manufacturing a bottom gate type thin film transistor having an offset structure has been proposed. If a bottom gate type thin film transistor with an offset structure is to be manufactured, an ion implantation mask that secures an offset length with respect to a gate electrode must be formed during ion implantation for forming source / drain regions. . However, it is not possible to sufficiently form the above ion implantation mask due to the mask alignment accuracy. Therefore, it is difficult to form the offset length accurately. Therefore, it is necessary to form the offset by self-alignment. Also,
Annealing at a high temperature is required to remove defects generated by ions or plasma irradiated during ion implantation or etching. Therefore, when a substrate having low heat resistance such as a glass substrate is used, a process involving ion implantation or etching which requires annealing at a high temperature cannot be applied.
【0005】本発明は、自己整合的にオフセット構造を
形成するのに優れている薄膜トランジスタの製造方法を
提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor which is excellent in forming an offset structure in a self-aligned manner.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた薄膜トランジスタの製造方法であ
る。すなわち、第1の発明では、第1工程で、少なくと
も表面側が絶縁性を有する透明基板の表面上にゲート電
極を形成した後、そのゲート電極の表面に少なくとも所
定の波長の光を遮光する遮光絶縁膜を形成する。次いで
第2工程で、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成した
後、その上に上記ゲート電極上を横切る半導体層パター
ンを形成する。続いて第3工程で、透明基板上の全面に
上層絶縁膜とネガ型レジスト膜とを順に成膜した後、遮
光絶縁膜をマスクにして透明基板側から該ネガ型レジス
トを露光し、続いて現像を行ってレジストパターンを形
成する。そして第4工程で、レジストパターンをマスク
にしたエッチングによって上層絶縁膜で絶縁膜パターン
を形成する。その後第5工程で、絶縁膜パターンをマス
クにしたイオンドーピングによって、露出している半導
体薄膜層に不純物イオンを導入してソース・ドレイン領
域を形成する。The present invention is a method of manufacturing a thin film transistor, which has been made to achieve the above object. That is, in the first aspect of the present invention, in the first step, after the gate electrode is formed on the surface of the transparent substrate at least the surface side of which is insulative, the surface of the gate electrode is shielded from light of at least a predetermined wavelength Form a film. Next, in a second step, after forming a gate insulating film on the gate electrode, a semiconductor layer pattern that crosses the gate electrode is formed thereon. Then, in a third step, after forming an upper layer insulating film and a negative resist film on the entire surface of the transparent substrate in order, the negative resist is exposed from the transparent substrate side using the light shielding insulating film as a mask, and subsequently, Development is performed to form a resist pattern. Then, in a fourth step, an insulating film pattern is formed by the upper insulating film by etching using the resist pattern as a mask. Then, in a fifth step, the source / drain regions are formed by introducing impurity ions into the exposed semiconductor thin film layer by ion doping using the insulating film pattern as a mask.
【0007】第2の発明では、上記第1の発明の第1工
程から第4工程までの各工程と同様の工程を順に行った
後、第5工程で、レジストパターンを除去した後、半導
体層パターンに接続するもので絶縁膜パターンの両側に
導電型不純物を含むドープ層を形成して、このドープ層
中の導電型不純物をそれに接続する部分の半導体層パタ
ーンに拡散し、次いでドープ層をパターニングしてソー
ス・ドレイン領域を形成する。In the second invention, after the steps similar to the first to fourth steps of the first invention are sequentially performed, the resist pattern is removed in the fifth step, and then the semiconductor layer is formed. A doped layer containing conductive impurities is formed on both sides of the insulating film pattern to be connected to the pattern, and the conductive impurities in the doped layer are diffused into the semiconductor layer pattern of the portion to be connected to it, and then the doped layer is patterned. Then, the source / drain regions are formed.
【0008】第3の発明では、上記第1の発明の第1工
程と第2工程と同様の工程を行った後、第3工程で、透
明基板上の全面にネガ型レジスト膜を成膜した後、遮光
絶縁膜をマスクにして透明基板側から該ネガ型レジスト
を露光し、続いて現像を行ってレジストパターンを形成
する。続いて第4工程で、レジストパターン側の全面に
導電型不純物を含むドープ層を形成した後、リフトオフ
法によって、レジストパターンとその上面のドープ層を
除去を行う。その後第5工程で、リフトオフ法で残した
ドープ層中の導電型不純物をこのドープ層に接続する部
分の半導体層パターンに拡散してソース・ドレイン領域
を形成する。In the third invention, after performing the same steps as the first and second steps of the first invention, in the third step, a negative resist film is formed on the entire surface of the transparent substrate. After that, the negative resist is exposed from the transparent substrate side using the light-shielding insulating film as a mask, and then developed to form a resist pattern. Subsequently, in a fourth step, after forming a doped layer containing conductive impurities on the entire surface on the resist pattern side, the resist pattern and the doped layer on the upper surface thereof are removed by a lift-off method. Thereafter, in a fifth step, the conductive impurities in the doped layer left by the lift-off method are diffused into the semiconductor layer pattern of the portion connected to this doped layer to form source / drain regions.
【0009】[0009]
【作用】上記薄膜トランジスタの製造方法に関する第1
の発明では、遮光絶縁膜をゲート電極の表面に形成する
ことから、この遮光絶縁膜の長さはゲート長よりも長く
なる。その後、上記遮光絶縁膜をマスクにして透明基板
側からネガ型レジスト膜を露光し、さらに現像すること
から、形成されるレジストパターンの長さは遮光絶縁膜
をほぼ転写した長さになり、ゲート長よりも長くなる。
さらにそのレジストパターンをマスクにしたエッチング
によって絶縁膜パターンを形成することから、絶縁膜パ
ターンの長さはレジストパターンをほぼ転写した長さに
なり、これもゲート長より長くなる。そしてゲート長よ
りも長い絶縁膜パターンをマスクにしたイオンドーピン
グによって、露出している半導体層パターンに不純物イ
オンを導入してソース・ドレイン領域を形成することか
ら、ソース・ドレイン領域はゲート電極よりもゲート長
方向に離れた位置に形成されることになる。したがっ
て、ソース・ドレイン領域とゲート電極上の半導体層パ
ターンに形成されるチャネル領域との間にオフセットが
形成される。また、この製造方法では、ソース・ドレイ
ン領域を拡散によって形成することから、イオン注入を
必要としない。このため、イオン注入による欠陥の発生
がない。The first aspect of the method for manufacturing the above thin film transistor
In the invention, since the light shielding insulating film is formed on the surface of the gate electrode, the length of the light shielding insulating film is longer than the gate length. After that, the negative resist film is exposed from the transparent substrate side using the light-shielding insulating film as a mask and further developed, so that the length of the resist pattern formed is almost the same as the length of the light-shielding insulating film transferred. Be longer than long.
Further, since the insulating film pattern is formed by etching using the resist pattern as a mask, the length of the insulating film pattern becomes almost the length of the resist pattern transferred, which is also longer than the gate length. Then, by ion doping using an insulating film pattern longer than the gate length as a mask, impurity ions are introduced into the exposed semiconductor layer pattern to form a source / drain region, so that the source / drain region is more than the gate electrode. It will be formed at a position separated in the gate length direction. Therefore, an offset is formed between the source / drain region and the channel region formed in the semiconductor layer pattern on the gate electrode. Moreover, in this manufacturing method, since the source / drain regions are formed by diffusion, ion implantation is not required. Therefore, no defects are generated by the ion implantation.
