JPH11103060A - Thin film transistor and manufacturing method therefor - Google Patents

Thin film transistor and manufacturing method therefor

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JPH11103060A
JPH11103060A JP26030597A JP26030597A JPH11103060A JP H11103060 A JPH11103060 A JP H11103060A JP 26030597 A JP26030597 A JP 26030597A JP 26030597 A JP26030597 A JP 26030597A JP H11103060 A JPH11103060 A JP H11103060A
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JP
Japan
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electrode
region
insulating film
thin film
gate insulating
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JP26030597A
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Japanese (ja)
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Ryota Azuma
良太 東
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film transistor having improved performance and reliability and good characteristics and a manufacturing method therefor. SOLUTION: A gate-insulating film 13 is formed on a semiconductor layer 12 formed on an insulating substrate 11. The gate-insulating film 13 has a first region 13b abutting on the source region 12b of the semiconductor layer 12 and a first region 13c abutting on the drain region 12c thereof, and a second region 13a between the first regions 13b, 13c, which are thicker than the second region. First electrodes 14b, 14c are formed on the gate insulating film 13b, 13c, and a second electrode is formed on the gate-insulating film 13a and the first electrodes 14b, 14c. The first electrodes and the second electrode form a gate electrode 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示装
置に適用される薄膜トランジスタ及びこの薄膜トランジ
スタの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor applied to, for example, a liquid crystal display and a method for manufacturing the thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液晶表示装置などに用いられる
薄膜トランジスタ(以下TFTと称する)は、ガラス基
板をはじめとする絶縁性基板上に形成され、半導体層に
は、アモルファスシリコンやポリシリコンが用いられて
いる。
2. Description of the Related Art In general, a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) used for a liquid crystal display device or the like is formed on an insulating substrate such as a glass substrate, and amorphous silicon or polysilicon is used for a semiconductor layer. ing.

【0003】ポリシリコンを半導体層として利用したT
FTは、アモルファスシリコンより移動度が大きく良好
な半導体特性を有するため、液晶表示装置の表示部を画
素毎に駆動するスイッチング素子だけでなく、スイッチ
ング素子を動作させる駆動回路(おもにCMOSトラン
ジスタから構成される)などにも適用することが可能で
ある。このため、スイッチング素子及び駆動回路を同一
のガラス基板上に形成することが可能となり、液晶表示
装置の小型化に有効である。
[0003] T using polysilicon as a semiconductor layer
Since the FT has higher mobility and better semiconductor characteristics than amorphous silicon, the FT is not only a switching element for driving the display unit of the liquid crystal display device for each pixel, but also a driving circuit (mainly composed of a CMOS transistor) for operating the switching element. ) Can be applied. For this reason, the switching element and the driving circuit can be formed on the same glass substrate, which is effective for reducing the size of the liquid crystal display device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリシ
リコンをTFTに適用した場合、以下のような問題点を
有しいている。第1の問題点としては、移動度が大きい
ため、ソース・ドレイン間の電圧で容易にドレイン電流
の増倍現象が起こり、ドレイン電流が大きく流れ、TF
T特性を劣化させるという点である。第2の問題点とし
ては、光が照射された際に、ポリシリコン内部に存在す
る多くの欠陥を介して、TFTのオフ時にリーク電流が
流れる点である。これに対しては、欠陥をHで不活性化
することで低減する試みもなされているが、十分に、リ
ーク電流を下げることはできない。
However, when polysilicon is applied to a TFT, there are the following problems. The first problem is that since the mobility is high, the drain current multiplication phenomenon easily occurs at the voltage between the source and the drain, and the drain current largely flows, and the TF
The point is that the T characteristic is deteriorated. A second problem is that when light is irradiated, a leak current flows when the TFT is turned off through many defects existing inside the polysilicon. In response to this, attempts have been made to reduce the defects by inactivating the defects with H, but the leak current cannot be sufficiently reduced.

【0005】これらの問題点を解決するために、チャネ
ル領域及び高濃度の不純物を有するソース・ドレイン領
域との間に、ソース・ドレイン領域よりも不純物濃度が
低い低不純物濃度領域(以下、LDDと称する)が形成
されたポリシリコンTFTを適用した液晶表示装置が提
案されている。このLDD領域は、ポリシリコンTFT
にて良好な半導体特性を得るために、精密な抵抗値制御
が要求される。
In order to solve these problems, a low impurity concentration region (hereinafter referred to as an LDD) having a lower impurity concentration than the source / drain region is provided between the channel region and the source / drain region having a high impurity concentration. A liquid crystal display device using a polysilicon TFT on which a TFT is formed has been proposed. This LDD region is a polysilicon TFT
In order to obtain good semiconductor characteristics, precise resistance value control is required.

