JPS60160171A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
薄膜トランジスタInfo
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- JPS60160171A JPS60160171A JP1542784A JP1542784A JPS60160171A JP S60160171 A JPS60160171 A JP S60160171A JP 1542784 A JP1542784 A JP 1542784A JP 1542784 A JP1542784 A JP 1542784A JP S60160171 A JPS60160171 A JP S60160171A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
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- Thin Film Transistor (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液晶ディスプレイや、イメージセンサを駆動
する能力を持つ薄膜トランジスタに関する。
する能力を持つ薄膜トランジスタに関する。
近年、薄膜ドランジヌタ(以下、TIFTと称す。)の
応用として高精度の液晶ディスプレイ、及びイメージセ
ンサが注、目されている。そしてTPTの材料として、
両者に共通に了モルフ了ヌシリコン(以下、a−84と
称す。)が、更に液晶ディスプレイ用としては多結晶シ
リコン、あるいは0d136などの開発が進めらnてい
る。以下にa−s4を例にとってTPTを簡単に説明す
る。第1図は逆ヌタが一部のα−54TvTの従来例を
示す断面図である。第1図においてTPTはガラスなど
の透明基板1上にOf(クロム〕あるいはMo (モリ
ブデン]などのゲート2を選択的に形成し、ゲート2を
完全に覆うように+S(O,酸化シリコン膜あるいは5
4sN、窒化シリコン膜などからなるゲート絶縁膜3が
形成され、その後)/ドープのa−at膜4、n+のα
−8(膜5が選択的に形成さn1酸化シリコンなどの眉
間絶縁WXaが形成さnた後ムt(アルミニューム)な
どからなるソース8、ドレイン9が形成さnている。一
方動作は、ゲート2に正電圧が印加され九時a−Bt6
のゲート2@表面に電子が蓄積してチャンネルが誘起さ
れソース8、ドレイン9間に電圧を加えnばドレイン電
流を観測することが出来る。またゲート2に負電圧が印
加された時はα−El<、の光面には正孔が誘起されチ
ャンネルが形成さnると考えられ外+のα−B(膜5の
無い構造のTIFTでは比較的大きなドレイン電流が観
測さnる。しかし舊+のa−84Mi5を配した第1図
の構造のTPTはこの場合ドレイン電流は流れない。液
晶ディスプレイ用としてTPTは信号電荷を負荷のコン
デ/すにONして充電し0IFF状態で保持するという
機能を有するが、そのためには前記したゲートに負電圧
を原見た時流れるドレイン電流は極力小さいことが必要
である。以上のTF、Tは液晶ディスプレイの画素用と
してはすでに十分な特性を有しているが、その周辺回路
用としては未だ全く不満足なレベルにある。周辺回路は
画素への信号供給のためのタイミング信号供給、及び映
像信号そのものを供給する回路でシフトレジスターやサ
ンプルホールド回路から成っている。そして前記した材
料のTIFTを画素用として用いる場合。単結晶シリコ
ンxOで構成され、ワイヤボンド等の接続手段によって
画素子レイと接続さ牡ている。しかし画素子レイの画素
数はテレビ用などでは通常240 x 220程度以上
あり、その為接続数は460 (240+220)以上
になりコスト、及び信頼性上大きな問題となっている。
応用として高精度の液晶ディスプレイ、及びイメージセ
ンサが注、目されている。そしてTPTの材料として、
両者に共通に了モルフ了ヌシリコン(以下、a−84と
称す。)が、更に液晶ディスプレイ用としては多結晶シ
リコン、あるいは0d136などの開発が進めらnてい
る。以下にa−s4を例にとってTPTを簡単に説明す
る。第1図は逆ヌタが一部のα−54TvTの従来例を
示す断面図である。第1図においてTPTはガラスなど
の透明基板1上にOf(クロム〕あるいはMo (モリ
ブデン]などのゲート2を選択的に形成し、ゲート2を
完全に覆うように+S(O,酸化シリコン膜あるいは5
4sN、窒化シリコン膜などからなるゲート絶縁膜3が
形成され、その後)/ドープのa−at膜4、n+のα
−8(膜5が選択的に形成さn1酸化シリコンなどの眉
間絶縁WXaが形成さnた後ムt(アルミニューム)な
どからなるソース8、ドレイン9が形成さnている。一
