JPS61224364A - Manufacture of thin film transistor and manufacturing equipment - Google Patents

Manufacture of thin film transistor and manufacturing equipment

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JPS61224364A
JPS61224364A JP6483385A JP6483385A JPS61224364A JP S61224364 A JPS61224364 A JP S61224364A JP 6483385 A JP6483385 A JP 6483385A JP 6483385 A JP6483385 A JP 6483385A JP S61224364 A JPS61224364 A JP S61224364A
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JP
Japan
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thin film
substrate
layer
light
electrode
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JP6483385A
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Japanese (ja)
Inventor
Mario Fuse
マリオ 布施
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Abstract

PURPOSE:To obtain a TFT device wherein a gate electrode, a source electrode and a drain electrode are in good alignment by forming the electrode pattern of an upper layer side by selective CVD by irradiating light from the back surface, using the electrode of a lower layer side as a shading light layer. CONSTITUTION:A glass substrate 20 provided with a Cr gate electrode 21 is mounted in a light CVD equipment, the substrate is lit with the flow of SiH4 and NH4, an Si3N4 gate insulation film 22 is irradiated with excitation light hupsilon0 and an a-Si:H 23 is piled with the flow of only SiH4 irradiating light hupsilon1. An ohmic contact layer 24 of n<+>-type a-Si:H is made on the front surface side, suing the electrode 21 as a mask with the flow of SiH4 and PH3 irradiating light hupsilon2 and then, Al electrodes 25, 26 are selectively installed by irradiating light hupsilon3 from the back surface using Al(CH4)3. Then, an Si3N4 protection film 27 is made with the flow of SiH4 and NH3 irradiating light hupsilon4 from the front surface. A Cr thin film electrode 28 is made by taking from the equipment. This construction enables to obtain a TFT wherein the matching of the electrodes is good, no pollutant is mixed and the characteristics are excellent.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、薄膜トランジスタの製造方法および製造装置
に係り、特に、光励起化学的気相成長方法(光CVD法
)を用いた薄膜トランジスタの製造方法および製造装置
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a thin film transistor, and particularly to a method and apparatus for manufacturing a thin film transistor using a photoexcited chemical vapor deposition method (photoCVD method). Regarding manufacturing equipment.

[従来技術およびその問題点] 活性層として半導体薄膜を用いたval!トランジスタ
は、ガラス基板のように低置な大面積基板上に2次元的
に集積してアクティブマトリクスにまとめられ、これと
液晶のような光学的活性物質とを組み合わせてパネル形
ディスプレイを実現する等、近年注目を集めているデバ
イスである。
[Prior art and its problems] Val! uses a semiconductor thin film as an active layer. Transistors are two-dimensionally integrated on a low-lying, large-area substrate such as a glass substrate to form an active matrix, and this is combined with an optically active material such as liquid crystal to create a panel display. , a device that has been attracting attention in recent years.

この薄膜トランジスタの活性層としては多結晶シリコン
、アモルファスシリコン(a−8i )等が用いられる
。前者の多結晶シリコンは成長温度が500−600℃
と高い上、形成可能な基板の大きさも高々直径5インチ
(〜13α)程度であるため、大面積基板への着膜ある
いは、看護に要するコストを考慮すると、後者のアモル
ファスシリコンの方が優れていると考えられている。
Polycrystalline silicon, amorphous silicon (a-8i), or the like is used as the active layer of this thin film transistor. The growth temperature of the former polycrystalline silicon is 500-600℃.
In addition to being expensive, the size of the substrate that can be formed is at most about 5 inches (~13α) in diameter, so when considering the costs required for film deposition on large area substrates and care, the latter amorphous silicon is superior. It is believed that there are.

薄膜トランジスタの素子構造の代表例としては、第9図
に示す如く、ゲート電極100とソース・ドレイン電極
101.102とが半導体薄膜103の異なる側にある
スタガ(stagg+r)形と、第10図に示す如く、
ゲート電極200とソース・ドレイン電極201.20
2とが半導体薄膜203の同一面側にあるコプラナ(c
op I ana r)形とがある。
Typical examples of the element structure of a thin film transistor include a staggered (stagg+r) type in which the gate electrode 100 and source/drain electrodes 101 and 102 are on different sides of the semiconductor thin film 103 as shown in FIG. 9, and a staggered type as shown in FIG. as,
Gate electrode 200 and source/drain electrodes 201.20
2 is on the same side of the semiconductor thin film 203 (c
There is an op I an a r) form.