【0010】上記第2の発明では、上記第1の発明と同
様に、絶縁膜パターンの長さはゲート長よりも長く形成
される。そして絶縁膜パターンで半導体層パターンを覆
った状態でドープ層を形成し、その後に各ドープ層から
不純物を半導体層パターンに拡散することによって、各
ドープ層とそれに接続する部分の半導体層パターンとで
ソース・ドレイン領域を形成することから、各ソース・
ドレイン領域は絶縁膜パターンに覆われている半導体層
パターンには形成されない。したがって、ソース・ドレ
イン領域とゲート電極上方の半導体層パターンに形成さ
れるチャネル領域との間がオフセットになる。また、こ
の製造方法では、ソース・ドレイン領域を拡散によって
形成することから、イオン注入を必要としない。このた
め、イオン注入による欠陥の発生がない。さらに絶縁膜
パターンがドープ層のエッチング時にはエッチングスト
ッパーになることから、その下層の半導体層パターンに
はエッチングダメージが加わらない。In the second invention, the length of the insulating film pattern is formed longer than the gate length, as in the first invention. Then, a doped layer is formed in a state of covering the semiconductor layer pattern with an insulating film pattern, and then impurities are diffused from each doped layer into the semiconductor layer pattern, so that each doped layer and a semiconductor layer pattern of a portion connected to the doped layer are formed. Since the source / drain regions are formed,
The drain region is not formed in the semiconductor layer pattern covered with the insulating film pattern. Therefore, there is an offset between the source / drain region and the channel region formed in the semiconductor layer pattern above the gate electrode. Moreover, in this manufacturing method, since the source / drain regions are formed by diffusion, ion implantation is not required. Therefore, no defects are generated by the ion implantation. Furthermore, since the insulating film pattern serves as an etching stopper when the doped layer is etched, etching damage is not applied to the underlying semiconductor layer pattern.
【0011】上記第3の発明では、上記第1の発明と同
様に、ゲート電極表面に形成した遮光絶縁膜をマスクに
した露光後、現像によってレジストパターンを形成した
ことから、このレジストパターンはゲート長よりも長く
形成される。そしてこのレジストパターン側の全面にド
ープ層を形成し、続いてリフトオフ法によって、レジス
トパターンとその上面のドープ層を除去することから、
リフトオフ法によって除去したドープ層部分の長さはゲ
ート長よりも長くなる。そしてエッチングで残したドー
プ層中の不純物をそれに接続する半導体層パターンに拡
散してソース・ドレイン領域を形成することから、ソー
ス・ドレイン領域とゲート電極上方の半導体層パターン
に形成されるチャネル領域との間がオフセットになる。
また、この製造方法では、ソース・ドレイン領域を拡散
によって形成することから、イオン注入を必要としな
い。このため、イオン注入による欠陥の発生がない。さ
らにリフトオフ法によってドープ層のパターニングを行
うことから、半導体層パターンにはエッチングダメージ
が加わらない。In the third invention, as in the first invention, the resist pattern is formed by development after exposure using the light-shielding insulating film formed on the surface of the gate electrode as a mask. It is formed longer than the length. Then, a doped layer is formed on the entire surface on the resist pattern side, and subsequently, the resist pattern and the doped layer on the upper surface thereof are removed by a lift-off method.
The length of the doped layer removed by the lift-off method is longer than the gate length. Then, the impurities in the doped layer left by etching are diffused into the semiconductor layer pattern connected thereto to form the source / drain regions, so that the source / drain regions and the channel region formed in the semiconductor layer pattern above the gate electrode are formed. There is an offset between them.
Moreover, in this manufacturing method, since the source / drain regions are formed by diffusion, ion implantation is not required. Therefore, no defects are generated by the ion implantation. Furthermore, since the doped layer is patterned by the lift-off method, the semiconductor layer pattern is not damaged by etching.
【0012】[0012]
【実施例】第1の発明の実施例を図1の製造工程図によ
り説明する。図ではボトムゲート型の薄膜トランジスタ
を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the first invention will be described with reference to the manufacturing process diagram of FIG. In the figure, a bottom gate type thin film transistor is shown.
【0013】図1の(1)に示すように、第1工程で
は、少なくとも表面側が絶縁性を有する透明基板11上
にゲート電極形成層(図示省略)を成膜する。この透明
基板11には、例えばガラス基板を用いる。次いで、リ
ソグラフィーとエッチングによって、上記ゲート電極形
成層でゲート電極12を形成する。このゲート電極12
は、例えばアルミニウム,アルミニウム合金,タンタ
ル,モリブデン,チタン,クロムまたは銅から成る。As shown in FIG. 1A, in the first step, a gate electrode forming layer (not shown) is formed on a transparent substrate 11 having an insulating property at least on the surface side. As the transparent substrate 11, for example, a glass substrate is used. Next, the gate electrode 12 is formed in the gate electrode forming layer by lithography and etching. This gate electrode 12
Is made of, for example, aluminum, aluminum alloy, tantalum, molybdenum, titanium, chromium or copper.
【0014】その後、陽極酸化法、プラズマ酸化法等の
酸化方法によって、上記ゲート電極12の表面に少なく
とも所定の波長(例えば360nm〜470nmの範
囲)の光を遮光する遮光絶縁膜13を形成する。例え
ば、陽極酸化法によって遮光絶縁膜13を形成する場合
には、遮光絶縁膜13の厚みは、陽極酸化時の化成電
流、電圧および酸化時間を選択することによって制御す
る。望ましくは、遮光絶縁膜13の厚みは0.1μm〜
2μmの範囲のある値に設定する。Thereafter, a light-shielding insulating film 13 that shields light of at least a predetermined wavelength (for example, in the range of 360 nm to 470 nm) is formed on the surface of the gate electrode 12 by an oxidation method such as an anodic oxidation method or a plasma oxidation method. For example, when the light-shielding insulating film 13 is formed by the anodic oxidation method, the thickness of the light-shielding insulating film 13 is controlled by selecting the formation current, voltage and oxidation time during the anodic oxidation. Desirably, the thickness of the light shielding insulating film 13 is 0.1 μm or more.
Set to a certain value within the range of 2 μm.
【0015】上記陽極酸化の際には、電解発色法(電解
液にスルホサリシル酸(10%)と硫酸(1%)との混
合液を用い、35V交流100A/dm3 を印加)を用
いて遮光絶縁膜13を発色させる。または、電解液に臭
酸(3%〜4%)水溶液を用い、印加電圧を25Vに設
定して陽極酸化を行って発色させてもよい。上記発色法
によって形成された遮光絶縁膜13はフォトリソグラフ
ィーにおける露光の光(波長が360nm〜470nm
の範囲)に対して不透明になる。At the time of the anodic oxidation, light is shielded by an electrolytic color development method (a mixed solution of sulfosalicylic acid (10%) and sulfuric acid (1%) is used as an electrolytic solution and 35 V AC 100 A / dm 3 is applied). The insulating film 13 is colored. Alternatively, an aqueous solution of hydrobromic acid (3% to 4%) may be used as the electrolytic solution, and the applied voltage may be set to 25 V to perform anodic oxidation to develop the color. The light-shielding insulating film 13 formed by the above-described color development method is exposed to light of photolithography (wavelength: 360 nm to 470 nm).
