JPH11204797A - Thin film transistor, manufacture thereof and liq. crystal display using the thin film transistor - Google Patents

Thin film transistor, manufacture thereof and liq. crystal display using the thin film transistor

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JPH11204797A
JPH11204797A JP619298A JP619298A JPH11204797A JP H11204797 A JPH11204797 A JP H11204797A JP 619298 A JP619298 A JP 619298A JP 619298 A JP619298 A JP 619298A JP H11204797 A JPH11204797 A JP H11204797A
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Japan
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thin film
region
film transistor
gate electrode
crystal display
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Ayako Yamaguchi
彩子 山口
Mamoru Furuta
守 古田
Yukiharu Uraoka
行治 浦岡
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expand a process margin in an impurity implanting step by forming a low-concn. impurity region between source drain region and channel region, and forming offset region below a gate electrode. SOLUTION: Two gate insulation films 14a, 14b are formed, a gate electrode 15 is formed, a pattern is selectively formed so as to leave an upper layer insulation film 14b only at a part for forming an LDD region 13b, and ions are implanted through the two gate insulation films 14a, 14b to form source and drain regions composed of diffusion layer regions 13c and low-concn. impurity region and LDD region 13b at the same time. Using the gate electrode 15 as a mask, and the upper gate insulation film 14b on the LDD region 13b is selectively etched while at the same time of the etching of the upper layer gate insulation film 14b, an offset region 13 is formed between the channel region 13a and the LDD region 13b below the gate electrode 15.

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、液晶表示装置に用
いる薄膜トランジスタ、その製造方法、その薄膜トラン
ジスタを用いた液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor used for a liquid crystal display, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display using the thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置に用いるOFF電流特性の
良いトランジスタを作製するために、従来からLDD(L
ightly Doped Drain) 構造が採用されている。LDD構
造とは、拡散層の周辺に低濃度の領域を設け、これによ
り濃度の勾配を緩くして、ソース、ドレインの電界を緩
和しようとするものである。
2. Description of the Related Art In order to manufacture a transistor having good OFF current characteristics used for a liquid crystal display device, an LDD (L
ightly Doped Drain) structure. The LDD structure is to provide a low-concentration region around the diffusion layer, thereby relaxing the concentration gradient and relaxing the electric field at the source and drain.

【0003】図13〜18に従来のLDD構造の薄膜ト
ランジスタの製造工程に関する断面図を示し、以下にそ
の製造工程を説明する。まず、図13に示すようにガラ
ス基板10上にSiO2 11を介して非結晶シリコン薄
膜12をプラズマCVD法により形成する。次に、図1
4に示すようにエキシマレーザー光を照射して非結晶シ
リコン薄膜12を溶融・結晶化し、多結晶シリコン薄膜
13を形成する。その後、図14に示すように多結晶シ
リコン薄膜13を島状に加工し、その上に図15に示す
ように酸化シリコン薄膜からなるゲート絶縁膜14を形
成し、さらにゲート絶縁膜14上にゲート電極15を形
成する。ゲート電極15の形成後、このゲート電極15
をマスクとしてイオン注入法にて第一の不純物注入を行
い、低濃度不純物注入領域すなわちLDD領域13bを
形成する。13aはチャネル領域である。この第1の不
純物注入は、燐(P)イオンを、たとえば加速電圧80
kV、ドーズ量1×1013/cm2 にて注入するのが好
適である。
FIGS. 13 to 18 are cross-sectional views showing steps of manufacturing a conventional thin film transistor having an LDD structure. The manufacturing steps will be described below. First, as shown in FIG. 13, an amorphous silicon thin film 12 is formed on a glass substrate 10 via a SiO 2 11 by a plasma CVD method. Next, FIG.
As shown in FIG. 4, the amorphous silicon thin film 12 is melted and crystallized by excimer laser light irradiation to form a polycrystalline silicon thin film 13. Thereafter, the polycrystalline silicon thin film 13 is processed into an island shape as shown in FIG. 14, a gate insulating film 14 made of a silicon oxide thin film is formed thereon as shown in FIG. The electrode 15 is formed. After the formation of the gate electrode 15, the gate electrode 15
Is used as a mask to perform a first impurity implantation by an ion implantation method to form a low-concentration impurity implantation region, that is, an LDD region 13b. 13a is a channel region. This first impurity implantation is performed by implanting phosphorus (P) ions, for example, with an accelerating voltage of 80.
It is preferable to implant at kV and a dose of 1 × 10 13 / cm 2 .