方動作は、ゲート2に正電圧が印加され九時a−Bt6
のゲート2@表面に電子が蓄積してチャンネルが誘起さ
れソース8、ドレイン9間に電圧を加えnばドレイン電
流を観測することが出来る。またゲート2に負電圧が印
加された時はα−El<、の光面には正孔が誘起されチ
ャンネルが形成さnると考えられ外+のα−B(膜5の
無い構造のTIFTでは比較的大きなドレイン電流が観
測さnる。しかし舊+のa−84Mi5を配した第1図
の構造のTPTはこの場合ドレイン電流は流れない。液
晶ディスプレイ用としてTPTは信号電荷を負荷のコン
デ/すにONして充電し0IFF状態で保持するという
機能を有するが、そのためには前記したゲートに負電圧
を原見た時流れるドレイン電流は極力小さいことが必要
である。以上のTF、Tは液晶ディスプレイの画素用と
してはすでに十分な特性を有しているが、その周辺回路
用としては未だ全く不満足なレベルにある。周辺回路は
画素への信号供給のためのタイミング信号供給、及び映
像信号そのものを供給する回路でシフトレジスターやサ
ンプルホールド回路から成っている。そして前記した材
料のTIFTを画素用として用いる場合。単結晶シリコ
ンxOで構成され、ワイヤボンド等の接続手段によって
画素子レイと接続さ牡ている。しかし画素子レイの画素
数はテレビ用などでは通常240 x 220程度以上
あり、その為接続数は460 (240+220)以上
になりコスト、及び信頼性上大きな問題となっている。
周辺回路のシフトレジスターはテレビ用では数MHE以
上で動作するがTPTではキャリ了移動度pが0.1〜
10al/V、F3eoであって第1図に示した様なT
PTでは数cW1°以上に欠陥な(TPTを配置するた
めに最底線幅は10v倶以上取る必要がち)ソース、ド
レイン間の距離であるチャンネル長りも10v常以上に
ならざるを得ない。一般に論理回路の最大周波数fは Vニドレイン、ソース間の電圧 と表わさ3 T F Tの場合μが前記した様に極めて
小さいため、現状でシフトレジスターの最大周波数は数
IQ K Hz程度である。この理由により周辺回路と
画素アレイは同一基板上に形成することが出来ず、前述
したような問題を呈しているのである。
上で動作するがTPTではキャリ了移動度pが0.1〜
10al/V、F3eoであって第1図に示した様なT
PTでは数cW1°以上に欠陥な(TPTを配置するた
めに最底線幅は10v倶以上取る必要がち)ソース、ド
レイン間の距離であるチャンネル長りも10v常以上に
ならざるを得ない。一般に論理回路の最大周波数fは Vニドレイン、ソース間の電圧 と表わさ3 T F Tの場合μが前記した様に極めて
小さいため、現状でシフトレジスターの最大周波数は数
IQ K Hz程度である。この理由により周辺回路と
画素アレイは同一基板上に形成することが出来ず、前述
したような問題を呈しているのである。
そこでTPTの動作速度を上げる手段としてチャンネル
長りを従来の171O以下程度にすべ(、横方向のリソ
グラフィーで決まる寸法ではな(堆積させた膜厚でチャ
ンネル長を決め電流を縦方向に流す新しい形のTPTが
提案されている。
長りを従来の171O以下程度にすべ(、横方向のリソ
グラフィーで決まる寸法ではな(堆積させた膜厚でチャ
ンネル長を決め電流を縦方向に流す新しい形のTPTが
提案されている。
第2図は、ドレイン電流の流詐を従来の横方向ではなく
縦方向に流し、チャンネル長りが堆積した薄膜の厚さで
決まることを基本とする縦型TIFTを示す因である。
縦方向に流し、チャンネル長りが堆積した薄膜の厚さで
決まることを基本とする縦型TIFTを示す因である。
第2図において1はガラスなどの透明基板、21は0デ
1M0などからカるドレイン電極、22Ili%+のα
−81、器は8io、あるいは日(1、。
1M0などからカるドレイン電極、22Ili%+のα
−81、器は8io、あるいは日(1、。
などO結縁膜24は答+のα−8(−6は0デ1M。な
どかうなるソース電極、26はノンドープのα−日(、
dは8(0,あるいは84,11番などでなるゲート絶
縁層、28rj:ALなどから成るゲート電極である。
どかうなるソース電極、26はノンドープのα−日(、
dは8(0,あるいは84,11番などでなるゲート絶
縁層、28rj:ALなどから成るゲート電極である。
ドレイン電極21 % % +a −a s 22%1
1A縁膜田、答+、−a4冴、ソース電極5は積層され
その−mは図に断面が示さしているようにテーバ状、あ
るいはヌテツプ状にカットさnlその端面にチャンネル
となるノンドープのα−Bt26が形成さnている。こ
のためチャンネル長は、リソグラフィーの精度に依るの
ではなく、絶RJ[23の厚さ、及びテーバ角によって
決めらtLs1pm程度のチャンネル長も容易に得るこ