スタガ形の薄膜トランジスタでは、電極金属を2回に分
けて堆積、パターニングする必要があるのでコプラナ形
よりも製造工程が複雑になる。しかし半導体111mと
、絶縁体層とを連続的に形成できるので、この界面の電
気的特性が優れておりトランジスタ特性が良好であるこ
とが多い。
In staggered thin film transistors, electrode metal must be deposited and patterned twice, making the manufacturing process more complicated than in coplanar thin film transistors. However, since the semiconductor 111m and the insulating layer can be formed continuously, the electrical characteristics of this interface are excellent and the transistor characteristics are often good.

このスタガ形の薄膜トランジスタは、従来、例えば以下
に示す方法により作成されている。
This staggered thin film transistor has conventionally been produced, for example, by the method described below.

まず、第11図(a)に示す如く、透光性のガラス基板
104上ニニクロム(NiCr)illlmlを形成し
、フォトリソエツチング法によりこれをバターニングし
、ゲート電極100を形成する。
First, as shown in FIG. 11(a), a layer of Ninichrome (NiCr) is formed on a transparent glass substrate 104 and patterned by photolithography to form a gate electrode 100.

次いで、第11図(b)に示す如く、プラズマCVD法
により、ゲート絶縁膜105としての二酸化シリコン膜
、活性llIO3としてのアモルファスシリコンill
、順次連続的に堆積する。
Next, as shown in FIG. 11(b), a silicon dioxide film as the gate insulating film 105 and an amorphous silicon film as the active IO3 are formed by plasma CVD.
, are deposited sequentially and sequentially.

続いて、第11図<C>に示す如く、ポジ形のレジスト
を塗布し、フォトリソ法により基板の裏面側から露光し
、ゲート電極100に対応する位置にレジストが残るよ
うに第1のレジストパターン106を形成する。
Next, as shown in FIG. 11<C>, a positive resist is applied and exposed from the back side of the substrate by photolithography to form a first resist pattern so that the resist remains at a position corresponding to the gate electrode 100. 106 is formed.

更に、第11図(d)に示す如く、オーミック接触形成
JIi107としてのアモルファスシリコンn+層をプ
ラズマCVD法により堆積し、続いてアルミニウム薄膜
108を蒸着により形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 11(d), an amorphous silicon n+ layer as an ohmic contact formation JIi 107 is deposited by plasma CVD, and then an aluminum thin film 108 is formed by vapor deposition.

そして、レジスト剥離液に基板を浸漬し、該第1のレジ
ストパターンを除去することにより、第1のレジストパ
ターン上のオーミック接触形成層107およびアルミニ
ウム薄膜108をリフトオフし、ソース電極101およ
びドレイン電極102を形成する。(第9図) このようにして形成された薄膜トランジスタでは、活性
層としてのアモルファスシリコンi11は、フォトリソ
工程で、レジストおよび現像液にさらされるため、ナト
リウム(Na)イオン等の不純物に汚染される危険性が
高く、これがデバイス動作が不安定になる原因となる。
Then, by immersing the substrate in a resist stripping solution and removing the first resist pattern, the ohmic contact forming layer 107 and the aluminum thin film 108 on the first resist pattern are lifted off, and the source electrode 101 and the drain electrode 102 are removed. form. (Figure 9) In the thin film transistor formed in this way, the amorphous silicon i11 as the active layer is exposed to resist and developer during the photolithography process, so there is a risk of contamination with impurities such as sodium (Na) ions. This is the cause of unstable device operation.

また、ソース・ドレイン電極を形成するためのアルミニ
ウムWJW14の形成工程では、基板温度を高くすると
レジストが基板に密着してしまい、リフトオフ時にレジ
ストを剥離するのが困難になるため基板温度をあまり上
げることができず、ソース・ドレイン電極の十分なオー
ミック接触が得られない等の不都合があった。
In addition, in the process of forming the aluminum WJW14 for forming the source/drain electrodes, if the substrate temperature is raised, the resist will stick to the substrate, making it difficult to peel off the resist during lift-off, so do not raise the substrate temperature too much. Therefore, there were disadvantages such as insufficient ohmic contact between the source and drain electrodes.

