JPS58168278A - 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

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JPS58168278A
JPS58168278A JP5199282A JP5199282A JPS58168278A JP S58168278 A JPS58168278 A JP S58168278A JP 5199282 A JP5199282 A JP 5199282A JP 5199282 A JP5199282 A JP 5199282A JP S58168278 A JPS58168278 A JP S58168278A
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thin film
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resist
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Yasuo Nakai
康雄 中井
Hiroshi Nozawa
野沢 博
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は薄膜トランジスタの製造方法に関すゐ。
〔発@O技術的背景とそO問題点〕
薄膜トランジスタは、ア毫ル7アスst、多1晶シリコ
ン、0通8*、T・等の薄膜を用いて作られ、その用途
は液蟲ディス/レイ用表示素子、3次元集積回路素子、
多機能素子の組合せ回路素子□等、今後壕すtす拡がる
ものと注目されて一石、薄膜トランジスタ0iIIIi
性能化にとって重畳な技術は、嵐質O1l属形成技術と
自己整合(セルファツイン)技術である*’llK”−
x、ドレイン領域とr−計電極のセルファライン技術は
、大規模集積回路を目指す場合に、素子の欽細化十r−
1容量の減少による高速動作化をail、&上テ重JI
IKナル。
薄膜トランジスタの基本構造としては第1図〜第3図に
示すものが知られている。第1図は、絶縁性基板11上
Ktず牛導体薄Il&11を形成し、と五にソース領域
11、ドレイン領域14を形成すると共に、チャネル領
域上にr−)絶縁属IJを介してr−)電@1#を配設
し、更にソース電@xr、ドレイン電極1#を配設した
ものである。この構造は単結晶シリコンを用い九MOs
トランジスタと基本的に同じでるるから、シリ;ングー
トM08fロセスで通常量いられているセルフアクイン
技術を適用してソース、ドレイン領域IJ、、14を形
成することが容易である。
11121clは、絶縁性基板21上にまずソース、ド
レイン電極xx、xaを形成し丸後、半導体薄膜24を
堆積し、これにソース、ドレイン領域2J、2−を形成
すると共に、チャネル領域上Kr−)絶縁属2rを介し
てr−)電極28を形成しえもO″chる。この構造の
場合に4籐1 @t)@造と同様、r−)電極2#をマ
スクとしてソース、ドレイン領域zs、zitltea
fるというセルファツイン技術の適用は容易である。
第3図線型本的に第2Eと同様の構造であるが、誤形成
の順序な第2図と逆にしたものである。即ち絶縁性基板
11上Ktずr−計電極J1を形成し、こ0上にゲート
絶縁膜IJを介して半導体薄@84を堆積し、これにソ
ース、ドレイン領域:za*ziを形成して、ソース、
ドレイン電極sy*zaを配設して得られる。
この第3図の構造では、ダート電極32が半導体薄膜J
4の下にあるため、従来のセルファツイン技術をその壇
を適用するわけにはいかない。
〔発明の目的〕
本発明は、上述し九第3図の薄膜トランジスタを製造す
るに幽りて、r−)電極にセルファツインされたソース
、ドレイン領域を形成し、素子の微細化と高速動作化を
可能とする方法を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は第3因の構造を作るに!!&りて、絶縁性基板
として透明基板を用い、この上に不透明なr−)電極を
形成した後ゲート絶縁膜を介して半導体薄膜を堆積し、
その上にネf証しジスト属を塗布して基板裏面からの露
光によ、6r−計電極にセルファツインされ九しジスト
Δターンを形成して、このレジスト/母ターンをマスタ