Range).
【0016】次いで図1の(2)に示す第2工程を行
う。この工程では,例えばCVD法によって、ゲート電
極12側の全面に、透明基板11からの汚染を防止する
ための窒化シリコン膜14を成膜する。さらに例えばC
VD法によって、酸化シリコン膜15を成膜する。上記
遮光絶縁膜13,窒化シリコン膜14および酸化シリコ
ン膜15がゲート絶縁膜16を構成する。Next, the second step shown in FIG. 1B is performed. In this step, a silicon nitride film 14 for preventing contamination from the transparent substrate 11 is formed on the entire surface on the gate electrode 12 side by, for example, the CVD method. Further, for example, C
The silicon oxide film 15 is formed by the VD method. The light shielding insulating film 13, the silicon nitride film 14, and the silicon oxide film 15 form a gate insulating film 16.
【0017】その後、例えばCVD法によってゲート絶
縁膜16上に非晶質シリコン層(図示省略)を成膜した
後、レーザ結晶化法によってこの非晶質シリコン層を多
結晶シリコン層に改質する。このようにして、多結晶シ
リコン層からなる半導体層(図示省略)を形成する。続
いてリソグラフィーとエッチングによって、上記半導体
層をパターニングして、上記ゲート電極12上を横切る
半導体層パターン17を形成する。After that, an amorphous silicon layer (not shown) is formed on the gate insulating film 16 by, for example, the CVD method, and then this amorphous silicon layer is modified into a polycrystalline silicon layer by the laser crystallization method. . In this way, a semiconductor layer (not shown) made of a polycrystalline silicon layer is formed. Subsequently, the semiconductor layer is patterned by lithography and etching to form a semiconductor layer pattern 17 that crosses the gate electrode 12.
【0018】または図示はしないが非晶質シリコン層を
成膜した後、リソグラフィーとエッチングによってパタ
ーニングして非晶質シリコン層パターンを形成する、そ
の後レーザ結晶化法によって、非晶質シリコン層パター
ンを結晶化して多結晶シリコンからなる半導体層パター
ン17を形成してもよい。Although not shown, an amorphous silicon layer is formed and then patterned by lithography and etching to form an amorphous silicon layer pattern. Then, the amorphous silicon layer pattern is formed by a laser crystallization method. The semiconductor layer pattern 17 made of polycrystalline silicon may be formed by crystallization.
【0019】次いで図1の(3)に示す第3工程を行
う。この工程では、例えばCVD法によって、透明基板
11上の全面に、例えば酸化シリコンからなる上層絶縁
膜18を成膜する。さらに塗布技術によって、上記上層
絶縁膜18上にネガ型レジスト膜19を成膜する。次い
で、上記遮光絶縁膜13をマスクにして上記透明基板1
1側から上記ネガ型レジスト膜19を露光する。続いて
露光されたネガ型レジスト膜19を現像して、2点鎖線
で示す部分のネガ型レジスト膜19を除去し、残したネ
ガ型レジスト膜(19)でレジストパターン20を形成
する。Next, the third step shown in FIG. 1C is performed. In this step, the upper insulating film 18 made of, for example, silicon oxide is formed on the entire surface of the transparent substrate 11 by the CVD method, for example. Further, a negative resist film 19 is formed on the upper insulating film 18 by a coating technique. Next, using the light-shielding insulating film 13 as a mask, the transparent substrate 1
The negative resist film 19 is exposed from the 1 side. Then, the exposed negative resist film 19 is developed to remove the negative resist film 19 in the portion indicated by the chain double-dashed line, and a resist pattern 20 is formed with the remaining negative resist film (19).
【0020】そして図1の(4)に示す第4工程を行
う。この工程では、上記レジストパターン20をマスク
にしたエッチングによって上層絶縁膜(18)で絶縁膜
パターン21を形成する。このとき、2点鎖線で示す上
層絶縁膜18は除去される。Then, a fourth step shown in FIG. 1 (4) is performed. In this step, the insulating film pattern 21 is formed of the upper insulating film (18) by etching using the resist pattern 20 as a mask. At this time, the upper insulating film 18 shown by the chain double-dashed line is removed.
【0021】その後上記レジストパターン(20)を除
去する。そして図1の(5)に示す第5工程を行う。こ
の工程では、絶縁膜パターン21をマスクにしたイオン
ドーピングによって、露出している半導体層パターン1
7に不純物イオン〔例えばn型イオンとしてヒ素イオン
(As+ )〕を導入してソース・ドレイン領域22,2
3を形成する。After that, the resist pattern (20) is removed. Then, the fifth step shown in (5) of FIG. 1 is performed. In this step, the exposed semiconductor layer pattern 1 is formed by ion doping using the insulating film pattern 21 as a mask.
Into the source / drain regions 22, 2 by introducing impurity ions [eg arsenic ions (As + ) as n-type ions]
3 is formed.
【0022】その後、図2に示すように、CVD法によ
って、窒化シリコンからなるパッシベーション膜31を
成膜する。そしてリソグラフィーとエッチングによっ
て、パッシベーション膜31にコンタクトホール32,
33を開口する。そして、配線形成技術によって、ソー
ス・ドレイン電極34,35とともに配線(図示省略)
を形成する。その後、活性化アニール処理を行い、さら
に水素化処理を行って、薄膜トランジスタ1を得る。こ
の場合の水素化処理では、絶縁膜パターン21を通して
半導体層パターン17の全面に対して水素を導入でき
る。Thereafter, as shown in FIG. 2, a passivation film 31 made of silicon nitride is formed by the CVD method. Then, by lithography and etching, a contact hole 32 is formed in the passivation film 31,
33 is opened. Then, wiring (not shown) together with the source / drain electrodes 34 and 35 is formed by a wiring forming technique
To form. Then, activation annealing treatment is performed, and further hydrogenation treatment is performed to obtain the thin film transistor 1. In the hydrogenation process in this case, hydrogen can be introduced into the entire surface of the semiconductor layer pattern 17 through the insulating film pattern 21.
【0023】または、図示はしないが、配線形成膜を成
膜した後、リソグラフィーとエッチングによって、ソー
ス・ドレイン領域22,23上にソース・ドレイン電極
を形成する。それからパッシベーション膜31を成膜し
てもよい。この場合には、上記絶縁膜パターン21は、
ソース・ドレイン電極を形成するときのエッチングスト
ッパーにもなる。Alternatively, although not shown, after forming the wiring forming film, the source / drain electrodes are formed on the source / drain regions 22 and 23 by lithography and etching. Then, the passivation film 31 may be formed. In this case, the insulating film pattern 21 is
It also serves as an etching stopper when forming the source / drain electrodes.
【0024】上記説明した第1の発明の実施例では、図
3に示すように、ゲート電極12の表面に遮光絶縁膜1
3を形成することから、遮光絶縁膜13の長さLsiはゲ
ート長Lg よりも長くなる。その後、遮光絶縁膜13を
マスクにして透明基板11側からネガ型レジスト(1
9)を露光し、さらに現像を行うことから、レジストパ
ターン20の長さLrは遮光絶縁膜13の長さLsiをほ
ぼ転写した長さになる。さらにそのレジストパターン2
0をマスクにしたエッチングによって絶縁膜パターン2
1を形成することから、絶縁膜パターン21の長さLi
はレジストパターン20をほぼ転写した長さになる。し
たがって、絶縁膜パターン21の長さはゲート長Lg よ
りも長くなる。In the embodiment of the first invention described above, as shown in FIG. 3, the light shielding insulating film 1 is formed on the surface of the gate electrode 12.