【0004】第一の不純物注入の後、図16に示すよう
にフォトレジスト16にてチャネル領域13aの近傍の
LDD領域13に対応したマスクを形成したうえで、第
二の不純物注入を行い、マスクがされていないLDD領
域13に高濃度不純物注入領域すなわち拡散層領域13
cを形成する。この第二の不純物注入は、燐(P)イオ
ンを、たとえば加速電圧80kV、ドーズ量1×1015
/cm2 にて注入するのが好適である。
After the first impurity implantation, as shown in FIG. 16, a mask corresponding to the LDD region 13 near the channel region 13a is formed with the photoresist 16 and then the second impurity implantation is performed. High-concentration impurity-implanted region, that is, diffusion layer region 13
Form c. In this second impurity implantation, phosphorus (P) ions are implanted, for example, at an acceleration voltage of 80 kV and a dose of 1 × 10 15.
/ Cm 2 is preferable.

【0005】第二の不純物注入の後、フォトレジスト1
6からなるマスクを除去し、注入した不純物の活性化処
理を行う。その後、図17に示すように酸化シリコンか
らなる層間絶縁膜17を形成する。そして、この層間絶
縁膜17の形成後、ソース及びドレイン領域上にコンタ
クトホールを開口し、図18に示すようにソース及びド
レイン電極18、19を形成して、薄膜トランジスタが
完成する。
After the second impurity implantation, the photoresist 1
6 is removed, and the implanted impurity is activated. Thereafter, as shown in FIG. 17, an interlayer insulating film 17 made of silicon oxide is formed. After the formation of the interlayer insulating film 17, contact holes are opened in the source and drain regions, and the source and drain electrodes 18 and 19 are formed as shown in FIG. 18 to complete the thin film transistor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のLD
D構成の薄膜トランジスタにおいては、液晶表示装置等
に用いられるアクティブマトリックスアレイに応用する
ために、高性能化、高信頼性化と同時に、作製プロセス
のマージンを拡大することが要求されている。
SUMMARY OF THE INVENTION Such a conventional LD
In the thin film transistor having the D configuration, in order to apply the thin film transistor to an active matrix array used for a liquid crystal display device or the like, it is required to increase the margin of the manufacturing process while improving the performance and reliability.

【0007】本発明は、薄膜トランジスタのOFF電流
特性と信頼性とをさらに向上させるとともに、この薄膜
トランジスタの製造時における不純物注入工程のプロセ
スマージンを拡大して作成歩留まりを向上させることを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to further improve the OFF current characteristic and reliability of a thin film transistor, and to increase a process margin of an impurity implantation step at the time of manufacturing the thin film transistor to improve a production yield.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、ガラス基板上に多結晶シリコン薄膜を活性層
として有するトップゲート型薄膜トランジスタにおい
て、ソースおよびドレイン領域とチャネル領域との間に
低濃度不純物領域を有し、かつゲート電極の下にオフセ
ット領域を有するようにしたものである。
According to the present invention, there is provided a top gate type thin film transistor having a polycrystalline silicon thin film as an active layer on a glass substrate. It has a concentration impurity region and an offset region below the gate electrode.

【0009】これにより、良好なOFF電流特性を得る
ことができるため、LDD構成を形成するのに必要な不
純物を注入する工程のマージンを拡大することができ、
作成歩留まりを大きく向上させることができる。また、
オフセット領域をゲート金属下に形成できるため、動作
中に発生するホットキャリアの注入に対する信頼性を向
上させることができる。
As a result, good OFF current characteristics can be obtained, so that the margin of the step of implanting impurities necessary for forming the LDD structure can be expanded,
The production yield can be greatly improved. Also,
Since the offset region can be formed below the gate metal, the reliability of hot carrier injection generated during operation can be improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】請求項1記載の本発明は、ガラス
基板上に多結晶シリコン薄膜を活性層として有するトッ
プゲート型薄膜トランジスタにおいて、ソースおよびド
レイン領域とチャネル領域との間に低濃度不純物領域を
有し、かつゲート電極の下にオフセット領域を有するよ
うにしたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a top gate type thin film transistor having a polycrystalline silicon thin film as an active layer on a glass substrate in a low concentration impurity region between a source / drain region and a channel region. And an offset region below the gate electrode.