これらの不都合を排除すべく、いろいろな素子構造およ
び製造方法が提案されてはいるが、スタガ形のmyii
n−ランジスタを形成するには必ず、活性層形成後にゲ
ート電極又はソース・ドレイン電極を形成するための7
オトリソエ程、および電極形成用の導体層の形成工程を
含むことになり、上記不都合を完全に排除することは不
可能であった。
Although various device structures and manufacturing methods have been proposed to eliminate these inconveniences, the staggered myiii
To form an n-transistor, it is necessary to form a gate electrode or a source/drain electrode after forming an active layer.
Since the method includes an otorimetry step and a step of forming a conductor layer for forming electrodes, it has been impossible to completely eliminate the above-mentioned disadvantages.

[発明の目的] 本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、トランジ
スタ特性が良好で信頼性の高い薄膜トランジスタを形成
することを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to form a thin film transistor with good transistor characteristics and high reliability.

[問題点を解決するための手段] そこで、本発明の方法では、活性層としての半導体薄膜
層を用いた薄膜トランジスタを形成するに際し、ゲート
電極およびソース・ドレイン電極のうち活性層の上層側
に位置する電極の形成に際しては、基板の裏面側から励
起光照射を行ないつつ光CVD法により、下層側に位置
する電極に自己整合した位置に選択的に電極層を形成す
るようにしている。
[Means for Solving the Problems] Therefore, in the method of the present invention, when forming a thin film transistor using a semiconductor thin film layer as an active layer, a gate electrode and a source/drain electrode located on the upper layer side of the active layer are used. When forming the electrode, the electrode layer is selectively formed at a position that is self-aligned with the electrode located on the lower layer side using a photo-CVD method while irradiating excitation light from the back side of the substrate.

また、本発明の光CVD装置は、基板の光照射面を適宜
選択可能なように、基板ホルダを反転可能なように構成
している。
Further, in the optical CVD apparatus of the present invention, the substrate holder is configured to be reversible so that the light irradiation surface of the substrate can be appropriately selected.

[作用1 すなわち、本発明の方法は、所定の波長の光を照射する
ことにより材料ガスの分子が光エネルギーを吸収して励
起され、光照射領域に1lllが形成される光CVD法
に着目してなされたもので、すでにゲート電極かソース
・ドレイン電極かのいずれかが形成された後、例えば活
性層としての半導体11層等の形成を経て、残る一方の
電極の形成に際して、基板の裏面側から光照射を行なう
と、該電極によって光が遮蔽されるため、基板表面まで
光が到達した領域でのみ薄膜が選択的に成長せしめられ
、フォトリソ工程を導入することなく、光に形成された
電極に整合した位置に電極が形成されるため、半導体層
msへの不純物の混入により動作特性が不安定となるよ
うなことはない。
[Effect 1] That is, the method of the present invention focuses on the photoCVD method in which molecules of a material gas absorb light energy and are excited by irradiating light of a predetermined wavelength, and 1llll is formed in the light irradiation area. After either the gate electrode or the source/drain electrode has already been formed, for example, after forming 11 layers of semiconductor as an active layer, when forming the remaining electrode, the back side of the substrate is When light is irradiated from the substrate, the light is blocked by the electrode, so a thin film is selectively grown only in the area where the light reaches the substrate surface, and the electrode formed by light is grown without introducing a photolithography process. Since the electrodes are formed at positions aligned with the , the operational characteristics will not become unstable due to the incorporation of impurities into the semiconductor layer ms.

また、従来の如く、リフトオフ工程を利用して上層側の
電極を°形成する場合のように基板温度を上げられない
という不都合もないため、上層側の電極形成に際し適切
な基板温度で、オーミック接触性の良好な電極を形成す
ることが可能となる。
In addition, since there is no inconvenience of not being able to raise the substrate temperature unlike when forming the upper layer electrode using the lift-off process as in the past, ohmic contact can be made at an appropriate substrate temperature when forming the upper layer electrode. This makes it possible to form electrodes with good properties.

更にまた、本発明の光CVD装置を用いることにより、
基板上に下層側の電極−例えばゲート電極−を形成した
後のすべての工程が、同一のチャンバ内で、真空を破る
ことなく、光照射面と、原料ガスを適宜変化させていく
ことにより、wIIIトランジスタを形成することがで
きるため、汚染源を排除し得ると共に、生産性が大幅に
向上する。
Furthermore, by using the photoCVD apparatus of the present invention,
All steps after forming the lower layer electrode (for example, the gate electrode) on the substrate are carried out in the same chamber by appropriately changing the light irradiation surface and source gas without breaking the vacuum. Since wIII transistors can be formed, sources of contamination can be eliminated and productivity is greatly improved.