3 is formed, the length Lsi of the light shielding insulating film 13 becomes longer than the gate length Lg. Then, using the light-shielding insulating film 13 as a mask, the negative resist (1
Since 9) is exposed and further developed, the length Lr of the resist pattern 20 becomes a length almost transferred from the length Lsi of the light-shielding insulating film 13. Furthermore, the resist pattern 2
Insulating film pattern 2 by etching with 0 as a mask
1 is formed, the length Li of the insulating film pattern 21 is
Is the length to which the resist pattern 20 is almost transferred. Therefore, the length of the insulating film pattern 21 is longer than the gate length Lg.
【0025】そして絶縁膜パターン21をマスクにした
イオンドーピングによってソース・ドレイン領域22,
23を形成することから、ソース・ドレイン領域22,
23とゲート電極12上の半導体層パターン(17)に
形成されるチャネル領域24との間にオフセット25,
26が形成される。このように、オフセット25,26
が形成されるので、薄膜トランジスタ1はリーク電流が
少なくなる。Then, the source / drain regions 22 are formed by ion doping using the insulating film pattern 21 as a mask.
23 is formed, the source / drain regions 22,
23 and an offset 25 between the channel region 24 formed in the semiconductor layer pattern (17) on the gate electrode 12;
26 is formed. Thus, the offsets 25, 26
Therefore, the thin film transistor 1 has a reduced leak current.
【0026】また、上記図1と図2で説明した製造方法
では、パッシベーション膜31に含まれる水素をチャネ
ル領域24中に導入することが可能になる。そして、そ
の後のアニール処理によって、水素化による欠陥を短時
間に低減することが可能になる。したがって、スループ
ットが高くなる。Further, according to the manufacturing method described with reference to FIGS. 1 and 2, hydrogen contained in the passivation film 31 can be introduced into the channel region 24. Then, the subsequent annealing treatment makes it possible to reduce defects due to hydrogenation in a short time. Therefore, the throughput is high.
【0027】次に上記遮光絶縁膜13の形成方法を図
4,図5および図6によって説明する。各図には、セル
フアラインオフセット構造を製作するためのゲート電極
の表面に形成した酸化膜の着色方法を示す。着色された
酸化膜はガラス基板の裏面からの露光に対して遮光マス
クの効果を持たなければならない。例えば照射光の波長
が436nm(G線)の場合には、酸化被膜を赤、緑あ
るいは黄色系統の色に着色すればよい。上記着色層とし
ては、酸化アルミニウム(Al2 O3 )、酸化タンタル
(Ta2 O5 )、酸化銅(II)(CuO)等を用いるこ
とが可能である。Next, a method of forming the light-shielding insulating film 13 will be described with reference to FIGS. 4, 5 and 6. Each drawing shows a method of coloring the oxide film formed on the surface of the gate electrode for manufacturing the self-aligned offset structure. The colored oxide film must have the effect of a light-shielding mask against exposure from the back surface of the glass substrate. For example, when the wavelength of the irradiation light is 436 nm (G line), the oxide film may be colored in red, green or yellow. As the colored layer, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), copper oxide (II) (CuO), or the like can be used.
【0028】例えば、ゲート電極をアルミニウム(A
l)で形成した場合には、陽極酸化法によって、ゲート
電極の表面には酸化アルミニウム被膜であるいわゆるア
ルマイト被膜が形成される。For example, the gate electrode is made of aluminum (A
When formed in 1), a so-called alumite coating which is an aluminum oxide coating is formed on the surface of the gate electrode by the anodic oxidation method.
【0029】図4の(1)に示すように、透明基板11
上にゲート電極形成膜(図示省略)を成膜した後、リソ
グラフィーとエッチングによって、ゲート電極形成膜を
パターニングしてゲート電極12を形成する。その後、
例えば1%〜3%の臭酸水溶液(25℃)中でゲート電
極12を陽極にして酸化することにより、図4の(2)
に示すように、アルミニウムのゲート電極12の表面に
多孔質の酸化アルミニウム(α−Al2 O3 )膜51
(前記図1では遮光絶縁膜13に相当する)を形成す
る。その際、まず陽極アルミニウムの表面には不透明な
コロイド状のAl2 O3 ・3H2 Oが生じ、また溶液中
のOH- イオンの放電で酸素(O)が発生する。そして
発生した酸素がアルミニウム表面に達して、緻密な無定
形酸化アルミニウム(Al2 O3 )に変わる。このと
き、無定形酸化アルミニウムは電解液によって溶解し
て、酸化アルミニウム(Al2 O3 )/アルミニウム
(Al)界面にバリア層52を残してその上に複数の微
小孔53を生じながら成長していく。微小孔53の大き
さは電解液の条件によって数nmから数十nmで、微小
孔53の深さはバリア層52のおよそ2倍になる。As shown in FIG. 4A, the transparent substrate 11
After forming a gate electrode forming film (not shown) on the gate electrode, the gate electrode forming film is patterned by lithography and etching to form the gate electrode 12. afterwards,
For example, by oxidizing the gate electrode 12 as an anode in a 1% to 3% aqueous solution of hydrobromic acid (25 ° C.), (2) in FIG.
As shown in FIG. 5, a porous aluminum oxide (α-Al 2 O 3 ) film 51 is formed on the surface of the aluminum gate electrode 12.
(Corresponding to the light shielding insulating film 13 in FIG. 1) is formed. At that time, opaque colloidal Al 2 O 3 .3H 2 O is first generated on the surface of the anode aluminum, and oxygen (O) is generated by the discharge of OH − ions in the solution. Then, the generated oxygen reaches the aluminum surface and is converted into dense amorphous aluminum oxide (Al 2 O 3 ). At this time, the amorphous aluminum oxide is dissolved by the electrolytic solution and grows while leaving a barrier layer 52 at the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) / aluminum (Al) interface and forming a plurality of micropores 53 thereon. Go. The size of the micropores 53 is several nm to several tens of nm depending on the conditions of the electrolytic solution, and the depth of the micropores 53 is approximately twice that of the barrier layer 52.
【0030】陽極酸化で形成される酸化アルミニウム層
を染色するには、ゲート電極12の材料に純アルミニウ
ムの代わりに合金アルミニウムを用いることによって、
金属が酸化アルミニウム被膜中に分散して自然発色させ
ることができる。また、純アルミニウムを用いた場合で
も、電解液として染色色素を含む有機酸電解液を用いれ
ば、染料がアルミナ被膜中に分散して着色する。To dye an aluminum oxide layer formed by anodization, an alloy aluminum is used instead of pure aluminum as a material for the gate electrode 12,
The metal can be dispersed in the aluminum oxide film to spontaneously develop color. Even when pure aluminum is used, when an organic acid electrolyte containing a dye is used as the electrolyte, the dye disperses in the alumina coating and is colored.