とが出来る。
1A縁膜田、答+、−a4冴、ソース電極5は積層され
その−mは図に断面が示さしているようにテーバ状、あ
るいはヌテツプ状にカットさnlその端面にチャンネル
となるノンドープのα−Bt26が形成さnている。こ
のためチャンネル長は、リソグラフィーの精度に依るの
ではなく、絶RJ[23の厚さ、及びテーバ角によって
決めらtLs1pm程度のチャンネル長も容易に得るこ
とが出来る。
したがって(1)式から明らかなように、第1図に示し
たチャンネル長が10μ鵠程度の横型TPTに比べ論理
回路の最大周波数は100倍程度改善することが可能で
ある。
たチャンネル長が10μ鵠程度の横型TPTに比べ論理
回路の最大周波数は100倍程度改善することが可能で
ある。
4しかしながら、第2図に示した、縦型TIFTは、ゲ
ート電圧がOv、ドレイン電圧が157程度の時ドレイ
ン電流、すなわち0FFERが、チャンネル長が約1μ
常、チャンネル幅が100μ餌の時10−・〜10−1
0 A程度と横型TINTの場合に比べて2〜3桁上昇
してしまう。この原因の1つは、この構造ではゲート電
圧がOV、ドレイン電圧が15v、すなわち実効的にゲ
ートに負の電圧が印力aさnた状態で、第1図の説明で
述べたような五イしによる電流が流れ、これが2つの、
+、−s4匹、24で阻止さnることが無く金属である
ドレイン電極21、及びソース電極5間に直接流nてし
まうためと考えら詐る。このOF’IP電流の増大は、
特にこの縦ff1TFTをデイヌプレイ用として用いる
時、画素、及び周辺回路のサンプルホールドが、いず牡
もコンデンサをT IF Ttl−ONさせて充電し、
oyyさせて充電電荷を保持するという機能であるため
保持能力の低下となり極めて有害である。
ート電圧がOv、ドレイン電圧が157程度の時ドレイ
ン電流、すなわち0FFERが、チャンネル長が約1μ
常、チャンネル幅が100μ餌の時10−・〜10−1
0 A程度と横型TINTの場合に比べて2〜3桁上昇
してしまう。この原因の1つは、この構造ではゲート電
圧がOV、ドレイン電圧が15v、すなわち実効的にゲ
ートに負の電圧が印力aさnた状態で、第1図の説明で
述べたような五イしによる電流が流れ、これが2つの、
+、−s4匹、24で阻止さnることが無く金属である
ドレイン電極21、及びソース電極5間に直接流nてし
まうためと考えら詐る。このOF’IP電流の増大は、
特にこの縦ff1TFTをデイヌプレイ用として用いる
時、画素、及び周辺回路のサンプルホールドが、いず牡
もコンデンサをT IF Ttl−ONさせて充電し、
oyyさせて充電電荷を保持するという機能であるため
保持能力の低下となり極めて有害である。
本発明は、以上の点に鑑みてなさ3ficものであり、
ソース電極、絶縁層、ドレイン電極を積層し、その側面
にチャンネルとなる半導体層を形成した構造の縦型TP
Tにおいて、半導体層と少ン、(な(ともソース電極、
あるいはドレイン電極の−らとの間Vζチャンネルと同
一導電型で高不純物密度の半導体層を配してO’PIF
電流の増大を阻止した新規な縦fi T F Tを提供
するものである。
ソース電極、絶縁層、ドレイン電極を積層し、その側面
にチャンネルとなる半導体層を形成した構造の縦型TP
Tにおいて、半導体層と少ン、(な(ともソース電極、
あるいはドレイン電極の−らとの間Vζチャンネルと同
一導電型で高不純物密度の半導体層を配してO’PIF
電流の増大を阻止した新規な縦fi T F Tを提供
するものである。
以下、図面に従って本発明を説明する。
第3図(ロ)はガラス(1−二ング社7059相当〕な
どの透明基板1に、OrあるいはMOなどの十 ドレイン電極21を約200OA、n のa−Bi22
を300〜700A%e4o、などの絶縁蔚乙を300
0〜10000A、n+のa−Bi24を3oo〜70
0 A、・脳。などのソース電極5を順次堆積し\□ た図である。ソース電極δは後の工程のエツチングのし
やすさからMoであることが好ましい。第3図Cb)は
フォトレジストなどによりソース電極6を選択的にマス
クして、ソース電極δ、n十のC−tsi24、絶縁層
るを順次工”ツチングしてそnぞnの側面を露出させる
。エツチング手段は従来の湿式法で、各薄膜の直接上に
ある膜をマスクとして行っても良いが、CFX # 0
* を及びEIF、等のガスを用いプラズマエツチング
を行なえば図に示したような良好なテーバ形状を得るこ
とが出来る。この段階でn+のa−si22の表面の一
部が露出されるが、この外+のα−8i22は絶縁膜ル
のエツチングの際、実際にはその表面が多少エツチング
除去されることがあるが、その場合でもドレイ/電極ρ
上に一部でも残っていわば、電気特性上問題は生じない
。要は次の工程で形成さnるノンドープのα−84Z2