【0011】これにより、良好なOFF電流特性を得る
ため、LDD構成を形成するのに必要な不純物を注入す
る工程のマージンを拡大することができ、作成歩留まり
を大きく向上させることができる。また、オフセット領
域をゲート金属下に形成できるため、動作中に発生する
ホットキャリアの注入に対する信頼性を向上させること
ができる。
As a result, in order to obtain good OFF current characteristics, the margin of the step of implanting impurities necessary for forming the LDD structure can be expanded, and the production yield can be greatly improved. Further, since the offset region can be formed below the gate metal, the reliability of hot carrier injection generated during operation can be improved.

【0012】請求項2記載の本発明は、薄膜トランジス
タのチャネル方向でのオフセット領域長の総和が0.0
4μm以上0.6μm以下であるようにしたものであ
る。これにより、OFF電流を低下させる効果とON電
流の減少を防止する効果とをともに良好に達成すること
ができる。
According to a second aspect of the present invention, the total length of the offset regions in the channel direction of the thin film transistor is 0.0
The thickness is 4 μm or more and 0.6 μm or less. As a result, both the effect of reducing the OFF current and the effect of preventing the decrease of the ON current can be satisfactorily achieved.

【0013】請求項3記載の本発明は、ガラス基板上に
多結晶シリコン薄膜を活性層として有するトップゲート
型薄膜トランジスタを製造するに際し、異種材料のゲー
ト絶縁膜を2層積層したうえでゲート電極を積層し、上
層のゲート絶縁膜を選択的にパターニングし、前記2層
構造のゲート絶縁膜を通して不純物を注入することで、
ソースおよびドレイン領域と不純物低濃度領域とを形成
し、不純物注入後に、ゲート電極をマスクに用いて、前
記上層ゲート絶縁膜を選択的に除去すると同時に、ゲー
ト電極下の上層ゲート絶縁膜を選択的にエッチングする
ことにより、このゲート電極下にオフセット領域を形成
するものである。
According to a third aspect of the present invention, in manufacturing a top-gate thin film transistor having a polycrystalline silicon thin film as an active layer on a glass substrate, a gate electrode is formed by laminating two gate insulating films of different materials. By stacking, selectively patterning the upper gate insulating film, and implanting impurities through the gate insulating film having the two-layer structure,
After forming the source and drain regions and the low-impurity-concentration regions, and after the impurity implantation, the upper gate insulating film is selectively removed using the gate electrode as a mask, and the upper gate insulating film below the gate electrode is selectively removed. The offset region is formed under the gate electrode by etching.

【0014】これにより、請求項1記載の薄膜トランジ
スタを製造することができる。
Thus, the thin film transistor according to the first aspect can be manufactured.

【0015】請求項4記載の本発明は、上層絶縁膜に酸
化タンタルを用い、ゲート電極をマスクとして前記酸化
タンタルをエッチングすることでゲート電極下にオフセ
ット領域を形成するときに、四弗化炭素と酸素との混合
ガスを用いたリアクティブイオンエッチングを行い、か
つこのエッチングの際に、エッチング圧力を200mT
orr以上かつ600mTorr以下とするものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, when the offset region is formed under the gate electrode by using tantalum oxide for the upper insulating film and etching the tantalum oxide using the gate electrode as a mask, carbon tetrafluoride is used. Ion etching using a mixed gas of oxygen and oxygen is performed, and the etching pressure is set to 200 mT
orr and not more than 600 mTorr.

【0016】これにより、形成されるオフセット領域の
長さを適正な範囲とすることができる。
Thus, the length of the formed offset region can be set to an appropriate range.

【0017】請求項5記載の本発明は、液晶表示装置用
アクティブマトリックスアレイ基板と、カラーフィルタ
ーおよびブラックマトリックスの上に透明導電膜が形成
されている対向基板とを有する液晶表示装置において、
前記液晶表示用アクティブマトリックスアレイ基板は、
少なくとも画素電極を駆動する薄膜トランジスタに、請
求項1記載の薄膜トランジスタを用いているようにした
ものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device having an active matrix array substrate for a liquid crystal display device, and a counter substrate having a transparent conductive film formed on a color filter and a black matrix.
The liquid crystal display active matrix array substrate,
At least a thin film transistor for driving a pixel electrode uses the thin film transistor according to claim 1.