【0006】しかしながら、このようなLDD領域を有
するポリシリコンTFTにおいて、表示部が大型化され
た液晶表示装置のような大面積の基板内のLDD領域の
抵抗値を均一化するように制御することは困難である。
このため、大面積の基板内に形成されたTFTのLDD
領域は、抵抗値にバラツキがあり、その結果、TFT特
性のバラツキを増大させ、液晶表示装置の性能を低下さ
せてしまうおそれがある。
However, in a polysilicon TFT having such an LDD region, control is performed so that the resistance value of the LDD region in a large-area substrate such as a liquid crystal display device having a large display portion is made uniform. It is difficult.
Therefore, the LDD of a TFT formed in a large-area substrate
In the region, there is a variation in the resistance value, and as a result, the variation in the TFT characteristics may be increased, and the performance of the liquid crystal display device may be reduced.

【0007】そこで、この発明は、以上の点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、ソース・ドレイン領域の電界
集中を防ぎ、LDD領域を形成することなく性能及び信
頼性を向上し良好な特性を得ることができる薄膜トラン
ジスタ及びこの薄膜トランジスタの製造方法を提供する
ことにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to prevent the electric field concentration in the source / drain regions, improve the performance and reliability without forming the LDD region, and improve the characteristics. And a method for manufacturing the thin film transistor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の薄膜トランジスタは、絶縁基板上に設け
られているとともに、チャネル領域と、チャネル領域の
両側にそれぞれ位置したソース領域およびドレイン領域
とを有する半導体層と、前記半導体層上に形成されてい
るとともに、前記チャネル領域と前記ソース領域及びド
レイン領域との接合部近傍に位置し、互いに離間する一
対の第1領域と、前記一対の第1領域の間に位置し、前
記第1領域より薄い膜厚で形成された第2領域とを有す
るゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の第1領域上に形
成された一対の第1電極部と、前記第2領域上に形成さ
れているとともに前記一対の第1電極部を導通する第2
電極部とを有するゲート電極と、を備えたことを特徴と
するものである。
In order to achieve the above object, a thin film transistor according to the present invention is provided on an insulating substrate, and includes a channel region, and a source region and a drain region located on both sides of the channel region. A pair of first regions formed on the semiconductor layer and located near a junction between the channel region and the source region and the drain region and separated from each other; and A gate insulating film having a second region located between the first regions and having a smaller thickness than the first region, and a pair of first electrode portions formed on the first region of the gate insulating film And a second electrode formed on the second region and electrically connecting the pair of first electrode portions.
And a gate electrode having an electrode portion.

【0009】また、この発明の薄膜トランジスタの製造
方法は、絶縁基板上にポリシリコン半導体層を形成し、
前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶
縁膜上に所定の間隔をおいて一対の第1電極部を形成
し、前記第1電極部をマスクとして前記ゲート絶縁膜を
エッチングして、前記一対の第1電極部の真下に位置す
るゲート絶縁膜より薄い膜厚のゲート絶縁膜薄膜部を形
成し、前記一対の第1電極部を導通するように前記一対
の第1電極部の間の前記ゲート絶縁膜薄膜部上に第2電
極部を形成してゲート電極を形成し、前記ゲート電極を
マスクとして前記半導体層に不純物イオンを注入してソ
ース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜
及びゲート電極上に層間絶縁層を形成し、前記層間絶縁
層上に、前記ソース領域およびドレイン領域にそれぞれ
接続されたソース電極及びドレイン電極を形成する、こ
とを特徴とするものである。
Further, according to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a polysilicon semiconductor layer is formed on an insulating substrate,
Forming a gate insulating film over the semiconductor layer, forming a pair of first electrode portions at predetermined intervals on the gate insulating film, and etching the gate insulating film using the first electrode portion as a mask; Forming a gate insulating film thin film portion having a thickness smaller than that of the gate insulating film located immediately below the pair of first electrode portions, and forming a pair of the first electrode portions so as to conduct the pair of first electrode portions; Forming a second electrode portion on the gate insulating film thin film portion therebetween to form a gate electrode; implanting impurity ions into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask to form a source region and a drain region; Forming an interlayer insulating layer on a gate insulating film and a gate electrode; and forming a source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region, respectively, on the interlayer insulating layer. A.