としてソース、ドレイン領域を形成することを特徴とす
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、第3図01114011編トランジス
10黴細化とf−4容量の低減によみ高速化が図られ、
特に大規模集積化したと亀の集積回路の高性能化に寄与
することができる。
〔発明の実施例〕
本発−〇−実施例の製造工程を第4vA−)〜(f)に
よりT11明する。まず透明絶縁性基板41上に不透明
金属r−)電極41を形成し丸後、全面Kr−ト結像膜
4Jを堆積するー)、透明絶縁性基板41としては、ガ
ラス、石英、焼成アル建す、サファイア等O絶縁材料の
他、シリコン等の半導体基板を絶縁属でおおりたものを
用いることがで龜ゐ、r−計電極42は、μego。
T1・Nb・W、PsIIIIの金属から回路構成やそ
の後の熱工程を考慮して選ばれたものを用いる。
ま九r−ト絶像属4Jとしては、CVD法、スノ譬ツタ
法等による酸化シリコン、輩化シリコン勢を用い□る。
次に全面K例えば低不純物濃度のp!10半導体薄膜4
4を堆積する伽)、半導体薄膜44としては、多結晶シ
リ;ン、マイクロクリスタルシリ;ン、単結晶シリ;ン
を約l#m以下の厚さに形成する。これらの材料は可視
光に対して透明性がよく、0.5μm11度で十分マス
タアライナ−の使用が可能であるが、透明性は結晶粒に
関係するから結晶粒は大輪い方がよい−従って多結晶シ
リコンあるいはマイタロクリスタルシリコン薄膜を堆積
し、これをレーデ、電子ビーム嘉るいは熱処理によル再
結晶化処理をすることが盪ましい。
この後、全面にCVD勢によシ絶Il誤45を堆積し、
続いて全面にネ、f[レジスト@4gを塗布して一板4
1の裏面から可視光47によシ全面露光を行う(@)、
そしてレジスト1lI4#を、光照射部を除去してノヤ
ター二ンダし、残され九レゾスト膜46をマスクとして
絶縁膜4Jをエツチングすゐ(a)。こうしてr−計電
極41にセルファラインされたレジスト/4ターンを形
成し、イオン注入48を行って−臘のソース領域49、
ドレイン領域50を形成する(−)、イオン注入法に代
シ熱拡散法で不純物拡散を行りてもよい。
そしてレジスト膜46>よび絶縁膜41を除去し、改め
て全面K CVD法等圧よ如絶縁1881を形成し、こ
れにコンタクトホールなあけてソース電極52およびド
レイン電極51を配設してnチャネル薄膜トランジスタ
が完成する(f)。
具体的なデータな次に示す、基板41として高純度アル
建すを使用し、r−)電極42としてQ、 I Jll
l 4011着W膜を使用し、r−ト絶縁属4Jとして
CVD Kよる0、IAmのシリ;ン酸イIを使用し九
、を九中導体薄[44として低圧CVD法によk 90
0’OKで多結晶シリコン属を約0.5μ鳳堆積し、こ
れにイオン注入によシペロンをI X 10” am−
”打込み、レーデアニールによる再結晶化処理を施した
。この上に絶縁膜45としてCVD Kよる0、1趨O
ンリプン酸化膜を形成してネtttiレジス)114g
を塗布した。
レジスト/4ターン形成後、リンを5XIO#のドーズ
量で80 K@Vおよび230に・Vの加速電圧による
2段注入を行い、レーデアニールによp不純物活性化を
してソース領域41.  ドレイン領域50を形成した
。レーデアニール条件ハ/臂7−100 wiil s
 ” d F Fサイje 7591m 、過少111
1m40μm、送如速度12.5m/sseである。
こうして得られ九nチャネル薄属トランジスタは、セル
ファ2イン技術を適用しないで同様の構造とした場合に
比べてスイッチング速度がlO〜15慢向上しているこ
とが確認され九。
本発明の他の実施例を第5図(、)〜(@)を用いて説
明する。レジスト7り−ンを形成する。壕での1穆は先
のlI!麹例の第4図(a)〜(d)で説明したところ
と同じであシ、この後、全面に高不純物一度のfi”f
fi低抵低抵抗半導体膜管4積する(a)、そして、レ
ジスト膜46をはくやするととによ)その上の半導体l
A11dをリフトオフし、絶縁膜45を除去して更に残
され死生導体膜54の土豪部分を工、テング除去してソ
ース領域j41、ドレイン領域543を形成するCb)
、この後は先の実施例と同様、全面を絶縁11JJでお
おい、これに;ンタクト小−ルをあけてソース電極52
およびドレイン電極s3を配設して完成する(0)。