【0018】これにより、OFF電流特性が良く、しか
もON電流の減少が防止された薄膜トランジスタを備え
た液晶表示装置が得られる。
As a result, it is possible to obtain a liquid crystal display device having a thin-film transistor having good OFF current characteristics and preventing a decrease in ON current.

【0019】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。 (実施の形態1)図1〜図8は、本発明の実施の形態1
に関する薄膜トランジスタの製造工程を説明するための
断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIGS. 1 to 8 show Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for describing a manufacturing process of the thin film transistor relating to FIG.

【0020】まず、図1および図2に示すように、図1
3および図14と同様にして、ガラス基板10上に多結
晶シリコン薄膜13を形成する。すなわち、この多結晶
シリコン薄膜13は、プラズマCVD法にてたとえば膜
厚85nmの非晶質シリコン薄膜12を形成し、窒素中
にて450℃、90分の熱処理を行って膜12中の水素
濃度を低減した後、エキシマレーザー光の照射により溶
融・結晶化させることで形成する。このとき、たとえば
エキシマレーザーの光源として波長308nmのXeC
lエキシマレーザーを用い、エネルギー密度300mJ
/cm2 にて結晶化を行うことができる。その後、多結
晶シリコン薄膜13を薄膜トランジスタの形状に加工す
る。
First, as shown in FIGS. 1 and 2, FIG.
3 and FIG. 14, a polycrystalline silicon thin film 13 is formed on the glass substrate 10. That is, this polycrystalline silicon thin film 13 is formed into an amorphous silicon thin film 12 having a thickness of, for example, 85 nm by a plasma CVD method, and is subjected to a heat treatment at 450 ° C. for 90 minutes in nitrogen to obtain a hydrogen concentration in the film 12. Is formed by melting and crystallizing by excimer laser light irradiation. At this time, for example, XeC having a wavelength of 308 nm is used as a light source of an excimer laser.
Using an excimer laser, energy density 300mJ
/ Cm 2 can be crystallized. Thereafter, the polycrystalline silicon thin film 13 is processed into a thin film transistor shape.

【0021】次に、図3に示すように、プラズマCVD
法を用いて酸化シリコン薄膜からなる下層ゲート絶縁膜
14aをたとえば100nmの厚さで形成し、次にTa
Oxからなる上層ゲート絶縁膜14bをたとえば45n
mの厚さで形成する。そして、このように2層のゲート
絶縁膜14a、14bを形成した後、ゲート電極15を
形成する。13aはチャネル領域である。また、ゲート
電極15を形成した後、図4に示すように、LDD領域
13bを形成すべき部分にのみ上層ゲート絶縁膜14b
を残すように選択的にパターン形成する。その後、図5
に示すように、2層のゲート絶縁膜14a、14bを通
して、たとえば加速電圧70kV、注入量2×1015
cm2 にて燐(P)イオンを注入し、拡散層領域13c
からなるソースおよびドレイン領域と、低濃度不純物領
域すなわちLDD領域13bとの形成を同時に行う。
Next, as shown in FIG.
A lower gate insulating film 14a made of a silicon oxide thin film is formed to a thickness of, for example, 100 nm by using the
The upper gate insulating film 14b made of Ox is
m. Then, after the two-layered gate insulating films 14a and 14b are formed as described above, the gate electrode 15 is formed. 13a is a channel region. After the gate electrode 15 is formed, as shown in FIG. 4, the upper gate insulating film 14b is formed only in the portion where the LDD region 13b is to be formed.
Is selectively formed so as to leave a pattern. Then, FIG.
As shown in the figure, through the two gate insulating films 14a and 14b, for example, an acceleration voltage of 70 kV and an injection amount of 2 × 10 15 /
implanting phosphorus (P) ions at cm 2, diffusion layer regions 13c
And a low-concentration impurity region, that is, an LDD region 13b.

