JPH09270519A - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタの製造方法

Info

Publication number
JPH09270519A
JPH09270519A JP8101988A JP10198896A JPH09270519A JP H09270519 A JPH09270519 A JP H09270519A JP 8101988 A JP8101988 A JP 8101988A JP 10198896 A JP10198896 A JP 10198896A JP H09270519 A JPH09270519 A JP H09270519A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
source
tft
etching
ohmic contact
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
JP8101988A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirofumi Fukui
洋文 福井
Motonari Sai
基成 蔡
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.)
FURONTETSUKU KK
Frontec Inc
Original Assignee
FURONTETSUKU KK
Frontec Inc
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 FURONTETSUKU KK, Frontec Inc filed Critical FURONTETSUKU KK
Priority to JP8101988A priority Critical patent/JPH09270519A/ja
Priority to US08/825,447 priority patent/US5824572A/en
Priority to KR1019970011627A priority patent/KR100255589B1/ko
Publication of JPH09270519A publication Critical patent/JPH09270519A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742Thin film unipolar transistors
    • H01L29/6675Amorphous silicon or polysilicon transistors
    • H01L29/66765Lateral single gate single channel transistors with inverted structure, i.e. the channel layer is formed after the gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45Ohmic electrodes
    • H01L29/456Ohmic electrodes on silicon
    • H01L29/458Ohmic electrodes on silicon for thin film silicon, e.g. source or drain electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651Silicon transistors
    • H01L29/7866Non-monocrystalline silicon transistors
    • H01L29/78663Amorphous silicon transistors
    • H01L29/78669Amorphous silicon transistors with inverted-type structure, e.g. with bottom gate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、オフ電流を抑えた薄膜トランジス
タの製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 基板表面に、ゲート電極を形成する工
程、該ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜を形成する工
程、該ゲート絶縁膜上に半導体能動層、オーミックコン
タクト層を形成する工程、Crからなるソース・ドレイ
ン電極とを形成する工程、及び前記オーミックコンタク
ト層のソース・ドレイン電極と接する以外の部分をエッ
チング液で除去する工程からなり、前記オーミックコン
タクト層の除去工程は、Crからなるソース・ドレイン
電極上のレジストの少なくとも一部又は全部を剥離した
状態で行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
の製造方法に係り、より詳細には、オフ電流の小さい薄
膜トランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アモルファスシリコン(a−Si:H)
