JPS6097675A - 自己整合形ゲートを備えた薄膜トランジスタの製造法 - Google Patents

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】 本発明は、自動調心性グリッドを備えた薄膜、トラン・
クスタの製造法に関する。

本発明に心とづき、特に、偏平な液晶スクリーンの能動
マトリックス、フォトダイオードのマトリックス、即ち
、一般的に云えば、マトリックス形状の多重コンポーネ
ントおよび電荷結合デ、ｑイス（ＣＣＤ）−の作成に役
立つ薄膜半導体コンポーネントを製造できる。

薄膜トランジスタの公知の各種の製造法（特に、マスク
を使用する写真平版法、マスクを使用するｃａｓｅ半導
体の蒸着法）の場合、トランジスタのグリシＰをトラン
・クスタのソースおよびドレイン〒被覆しなければなら
ない。この被覆に伴い、トランジスタＪチャンネ・・長
さの減少とともに増加する寄生容量が生ずる。この寄生
容量は、非晶質水素化ケイ素に形成した薄膜トランジス
タの機能に対して特に有害である。例数ならば、特に、
上記コンポーネントを液晶表示装置に使用した場合、こ
の寄生容量によって、コンポーネントの応答時間および
　電圧レベルがＷｌ：容できないほど増大されるからで
ある。

最近、トランジスタのグリッドをトラン・クスタのドレ
インおよびソースに調心でき、従って、被覆容量をほぼ
完全に抑制できる、薄膜トラン・ジスタの新規の製造法
が提案されている。この種の方法は、ＬＥＥＥ　Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｌｅｔｔｅｒｓ。

Ｖｏｌ、ＥＤＬ３．Ａ７　（１９８２年７月）のＴ　、
’Ｋｏｄａｍ　ａの論文゛非晶質シリコン薄膜トランジ
スタの自動調心法”に記載されている。

残念ながら、この新規の方法は、′ａ、雑すぎて、薄膜
トランジスタの量産には利用できない。府に、この方法
は、多数の工程から成り、更に、非晶質氷水化ケイ素層
のレベルにおけるインターフェース、即ち、コン月？−
ネントの最終機能に有害なインターフェースの煩瑣な横
歪工程を必要とする（因みに、インターフェースが不良
であると、寄生チャンネルなどが生ずる）。史に、この
方法で作製したトラン・クスタは、　゛電気的に”共面
ではない。即ち、トランジスタのチャンネル、ドレイン
およびソースが、同一面内にない。

本発明の対象は、正に、上記欠点を排除でさる薄膜トラ
ンジスタ製造法である。本発明にもとづき、特に、トラ
ンジスタのグリッドをトランジスタのドレインおよびノ
ースに調心でき、従って、非晶質水素化ケイ素層のイン
ターフェースを抑制できる。更に、得られたトラン、ジ
スタの構造は、”電気的に”共面である。

更に詳細に云えば、本発明の対象は、（ａ）ガラス基体
上にトランジスタのグリッドを形成する工程と、（ｂ）
基体およびグリッドに絶縁看ヲ被孜する工程と、（Ｃ）
絶縁層に非晶質の水素化ケイ素の厚い層を被覆する工程
と、（ｄ）ケイ素層に、５５０ｎｍ、ｌ：９も大きい波
長を有する光に感する感光性ポジ形樹脂層を被覆する工
程と、（ｅ）グリッドを照射マスクとして利用して基体
を介して樹脂層を照射する工程と、（ｆ）樹脂ノーを現
像して上記樹脂層の被照射層を除去する工程と、（ｇ）
残存樹脂層をエツチングマスクとして利用して、絶縁層
が露出するまでケイ素層をエツチングする工程と、（ｈ
）トランジスタの電気接点、ソースおよびドレインを形
成する工程と、（ｉ）残存樹脂層を除去する工程とから
成る、２自動調心性グリツドを備えた薄膜トランジスタ
の製造法である。