とソース電極21の間に介在してい良い。第3図(6)
は前記ソース電極25、%十のα−8i22、絶縁膜n
の側面を含むTIPTを形成する所要部にノンドープ<
D5−Bi26′t−厚さ2000〜5000Aに選択
的に形成した後、層間絶縁膜を兼ねるsho、あるいは
8イ& N4などのゲート絶縁膜27を堆積し、そnを
選択的に開孔して、その後人tなどでなるゲート電極列
、ソース配置129、ドレイ/配線間を形成した最終的
な断面図を示すものである。なおドレイン電極21とド
レイン配綜加は直接コンタクトすることが望ましく図に
示すようにこの部分On+のα−84Z2は選択的に除
去しておくのが良い。また図ではソース電極25、n+
のα−5(24、絶縁膜乙の側面上がテーバ状になって
いるが、本発明はこnに限るものではなくステップ状に
なっていてもかまわない。本発明は、以上の様にドレイ
/領域である最下層が高不純物密度の半導体層と金属か
ら成り、かつチャンネルとなる半導体層と前記高不純物
密度の半導体層と金属の少くなくとも一部が積層構造で
なり、前記半導体層と金属は直接接していないことを特
徴とする。
どの透明基板1に、OrあるいはMOなどの十 ドレイン電極21を約200OA、n のa−Bi22
を300〜700A%e4o、などの絶縁蔚乙を300
0〜10000A、n+のa−Bi24を3oo〜70
0 A、・脳。などのソース電極5を順次堆積し\□ た図である。ソース電極δは後の工程のエツチングのし
やすさからMoであることが好ましい。第3図Cb)は
フォトレジストなどによりソース電極6を選択的にマス
クして、ソース電極δ、n十のC−tsi24、絶縁層
るを順次工”ツチングしてそnぞnの側面を露出させる
。エツチング手段は従来の湿式法で、各薄膜の直接上に
ある膜をマスクとして行っても良いが、CFX # 0
* を及びEIF、等のガスを用いプラズマエツチング
を行なえば図に示したような良好なテーバ形状を得るこ
とが出来る。この段階でn+のa−si22の表面の一
部が露出されるが、この外+のα−8i22は絶縁膜ル
のエツチングの際、実際にはその表面が多少エツチング
除去されることがあるが、その場合でもドレイ/電極ρ
上に一部でも残っていわば、電気特性上問題は生じない
。要は次の工程で形成さnるノンドープのα−84Z2
とソース電極21の間に介在してい良い。第3図(6)
は前記ソース電極25、%十のα−8i22、絶縁膜n
の側面を含むTIPTを形成する所要部にノンドープ<
D5−Bi26′t−厚さ2000〜5000Aに選択
的に形成した後、層間絶縁膜を兼ねるsho、あるいは
8イ& N4などのゲート絶縁膜27を堆積し、そnを
選択的に開孔して、その後人tなどでなるゲート電極列
、ソース配置129、ドレイ/配線間を形成した最終的
な断面図を示すものである。なおドレイン電極21とド
レイン配綜加は直接コンタクトすることが望ましく図に
示すようにこの部分On+のα−84Z2は選択的に除
去しておくのが良い。また図ではソース電極25、n+
のα−5(24、絶縁膜乙の側面上がテーバ状になって
いるが、本発明はこnに限るものではなくステップ状に
なっていてもかまわない。本発明は、以上の様にドレイ
/領域である最下層が高不純物密度の半導体層と金属か
ら成り、かつチャンネルとなる半導体層と前記高不純物
密度の半導体層と金属の少くなくとも一部が積層構造で
なり、前記半導体層と金属は直接接していないことを特
徴とする。
こnによりチャンネル長は絶縁層るの厚さテ決tシ、チ
ャンネル長の精度の良い短チャンネル化が可能で、論理
回路の飛曜的な高周波化が実現出来かつ、実効的にゲー
トに負電圧が印刀口さ扛た時のドレイン電流として検出
さnるOFF%流の増大を防止することが出来る。
ャンネル長の精度の良い短チャンネル化が可能で、論理
回路の飛曜的な高周波化が実現出来かつ、実効的にゲー
トに負電圧が印刀口さ扛た時のドレイン電流として検出
さnるOFF%流の増大を防止することが出来る。
以上の説明はα−s4を用いて行なったが、本発明はこ
牡に限るものでなく多結晶シリコン、0dBeなど他の
半導体材料であってもかまわない
牡に限るものでなく多結晶シリコン、0dBeなど他の
半導体材料であってもかまわない
第1図は従来の横型TPTの断面図、第2図は従来の縦
属TFTの断面図、第31菌(α) 、 (b) 、
(c)は本発明の縦型TUFTの断面図を示す図で、1
10.透明基板 21、、、ドレイン電極 22 、24 、.1士の5−s4 田00.絶縁膜 600.ソース電極 が01.α−e4 100.ゲート絶縁膜 田・・、ゲート電極 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 最 上 務 第1図 第2図
属TFTの断面図、第31菌(α) 、 (b) 、