【0010】この発明の薄膜トランジスタ及びこの薄膜
トランジスタの製造方法によれば、半導体層のソース領
域側及びドレイン領域側の上に位置する一対の第1領域
と、この一対の第1領域の間に位置する第2領域とから
なるゲート絶縁膜を有し、一対の第1領域は、第2領域
より厚い膜厚で形成されている。このように、電界強度
が最も高くなるソース・ドレイン領域とチャネル領域と
の接合部に対応してゲート絶縁膜の膜厚を厚くすること
により、ソース・ドレイン領域端近傍における電界強度
を抑制するとともに、リーク電流を低減することが可能
となる。
According to the thin film transistor and the method of manufacturing the thin film transistor of the present invention, the pair of first regions is located on the source region side and the drain region side of the semiconductor layer, and is located between the pair of first regions. The semiconductor device includes a gate insulating film including a second region, and the pair of first regions is formed to be thicker than the second region. As described above, by increasing the thickness of the gate insulating film corresponding to the junction between the source / drain region and the channel region where the electric field intensity is highest, the electric field intensity near the end of the source / drain region can be suppressed. Thus, it is possible to reduce the leakage current.

【0011】これにより、ソース・ドレイン領域端での
電界集中を防ぎ、LDD領域を形成することなく性能及
び信頼性を向上し良好な特性を得ることができる薄膜ト
ランジスタ及びこの薄膜トランジスタの製造方法を提供
することができる。
Thus, there is provided a thin film transistor capable of preventing electric field concentration at the end of the source / drain region, improving performance and reliability and obtaining good characteristics without forming an LDD region, and a method of manufacturing the thin film transistor. be able to.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係る薄膜トランジスタ及びこの薄膜ト
ランジスタの製造方法について詳細に説明する。なお、
この実施の形態では、薄膜トランジスタの一例として、
コプラナ型の薄膜トランジスタを例として説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a thin film transistor according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the thin film transistor will be described in detail with reference to the drawings. In addition,
In this embodiment, as an example of a thin film transistor,
A coplanar thin film transistor will be described as an example.

【0013】図1は、この発明の実施の形態に係る薄膜
トランジスタの構造の一例を示す断面図である。図1に
示すように、薄膜トランジスタすなわちTFT10は、
例えば透明なガラスからなる絶縁基板11を備え、この
絶縁基板11の表面には、ポリシリコンからなる半導体
層12が形成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the structure of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a thin film transistor or TFT 10 comprises:
For example, an insulating substrate 11 made of transparent glass is provided, and a semiconductor layer 12 made of polysilicon is formed on a surface of the insulating substrate 11.

【0014】この半導体層12は、そのほぼ中央の領域
に位置したチャネル領域12a、並びにチャネル領域1
2aの両側の領域にそれぞれ位置したソース領域12b
およびドレイン領域12cを有している。このソース領
域12b及びドレイン領域12cには、リンイオン(P
+ )などの不純物がドーピングされている。
The semiconductor layer 12 includes a channel region 12a located in a substantially central region thereof, and a channel region 1a.
Source regions 12b respectively located on both sides of 2a
And a drain region 12c. The source region 12b and the drain region 12c have phosphorus ions (P
+ ).

【0015】半導体層12および絶縁基板11の表面上
には、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜13が形成
されている。このゲート絶縁膜13は、チャネル領域1
2aの両側端すなわちソース領域側及びドレイン領域側
の略直上に位置する一対の第1領域としての領域13
b、13cと、チャネル領域12aの第1領域13b、
13cの間すなわちチャネル領域12aの中央付近の略
直上に位置する第2領域としての領域13aとを有して
いる。
On the surfaces of the semiconductor layer 12 and the insulating substrate 11, a gate insulating film 13 made of a silicon oxide film is formed. This gate insulating film 13 is formed in the channel region 1
Regions 13 as a pair of first regions located on both side edges of 2a, that is, almost immediately above the source region side and the drain region side
b, 13c and the first region 13b of the channel region 12a,
13c, that is, a region 13a as a second region which is located almost immediately above the center of the channel region 12a.