非晶質水素化ケイ素層の厚さが１５０〜３００ｎｍ（１
，５００Ａ〜６，０ＯＯＡ）であれば有利である。

上述の製品に使用した層厚、よりも厚い非晶質水素化ケ
イ累ｊ−を使用すれば、上記り゛イ索）ｉのレベルにお
けるインターフェースの問題を避けることができる。即
ち、電気的に共面の構造を得ることができる。

感光性樹脂は、６００ｒｌＬ　のオーダの波長を有する
可視光に感するのか好ましい。

５５０ｎｍよりも大きい、好ましくは、６００　ｎ　Ｗ
ｔのオーダの波長を有する光に感する感光樹脂を欧州す
れば、感光性樹脂の不溶化時間を、紫外光に感する樹脂
に比して、少くとも１イ。に減少でさる。

本発明の好ましい実施例にもとづき、本方法は、工程（
８）の後ろに、構造ユニットにｎ＋形の非晶質ケイ素層
を被覆する工程と、ｎ十形ケイ素層に導電層を被覆する
工程と、導電層および♂形ケイ素層の、グリッドの範囲
にある部分を除去する工程と、写真平版法によって導電
層にソースおよびドレインを形成する工程とを含む。

導電層をクロム層から構成し、絶縁層を酸化ケイ素層か
ら構成すれば、有利である。

実施例を示す添付め図面を参照して以下に本発明の詳細
な説明する。

第１図に示した如く、本製造法の第１工程では、公知の
写真平版法（マスキングおよびエツチング）を使用して
、ガラス基体２上にトランジスタのグリッド４を形成す
る。このグリッド４は、厚さが、例エバ、１００１００
ｎ、０ＯＯＸ）　であり、クロム力ら構成するのが好ま
しい。

次いで、基体２およびトランジスタのグリッド４に、好
ましくは、・酸化ケイ素から成る、絶縁層６を被覆する
。この絶縁層は、厚さが、例えば、１００’ｎｍ（１，
０００大）であり、低圧または真空蒸着法によって作成
でき、あるいは、放電装置において５ｔＨ４ガス１０２
ガス混岑′物７な使用してグロー放電法によって形成で
きる。

次いで、絶縁層６に、非晶質水素化ケイ素の厚い、有利
には、１５０〜３００ｎｍ（１，５００〜３，０ＯＯＸ
）の範囲の厚さを有する層８を被覆する。ケイ素層ａ）
厚さは、１５０　ｎ　ｒｎ　（１＊　５００Ａ　）　ノ
近傍Ｋ　アルツカ好ましい。このケイ素層ば、ＳｉＨ４
ガスを使用してグロー放電によって作製できる。

本方法の次の工程では、厚い非晶質ケイ素層８に、５５
０ｎｍよりも太きい、例えば、６００〜７００ｎｍの波
長を有する光に感する感光性ポジ形樹脂層１０を被覆す
る。この樹脂層は、特に、遠心法によって被覆できる。

樹脂としては、ＨＵＮＴ社からＭＰＲ２０４として市販
されている如き、フェノールホルムアルデヒド基梢脂を
使用できる。

次し・で、第２図に示した如く、基体２をブ「して感光
性樹脂層１０を照射する。この場合、グリッド４が、照
射マスクとして役立つ。可視光に感する樹脂を使用すれ
ば一照射時間を短縮できる。樹脂層の現像時、上記層の
うちトランジスタのグリッドの範囲にあるゾーン１０ａ
のみが保持され、照射されたゾーンは除去される。

本方法の次の工程では、特に、六フッ化硫黄プラズマを
使用して、非晶質水素化ケイ素Ｎ８をエツチングする。

この場合、残存樹脂１０ａが、エツチングマスクとして
役立つ。

次いで、第６図に示した如く、構造ユニットに、場合に
よっては、水素化した、厚さが１例えば、ｓＯｎｍ（ｓ
ｏＯＸ）の非晶質のｎ＋十形イ素層１２を被覆する。非
晶質木葉化ケイ素と同一の方法で被覆したこのケイ素層
１２によって、トランジスタのソースおよびドレインの
オーム性接点を作成できる。次いで、この層１２に、好
ましくはクロムから成る、導電層１４を被覆する。この
導電Ｊ＠１４は、厚すカ、例エバー　１５０ｎｍ（１，
５００Ｘ）　テあり、例えば、真空蒸着法またはスプレ
ー法によって作成できる。