【0031】次に別の着色法を説明する。図5の(1)
に示すように、陽極酸化法によって、ゲート電極12の
表面に多孔質の酸化アルミニウム膜51を形成する。そ
の後図5の(2)に示すように、2次電解液処理を行っ
て、多孔質の酸化アルミニウム膜51に形成された微小
孔53の底部に金属層54を析出させて着色する。この
ようにして、多孔質の酸化アルミニウム膜51を着色す
る。Next, another coloring method will be described. (1) of FIG.
As shown in, a porous aluminum oxide film 51 is formed on the surface of the gate electrode 12 by the anodic oxidation method. Then, as shown in (2) of FIG. 5, a secondary electrolytic solution treatment is performed to deposit and color the metal layer 54 on the bottoms of the micropores 53 formed in the porous aluminum oxide film 51. In this way, the porous aluminum oxide film 51 is colored.
【0032】また図6の(1)に示すように、リソグラ
フィーとエッチングとによって、タンタル(Ta)等の
金属膜をパターニングしてゲート電極12を形成する。
この場合には、陽極酸化を行っても、必ずしもゲート電
極12に形成される陽極酸化膜が多孔質層にならない。
そこで図6の(2)に示すように、染色色素を含む有機
酸電解液を用いて陽極酸化を行うことによって、ゲート
電極12の表面に形成される陽極酸化膜61中に染料が
分散される。そのため、陽極酸化膜61は着色される。Further, as shown in FIG. 6A, the gate electrode 12 is formed by patterning a metal film such as tantalum (Ta) by lithography and etching.
In this case, even if anodization is performed, the anodized film formed on the gate electrode 12 does not necessarily become a porous layer.
Therefore, as shown in (2) of FIG. 6, the dye is dispersed in the anodized film 61 formed on the surface of the gate electrode 12 by performing anodization using an organic acid electrolyte containing a dye. . Therefore, the anodic oxide film 61 is colored.
【0033】次に第2の発明に実施例を図7の製造工程
図によって説明する。なお、図では、上記図1によって
説明したのと同様の構成部品には同一の符号を付す。Next, an embodiment of the second invention will be described with reference to the manufacturing process chart of FIG. In the figure, the same components as those described with reference to FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0034】上記図1の(1)〜(4)で説明した第1
工程から第4工程までをほぼ同様に行う。すなわち、図
7の(1)に示すように、透明基板11上にゲート電極
12を形成し、陽極酸化法によってその表面に遮光絶縁
膜13を形成する。次いでゲート電極12側の全面には
窒化シリコン膜14と酸化シリコン膜15とを成膜す
る。上記遮光絶縁膜13,窒化シリコン膜14および酸
化シリコン膜15がゲート絶縁膜16になる。続いてゲ
ート絶縁膜16上に、上記ゲート電極12上を横切る半
導体層パターン17を形成する。そして透明基板11上
の全面に半導体層パターン17を覆う状態の上層絶縁膜
(18)(2点鎖線で示す部分も含む)を成膜する。そ
の後上層絶縁膜18上に遮光絶縁膜13を上方にほぼ転
写した状態のネガ型レジスト膜(図示省略)からなるレ
ジストパターン20を形成する。次いでレジストパター
ン20をマスクにしたエッチングによって上層絶縁膜
(18)で絶縁膜パターン21を形成する。The first described in (1) to (4) of FIG.
The steps from the fourth step are performed in substantially the same manner. That is, as shown in FIG. 7A, the gate electrode 12 is formed on the transparent substrate 11, and the light-shielding insulating film 13 is formed on the surface of the gate electrode 12 by the anodic oxidation method. Next, a silicon nitride film 14 and a silicon oxide film 15 are formed on the entire surface on the gate electrode 12 side. The light shielding insulating film 13, the silicon nitride film 14 and the silicon oxide film 15 serve as the gate insulating film 16. Then, a semiconductor layer pattern 17 is formed on the gate insulating film 16 so as to cross the gate electrode 12. Then, an upper insulating film (18) (including a portion indicated by a chain double-dashed line) in a state of covering the semiconductor layer pattern 17 is formed on the entire surface of the transparent substrate 11. After that, a resist pattern 20 made of a negative resist film (not shown) is formed on the upper insulating film 18 in a state where the light shielding insulating film 13 is almost transferred upward. Next, the insulating film pattern 21 is formed by the upper insulating film (18) by etching using the resist pattern 20 as a mask.
【0035】次いで図7の(2)に示すように第5工程
を行う。この工程では、レジストパターン(20)を除
去した後、半導体層パターン17に接続するもので絶縁
膜パターン21を覆う状態に導電型不純物(例えばn+
型不純物)を含むドープ層27を成膜する。Then, as shown in FIG. 7B, the fifth step is performed. In this step, after removing the resist pattern (20), a conductive type impurity (for example, n + ) is connected to the semiconductor layer pattern 17 to cover the insulating film pattern 21.
A doped layer 27 containing a type impurity) is formed.
【0036】その後、レーザ照射によって、このドープ
層27中の導電型不純物をそれに接続する部分の半導体
層パターン17中に拡散する。この処理は、ドープ層2
7をパターニングした後、活性化アニール処理として行
ってもよい。次いで、例えばストッパ法によって、電極
形成膜(図示省略)を成膜する。Then, by laser irradiation, the conductive impurities in the doped layer 27 are diffused into the semiconductor layer pattern 17 in the portion connected thereto. This treatment is performed on the doped layer 2
After patterning 7, an activation annealing process may be performed. Next, an electrode forming film (not shown) is formed by, for example, the stopper method.
【0037】その後、図7の(3)に示すように、リソ
グラフィー技術とエッチングとによって、ドープ層(2
7)をパターニングして、ソース・ドレイン領域22,
23とそれらに接続するソース・ドレイン電極36,3
7を形成する。次いで例えばCVD法によって、窒化シ
リコンからなるパッシベーション膜38を成膜する。そ
の後、活性化アニール処理を行い、さらに水素化処理を
行って、薄膜トランジスタ2を得る。Then, as shown in (3) of FIG. 7, the doped layer (2
7) is patterned to form the source / drain regions 22,
23 and source / drain electrodes 36, 3 connected to them
Form 7. Next, the passivation film 38 made of silicon nitride is formed by, for example, the CVD method. Then, activation annealing treatment is performed, and further hydrogenation treatment is performed to obtain the thin film transistor 2.
【0038】または、図示はしないが、ドープ層27中
の導電型不純物を半導体層パターン17に拡散した後、
リソグラフィーとエッチングによってドープ層27をパ
ターニングしてソース・ドレイン領域22,23を形成
する。次いでパッシベーション膜を成膜して、水素化処
理、アニール処理を行う。その後、パッシベーション膜
にソース・ドレイン領域22,23に通じるコンタクト
ホールを形成した後、電極形成膜を成膜し、リソグラフ
ィーとエッチングとによってソース・ドレイン電極を形
成してもよい。Alternatively, although not shown, after the conductive impurities in the doped layer 27 are diffused into the semiconductor layer pattern 17,
The doped layer 27 is patterned by lithography and etching to form the source / drain regions 22 and 23. Next, a passivation film is formed, and hydrogenation treatment and annealing treatment are performed. After that, after forming a contact hole communicating with the source / drain regions 22 and 23 in the passivation film, an electrode forming film may be formed and a source / drain electrode may be formed by lithography and etching.