【0016】そして、このゲート絶縁膜13は、各領域
13a乃至13cにおいて、膜厚に分布がある。すなわ
ち、チャネル領域12aの中央付近に重なる第2領域す
なわち薄膜部13aは、チャネル領域12aのソース領
域側及びドレイン領域側に重なる第1領域すなわち厚膜
部13b、13cより膜厚が薄くなるように形成されて
いる。この実施の形態では、薄膜部13aの膜厚は、約
1000オングストロームであり、厚膜部13b、13
cの膜厚は、約2000オングストロームである。
The gate insulating film 13 has a thickness distribution in each of the regions 13a to 13c. In other words, the thickness of the second region, ie, the thin film portion 13a, overlapping near the center of the channel region 12a is smaller than that of the first region, ie, the thick film portions 13b, 13c, which overlaps the source region side and the drain region side of the channel region 12a. Is formed. In this embodiment, the thin film portion 13a has a thickness of about 1000 angstroms and the thick film portions 13b, 13b
The film thickness of c is about 2000 angstroms.

【0017】また、ゲート絶縁膜13上には、チャネル
領域12aと対向してゲート電極14が形成されてい
る。このゲート電極14は、ゲート絶縁膜13の一対の
厚膜部13b、13c上にそれぞれ設けられてるととも
に所定の間隔をおいて配置された一対の第1電極部14
b、14cと、ゲート絶縁膜13の薄膜部13a上に設
けられているとともに第1電極部14bと第1電極部1
4cとを電気的に導通するように第1電極部14b、1
4c及びゲート絶縁膜13の薄膜部13a上に配置され
た第2電極部14aとを有している。ゲート電極14の
第1電極部14b、14cと第2電極部14aとは、同
一の金属材料によって形成されてもよいし、互いに異な
る金属材料によって形成されてもよい。
A gate electrode 14 is formed on the gate insulating film 13 so as to face the channel region 12a. The gate electrode 14 is provided on the pair of thick film portions 13b and 13c of the gate insulating film 13, and is disposed on the pair of first electrode portions 14 at predetermined intervals.
b, 14c and the first electrode portion 14b and the first electrode portion 1 provided on the thin film portion 13a of the gate insulating film 13.
4c so that the first electrode portions 14b and 1c are electrically connected to each other.
4c and a second electrode portion 14a disposed on the thin film portion 13a of the gate insulating film 13. The first electrode portions 14b and 14c and the second electrode portion 14a of the gate electrode 14 may be formed of the same metal material or different metal materials.

【0018】また、このゲート電極14に重ねて酸化シ
リコン膜からなる層間絶縁膜15が形成されている。層
間絶縁膜15上には、ソース領域12bおよびドレイン
領域12cにそれぞれ対向してソース電極17およびド
レイン電極18が形成されている。そして、ソース電極
17およびドレイン電極18は、コンタクトホール16
a、16bを介して半導体層12のソース領域12bお
よびドレイン領域12cにそれぞれ電気的に接続されて
いる。
An interlayer insulating film 15 made of a silicon oxide film is formed on the gate electrode 14. A source electrode 17 and a drain electrode 18 are formed on the interlayer insulating film 15 so as to face the source region 12b and the drain region 12c, respectively. Then, the source electrode 17 and the drain electrode 18 are
The semiconductor layer 12 is electrically connected to the source region 12b and the drain region 12c via a and 16b.

【0019】ドレイン電極18は、図示しないITOか
らなる画素電極に接続されている。次に、上述したよう
な構造の薄膜トランジスタの製造方法について図2の
(a)乃至(d)、及び図3の(a)及び(b)を参照
して説明する。
The drain electrode 18 is connected to a pixel electrode made of ITO (not shown). Next, a method for manufacturing a thin film transistor having the above-described structure will be described with reference to FIGS. 2A to 2D and FIGS. 3A and 3B.

【0020】まず、図2の(a)に示すように、透明な
ガラスからなる絶縁基板11の表面上にアモルファスシ
リコン薄膜をプラズマCVD法を用いて100nmの厚
さに形成する。そして、このアモルファスシリコン薄膜
をエキシマレーザーなどによりアニーリングして結晶化
させ、ポリシリコン膜を形成する。そして、このポリシ
リコン膜をパターニングして半導体層12を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, an amorphous silicon thin film is formed to a thickness of 100 nm on the surface of an insulating substrate 11 made of transparent glass by using a plasma CVD method. Then, the amorphous silicon thin film is annealed by an excimer laser or the like and crystallized to form a polysilicon film. Then, the semiconductor layer 12 is formed by patterning the polysilicon film.