１１リフト−オフ（Ｌｉｆｔ−ｏｆｆ）”なる名柄で知
られてる方法によって、トランジスタのグリッド４およ
び残存樹脂１０ａの範囲にある導電層およびｎ＋十形イ
素層１２の部分を除去する。次いで、公知の写真平版法
（マスキングおよびエツチング）によって、導電層１４
の残存部分にトランジスタのソースおよびドレインを作
成する。

上述の方法にもとづき、非晶賀水素化ケイ素を使用する
ので、トランジスタのソースおよびドレインに対して自
動調心されたグリッドを得ることができる。

更に、ＭＯＳ）ランジスタの場合と同様、トランジスタ
のチャンネル、ドレインおよびソースが同一面内にある
°′電気的に”′共面の構造が得られる。

かくして、トランジスタのアクセス抵抗を限定でき一公
知のトランジスタとは異なり、トランジスタのチャンネ
ルを直接にアクセスできる。

更に、本発明に係る方法は、実施し易（、クリチルカル
な工程を含んでいない。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、本発明に係る方法の各工程な示す図面で
ある。 ２・・・ガラス基体、　４・・・トランジスタのグリッ
ド。 ６・・・絶縁層、　８・・・水素化ケイ素層、１０・・
・感光性樹脂層、１０ａ・・・残存樹脂層 、−ＣＪ ｈ寸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）ガラス基体（２）上にトランジスタのグリッ
   ド（４）を形成する工程と、（ｂ）基体（２）およびグ
   リッド（４）に絶縁層（６）を被覆する工程と、（ｃ）
   絶縁層（６）に非晶質の水素化ケイ素の厚い層（８）を
   被覆する工程と、（ｄ）ケイ素層に、５５０μｍよシも
   大きい波長を有する光に感じる感光性ポジ形樹脂層（１
   ０）を被覆する工程と、（ｅ）グリッド（４）を照射マ
   スクとして利用して基体（２）を介して樹脂層（１０）
   を照射する工程と、（ｆ）樹脂７ｔ！ｔ（１０）を現像
   して上記樹脂層の被照射ゾーンを除去する工程と、（ｇ
   ）残存樹脂層（１０ａ）をエツチングマスクとして利用
   して、絶縁層（６）が露出するまでケイ累層（８）をエ
   ツチングする工程と、（１１）　）ランジスタの電気接
   点、ソースおよびドレインを形成ｉる工程と、（ｉ）残
   存樹脂層（１０ａ）を除去する工程とから成る、自動調
   心性グリッドを備えた薄膜トラン・クスタの製造法。 ２）非晶質水素化ケイ素／−（８）の厚さ力１，１５０
   〜る口Ｑｎｍ’？％あることを特徴とするｔ＝ｇ＋ｇ請
   求の範囲第１項記載の製造法。 ６）感光性樹脂が、６０Ｑ、ｎｍのオーダの波長を有す
   る光に感することを特徴とする特許ｄ請求の範囲第１項
   および第２項記載の製造法。 ４）工程（ｇ）の後に、構造ユニット（構造体全体）に
   ？形の非晶質ケイ素層（１２）を被覆する工程と、ｎ＋
   形ケイ素層（ｊ２）に導電層（１４）を被覆する工場１
   ｉ（ｉ４）内にソースおよびドレインを形成する工程と
   を含むことをｌｉ？徴とする特許請求の範囲第１〜６項
   の１つに記載の製造法。 ５）導電層（１４）が、クロム層であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の製造法。 ６）絶縁層が、酸化ケイ素層であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１〜５項の１つりこ≧上載の製造法。