(c)は本発明の縦型TUFTの断面図を示す図で、1
10.透明基板 21、、、ドレイン電極 22 、24 、.1士の5−s4 田00.絶縁膜 600.ソース電極 が01.α−e4 100.ゲート絶縁膜 田・・、ゲート電極 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 最 上 務 第1図 第2図
Claims (1)
- ソース領域、絶縁層、ドレイン領域を積層し、その側面
に半導体層、ゲート絶lj&膜、ゲート金属に配した縦
型構造の薄膜トランジスタにおいて、前記ソース領域、
あるいはドレイン領域の電極である最下層が高不純物密
度の半導体層と金属から成り、かつ前記半導体層と前記
高不純物密度の半導体層と金属の少くなくとも一部が積
層構造でなり、前記半導体層と金属は直接後していない
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1542784A JPS60160171A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | 薄膜トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1542784A JPS60160171A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | 薄膜トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60160171A true JPS60160171A (ja) | 1985-08-21 |
Family
ID=11888476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1542784A Pending JPS60160171A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | 薄膜トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60160171A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH022636A (ja) * | 1988-06-16 | 1990-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜トランジスタアレイの製造方法 |
US5648663A (en) * | 1985-08-05 | 1997-07-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor structure having transistor and other elements on a common substrate and process for producing the same |
WO2016084732A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | シャープ株式会社 | 半導体装置 |
-
1984
- 1984-01-31 JP JP1542784A patent/JPS60160171A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5648663A (en) * | 1985-08-05 | 1997-07-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor structure having transistor and other elements on a common substrate and process for producing the same |
US5686326A (en) * | 1985-08-05 | 1997-11-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of making thin film transistor |
JPH022636A (ja) * | 1988-06-16 | 1990-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜トランジスタアレイの製造方法 |
WO2016084732A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | シャープ株式会社 | 半導体装置 |
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