この方法では、ソース、ドレイン領域J41゜541を
形成する半導体@54をソース、ドレイン領域のみなら
ずその電極配線として利用することもで龜る。tた半導
体11414に代つて適轟な金属扉を用いることもで龜
る。
こ0B施例による^体例を説明する。基板41としてテ
レックスガクス(商品名)を用い、0.15μmの蒸着
ut?’−)電極42とし、r−ト結像lA45として
CVD Kよる0、 1μmのシリコン酸化膜を形成し
、半導体薄膜44としてマイクロクリスタルシリコンを
グロー放電法によシ0.2〜0.4μmの犀さに形成し
た。グロー放電法の代F)KH,ft、Ieマ輸輸送管
利用してもよい。
次K CVD Kよるシリコン酸化膜を0.3趣形成し
先後、ネymレジス)114gを塗布し裏面からの全面
露光によりレジストパターンを形成した。
そしてリンを高一度に含む多結晶シリ:ン膜を0.2−
堆積しリフトオフによシンース、ドレイン領域J 41
  * 14Bを形成した。
この実tIIA机によっても、先の実施例とfiill
l。
ソース、ドレイン領域がダート電極にセルファラ1ンさ
れ先高性能薄膜トランジスタが得られ九。
なお以上の実施例ではレジスト編46の下地に絶縁膜4
5を介在させ九が、この絶縁a46は省略することがで
きる。を九以上の実施例では半導体薄膜として多結晶シ
リ;ン、マイクロクリスタルシリコンtたは単結晶シリ
コンを用いることとしたが、アそル7アスシリコンを用
いてもよい。この場合、アモルファスシリコンは可視部
での吸収が大きいため結晶化処理を行うことが望ましい
が、膜厚中周いるレジストの波長感度特性、露光光運勢
を工夫することによシ、アモルファスのtt利用するこ
と4可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は薄酸電界効果トランジスタの構造例を
示す図、第4図(a)〜(f)は本発明の一11ハ1 実施例の製造工程を示す図、第S図←)7(、)は他の
実施例の製造工程を示す図である。 41・・・透明絶縁性基板、42・・・r−ト電極、4
1・・・r−)絶縁属、44・・・半導体薄膜、45・
・・絶縁属、4σ・・・ネftjjiレジスト属、41
・・・可視光、4I・・・イオン注入、4#・・・ソー
ス領域、SO−・・ドレイン領域、Jl・・・絶縁膜、
52゜6J・・・電極、54・・・低抵抗半導体膜、5
4!・・・ソース領域、54m−・ドレイン領域。 出駁人代理人  弁履士 鈴 江 武 彦□ 才1図 (a 牙2図 才3図 才4図。 才4図 ・            (C) 牙5図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  透明結像性基板上に不透明なr−計電極を形
    成する工程と、こO9’−)電極をおおうようKr−)
    絶縁膜を介して半導体薄膜を堆積する工程と、この半導
    体薄膜上にネガ製レジスト膜を塗布し前記基板の裏面か
    らの露光によ)前記ゲート電極に自己整合され九しジス
    トノ々ターンを形成する工程と、このレジスト/4ター
    ンをマスクとして前記半導体薄膜にソース、ドレイン領
    域を形成する工程とを備見九ことを特徴とする薄膜トラ
    ンジスタの製造方法・
  2. (2)  前記ネガ製レジスト膜は皺記半導体薄膜上に
    直gikまたは絶縁IIを介して塗布される特許請求の
    範囲第1項記載onyx トランジスタの製造方法。
  3. (3)  前記ソース、ドレイン領域を形成する工程は
    、前記レジスト/4ターンをマスクとして前記jlIt
    h導体薄誤に不薄膜を添加するものである特許請求01
    111第1項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
  4. (4)  前記ソース、ドレイン領域を形成する工程は
    、レジスト/4ターンが形成された牛導体薄馬上に低抵
    抗半導体層を堆積しこれを前記し?スト/4ターンのリ
    フトオフによ)ソース、とレイン領域として残すもので
    ある特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジスタの製
    造方法・
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