【0021】続いて、図2の(b)に示すように、半導
体膜12及び絶縁基板11の表面に、ゲート絶縁膜13
となる酸化シリコン膜をプラズマCVD法により100
nmの厚さに形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, a gate insulating film 13 is formed on the surface of the semiconductor film 12 and the insulating substrate 11.
A silicon oxide film to be 100
It is formed to a thickness of nm.

【0022】続いて、図2の(c)に示すように、ゲー
ト絶縁膜13上に第1金属材料、例えばモリブデン−タ
ングステン(Mo−W)からなる金属薄膜をスパッタリ
ング法により200nmの厚さに成膜する。そして、こ
の金属薄膜のうちの半導体層12に対向して所定の間隔
をおいた位置等の必要部位以外を反応性イオンエッチン
グすなわちRIEにより除去し、ゲート電極14の一対
の第1電極部14b、14cを形成する。この際、第1
電極部14b、14cの真下以外のゲート絶縁膜13の
表層をオーバーエッチングして除去し、ゲート絶縁膜1
3の薄膜部13aを形成する。このようにして、ゲート
絶縁膜13の膜厚に分布を形成する。すなわち、一対の
第1電極部14b、14cの真下に一対の厚膜部13
b、13cを形成し、第1電極部14bと第1電極部1
4cとの間に薄膜部13aを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, a metal thin film made of a first metal material, for example, molybdenum-tungsten (Mo-W) is formed on the gate insulating film 13 to a thickness of 200 nm by a sputtering method. Form a film. Then, portions of the metal thin film other than necessary portions such as a position opposed to the semiconductor layer 12 at predetermined intervals are removed by reactive ion etching, that is, RIE, and a pair of first electrode portions 14 b of the gate electrode 14 are removed. 14c is formed. At this time, the first
The surface layer of the gate insulating film 13 other than immediately below the electrode portions 14b and 14c is removed by over-etching, and
The third thin film portion 13a is formed. Thus, a distribution is formed in the thickness of the gate insulating film 13. That is, the pair of thick film portions 13 is provided immediately below the pair of first electrode portions 14b and 14c.
b, 13c, the first electrode portion 14b and the first electrode portion 1
4c is formed with the thin film portion 13a.

【0023】続いて、図2の(d)に示すように、ゲー
ト絶縁膜13の薄膜部13a上、及び第1電極部14
b、14c上に、第2金属材料、例えばモリブデン−タ
ングステン(Mo−W)からなる金属薄膜を成膜し、パ
ターニングすることにより、第1電極部14cとを電気
的に導通する第2電極部14aを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2D, the thin film portion 13a of the gate insulating film 13 and the first electrode portion 14 are formed.
b, 14c, a second metal material, for example, a metal thin film made of molybdenum-tungsten (Mo-W) is formed and patterned to form a second electrode portion that is electrically connected to the first electrode portion 14c. 14a is formed.

【0024】このようにして、第1電極部14b、14
cと、第2電極部14aとによってゲート電極14が形
成される。続いて、図3の(a)に示すように、ゲート
電極14をマスクとして用いて自己整合的にリンイオン
などを半導体層12に注入し、ソース領域12bおよび
ドレイン領域12cを形成する。その後、半導体層12
に対して600℃、3時間の熱処理を行うことにより活
性化を行う。
Thus, the first electrode portions 14b, 14
The gate electrode 14 is formed by c and the second electrode portion 14a. Subsequently, as shown in FIG. 3A, phosphorus ions or the like are implanted into the semiconductor layer 12 in a self-aligned manner using the gate electrode 14 as a mask to form a source region 12b and a drain region 12c. Then, the semiconductor layer 12
Activation is performed by performing a heat treatment at 600 ° C. for 3 hours.