【0022】その後、図6に示すように、ゲート電極1
5をマスクに用いてLDD領域13b上の上層ゲート絶
縁膜14bを選択的にエッチングする。たとえばエッチ
ングには四弗化炭素(CF4 )と酸素との混合ガスを用
いたリアクティブイオンエッチングを行い、圧力300
mTorr、オーバーエッチ量50%とするのが好適で
ある。このとき、上層ゲート絶縁膜14bをエッチング
すると同時に、ゲート電極15下におけるチャネル領域
13aとLDD領域13bとの間にオフセット領域31
を形成する。
Thereafter, as shown in FIG.
5 is used as a mask to selectively etch upper gate insulating film 14b on LDD region 13b. For example, etching is performed by reactive ion etching using a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF 4 ) and oxygen, and the pressure is 300.
It is preferable to set mTorr and the overetch amount to 50%. At this time, simultaneously with etching the upper gate insulating film 14b, the offset region 31 between the channel region 13a and the LDD region 13b under the gate electrode 15 is formed.
To form

【0023】ゲート電極15下のオフセット領域31の
長さは、エッチング圧力とオーバーエッチング時間とに
より制御でき、たとえば、オーバーエッチング量を50
%と一定にした場合には、エッチング圧力と入り込み量
すなわちオフセット領域長(片側)との関係は、図9の
ようになる。上記のエッチング圧力300mTorrの
条件では、片側0.06μmのオフセット領域31がゲ
ート電極15下に形成される。
The length of the offset region 31 under the gate electrode 15 can be controlled by the etching pressure and the over-etching time.
%, The relationship between the etching pressure and the penetration amount, that is, the offset region length (one side) is as shown in FIG. Under the condition of the above etching pressure of 300 mTorr, an offset region 31 of 0.06 μm on one side is formed below the gate electrode 15.

【0024】その後、図7に示す酸化シリコンからなる
層間絶縁膜17を形成し、またコンタクトホールを開口
したうえで、図8に示すようにAlからなるソース及び
ドレイン配線18、19を形成して、薄膜トランジスタ
が完成する。
Thereafter, an interlayer insulating film 17 made of silicon oxide shown in FIG. 7 is formed, and after contact holes are opened, source and drain wirings 18 and 19 made of Al are formed as shown in FIG. Thus, a thin film transistor is completed.

【0025】このような製造方法によって作製された薄
膜トランジスタの電気特性は、図10に示すようにな
る。すなわちLDD構造のみのものと比較して、ON電
流の減少がなく、しかもOFF電流が低下する。この効
果は、ゲート電極15下のオフセット領域31の長さが
片側0.02μm以上であるときに現れる。また、この
長さが0.3μm以上であると、オフセット領域31の
影響でON電流の減少が顕著になる。したがってゲート
電極15下のオフセット領域31は、片側0.02μm
〜0.3μm以下にするのが特に好ましく、ドライエッ
チング時の圧力としては200mTorr〜600mT
orrが適当である。
FIG. 10 shows the electrical characteristics of the thin film transistor manufactured by such a manufacturing method. That is, the ON current does not decrease and the OFF current decreases as compared with the LDD structure alone. This effect appears when the length of the offset region 31 below the gate electrode 15 is 0.02 μm or more on one side. If the length is 0.3 μm or more, the ON current is significantly reduced due to the influence of the offset region 31. Therefore, the offset region 31 under the gate electrode 15 is 0.02 μm on one side.
It is particularly preferable to set the pressure at the time of dry etching to 200 mTorr to 600 mT.
orr is appropriate.

【0026】また、上記の製造方法を用いることによ
り、図11に示すように良好なOFF電流特性を得るた
め、LDD構成を形成するのに必要な不純物を注入する
工程のマージンを拡大することができる。このため、作
成歩留まりを大きく向上させることができる。
In addition, by using the above-described manufacturing method, in order to obtain a good OFF current characteristic as shown in FIG. 11, the margin of the step of implanting impurities necessary for forming the LDD structure can be increased. it can. For this reason, the production yield can be greatly improved.