やポリシリコン(ポリSi)を用いた薄膜トランジスタ
(TFT)は、液晶表示装置やシャッターアレーなどの
個々の画素のスイッチング素子や駆動部のトランジスタ
として用いられている。
【0003】例えば、液晶表示装置のスイッチング素子
にa−Si:HのTFTを用いた場合、ゲート電極に印
加する電圧は、スイッチング素子のオン時には20V、
スイッチング素子のオフ時にはソース電極に印加する信
号電圧より常に低い電圧をゲート電極に印加する必要が
あるため−15V程度とする必要がある。
【0004】しかし、従来のa−Si:HのTFTは、
オフ時においてもかなり大きな電流が流れるため、液晶
にかかる電圧が減少してしまうという問題がある。この
電圧低下は、コントラストの低下、階調表現の低下等を
生じ、高画質の画像表現の妨げとなっていた。
【0005】また、TFTを駆動用のトランジスタに用
いた場合には、オフ時においても貫通電流が流れるた
め、電池駆動型液晶表示装置においては、電池寿命が短
くなるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとしている課題】かかる状況におい
て、本発明は、オフ電流を抑えた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。
【0007】
【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、基板表面に、ゲート電極を形成する工
程、該ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜を形成する工
程、該ゲート絶縁膜上に半導体能動層、オーミックコン
タクト層を形成する工程、Crからなるソース・ドレイ
ン電極とを形成する工程、及び前記オーミックコンタク
ト層のソース・ドレイン電極と接する以外の部分をエッ
チング液で除去する工程からなり、前記オーミックコン
タクト層の除去工程は、Crからなるソース・ドレイン
電極上のレジストの少なくとも一部又は全部を剥離した
状態で行うことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明者らは、TFTの構造及び
作製条件を検討する中で、オーミックコンタクト層のエ
ッチング条件がTFTのオフ特性に大きく影響すること
を見い出した。
【0009】即ち、n+型a−Si:Hのオーミックコ
ンタクト層のエッチング時に、エッチング液に露出する
Cr電極(ソース・ドレイン電極)の面積によって作製
したTFTのオフ特性が大きく変動しており、エッチン
グ時に何らかの電気化学的反応が生じTFTのオフ特性
に影響を与えていることが分かった。まず、本発明のT
FTの製造方法を図1を用いて説明する。
【0010】図1は、本発明の薄膜トランジスタの作製
方法の一例を示す模式図である。
【0011】まず、ガラス基板101上にCr等の導電
性膜をスパッタ法等により成膜し、フォトレジストを塗
布・露光・現像膜して所望のレジストパターンを形成し
た後、Cr膜をエッチングして、所望の形状のゲート電
極102を形成する(図1(a))。
【0012】続いて、ゲート電極102を覆って窒化シ
リコン等からなるゲート絶縁膜103をCVD法等によ
り形成する(図1(b))。
【0013】その後、i型a−Si:Hからなる半導体
能動層104、n+型a−Si:Hからなるオーミック
コンタクト層105を成膜し、図1(a)と同様のフォ
トリソグラフィにより所望の形状にエッチングする(図
1(c))。
【0014】次に、ソース・ドレイン電極となるCr膜
をスパッタ法で成膜し、フォトレジスト107を塗布
し、所定の形状にパターニングした後、Crエッチング
液を用いてソース・ドレイン電極106を形成する(図
1(d))。
【0015】ここで、従来は、フォトレジスト107を
残し、エッチング液をn+型a−Si:H用エッチング
液に替え、連続して半導体能動層上のオーミックコンタ
クト層のエッチング除去を行っていたが、本発明におい
ては、まず、Crソース・ドレイン電極上のフォトレジ
ストを一部あるいは全部を除去する(図1(e))。そ
して、オーミックコンタクト層をn+型a−Si:H用
エッチング液でエッチング除去する(図1(f))。
【0016】その後パッシベーション膜を形成して、プ
ロセスを完了する。
【0017】以上の工程により、従来のTFTに比べ
て、オフ電流が極めて小さいTFTを得ることができ
る。
【0018】本発明者らは図2に示す測定系を用いて、
この原因を解明すべく、以下の模擬的な実験を行った。
【0019】図2において、201はHF−HIO3
のエッチング液202を満たした槽である。203はガ
ラス基板の表面にCr膜を1μm厚く形成した電極、2
04はガラス基板の表面にn+a−Si:H膜を500
nm厚く形成した電極である。2つの電極203、20
4は銅線205により直流電源206、電流計207を
介して相互に接続されている。
【0020】直流電源206により、電極間に種々の電
圧を印加して、電圧(V)と電流(I)の関係を調べ
た。結果の一例を図3に示す。図3において、電流
(I)がゼロとなる電圧値をΔE0とし、Cr膜の露出
面積を種々変化させて、ΔE0を求めた。ΔE0をCr膜
とn+型a−Si:H膜との面積比Aの関数として表し
たのが図4である。
【0021】図4から明らかなように、ΔE0は、面積
比Aが増加するに従って徐々に減少し、面積比Aが0.