【0025】続いて、図3の(b)に示すように、プラ
ズマCVD法により層間絶縁膜15となる酸化シリコン
膜をゲート電極14およびゲート絶縁層13上に形成す
る。さらに、この層間絶縁膜15上にITO膜を100
nmの厚さに形成し、写真食刻法を用いて必要部以外の
ITOを除去することにより図示しない画素電極を形成
する。さらに、写真食刻法を用いてゲート絶縁膜13お
よび層間絶縁膜15に、半導体層12のソース領域12
b、ドレイン領域12cに開口するコンタクトホール1
6a、16bを形成する。その後、スパッタリング法に
より、層間絶縁膜15に重ねてアルミニウムもしくはそ
の合金膜を400nmの厚さに形成し、写真食刻法によ
ってソース、ドレイン部以外を除去することにより、ソ
ース電極17およびドレイン電極18を含む配線を完成
させる。この時、ソース電極17は、コンタクトホール
16aを介して半導体層12のソース領域12bに電気
的に接続され、ドレイン電極18は、コンタクトホール
16bを介して半導体層12のドレイン領域12cに電
気的に接続されている。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, a silicon oxide film serving as an interlayer insulating film 15 is formed on the gate electrode 14 and the gate insulating layer 13 by a plasma CVD method. Further, an ITO film is formed on this interlayer insulating film 15 by 100
Then, a pixel electrode (not shown) is formed by removing ITO other than a necessary portion using a photolithography method. Further, the source region 12 of the semiconductor layer 12 is formed on the gate insulating film 13 and the interlayer insulating film 15 by using photolithography.
b, contact hole 1 opening in drain region 12c
6a and 16b are formed. Thereafter, an aluminum film or an alloy film thereof is formed to a thickness of 400 nm over the interlayer insulating film 15 by a sputtering method, and the source electrode 17 and the drain electrode 18 are removed by removing portions other than the source and drain portions by a photolithography method. Complete the wiring including. At this time, the source electrode 17 is electrically connected to the source region 12b of the semiconductor layer 12 via the contact hole 16a, and the drain electrode 18 is electrically connected to the drain region 12c of the semiconductor layer 12 via the contact hole 16b. It is connected.

【0026】上述したような製造工程を経て、図1に示
したような薄膜トランジスタ10が完成する。以上のよ
うに構成された薄膜トランジスタ及びこの薄膜トランジ
スタの製造方法によれば、ゲート絶縁膜13は、半導体
層12のソース領域12bに隣接する側及びドレイン領
域12cに隣接する側の上に位置する一対の第1領域1
3b、13cと、この一対の第1領域13b、13cの
間に位置する第2領域13aとを有する。そして、この
第1領域13b、13cの膜厚が第領域13aの膜厚よ
り厚く形成されている。このように、電界強度が最も高
くなるソース・ドレイン領域のゲート絶縁膜の膜厚を厚
くすることにより、ソース・ドレイン領域端近傍におけ
る電界強度を緩和するとともに、リーク電流を低減する
ことが可能となる。
Through the above-described manufacturing steps, the thin film transistor 10 as shown in FIG. 1 is completed. According to the thin film transistor configured as described above and the method for manufacturing the thin film transistor, the gate insulating film 13 includes a pair of semiconductor layers 12 located on the side adjacent to the source region 12b and the side adjacent to the drain region 12c. 1st area 1
3b, 13c and a second region 13a located between the pair of first regions 13b, 13c. The first regions 13b and 13c are formed to be thicker than the first region 13a. As described above, by increasing the thickness of the gate insulating film in the source / drain regions where the electric field intensity is highest, the electric field intensity near the edges of the source / drain regions can be reduced and the leak current can be reduced. Become.

【0027】これにより、ソース・ドレイン領域の電界
集中を防ぎ、従来のようにLDD領域を形成することな
く性能及び信頼性を向上し良好な特性を得ることができ
る薄膜トランジスタ及びこの薄膜トランジスタの製造方
法を提供することができる。
Thus, there is provided a thin film transistor capable of preventing electric field concentration in the source / drain region, improving performance and reliability and obtaining good characteristics without forming an LDD region as in the prior art, and a method of manufacturing the thin film transistor. Can be provided.

【0028】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、上述した実施の形態では、半導体層をな
すポリシリコン薄膜をレーザーアニール法により作成し
たが、非晶質シリコンを固相成長させて活性層を得ても
良い。また、チャネル領域、ソース領域、およびドレイ
ン領域を作成する工程には、フォトレジストを用いたエ
ッチバック法を用いたが、表面を機械的に研磨する方法
を用いても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the polysilicon thin film forming the semiconductor layer is formed by the laser annealing method. However, the active layer may be obtained by solid-phase growing amorphous silicon. In the step of forming the channel region, the source region, and the drain region, an etch-back method using a photoresist is used, but a method of mechanically polishing the surface may be used.

