JPH11340469A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

Info

Publication number
JPH11340469A
JPH11340469A JP14494398A JP14494398A JPH11340469A JP H11340469 A JPH11340469 A JP H11340469A JP 14494398 A JP14494398 A JP 14494398A JP 14494398 A JP14494398 A JP 14494398A JP H11340469 A JPH11340469 A JP H11340469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
layer
insulating film
thin film
film transistor
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
JP14494398A
Other languages
English (en)
Inventor
Kensaku Yano
健作 矢野
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP14494398A priority Critical patent/JPH11340469A/ja
Publication of JPH11340469A publication Critical patent/JPH11340469A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オフリーク電流の低減された多結晶半導体T
FTを安定的に得られるTFT素子構造を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ガラス基板上に形成された多結晶半導体
層と、その多結晶半導体層上に半導体層の両端面を露出
するように形成された第一の絶縁層と、半導体層の両端
面に接しその上面が第一の絶縁層の上面と平坦面を形成
するように配置された非晶質半導体層と、この非晶質半
導体層中にチャネルとなる半導体層と離間して形成され
たソース・ドレイン領域と、第一の絶縁層及び非晶質半
導体層を覆って形成された第二の絶縁層と、この第二の
絶縁層上にチャネルと対向して配置されたゲート電極と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタに
係り、特にアクティブマトリクス型液晶表示装置に好適
な薄膜トランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ガラス基板上に低温で多結晶シリ
コン薄膜トランジスタ(TFT)をに形成し、液晶表示
装置の周辺駆動回路を画素と一体的に形成する技術の研
究開発が活発化している。
【0003】現在主流となっている低温多結晶シリコン
TFTの製造工程は、主にガラス基板上にアモルファス
シリコン半導体層を形成する工程、このアモルファスシ
リコン半導体層をエキシマレーザーアニール処理して結
晶化する工程、半導体層上にゲート絶縁膜及びゲート電
極を形成する工程、ゲート電極をマスクとして半導体層
に不純物をイオンドーピングし、ソース・ドレイン領域
を形成する工程からなる。また、TFTのオフリーク電
流を低減させるために、半導体層のチャネル領域とソー
ス/ドレイン領域との間に、低濃度不純物領域を形成す
るいわゆるLDD(Lightly Doped Drain )構造を用い
る場合、この低濃度不純物領域(LDD領域)は同じく
イオンドーピングにより形成される。
【0004】ところで、このイオンドーピング技術とし
ては、半導体分野で用いられるイオンインプランター技
術とイオンシャワー技術が知られている。イオンシャワ
ー装置は、イオンインプランター装置から質量分離装置
を取り外した簡略型の装置である。インプランター装置
は半導体分野では完熟した技術であるが、液晶分野への
転用は現在のところ困難である。即ち、インプランター
装置ではドーピング領域が狭いため、液晶表示装置に用
いられる大面積のアクティブ基板にドーピングするため
には、例えば基板上を走査しながらイオンドープする必
要がある。しかしながらこの方法では、基板上に必ず重
複して走査される領域が生じ、その領域と他の領域でド
ーズ量が変わってしまうため、基板全体として均一な特
性が得られない。従って、イオンシャワー装置が現在主
に大面積の液晶基板用のドーピング装置として用いられ
ている。
【0005】一般にn型TFTにおいてLDD領域を形
成する際には、水素で希釈したホスフィン(PH3 )ガ
スが用いられる。例えば濃度0.1%のPH3 ガスを放
電させることによりイオン化させ、加速エネルギー50
〜70eVで半導体層に打ち込む。イオンインプランタ
ー装置では質量分離を行うためPイオンのみを取出すこ
とができ、ドーズ量の制御はPイオンのイオン電流を時
間制御することによって比較的正確に行えるが、イオン
シャワー技術では、生成された全イオン種の中のPH2
イオンをモニタリングしながらイオン打ち込みを行って
いる。PH2 イオンの生成量及び生成比率は、ガス濃度
と放電電力に依存しているが、例えば装置のチャンバー
壁に付着している残留PH3 分解物の蒸気圧の影響によ