[実施例] 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明のWIIIトランジスタの形成に用い
られる光CVD装置の概要図である。この装置は真空チ
ャンバー1と、該真空チャンバ内に配設された透光性の
基板ホルダ2と、基板ホルダに接続され真空チャンバー
1の外側から基板ホルダを回転操作可能なように形成さ
れた回転ハンドル3と、基板ホルダ2上に支持せしめら
れる薄膜トランジスタ形成用の基板4を加熱するヒータ
5と該真空チャンバ1の上方部に配置された透光性の窓
6を介して真空チャンバ内の前記基板4上に光照射する
ように構成された光照射装置17とから構成されており
、真空チャンバー2内は排気口8からの排気とガス供給
口9からの反応ガスの供給によって所望のガス雰囲気が
保たれるようになっている。また、該光照射装置7は、
夫々波長の異なる第1.第2.第3.第4および第5の
励起用光源10.11.12.13.14を具えており
、これらのうちから1つを適宜選択可能なように形成さ
れている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a photo-CVD apparatus used for forming the WIII transistor of the present invention. This device includes a vacuum chamber 1, a translucent substrate holder 2 disposed inside the vacuum chamber, and a rotating device connected to the substrate holder so that the substrate holder can be rotated from outside the vacuum chamber 1. The substrate inside the vacuum chamber is heated through a handle 3, a heater 5 for heating a substrate 4 for forming a thin film transistor supported on the substrate holder 2, and a transparent window 6 disposed in the upper part of the vacuum chamber 1. A desired gas atmosphere is created in the vacuum chamber 2 by exhausting air from an exhaust port 8 and supplying a reaction gas from a gas supply port 9. It is designed to be preserved. Further, the light irradiation device 7 is
The first waveforms have different wavelengths. Second. Third. It is provided with fourth and fifth excitation light sources 10.11.12.13.14, and is formed so that one of them can be selected as appropriate.

この装置を用いて薄膜トランジスタを形成する方法につ
いて説明する。
A method for forming a thin film transistor using this apparatus will be explained.

まず、第2図に示す如く、透光性のガラス基板20上に
蒸着法によりクロム薄膜を着膜しこれを7オトリソエツ
チング法によりパターニングしてゲート電極21を形成
する。
First, as shown in FIG. 2, a thin chromium film is deposited on a transparent glass substrate 20 by vapor deposition, and then patterned by a 7-lithography method to form a gate electrode 21.

このようにして、ゲート電極21の形成されたガラス基
板20を第1図に示した光CVD装置の真空チャンバ1
内の基板ホルダ2に装着し、真空チャンバ1内を排気す
る。そしてシラン(SiH)とアンモニア(NH3)の
混合ガスを所望の流量で流すと共に、ヒータ5を作動し
て基板を250〜350℃に加熱しつつ、第1の励起用
光源10から基板前面(ゲート電極が形成されている面
)に励起光hvoを照射し、光CVD法によりゲート絶
縁膜22としての窒化シリコン膜を形成する。
In this way, the glass substrate 20 with the gate electrode 21 formed thereon is placed in the vacuum chamber 1 of the photo-CVD apparatus shown in FIG.
The inside of the vacuum chamber 1 is evacuated. Then, while flowing a mixed gas of silane (SiH) and ammonia (NH3) at a desired flow rate and heating the substrate to 250 to 350°C by operating the heater 5, the first excitation light source 10 is Excitation light hvo is irradiated onto the surface (on which the electrode is formed), and a silicon nitride film as the gate insulating film 22 is formed by photo-CVD.

続いて、アンモニアガスの供給を止め、シランガスのみ
を所望の流量で流しながら、基板温度を200〜300
℃に維持できるようにヒータ5を操作し更に第2の励起
用光源をセットし励起光hν1を照射し、活性層として
のアモルファス水素化シリコン1l123 (a−8i
 :H)を第3図に示す如く形成する。
Next, the supply of ammonia gas is stopped, and while only silane gas is allowed to flow at the desired flow rate, the substrate temperature is increased to 200 to 300.
The heater 5 is operated so that the temperature can be maintained at a temperature of
:H) is formed as shown in FIG.