【0029】ゲート電極としては、スパッタリング法に
よって作成した金属薄膜に限らず、不純物を添加したシ
リコン薄膜を用いても良い。また、半導体層に注入する
不純物としてリンを用いたn型薄膜半導体装置について
説明したが、p型薄膜半導体装置の場合にも、n型p型
を同一基板上に形成した相補型MOS半導体装置として
もよい。
The gate electrode is not limited to a metal thin film formed by a sputtering method, but may be a silicon thin film to which impurities are added. In addition, the n-type thin film semiconductor device using phosphorus as an impurity to be implanted into the semiconductor layer has been described. Is also good.

【0030】層間絶縁膜は、プラズマCVD法により作
成した酸化シリコン膜に限らず、熱CVD法あるいはス
パッタリング法によって作成した酸化シリコン膜として
もよい。この場合、絶縁性を有する膜であれば酸化シリ
コン膜に代わって他の膜を使用することもできる。更
に、ソース電極およびドレイン電極は、アルミニウム、
その合金薄膜に限らず、他の導電性を有する物質で形成
してもよい。
The interlayer insulating film is not limited to a silicon oxide film formed by a plasma CVD method, but may be a silicon oxide film formed by a thermal CVD method or a sputtering method. In this case, another film can be used instead of the silicon oxide film as long as the film has an insulating property. Further, the source electrode and the drain electrode are made of aluminum,
Not only the alloy thin film but also other conductive materials may be used.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、ソース・ドレイン領域端近傍における電界強度を抑
制し、リーク電流を低減することにより、ソース・ドレ
イン領域の電界集中を防ぎ、LDD領域を形成すること
なく性能及び信頼性を向上し良好な特性を得ることがで
きる薄膜トランジスタ及びこの薄膜トランジスタの製造
方法を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the electric field intensity near the end of the source / drain region is suppressed and the leakage current is reduced, thereby preventing the electric field concentration in the source / drain region, It is possible to provide a thin film transistor capable of improving performance and reliability and obtaining favorable characteristics without forming a region, and a method for manufacturing the thin film transistor.

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

【図1】図1は、この発明の実施の形態に係るコプラナ
型の薄膜トランジスタの構造の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a structure of a coplanar thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2の(a)乃至(d)は、図1に示した薄膜
トランジスタの製造工程をそれぞれ示す断面図である。
FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating respective steps of manufacturing the thin film transistor shown in FIG.