り実効的な放電電力が変化してしまうため、一般に放電
電力で所望のイオン種の生成量及び生成比率を安定に制
御することは困難である。LDD領域におけるドーズ量
は例えば約5×1013個/cm2 と低濃度であるが、現状
のイオンシャワー装置では、ドーズ量が前述の値に対し
て±10%程度変動してしまうため、デバイス毎にLD
D領域のドーズ量が大きく異なってしまい、事実上安定
生産が困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の技術
的背景に鑑み、オフリーク電流の低減された多結晶半導
体TFTを安定的に得られるTFT素子構造を提供する
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
タは、絶縁基板上に形成され、チャネルとして機能する
多結晶半導体層と、その多結晶半導体層上に半導体層の
両端面を露出するように形成された第一の絶縁層と、半
導体層の両端面に接しその上面が第一の絶縁層の上面と
平坦面を形成するように配置された非晶質半導体層と、
この非晶質半導体層中にチャネルとなる半導体層と離間
して形成されたソース・ドレイン領域と、第一の絶縁層
及び非晶質半導体層を覆って形成された第二の絶縁層
と、この第二の絶縁層上にチャネルと対向して配置され
たゲート電極とを有することを特徴とする。
【0008】この非晶質半導体層は、ゲート電圧オフ時
のドレイン端近傍での電界を緩和する働きをため、TF
Tのオフリーク電流を低減することができる。さらに第
一の絶縁層は、非晶質半導体層パターニング時に多結晶
半導体層のエッチングストッパとして機能し、この第一
の絶縁層と非晶質半導体層の上面が平坦面となり段差を
形成しないように配置されているため、その上層に形成
された第二の絶縁層の段切れの発生や、段差部への電界
集中による第二の絶縁層の絶縁破壊などを防止すること
ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。図1は、本実施例における多
結晶シリコンTFTの断面図を示す。無アルカリガラス
基板11上には、全面にガラス基板11からの不純物の
析出を防止するためのアンダーコート層12が形成さ
れ、その上にTFTのチャネルとなる多結晶シリコン層
13が島状に形成されている。さらにこの多結晶シリコ
ン層13上には、同一形状の第一の絶縁層14が形成さ
れている。
【0010】そして多結晶シリコン層13の側面部はこ
の第一の絶縁層13から露出され、その周囲に形成され
た非晶質シリコン層15と接している。非晶質シリコン
層15の内部には、ソース領域16及びドレイン領域2
5が形成されている。
【0011】第一の絶縁層14の上面と非晶質シリコン
層15の上面とは平坦面を形成し、その上に第二の絶縁
層18が全面に形成されている。第二の絶縁層18の上
には多結晶シリコン層13と対向してゲート電極19が
配置されている。さらにその上には全面を覆うように層
間絶縁膜27が形成され、この層間絶縁膜27及び第二
の絶縁層18に設けられたコンタクトホールを介して、
ソース電極24とドレイン電極26が、それぞれソース
領域16またはドレイン領域25に接続されている。
【0012】次に図2を用いて、本実施例の多結晶シリ
コンTFTの製造方法を説明する。まず図2(a)に示
すように、ガラス基板11上に酸化シリコン層を膜厚1
00nm、水素化アモルファスシリコン層を膜厚50nm真
空雰囲気中でプラズマCVD法を用い、基板温度を30
0℃に保って連続成膜する。次いでこの基板を不活性雰
囲気中で470℃で1時間加熱処理し、アモルファスシ
リコン層を脱水素処理し、その後図2(b)に示すよう
にエキシマレーザー照射して結晶化し多結晶シリコン層
を得る。
【0013】次に図2(c)に示すようにプラズマCV
D法を用いて全面に酸化シリコン膜を基板温度300℃
で膜厚75nmに成膜し、5μm 幅にパターニングし、さ
らにその下層の多結晶シリコン層も同一形状にパターニ
ングする。
【0014】そして図2(d)に示すように、プラズマ
CVD法を用いて基板温度300℃でN- 型アモルファ
スシリコン層15及びN+ 型アモルファスシリコン層1
6をそれぞれ75nm、50nmの厚みとなるように連続成
膜した。このとき、N- 層15形成時には、水素で10
%濃度に希釈したシラン(SiH4 )ガスとホスフィン
(PH3 )ガスとの混合ガスを原料ガスとして用い、か
つホスフィンが流量比で全ガス流量に対して1%となる
ように導入してプラズマCVD成膜し、一方N+ 層16
形成時には、同じく水素希釈シランガスとホスフィンガ
スとの混合ガスを用いてホスフィンが流量比で全ガス流
量に対して5%となるように導入してプラズマCVD成
膜した。尚、上記の方法で成膜したN- 層15のシート
抵抗は100〜200KΩ/□、一方N+ 層16のシー
ト抵抗は5〜10KΩ/□であった。
【0015】次に全面にフォトレジストをスピンコート
により1μm厚みに塗布し平坦化した後、図2(e)に
示すように、CF4 と酸素の混合ガスのガスプラズマによ
り、フォトレジスト17、N- 層15、N+ 層16のエ
ッチング速度が均一になる条件下で全面エッチングし、
下地の酸化シリコン層14が露出した時点でエッチング
を終了する。このとき酸化シリコン層14はその下地の
多結晶シリコン層のエッチングストッパとして機能す
る。エッチングの終点検出はエッチング時に発光する光