【0027】(実施の形態2)図12は、本発明に基づ
いて製造された薄膜トランジスタ32を画素に配したア
クティブマトリックスアレイ基板33を用いた液晶表示
装置の概略断面図を示す。この表示装置は、ガラス基板
10上に薄膜トランジスタ32を形成したアクティブマ
トリックスアレイ基板33を有するとともに、カラーフ
ィルター層23およびブラックマトリックス24の上に
透明導電膜21が形成されている対向基板34を有す
る。この液晶表示装置の製造時には、アクティブマトリ
ックスアレイ基板33と対向基板34とに配向膜25を
塗布し、ラビング処理を行った後、双方の基板を張り合
わせて、液晶26を注入する。最後に両基板33、34
の表面に偏光板27を張り付けて、液晶表示装置が完成
する。この液晶表示装置は、薄膜トランジスタ32をス
イッチング素子として画素電極20を駆動することで液
晶を充電し、画像表示を行う。
(Embodiment 2) FIG. 12 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device using an active matrix array substrate 33 in which thin film transistors 32 manufactured according to the present invention are arranged in pixels. This display device has an active matrix array substrate 33 in which a thin film transistor 32 is formed on a glass substrate 10, and has a counter substrate 34 in which a transparent conductive film 21 is formed on a color filter layer 23 and a black matrix 24. At the time of manufacturing this liquid crystal display device, the alignment film 25 is applied to the active matrix array substrate 33 and the opposing substrate 34, and a rubbing process is performed. Then, both substrates are laminated and the liquid crystal 26 is injected. Finally, both substrates 33 and 34
A polarizing plate 27 is attached to the surface of the liquid crystal display device to complete a liquid crystal display device. In this liquid crystal display device, the liquid crystal is charged by driving the pixel electrode 20 using the thin film transistor 32 as a switching element, and an image is displayed.

【0028】なお、上記においては、画素駆動用薄膜ト
ランジスタにLDD構造を有し、かつゲート電極の下に
オフセット領域を有するものに関して説明したが、この
構成を駆動回路部のnチャネル薄膜トランジスタの少な
くとも一部にも用いてもよい。そうすると、特に信頼性
の向上に効果がある。
In the above description, a pixel driving thin film transistor having an LDD structure and having an offset region below a gate electrode has been described. May also be used. This is particularly effective in improving reliability.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明によると、ガラス基
板上に多結晶シリコン薄膜を活性層として有するトップ
ゲート型薄膜トランジスタにおいて、ソースおよびドレ
イン領域とチャネル領域との間に低濃度不純物領域を有
し、かつゲート電極の下にオフセット領域を有するよう
にしたため、良好なOFF電流特性を得ることができ、
したがってLDD構成を形成するのに必要な不純物を注
入する工程のマージンを拡大することができ、作成歩留
まりを大きく向上させることができる。また、オフセッ
ト領域をゲート金属下に形成できるため、動作中に発生
するホットキャリアの注入に対する信頼性を向上させる
ことができる。
As described above, according to the present invention, in a top gate type thin film transistor having a polycrystalline silicon thin film as an active layer on a glass substrate, a low concentration impurity region is provided between a source / drain region and a channel region. And an offset region below the gate electrode, so that good OFF current characteristics can be obtained,
Therefore, the margin of the step of implanting the impurities necessary for forming the LDD structure can be increased, and the production yield can be greatly improved. Further, since the offset region can be formed below the gate metal, the reliability of hot carrier injection generated during operation can be improved.

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

【図1】本発明の実施の形態1における薄膜トランジス
タの製造工程を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for describing a manufacturing process of a thin film transistor according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】図1の次の段階を説明するための断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG.

【図3】図2の次の段階を説明するための断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG. 2;

【図4】図3の次の段階を説明するための断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG. 3;

【図5】図4の次の段階を説明するための断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG.

【図6】図5の次の段階を説明するための断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG. 5;

【図7】図6の次の段階を説明するための断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG. 6;

【図8】図7の次の段階を説明するための断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG. 7;

【図9】エッチング圧力とゲート電極下の入り込み量と
の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an etching pressure and a penetration amount below a gate electrode.

【図10】薄膜トランジスタの電流−電圧特性を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing current-voltage characteristics of a thin film transistor.

【図11】LDD抵抗率とOFF電流との関係を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between LDD resistivity and OFF current.

【図12】本発明にもとづく液晶表示装置の断面図であ
る。
FIG. 12 is a sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図13】従来の薄膜トランジスタの製造工程を説明す
るための断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a conventional thin film transistor.

【図14】図13の次の段階を説明するための断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG.

【図15】図14の次の段階を説明するための断面図で
ある。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG.