【0039】上記説明した第2の発明の実施例では、図
8に示すように、上記第1の発明と同様に、上層絶縁膜
パターン21の長さLi はゲート長Lg よりも長く形成
される。その後、絶縁膜パターン21を覆った状態にド
ープ層27を形成し、それらから導電型不純物を半導体
層パターン17に拡散してソース・ドレイン領域22,
23を形成することから、各ソース・ドレイン領域2
2,23は絶縁膜パターン21に覆われている半導体層
パターン17には形成されない。したがって、ソース・
ドレイン領域22,23とゲート電極12の上方の半導
体層パターン17に形成されるチャネル領域24との間
がオフセット25,26になる。In the embodiment of the second invention described above, as shown in FIG. 8, the length Li of the upper insulating film pattern 21 is formed longer than the gate length Lg as in the case of the first invention. . Then, a doped layer 27 is formed so as to cover the insulating film pattern 21, and conductive impurities are diffused from the doped layer 27 into the semiconductor layer pattern 17 to form the source / drain regions 22,
23 to form each source / drain region 2
2, 23 are not formed in the semiconductor layer pattern 17 covered with the insulating film pattern 21. Therefore, the source
Offsets 25 and 26 are formed between the drain regions 22 and 23 and the channel region 24 formed in the semiconductor layer pattern 17 above the gate electrode 12.
【0040】また、上記製造方法では、ソース・ドレイ
ン領域22,23を拡散によって形成することから、イ
オン注入を必要としない。このため、イオン注入による
欠陥の発生がない。さらにドープ層27のエッチング時
に絶縁膜パターン21がエッチングストッパーになるこ
とから、その下層の半導体層パターン17にはエッチン
グダメージが加わらない。Further, in the above manufacturing method, since the source / drain regions 22 and 23 are formed by diffusion, ion implantation is not necessary. Therefore, no defects are generated by the ion implantation. Further, since the insulating film pattern 21 serves as an etching stopper when the doped layer 27 is etched, etching damage is not applied to the underlying semiconductor layer pattern 17.
【0041】また、パッシベーション膜38に含まれる
水素を絶縁膜パターン21を通してチャネル領域24中
に導入することが可能になる。そして、その後のアニー
ル処理によって、水素化による欠陥を短時間に低減する
ことが可能になる。したがって、スループットが高くな
る。Further, hydrogen contained in the passivation film 38 can be introduced into the channel region 24 through the insulating film pattern 21. Then, the subsequent annealing treatment makes it possible to reduce defects due to hydrogenation in a short time. Therefore, the throughput is high.
【0042】次に第3の発明に実施例を図9の製造工程
図によって説明する。なお、図では、上記図1によって
説明したのと同様の構成部品には同一の符号を付す。Next, an embodiment of the third invention will be described with reference to the manufacturing process chart of FIG. In the figure, the same components as those described with reference to FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0043】上記図1の(1),(2)で説明した第1
工程と第2工程とをほぼ同様に行う。すなわち、図9の
(1)に示すように、透明基板11上にゲート電極12
を形成し、陽極酸化法によってその表面に遮光絶縁膜1
3を形成する。次いでゲート電極12側の全面に窒化シ
リコン膜14と酸化シリコン膜15とを成膜して、ゲー
ト絶縁膜16を形成する。続いてゲート絶縁膜16上に
上記ゲート電極12上を横切る半導体層パターン17を
形成する。ここでは半導体層パターン17は非晶質シリ
コンで形成する。The first described in (1) and (2) of FIG.
The process and the second process are performed in substantially the same manner. That is, as shown in FIG. 9A, the gate electrode 12 is formed on the transparent substrate 11.
And the light-shielding insulating film 1 is formed on the surface by the anodic oxidation method.
3 is formed. Next, a silicon nitride film 14 and a silicon oxide film 15 are formed on the entire surface on the side of the gate electrode 12 to form a gate insulating film 16. Then, a semiconductor layer pattern 17 is formed on the gate insulating film 16 so as to traverse the gate electrode 12. Here, the semiconductor layer pattern 17 is formed of amorphous silicon.
【0044】次いで図9の(2)に示す第3工程を行
う。この工程では、通常の塗布技術によって、上記半導
体層パターン17を覆う状態にして透明基板11上の全
面にネガ型レジスト膜19を成膜する。その後、遮光絶
縁膜13をマスクにして透明基板11側から該ネガ型レ
ジスト膜19を露光し、続いて現像を行って、ネガ型レ
ジスト膜(19)からなるレジストパターン20を形成
する。Next, the third step shown in FIG. 9B is performed. In this step, a negative resist film 19 is formed on the entire surface of the transparent substrate 11 with the semiconductor layer pattern 17 covered by a normal coating technique. Then, the negative resist film 19 is exposed from the transparent substrate 11 side using the light shielding insulating film 13 as a mask, and then developed to form a resist pattern 20 made of the negative resist film (19).
【0045】続いて図9の(3)に示す第4工程を行
う。この工程では、上記レジストパターン20側の全面
に導電型不純物(例えばn型不純物)を含むドープ層2
8を形成する。その後、リフトオフ法によって、上記レ
ジストパターン20とその上面のドープ層28とを除去
する。Subsequently, the fourth step shown in FIG. 9C is performed. In this step, the doped layer 2 containing conductive impurities (for example, n-type impurities) is formed on the entire surface on the resist pattern 20 side.
8 is formed. Then, the resist pattern 20 and the doped layer 28 on the upper surface thereof are removed by a lift-off method.
【0046】その後、図9(4)に示す第5工程を行
う。この工程では、エキシマレーザアニール処理によっ
て、半導体層パターン17および上記リフトオフ法で残
したドープ層28の結晶化を行うとともに、このドープ
層28中の導電型不純物をドープ層28に接続する部分
の半導体層パターン17中に拡散してソース・ドレイン
領域22,23を形成する。Thereafter, a fifth step shown in FIG. 9 (4) is performed. In this step, the semiconductor layer pattern 17 and the doped layer 28 left by the lift-off method are crystallized by the excimer laser annealing process, and the semiconductor in the portion where the conductive impurities in the doped layer 28 are connected to the doped layer 28. Source / drain regions 22 and 23 are formed by diffusing into the layer pattern 17.
【0047】その後図11に示すように、配線形成技術
によって、ソース・ドレイン領域22,23に接続する
ソース・ドレイン電極39,40を形成する。次いで例
えばCVD法によって、窒化シリコンからなるパッシベ
ーション膜41を成膜する。その後、活性化アニール処
理を行い、さらに水素化処理を行って、薄膜トランジス
タ3を得る。Thereafter, as shown in FIG. 11, source / drain electrodes 39, 40 connected to the source / drain regions 22, 23 are formed by a wiring forming technique. Next, the passivation film 41 made of silicon nitride is formed by, for example, the CVD method. After that, activation annealing treatment is performed, and further hydrogenation treatment is performed to obtain the thin film transistor 3.