この後、回転ハンドルを操作し、基板を基板ホルダごと
180°回転することにより、基板の裏面が窓6に対応
する位置にくるようにする。モしてシラン+ホスフィン
(PH3)の混合ガスを所望の流量に保つようにすると
共に基板温度を200〜250℃に保ちつつ、第3の励
起用光源12を作動し、基板の裏面側から励起光hν2
を照射する。このとき、励起光hν2は透光性の基板ホ
ルダを透過して、基板の裏面側から入射せしめられるが
、ゲート電極が存在する部分は、これが遮光層として働
き、基板表面では、ゲート電極の存在しない部分(光が
照射された部分)にのみ選択的にオーミック接触層24
としてのアモルファス水素化シリコンn÷層を第4図に
示す如く形成する。
Thereafter, the rotation handle is operated to rotate the substrate together with the substrate holder by 180 degrees, so that the back surface of the substrate is placed in a position corresponding to the window 6. While maintaining the mixed gas of silane and phosphine (PH3) at a desired flow rate and maintaining the substrate temperature at 200 to 250°C, the third excitation light source 12 is activated to excite the substrate from the back side. light hv2
irradiate. At this time, the excitation light hν2 passes through the transparent substrate holder and is made to enter from the back side of the substrate, but this acts as a light shielding layer on the part where the gate electrode is present, and on the surface of the substrate where the gate electrode is present. The ohmic contact layer 24 is selectively applied only to the areas that are not exposed (the areas that are irradiated with light).
A layer of amorphous hydrogenated silicon n÷ is formed as shown in FIG.

次いで、トリメチルアルミ(An (CH4) 3)を
所望の流量で流しつつ、前記工程と同様にして。基板温
度を100〜200℃に保つと共に、前記第4の励起用
光源13を作動し、基板の裏面側から励起光hν3を照
射する。このとき励起光hν3は、オーミック形成層の
形成工程と同様に、ゲート電極で遮光され、第5図に示
す如くゲート電極の存在位置に相当する部分を除いて、
ソース・ドレイン電極25.26としてのアルミニウム
層が選択的に形成される。このとき膜厚は100〜10
00Aでよい。
Then, the same process as above was carried out while flowing trimethylaluminum (An (CH4) 3) at the desired flow rate. While maintaining the substrate temperature at 100 to 200° C., the fourth excitation light source 13 is activated to irradiate excitation light hv3 from the back side of the substrate. At this time, the excitation light hv3 is blocked by the gate electrode, as in the process of forming the ohmic formation layer, and as shown in FIG.
Aluminum layers as source/drain electrodes 25 and 26 are selectively formed. At this time, the film thickness is 100 to 10
00A is sufficient.

更に、再び回転ハンドル3を操作しζ基板の表面が窓6
に対応する位置にくるようにし、シラン+アンモニアの
混合ガスを所望の流量で流しながら、基板温度を250
〜300℃に保ちつつ第5の励起用光源を作動し、基板
の表面側から励起光hν4を照射する。このようにして
、第6図に示す如く表面全体にパッシベーション膜27
としての窒化シリコン膜が形成される。
Furthermore, operate the rotary handle 3 again so that the surface of the ζ board is exposed to the window 6.
While flowing the silane + ammonia mixed gas at the desired flow rate, raise the substrate temperature to 250℃.
The fifth excitation light source is operated while maintaining the temperature at ~300° C., and excitation light hv4 is irradiated from the surface side of the substrate. In this way, a passivation film 27 is formed over the entire surface as shown in FIG.
A silicon nitride film is formed.

最後に、基板を真空チャンバ1から取り出し、該パッシ
ベーション膜27に対してフォトリソ法によりコンタク
トホールを穿孔した後、配線層28としてのりOムwJ
llli1を形成し、第7図に示す如く、薄膜トランジ
スタが完成される。
Finally, the substrate is taken out from the vacuum chamber 1, contact holes are made in the passivation film 27 by photolithography, and then the wiring layer 28 is glued.
llli1 is formed, and a thin film transistor is completed as shown in FIG.