1を超えると急激に減少することが分かった。
【0022】この現象はCr膜の露出面積が狭いとエッ
チング中にCr膜とm+の間で電気化学的反応が起こり
+a−Si:H膜にダメージが入る為と考えられる。
【0023】一方Cr膜面積が広いと、n+へのダメー
ジが緩和される。つまり、TFTのI0FF特性が改善さ
れたのは、Cr膜上のレジストを除去することによりC
r膜の露出面積が増加しn+a−Si:H膜にかかる電
圧が緩和されたためであると考えられる。
【0024】一方、n+型a−Si:Hのオーミックコ
ンタクト層のエッチング除去を種々の条件で行い、図5
に示すTFTを作製した。ここで、フォトレジストを用
いてソース・ドレイン電極であるCrの露出面積を変え
て、オーミックコンタクト層のエッチングを行った。作
製したTFTのId−Vg特性を測定したところ、オフ電
流は、上記したΔE0と電極面積比Aとの関係と同様に
変化した。
【0025】なお、従来のn+型a−Si:Hのエッチ
ング方法では、Cr膜がレジストで覆われているため、
エッチング液に露出している面積は、Cr膜厚と電極周
辺長の積となり、n+型a−Si:H膜の露出面積の1
-2〜10-3程度になるすぎない。従って、前記模擬実
験と同様にΔE0が大きくなるため、i型a−Si:H
層にダメージが生じてオフ電流が高くなるものと考えら
れる。
【0026】従って、n+型a−Si:Hのエッチング
は、Cr膜上のフォトレジストを少なくとも一部を除去
してエッチング層を行うのが好ましい。
【0027】なお、本発明において、n+型a−Si:
H層のエッチング液には、酸化剤を含むフッ酸系混合用
液が一般に用いられるが、酸化剤としてヨウ素酸イオン
を含むものが好適に用いられる。
【0028】
【実施例】図1に示す本発明の薄膜トランジスタの製造
方法を用いて、100×100個のTFTアレイを作製
した。
【0029】まず、100mm角のガラス基板(コーニ
ング社製7059)101を精密洗浄した後、Cr膜を
スパッタ法により100nm形成し、エッチング液(硝
酸第2セリウムアンモニウムと硝酸の混合液)を用いて
パターニングして、ゲート電極(電極幅7μm)102
を形成した。
【0030】次に、プラズマCVD法により、ゲート絶
縁膜103としてSiNx膜(膜厚300nm)、半導
体能動層104としてi型a−Si:H膜(膜厚100
nm)、オーミックコンタクト層105としてn+型a
−Si:H膜(20nm)を堆積した。各層の成膜条件
を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】続いて、エッチング液(HF−HIO3
合液)を用いて、半導体能動層104、オーミックコン
タクト層105をTFT素子毎に分離した。
【0033】ゲート配線のコンタクトホールを形成した
後、導電体層106として、Cr膜を200nm、スパ
ッタ法により形成した。Cr電極形成条件は表1に示す
とおりである。
【0034】次に、ソース・ドレイン電極及びデータ配
線形成の為のフォトレジスト107を形成し、上記Cr
のエッチング液によりエッチングしてソース・ドレイン
電極106を形成した。なお、チャネル部は、チャネル
長3μm、チャネル幅6μmである。
【0035】次に、i型a−Si:H上のn+型a−S
i:H型をエッチング液(HF−HIO3混合液)を用
いて除去した。ここで、エッチング法として次の2通り
の方法で行った。即ち、ソース・ドレイン電極のエッチ
ングの際のレジストをそのまま用いてn+型a−Si:
H型をエッチング除去する方法(従来例)と、Cr膜上
のレジストを除去してCr膜表面をエッチング液に露出
した状態でエッチングする方法(本実施例)である。
【0036】最後に、プラズマCVD法により、パッシ
ベーション用のSiNxを400nm堆積し、ゲート配
線、及び、ソース・ドレイン配線上の窓開けを行って、
TFTの作製を完了した。
【0037】作製したTFTのId−Vg特性を測定した
結果を図6に示す。図6(a)は本実施例、図6(b)
は従来例で作成したTFTの特性を表したものである。
図6から明らかなように、ゲート電圧を−15Vとした
ときの電流は、従来例が3×10-11Aであるのに対
し、本実施例では2×10-13Aとなり、TFTのオフ
特性が大幅に改善されることが分かった。
【0038】
【発明の効果】本発明により、オフ電流を抑制したTF
Tが実現でき、これにより、コントラストが高く、高階
調の画像を表現できる液晶表示装置を提供することが可
能となる。
【0039】また、オフ電流を抑えることができること
から、液晶表示装置のスイッチング素子のみならず駆動
素子にも使用することが可能となる。即ち、液晶表示装
置のTFT基板のスイッチング素子駆動回路を同時に製
造することができるため、外付け駆動回路の取り付け工
程等が不要となり、液晶表示装置製造コストの大幅な削
減を図ることが可能となる。
【0040】さらには、駆動素子の貫通電流が大きく抑
制できるため、電池駆動型表示装置の電池交換周期を大
きく延ばすこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄膜トランジスター(TFT)の
製造方法の一例を示す模式図である。
【図2】オーミックコンタクト層のエッチング工程にお
ける電気化学的影響を調べるための実験装置である。
【図3】図2の実験装置を用いて測定した電圧(V)−
電流(I)特性の一例を示すグラフである。
【図4】ΔE0と電極面積比(Cr露出面積/n+型a−
Si:H露出面積)の関係を示すグラフである。
【図5】TFT構造を示す模式図である。
【図6】(a)は本発明に係るTFTのId−Vg特性の
一例を示すグラフであり、(b)は従来例に係るTFT
のId−Vg特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