【0048】上記説明した第3の発明の実施例では、図
11に示すように、上記第1の発明と同様に、ゲート電
極12の表面に形成した遮光絶縁膜13をマスクにした
露光および現像によってレジストパターン20を形成し
たことから、このレジストパターン20の長さLr はゲ
ート長Lg よりも長く形成される。そしてドープ層28
を形成した後、リフトオフ法によって、レジストパター
ン20とその上面のドープ層28を除去することから、
ドープ層28を除去した部分の長さLo はゲート長Lg
よりも長くなる。このため、リフトオフ法で残したドー
プ層28とそれに接続する半導体層パターン17とで形
成されるソース・ドレイン領域22,23間はゲート長
Lg よりも長くなる。したがって、ソース・ドレイン領
域22,23とゲート電極12の上方の半導体層パター
ン17に形成されるチャネル領域24との間がオフセッ
ト25,26になる。In the embodiment of the third invention described above, as shown in FIG. 11, as in the case of the first invention, exposure and development using the light shielding insulating film 13 formed on the surface of the gate electrode 12 as a mask. Since the resist pattern 20 is formed by the above, the length Lr of the resist pattern 20 is formed longer than the gate length Lg. And the doped layer 28
After the formation of the resist pattern, the resist pattern 20 and the doped layer 28 on the upper surface thereof are removed by the lift-off method.
The length Lo of the portion where the doped layer 28 is removed is the gate length Lg.
Will be longer than. Therefore, the distance between the source / drain regions 22 and 23 formed by the doped layer 28 left by the lift-off method and the semiconductor layer pattern 17 connected thereto becomes longer than the gate length Lg. Therefore, offsets 25 and 26 are formed between the source / drain regions 22 and 23 and the channel region 24 formed in the semiconductor layer pattern 17 above the gate electrode 12.
【0049】また、この製造方法では、ドープ層28の
導電型不純物を半導体層パターン17に拡散することに
よってソース・ドレイン領域22,23を形成すること
から、イオン注入を必要としない。このため、イオン注
入による欠陥の発生がない。さらにリフトオフ法によっ
てドープ層28のパターニングを行うことから、半導体
層パターン17にはエッチングダメージが加わらない。Further, in this manufacturing method, since the source / drain regions 22 and 23 are formed by diffusing the conductive impurities of the doped layer 28 into the semiconductor layer pattern 17, ion implantation is not necessary. Therefore, no defects are generated by the ion implantation. Further, since the doped layer 28 is patterned by the lift-off method, the semiconductor layer pattern 17 is not damaged by etching.
【0050】上記プロセスによれば、図10に示したよ
うに、パッシベーション膜41に含まれる水素をチャネ
ル領域が形成される半導体層パターン17中に導入する
ことが可能になる。そしてその後のアニール処理によっ
て、水素化による欠陥を短時間に低減することが可能に
なる。したがって、スループットが高くなる。According to the above process, as shown in FIG. 10, hydrogen contained in the passivation film 41 can be introduced into the semiconductor layer pattern 17 in which the channel region is formed. Then, the subsequent annealing treatment makes it possible to reduce defects due to hydrogenation in a short time. Therefore, the throughput is high.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上、説明したように請求項1の発明に
よれば、ゲート電極の表面に遮光絶縁膜を形成するの
で、遮光絶縁膜の長さはゲート長よりも長くなる。その
遮光絶縁膜をマスクにした露光でネガ型レジスト膜から
なるレジストパターンを得て、それを用いてエッチング
形成した絶縁膜パターンをマスクにしてイオンドーピン
グを行ってソース・ドレイン領域を形成するので、ソー
ス・ドレイン領域をゲート電極よりもゲート長方向に離
れた位置に形成できる。したがって、ソース・ドレイン
領域とゲート電極上の半導体層パターンに形成されるチ
ャネル領域との間にセルフアラインでオフセットを形成
することができる。このようなセルフアラインオフセッ
ト構造が簡単に形成できるので、リーク電流が小さい薄
膜トランジスタを容易に製造することが可能になる。As described above, according to the first aspect of the invention, since the light shielding insulating film is formed on the surface of the gate electrode, the length of the light shielding insulating film is longer than the gate length. Since a resist pattern composed of a negative type resist film is obtained by exposure using the light-shielding insulating film as a mask, the insulating film pattern formed by using the resist pattern is used as a mask to perform ion doping to form the source / drain regions. The source / drain regions can be formed at positions apart from the gate electrode in the gate length direction. Therefore, a self-aligned offset can be formed between the source / drain region and the channel region formed in the semiconductor layer pattern on the gate electrode. Since such a self-aligned offset structure can be easily formed, it becomes possible to easily manufacture a thin film transistor having a small leak current.
【0052】請求項2の発明によれば、上記第1の発明
と同様に、絶縁膜パターンの長さはゲート長よりも長く
形成でき、絶縁膜パターンに覆われていない半導体層パ
ターンにソース・ドレイン領域を形成できるので、ソー
ス・ドレイン領域とゲート電極上方の半導体層パターン
に形成されるチャネル領域との間にセルフアラインでオ
フセットを形成することができる。このようなセルフア
ラインオフセット構造が簡単に形成できるので、リーク
電流が小さい薄膜トランジスタを容易に製造することが
できる。According to the second aspect of the invention, similarly to the first aspect of the invention, the length of the insulating film pattern can be formed longer than the gate length, and the semiconductor layer pattern not covered with the insulating film pattern can be formed into a source / source layer. Since the drain region can be formed, an offset can be formed by self-alignment between the source / drain region and the channel region formed in the semiconductor layer pattern above the gate electrode. Since such a self-aligned offset structure can be easily formed, a thin film transistor with a small leak current can be easily manufactured.
【0053】請求項3の発明によれば、上記第1の発明
と同様に、遮光絶縁膜の長さはゲート電極の長さよりも
長く形成できるので、それをマスクにして露光し、現像
によって形成したネガ型レジストのレジストパターンは
ゲート長よりも長く形成できる。このレジストパターン
を用いたリフトオフ法によって半導体層パターン上にド
ープ層を残して、それからの不純物拡散でソース・ドレ
イン領域を形成するので、ソース・ドレイン領域とゲー
ト電極上方の半導体層パターンに形成されるチャネル領
域との間にセルフアラインでオフセットを形成すること
ができる。このようなセルフアラインオフセット構造が
簡単に形成できるので、リーク電極が小さい薄膜トラン
ジスタを容易に製造することが可能になる。According to the third aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, the length of the light-shielding insulating film can be formed longer than the length of the gate electrode. The resist pattern of the negative resist can be formed longer than the gate length. Since the doped layer is left on the semiconductor layer pattern by the lift-off method using this resist pattern and the source / drain regions are formed by impurity diffusion from the doped layer, the source / drain region and the semiconductor layer pattern above the gate electrode are formed. An offset can be formed in self alignment with the channel region. Since such a self-aligned offset structure can be easily formed, it becomes possible to easily manufacture a thin film transistor having a small leak electrode.
【図1】第1の発明の実施例を説明する製造工程図であ
る。FIG. 1 is a manufacturing process diagram illustrating an embodiment of the first invention.
【図2】電極形成方法の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrode forming method.
【図3】オフセットの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of offset.
【図4】自然発色による染色方法の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a dyeing method by natural coloring.
【図5】2次電解液処理による染色方法の説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram of a dyeing method by a secondary electrolytic solution treatment.
【図6】タンタルの陽極酸化膜を染色する方法の説明図
である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for dyeing an anodized film of tantalum.
【図7】第2の発明の実施例を説明する製造工程図であ
る。FIG. 7 is a manufacturing process diagram illustrating an embodiment of the second invention.
【図8】オフセットの説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of offset.