このようにして形成されたWJI!トランジスタは基板
上に7オトリソ法を用いてゲート電極のパターン形成を
行なった後、ゲート絶縁膜の形成から、活性層、オーミ
ック接触形成層、ソース・ドレイン電極、パッシベーシ
ョン膜の形成に至るまで、すべて光CVD装置内で真空
を破ることなく連続工程で行ない得る。特に、従来のス
タガ形薄膜トランジスタの製造方法では活性層の形成後
に必ずフォトリソ工程を導入しなければならなかったの
に対し、本発明の方法では裏面側からの光照射による選
択CVD法により、ゲート電極に整合したソース・ドレ
イン電極の形成がなされ得る。従って汚染物の浸入もな
く経時的に極めて安定したトランジスタ特性を示しかつ
応答速度の速い1lliトランジスタが形成される。
WJI was formed in this way! After forming a gate electrode pattern on a substrate using the 7-otolithography method, transistors undergo all steps, from the formation of a gate insulating film to the formation of an active layer, an ohmic contact formation layer, source/drain electrodes, and a passivation film. It can be carried out in a continuous process without breaking the vacuum within the photo-CVD apparatus. In particular, in the conventional manufacturing method for staggered thin film transistors, a photolithography process must be introduced after the formation of the active layer, whereas in the method of the present invention, the gate electrode It is possible to form source/drain electrodes that match the . Therefore, a 1lli transistor is formed which exhibits extremely stable transistor characteristics over time without the infiltration of contaminants and has a fast response speed.

また、光CVD法を用いているため低温下で着膜速度が
比較的速く良好な薄膜形成が可能である上プラズマCV
D法を用いた場合のように下地層に損傷を与えることな
く各層の形成がなされ得、接合性の良い1lllKトラ
ンジスタが生産性良く形成される。
In addition, since the photo-CVD method is used, the deposition rate is relatively fast at low temperatures, and it is possible to form a good thin film.
Each layer can be formed without damaging the underlying layer as in the case of using the D method, and a 1llllK transistor with good bonding properties can be formed with high productivity.

なお、実施例の方法では、ゲート絶縁膜の形成からパッ
シベーション膜の形成に至るまで、すべて光CVD法を
用いたが、フォトリソ法によるパターン形成を要する工
程−1例えば、前記実施例ではオーミック接触形成層お
よびソース壷ドレイン電極の形成工程−のみを裏面から
の光照射による選択CVD法で行なうようにしてもよい
In addition, in the method of the example, the photo-CVD method was used for everything from the formation of the gate insulating film to the formation of the passivation film. Only the step of forming the layers and the source pot and drain electrodes may be performed by a selective CVD method using light irradiation from the back side.

また、薄膜トランジスタの構造としては、第8図に示す
如く透光性の基板30上にソース・ドレイン電極31.
32を形成し、オーミック接触形成1133、活性層3
4、ゲート絶縁膜35、ゲート電極36を順次形成した
構造をはじめ、コブラナ構造のものにも適用可能である
In addition, as for the structure of the thin film transistor, as shown in FIG. 8, source/drain electrodes 31 are placed on a transparent substrate 30.
32, ohmic contact formation 1133, active layer 3
4. It is applicable to a structure in which the gate insulating film 35 and the gate electrode 36 are sequentially formed, as well as a cobra structure.

更に、使用する光CVD装置は必ずしも実施例で示した
ものに限定されるものではなく、他の装置を用いてもよ
いことは言うまでもないが、使用する励起用光源の波長
については、その工程で用いる原料ガスの分解に最も良
い大きさのものを用いる必要があり、又、選択CVD法
を用いる工程では、遮光層となる下層の電極(実施例で
はゲート電極)のみを透過せず、基板あるいは他の層は
透過するような波長を選択する必要がある。
Furthermore, the optical CVD equipment used is not necessarily limited to the one shown in the examples, and it goes without saying that other equipment may be used, but the wavelength of the excitation light source used may vary depending on the process. It is necessary to use the one with the best size for decomposing the raw material gas used, and in the process using the selective CVD method, the light does not pass through only the lower layer electrode (gate electrode in the example) that serves as the light shielding layer, and it does not pass through the substrate or It is necessary to select wavelengths that are transparent to other layers.