強度の変化をモニターして行い、その結果図2(f)に
示すように、酸化シリコン層14及びN- 層15、N+
層16が平坦面を構成する構造を得た。
【0016】さらにこの上に、図2(g)に示すよう
に、酸化シリコン膜18をプラズマCVD法を用いて7
5nm厚みで形成し、さらにその上にMoW 膜をスパッタリ
ング法により300nm厚みで形成した後所定形状にパタ
ーニングしてゲート電極を得た。酸化シリコン膜14、
酸化シリコン膜18はゲート絶縁膜として機能し、ゲー
ト絶縁膜の厚みは合計150nmとなる。
【0017】そして、酸化シリコン膜をプラズマCVD
法により500nm厚みで成膜して層間絶縁膜20を形成
し、その上に透明電極を画素電極形状に形成し、その後
フッ酸を用いたウェットエッチングによりコンタクトホ
ール21を形成する。そしてこの上にMo及びAlを積層
し、ソース領域及びドレイン領域となるN+ 層16にコ
ンタクトホール21を介して接続されるソース電極24
及びドレイン電極26を形成した。最後に、窒素雰囲気
中で約300℃、1時間の加熱処理を行ってN-層から
水素原子を拡散させ、半導体層3とN- 層15の界面及
び半導体層3とゲート絶縁膜14の界面準位を水素原子
により終端させた。
【0018】図3に、本実施例のTFT及びLDD領域
をイオンドーピングにより形成した従来のTFTのドレ
イン電流特性をあわせて示す。本実施例のTFTは従来
例に比べ、N- 領域及びN+ 領域がアモルファスシリコ
ンで形成されているため少し抵抗が高く、スレッショル
ド特性がやや悪くなっているが、ほぼ同等な特性が得ら
れている。一方で本実施例のTFTはN- 領域をイオン
ドーピング法を用いずプラズマCVD法によって形成し
ているため、デバイス毎の特性ばらつきはほとんどな
く、良好な再現性が得られた。また第二の絶縁膜が平坦
面上に形成されているため、絶縁膜の段切れや絶縁破壊
を低減させることができる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、イオンドーピング法を
用いずにドレイン端での電界を緩和し、TFTのリーク
電流を低減することができる。またゲート絶縁膜として
機能する第二の絶縁膜が平坦面上に形成されているた
め、絶縁膜の段切れや絶縁破壊を低減させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における多結晶シリコンTF
Tの断面図を示す。
【図2】図1の多結晶シリコンTFTの各製造工程を示
す。
【図3】本発明の一実施例における多結晶シリコンTF
Tのドレイン電流特性を示す。
【符号の説明】
11・・・ ガラス基板 13・・・ 多結晶半導体層 14・・・ 第一の絶縁層 15・・・ 非晶質半導体層 16・・・ ソース領域 18・・・ 第二の絶縁層 19・・・ ゲート電極 24・・・ ソース電極 25・・・ ドレイン領域 26・・・ ドレイン電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上に形成された多結晶半導体層
    と、前記多結晶半導体層上に形成され前記多結晶半導体
    層の両側面を露出するように形成された第一の絶縁層
    と、前記多結晶半導体層の両側面に接しその上面が前記
    第一の絶縁層の上面と平坦面を形成するように配置され
    た非晶質半導体層と、前記非晶質半導体層中に前記多結
    晶半導体層と離間して形成されたソース・ドレイン領域
    と、前記第一の絶縁層及び前記非晶質半導体層を覆って
    形成された第二の絶縁層と、前記第二の絶縁層上に前記
    多結晶半導体層と対向して配置されたゲート電極とを有
    することを特徴とする薄膜トランジスタ。
  2. 【請求項2】 前記第一の絶縁層は、前記多結晶半導体
    層と同一形状に形成されていることを特徴とする請求項
    1記載の薄膜トランジスタ。
  3. 【請求項3】 前記非晶質半導体層は、低濃度導電性不
    純物を含有することを特徴とする請求項1記載の薄膜ト
    ランジスタ。
  4. 【請求項4】 前記非晶質半導体層は、n型半導体層で
    あることを特徴とする請求項3記載の薄膜トランジス
    タ。
  5. 【請求項5】 前記非晶質半導体層は、プラズマCVD
    法により形成されたことを特徴とする請求項3記載の薄
    膜トランジスタ。
JP14494398A 1998-05-27 1998-05-27 薄膜トランジスタ Pending JPH11340469A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14494398A JPH11340469A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 薄膜トランジスタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14494398A JPH11340469A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 薄膜トランジスタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11340469A true JPH11340469A (ja) 1999-12-10