【図3】図3の(a)及び(b)は、図1に示した薄膜
トランジスタの製造工程をそれぞれ示す断面図である。
3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views showing steps of manufacturing the thin film transistor shown in FIG. 1, respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…絶縁基板 12…半導体層 12a…チャネル領域 12b…ソース領域 12c…ドレイン領域 13…ゲート絶縁膜 13a…薄膜部 13b、13c…厚膜部 14…ゲート電極 14a…第2電極部 14b、14c…第1電極部 15…層間絶縁膜 16a、16b…コンタクトホール 17…ソース電極 18…ドレイン電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Insulating substrate 12 ... Semiconductor layer 12a ... Channel region 12b ... Source region 12c ... Drain region 13 ... Gate insulating film 13a ... Thin film part 13b, 13c ... Thick film part 14 ... Gate electrode 14a ... Second electrode part 14b, 14c ... 1st electrode part 15 ... Interlayer insulating film 16a, 16b ... Contact hole 17 ... Source electrode 18 ... Drain electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁基板上に設けられているとともに、チ
ャネル領域と、チャネル領域の両側にそれぞれ位置した
ソース領域およびドレイン領域とを有する半導体層と、 前記半導体層上に形成されているとともに、前記チャネ
ル領域と前記ソース領域及びドレイン領域との接合部近
傍に位置し、互いに離間する一対の第1領域と、前記一
対の第1領域の間に位置し、前記第1領域より薄い膜厚
で形成された第2領域とを有するゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜の第1領域上に形成された一対の第1
電極部と、前記第2領域上に形成されているとともに前
記一対の第1電極部を導通する第2電極部とを有するゲ
ート電極と、 を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタ。
A semiconductor layer provided on an insulating substrate and having a channel region, and a source region and a drain region located on both sides of the channel region; and a semiconductor layer formed on the semiconductor layer. A pair of first regions that are located near the junction between the channel region and the source and drain regions and that are spaced apart from each other, and that are located between the pair of first regions and have a smaller thickness than the first region; A gate insulating film having a formed second region; and a pair of first insulating films formed on the first region of the gate insulating film.
A thin film transistor, comprising: an electrode portion; and a gate electrode formed on the second region and having a second electrode portion that conducts the pair of first electrode portions.
【請求項2】前記半導体層は、ポリシリコンによって形
成されたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜トラン
ジスタ。
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein said semiconductor layer is formed of polysilicon.
【請求項3】前記ゲート電極の第1電極部及び第2電極
部は、それぞれ異なる金属材料によって形成されたこと
を特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
3. The thin film transistor according to claim 1, wherein the first electrode portion and the second electrode portion of the gate electrode are formed of different metal materials.
【請求項4】前記ゲート絶縁膜の第1領域は、前記半導
体層上に位置するゲート絶縁膜の他の領域より厚い膜厚
で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜ト
ランジスタ。
4. The thin film transistor according to claim 1, wherein the first region of the gate insulating film is formed to be thicker than other regions of the gate insulating film located on the semiconductor layer.
【請求項5】絶縁基板上にポリシリコン半導体層を形成
し、 前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜上に所定の間隔をおいて一対の第1電
極部を形成し、 前記第1電極部をマスクとして前記ゲート絶縁膜をエッ
チングして、前記一対の第1電極部の真下に位置するゲ
ート絶縁膜より薄い膜厚のゲート絶縁膜薄膜部を形成
し、 前記一対の第1電極部を導通するように前記一対の第1
電極部の間の前記ゲート絶縁膜薄膜部上に第2電極部を
形成してゲート電極を形成し、 前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層に不純物イ
オンを注入してソース領域及びドレイン領域を形成し、 前記ゲート絶縁膜及びゲート電極上に層間絶縁層を形成
し、 前記層間絶縁層上に、前記ソース領域およびドレイン領
域にそれぞれ接続されたソース電極及びドレイン電極を
形成する、 ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
5. A method according to claim 5, wherein a polysilicon semiconductor layer is formed on the insulating substrate, a gate insulating film is formed on the semiconductor layer, and a pair of first electrode portions are formed on the gate insulating film at predetermined intervals. Etching the gate insulating film using the first electrode portion as a mask to form a gate insulating film thin film portion having a thickness smaller than that of the gate insulating film located immediately below the pair of first electrode portions; The first pair of first electrodes are connected so as to conduct the first electrode portion.
Forming a second electrode portion on the gate insulating film thin film portion between the electrode portions to form a gate electrode; and implanting impurity ions into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask to form a source region and a drain region. Forming an interlayer insulating layer on the gate insulating film and the gate electrode; and forming a source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region, respectively, on the interlayer insulating layer. A method for manufacturing a thin film transistor.
【請求項6】絶縁基板上にポリシリコン半導体層を形成
し、 前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜上に第1金属薄膜を成膜し、 前記第1金属薄膜をエッチングして所定の間隔をおいて
配置された一対の第1電極部を形成するとともに、同時
に前記ゲート絶縁膜をエッチングして、前記一対の第1
電極部の真下に位置するゲート絶縁膜より薄い膜厚のゲ
ート絶縁膜薄膜部を形成し、 前記一対の第1電極部を導通するように前記一対の第1
電極部の間の前記ゲート絶縁膜薄膜部上に第2金属薄膜
を設けて第2電極部を形成することによりゲート電極を
形成し、 前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層に不純物イ
オンを注入してソース領域及びドレイン領域を形成し、 前記ゲート絶縁膜及びゲート電極上に層間絶縁層を形成
し、 前記層間絶縁層上に、前記ソース領域およびドレイン領
域にそれぞれ接続されたソース電極及びドレイン電極を
形成する、 ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
6. A polysilicon semiconductor layer is formed on an insulating substrate; a gate insulating film is formed on the semiconductor layer; a first metal thin film is formed on the gate insulating film; Etching is performed to form a pair of first electrode portions arranged at a predetermined interval, and simultaneously, the gate insulating film is etched to form the pair of first electrode portions.
Forming a gate insulating film thin film portion having a thickness smaller than that of the gate insulating film located immediately below the electrode portion; and forming the first pair of first electrodes so as to conduct the pair of first electrode portions.
A gate electrode is formed by providing a second metal thin film on the gate insulating film thin film portion between the electrode portions to form a second electrode portion, and implanting impurity ions into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask. Forming a source region and a drain region, forming an interlayer insulating layer on the gate insulating film and the gate electrode, and forming a source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region on the interlayer insulating layer, respectively. Forming a thin film transistor.
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