【図9】第3の発明の実施例を説明する製造工程図であ
る。FIG. 9 is a manufacturing process diagram illustrating an embodiment of the third invention.
【図10】電極形成方法の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of an electrode forming method.
【図11】オフセットの説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of offset.
【図12】従来例の概略断面図である。FIG. 12 is a schematic sectional view of a conventional example.
1 薄膜トランジスタ 2 薄膜トランジスタ 3 薄膜トランジスタ 11 透明基板 12 ゲート電極 13 遮光絶縁膜 15 ゲート絶縁膜 16 半導体層パターン 17 上層絶縁膜 18 ネガ型レジスト膜 19 レジストパターン 20 絶縁膜パターン 21 ソース・ドレイン領域 22 ソース・ドレイン領域 27 ドープ層 28 ドープ層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 thin film transistor 2 thin film transistor 3 thin film transistor 11 transparent substrate 12 gate electrode 13 light-shielding insulating film 15 gate insulating film 16 semiconductor layer pattern 17 upper insulating film 18 negative resist film 19 resist pattern 20 insulating film pattern 21 source / drain region 22 source / drain region 27 Doped layer 28 Doped layer
Claims (3)
基板の表面上にゲート電極を形成した後、該ゲート電極
の表面に少なくとも所定の波長の光を遮光する遮光絶縁
膜を形成する第1工程と、 前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成した後、該ゲー
ト絶縁膜上に前記ゲート電極上を横切る半導体層パター
ンを形成する第2工程と、 前記透明基板上の全面に上層絶縁膜とネガ型レジスト膜
とを順に成膜した後、前記遮光絶縁膜をマスクにして前
記透明基板側から該ネガ型レジストを露光し、続いて現
像を行ってレジストパターンを形成する第3工程と、 前記レジストパターンをマスクにしたエッチングによっ
て前記上層絶縁膜で絶縁膜パターンを形成する第4工程
と、 前記絶縁膜パターンをマスクにしたイオンドーピングに
よって、露出している半導体層パターンに不純物イオン
を導入してソース・ドレイン領域を形成する第5工程と
からなることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。1. A first step of forming a gate electrode on the surface of a transparent substrate having an insulating property at least on the surface side, and then forming a light-shielding insulating film that shields light of at least a predetermined wavelength on the surface of the gate electrode. A second step of forming a gate insulating film on the gate electrode, and then forming a semiconductor layer pattern across the gate electrode on the gate insulating film, and an upper insulating film and a negative type film on the entire surface of the transparent substrate. Forming a resist film in order, exposing the negative resist from the transparent substrate side using the light-shielding insulating film as a mask, and then developing the resist film to form a resist pattern; and the resist pattern. And a fourth step of forming an insulating film pattern on the upper insulating film by etching using the mask as a mask, and ion doping using the insulating film pattern as a mask. A method of manufacturing the thin film transistor characterized by comprising a fifth step of forming a source and drain region by introducing impurity ions into the semiconductor layer pattern are.
基板の表面上にゲート電極を形成した後、該ゲート電極
の表面に少なくとも所定の波長の光を遮光する遮光絶縁
膜を形成する第1工程と、 前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成した後、該ゲー
ト絶縁膜上に前記ゲート電極上を横切る半導体層パター
ンを形成する第2工程と、 前記透明基板上の全面に上層絶縁膜とネガ型レジスト膜
とを順に成膜した後、前記遮光絶縁膜をマスクにして前
記透明基板側から該ネガ型レジストを露光し、続いて現
像を行ってレジストパターンを形成する第3工程と、 前記レジストパターンをマスクにしたエッチングによっ
て前記上層絶縁膜で絶縁膜パターンを形成する第4工程
と、 前記レジストパターンを除去した後、前記半導体層パタ
ーンに接続するもので前記絶縁膜パターンの両側に導電
型不純物を含むドープ層を形成して、該ドープ層中の導
電型不純物を該ドープ層に接続する部分の前記半導体層
パターンに拡散し、次いで前記ドープ層をパターニング
してソース・ドレイン領域を形成する第5工程とからな
ることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。2. A first step of forming a gate electrode on the surface of a transparent substrate having an insulating property at least on the surface side, and then forming a light-shielding insulating film that shields light of at least a predetermined wavelength on the surface of the gate electrode. A second step of forming a gate insulating film on the gate electrode, and then forming a semiconductor layer pattern across the gate electrode on the gate insulating film, and an upper insulating film and a negative type film on the entire surface of the transparent substrate. Forming a resist film in order, exposing the negative resist from the transparent substrate side using the light-shielding insulating film as a mask, and then developing the resist film to form a resist pattern; and the resist pattern. A fourth step of forming an insulating film pattern on the upper insulating film by etching using the mask as a mask; and, after removing the resist pattern, connecting to the semiconductor layer pattern. Therefore, a doped layer containing conductive impurities is formed on both sides of the insulating film pattern, and the conductive impurities in the doped layer are diffused into the semiconductor layer pattern at a portion connecting to the doped layer, and then the doped layer is formed. And a fifth step of forming source / drain regions by patterning.
基板の表面上にゲート電極を形成した後、該ゲート電極
の表面に少なくとも所定の波長の光を遮光する遮光絶縁
膜を形成する第1工程と、 前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成した後、該ゲー
ト絶縁膜上に前記ゲート電極上を横切る半導体層パター
ンを形成する第2工程と、 前記透明基板上の全面にネガ型レジスト膜を成膜した
後、前記遮光絶縁膜をマスクにして前記透明基板側から
該ネガ型レジストを露光し、続いて現像を行ってレジス
トパターンを形成する第3工程と、 前記レジストパターン側の全面に導電型不純物を含むド
ープ層を形成した後、リフトオフ法によって、前記レジ
ストパターンと該レジストパターン上の前記ドープ層と
を除去する第4工程と、 前記リフトオフ法によって残した前記ドープ層中の導電
型不純物を該ドープ層に接続する部分の前記半導体層パ
ターンに拡散してソース・ドレイン領域を形成する第5
工程とからなることを特徴とする薄膜トランジスタの製
造方法。3. A first step of forming a gate electrode on the surface of a transparent substrate having an insulating property at least on the surface side, and then forming a light-shielding insulating film that shields light of at least a predetermined wavelength on the surface of the gate electrode. A second step of forming a gate insulating film on the gate electrode and then forming a semiconductor layer pattern across the gate electrode on the gate insulating film, and forming a negative resist film on the entire surface of the transparent substrate. After forming the film, the negative type resist is exposed from the transparent substrate side using the light shielding insulating film as a mask, and then developed to form a resist pattern, and a conductive type is formed on the entire surface of the resist pattern side. A fourth step of removing the resist pattern and the doped layer on the resist pattern by a lift-off method after forming a doped layer containing impurities; The conductivity type impurity of said doped layer leaving the diffused into the semiconductor layer pattern portion connected to the doped layer 5 to form the source and drain regions
A method of manufacturing a thin film transistor, comprising the steps of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18674094A JPH0832082A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Manufacture of thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18674094A JPH0832082A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Manufacture of thin film transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0832082A true JPH0832082A (en) | 1996-02-02 |
Family
ID=16193830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18674094A Pending JPH0832082A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Manufacture of thin film transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0832082A (en) |
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---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-07-15 JP JP18674094A patent/JPH0832082A/en active Pending
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