Family

ID=15373803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14494398A Pending JPH11340469A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 薄膜トランジスタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11340469A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7745828B2 (en) 2007-01-11 2010-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic light emitting device and manufacturing method thereof
JP2013102151A (ja) * 2011-10-13 2013-05-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置、及び半導体装置の作製方法
JP2013123042A (ja) * 2011-11-11 2013-06-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び半導体装置の作製方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7745828B2 (en) 2007-01-11 2010-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic light emitting device and manufacturing method thereof
JP2013102151A (ja) * 2011-10-13 2013-05-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置、及び半導体装置の作製方法
JP2013123042A (ja) * 2011-11-11 2013-06-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び半導体装置の作製方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6093935A (en) Transistor and method for manufacturing the same
US5920362A (en) Method of forming thin-film transistor liquid crystal display having a silicon active layer contacting a sidewall of a data line and a storage capacitor electrode
US7394130B2 (en) Transistor and method for manufacturing the same
JP2905680B2 (ja) 薄膜トランジスターの製造方法
JP2000299465A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法と表示装置
US5604139A (en) Method for manufacturing a semiconductor device
US6140164A (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JPH0547791A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP2503656B2 (ja) 薄膜電界効果型トランジスタ―およびその製造方法
JPH11340469A (ja) 薄膜トランジスタ
JPH11163366A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP4063986B2 (ja) 多結晶シリコン膜の作製方法
JP3923600B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR20000041547A (ko) 액정표시장치의 폴리실리콘-박막트랜지스터의 제조방법
JP2630195B2 (ja) 薄膜電界効果トランジスタとその製造方法
JPH06244199A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
KR100274893B1 (ko) 박막트랜지스터 및 그 제조방법
JP2000058472A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100323736B1 (ko) 박막트랜지스터및그제조방법
JPH07273342A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP2716035B2 (ja) 薄膜電界効果トランジスタ
JP2001094108A (ja) 電界効果トランジスタ、トランジスタアレイ基板、およびその製造方法
JP3312541B2 (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
JP4278857B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP3953605B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050414

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050606

A072 Dismissal of procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072

Effective date: 20050816