101、501 ガラス基板、 102、502 ゲート電極、 103、503 ゲート絶縁膜、 104、504 半導体能動層、 105、505 オーミックコンタクト層、 106、506 Crソース・ドレイン電極、 107 フォトレジスト、 201 槽、 202 エッチング液、 203 Cr電極、 204 n+a−Si:H電極、 205 金属線、 206 直流電源、 207 電流計。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板表面に、ゲート電極を形成する工
    程、該ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜を形成する工
    程、該ゲート絶縁膜上に半導体能動層、オーミックコン
    タクト層を形成する工程、Crからなるソース・ドレイ
    ン電極とを形成する工程、及び前記オーミックコンタク
    ト層のソース・ドレイン電極と接する以外の部分をエッ
    チング液で除去する工程からなり、前記オーミックコン
    タクト層の除去工程は、Crからなるソース・ドレイン
    電極上のレジストの少なくとも一部又は全部を剥離した
    状態で行うことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
    法。
JP8101988A 1996-03-31 1996-03-31 薄膜トランジスタの製造方法 Pending JPH09270519A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8101988A JPH09270519A (ja) 1996-03-31 1996-03-31 薄膜トランジスタの製造方法
US08/825,447 US5824572A (en) 1996-03-31 1997-03-28 Method of manufacturing thin film transistor
KR1019970011627A KR100255589B1 (ko) 1996-03-31 1997-03-31 박막트랜지스터의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8101988A JPH09270519A (ja) 1996-03-31 1996-03-31 薄膜トランジスタの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09270519A true JPH09270519A (ja) 1997-10-14

Family

ID=14315228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8101988A Pending JPH09270519A (ja) 1996-03-31 1996-03-31 薄膜トランジスタの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5824572A (ja)
JP (1) JPH09270519A (ja)
KR (1) KR100255589B1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2757850B2 (ja) * 1996-04-18 1998-05-25 日本電気株式会社 薄膜トランジスタおよびその製造方法
US6259119B1 (en) * 1997-12-18 2001-07-10 Lg. Philips Lcd Co, Ltd. Liquid crystal display and method of manufacturing the same
US6140668A (en) * 1998-04-28 2000-10-31 Xerox Corporation Silicon structures having an absorption layer
US6261880B1 (en) * 1999-05-24 2001-07-17 Chi Mei Electronics Corp Process for manufacturing thin film transistors
KR100379684B1 (ko) * 2001-04-20 2003-04-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막 트랜지스터 액정표시소자 제조방법
CN102956505B (zh) * 2012-11-19 2015-06-17 深圳市华星光电技术有限公司 开关管的制作方法、阵列基板的制作方法
US9443957B1 (en) 2015-03-12 2016-09-13 International Business Machines Corporation Self-aligned source and drain regions for semiconductor devices

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0682839B2 (ja) * 1984-08-21 1994-10-19 セイコー電子工業株式会社 表示用パネルの製造方法
GB2169746B (en) * 1984-11-13 1988-09-14 Sharp Kk Thin film transistor
DE3604368A1 (de) * 1985-02-13 1986-08-14 Sharp K.K., Osaka Verfahren zur herstellung eines duennfilm-transistors
GB2185622B (en) * 1985-11-27 1989-10-11 Sharp Kk Thin film transistor array