【図16】図15の次の段階を説明するための断面図で
ある。
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the next step of FIG.

【図17】図16の次の段階を説明するための断面図で
ある。
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining the next stage of FIG. 16;

【図18】図17の次の段階を説明するための断面図で
ある。
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the next step of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ガラス基板 13a チャネル領域 13b LDD領域 13c 拡散層領域 15 ゲート電極 31 オフセット領域 Reference Signs List 10 glass substrate 13a channel region 13b LDD region 13c diffusion layer region 15 gate electrode 31 offset region

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス基板上に多結晶シリコン薄膜を活
性層として有するトップゲート型薄膜トランジスタにお
いて、ソースおよびドレイン領域とチャネル領域との間
に低濃度不純物領域を有し、かつゲート電極の下にオフ
セット領域を有することを特徴とする薄膜トランジス
タ。
1. A top gate type thin film transistor having a polycrystalline silicon thin film as an active layer on a glass substrate, having a low-concentration impurity region between a source / drain region and a channel region, and an offset below a gate electrode. A thin film transistor having a region.
【請求項2】 薄膜トランジスタのチャネル方向でのオ
フセット領域長の総和が0.04μm以上0.6μm以
下であることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジ
スタ。
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the total length of the offset regions in the channel direction of the thin film transistor is 0.04 μm or more and 0.6 μm or less.
【請求項3】 ガラス基板上に多結晶シリコン薄膜を活
性層として有するトップゲート型薄膜トランジスタを製
造するに際し、異種材料のゲート絶縁膜を2層積層した
うえでゲート電極を積層し、上層のゲート絶縁膜を選択
的にパターニングし、前記2層構造のゲート絶縁膜を通
して不純物を注入することで、ソースおよびドレイン領
域と不純物低濃度領域とを形成し、不純物注入後に、ゲ
ート電極をマスクに用いて、前記上層ゲート絶縁膜を選
択的に除去すると同時に、ゲート電極下の上層ゲート絶
縁膜を選択的にエッチングすることにより、このゲート
電極下にオフセット領域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。
3. When manufacturing a top-gate thin film transistor having a polycrystalline silicon thin film as an active layer on a glass substrate, two gate insulating films of different materials are stacked, a gate electrode is stacked, and an upper gate insulating film is formed. By selectively patterning the film and injecting impurities through the gate insulating film having the two-layer structure, source and drain regions and a low-concentration impurity region are formed. After the impurities are implanted, using the gate electrode as a mask, A method of manufacturing a thin film transistor, wherein an offset region is formed under the gate electrode by selectively removing the upper gate insulating film and selectively etching the upper gate insulating film under the gate electrode.
【請求項4】 上層絶縁膜に酸化タンタルを用い、ゲー
ト電極をマスクとして前記酸化タンタルをエッチングす
ることでゲート電極下にオフセット領域を形成するとき
に、四弗化炭素と酸素との混合ガスを用いたリアクティ
ブイオンエッチングを行い、かつこのエッチングの際
に、エッチング圧力を200mTorr以上かつ600
mTorr以下とすることを特徴とする請求項3記載の
薄膜トランジスタの製造方法。
4. When a tantalum oxide is used for an upper insulating film and the tantalum oxide is etched using a gate electrode as a mask to form an offset region below the gate electrode, a mixed gas of carbon tetrafluoride and oxygen is used. The reactive ion etching was performed, and the etching pressure was set to 200 mTorr or more and 600
4. The method according to claim 3, wherein the pressure is not more than mTorr.
【請求項5】 液晶表示装置用アクティブマトリックス
アレイ基板と、カラーフィルターおよびブラックマトリ
ックスの上に透明導電膜が形成されている対向基板とを
有する液晶表示装置において、前記液晶表示用アクティ
ブマトリックスアレイ基板は、少なくとも画素電極を駆
動する薄膜トランジスタに、請求項1記載の薄膜トラン
ジスタを用いていることを特徴とする液晶表示装置。
5. A liquid crystal display device comprising an active matrix array substrate for a liquid crystal display device and a counter substrate having a transparent conductive film formed on a color filter and a black matrix, wherein the active matrix array substrate for a liquid crystal display is A liquid crystal display device comprising the thin film transistor according to claim 1 as a thin film transistor for driving at least a pixel electrode.
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