US4704783A (en) * 1986-05-05 1987-11-10 General Electric Company Method for passivating the back channel of amorphous silicon field effect transistors
JPS62291067A (ja) * 1986-06-10 1987-12-17 Nec Corp 薄膜トランジスタの製造方法
US5166085A (en) * 1987-09-09 1992-11-24 Casio Computer Co., Ltd. Method of manufacturing a thin film transistor
DE69117785T2 (de) * 1990-03-27 1997-02-06 Canon Kk Dünnschicht-Halbleiterbauelement
US5150181A (en) * 1990-03-27 1992-09-22 Canon Kabushiki Kaisha Amorphous thin film semiconductor device with active and inactive layers
US5367179A (en) * 1990-04-25 1994-11-22 Casio Computer Co., Ltd. Thin-film transistor having electrodes made of aluminum, and an active matrix panel using same
US5198694A (en) * 1990-10-05 1993-03-30 General Electric Company Thin film transistor structure with improved source/drain contacts
US5355002A (en) * 1993-01-19 1994-10-11 Industrial Technology Research Institute Structure of high yield thin film transistors
JPH0832083A (ja) * 1994-07-15 1996-02-02 Sony Corp 薄膜トランジスタ

Also Published As

Publication number Publication date
KR100255589B1 (ko) 2000-05-01
US5824572A (en) 1998-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7704767B2 (en) Manufacturing method of electro line for liquid crystal display device
KR950008261B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
EP0724183B1 (en) Liquid crystal display device and method of fabricating the same
JP2006338008A (ja) 開口率が向上したアレイ基板、その製造方法及びそれを含む表示装置。
US8586453B2 (en) Methods for fabricating thin film pattern and array substrate
JP2004515045A (ja) 透明導電層の導電率の増大方法
JPH09270519A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH10209458A (ja) 液晶表示装置とこれに用いられる薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP3094610B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH11509989A (ja) 薄膜電子デバイス及びこのデバイスの製造方法
KR100272255B1 (ko) 박막트랜지스터제조방법
US20040166675A1 (en) Manufacturing method of electro line for semiconductor device
JP3265622B2 (ja) 液晶表示装置の製造方法
JPH10189987A (ja) 液晶表示装置とこれに用いられる薄膜トランジスタの製造方法
JP3114303B2 (ja) 薄膜トランジスタパネル及びその製造方法
KR100843472B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 제조방법
JPS63128756A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR100507283B1 (ko) 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법
JPH05323380A (ja) 薄膜トランジスタパネルの製造方法
KR100615437B1 (ko) 배리어층을 가지는 구리 배선의 식각 방법
JPH035725B2 (ja)
KR100701662B1 (ko) 박막트랜지스터 액정표시장치의 어레이 기판 제조방법
KR100527079B1 (ko) 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법
JPH10307303A (ja) 液晶表示基板、その製造方法および液晶表示装置
JP3131853B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法