加えて、この光CVD装置は、基板に対する光照射面を
反応室の外側からの操作で反転できるため1IIIIト
ランジスタ以外の半導体デバイスの製造にも使用可能で
ある。波長を適宜選択することにより、すでに形成され
ている層のパターンを遮光体として用い、裏面からの光
照射でレジストを使用することなく所望の配線パターン
を得ることができ、更に続いて基板を反転させて表面か
ら光照射し、層間絶縁膜を形成すること等も容易に作業
性良く行なうことができる。
In addition, this photo-CVD apparatus can be used to manufacture semiconductor devices other than 1III transistors since the light irradiation surface on the substrate can be reversed by operating from outside the reaction chamber. By selecting the wavelength appropriately, the pattern of the already formed layer can be used as a light shield, and the desired wiring pattern can be obtained by irradiating light from the backside without using a resist.Furthermore, the substrate can be turned over. It is also possible to form an interlayer insulating film easily and with good workability by irradiating light from the surface.

[効果] 以上説明してきたように、本発明に−よれば下層側の電
極を遮光層として、裏面側からの光照射による選択CV
D法によって上層側の電極パターンの形成を行なうよう
にしているため、活性層の形成後に7オトリソエ程を導
入することなくゲート電極とソース・ドレイン電極との
整合性の良い薄膜トランジスタが形成され得、従ってこ
の薄膜トランジスタは汚染物の混入もなく経時的に安定
で応答速度も速く良好なトランジスタ特性を呈する。
[Effect] As explained above, according to the present invention, the lower electrode is used as a light-shielding layer, and selective CV is achieved by light irradiation from the back side.
Since the electrode pattern on the upper layer side is formed by the D method, a thin film transistor with good matching between the gate electrode and the source/drain electrodes can be formed without introducing a 7-layer process after forming the active layer. Therefore, this thin film transistor is free from contaminants, is stable over time, has a fast response speed, and exhibits good transistor characteristics.

また、本発明の光CVD装置を用いることにより、基板
上に形成される下層側の電極を形成した後のすべての工
程が、真空を破ることなく、1つの反応室内で行なわれ
るため、汚染源を大幅に抑えることができる上、生産性
も大幅に向上する。
Furthermore, by using the photo-CVD apparatus of the present invention, all steps after forming the lower layer electrode on the substrate are performed in one reaction chamber without breaking the vacuum, thereby eliminating contamination sources. Not only can this be significantly reduced, but productivity can also be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明実施例の光CyD装置を示す図、第2
図乃至第7図は、本発明実施例の薄膜トランジスタの製
造工程図、第8図は本発明の方法によって形成される薄
膜トランジスタの変形例、第9図および第10図は、N
IIトランジスタの代表的な構造例、第11図(a)乃
至(d)は従来の方法に基づく製造工程図である。 1・・・反応室、2・・・基板ホル、ダ、3・・・回転
ハンドル、4・・・基板、5・・・ヒータ、6・・・窓
、7・・・光照射装置、8・・・排気口、9・・・ガス
供給口、10・・・第1の励起用光源、11・・・第2
の励起用光源、12・・・第3の励起用光源、13・・
・第4の励起用光源、14・・・第5の励起用光源、2
0・・・ガラス基板、21・・・ゲート電極、22・・
・ゲート絶縁膜、23・・・活性層、24・・・オーミ
ック接触層、25・・・ソース電極、26・・・ドレイ
ン電極、27=・・パッシベーション族、28・・・配
線層、100・・・ゲート電極、101・・・ソース電
極、102・・・ドレイン電極、103・・・活性層、
105・・・ゲート絶縁膜、106・・・レジストパタ
ーン、107・・・オーミック接触形成層、108・・
・アルミニウム薄膜、200・・・ゲート電極、201
・・・ソース電極、202・・・ドレイン電極、203
・・・活性■。 第8図 第9図 第10図 第5図 第6図 第7図
FIG. 1 is a diagram showing an optical CyD device according to an embodiment of the present invention, and FIG.
7 to 7 are manufacturing process diagrams of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a modified example of a thin film transistor formed by the method of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are
Typical structural examples of II transistors, and FIGS. 11(a) to 11(d) are manufacturing process diagrams based on a conventional method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reaction chamber, 2... Substrate holder, 3... Rotation handle, 4... Substrate, 5... Heater, 6... Window, 7... Light irradiation device, 8 ...Exhaust port, 9...Gas supply port, 10...First excitation light source, 11...Second
excitation light source, 12... third excitation light source, 13...
-Fourth excitation light source, 14...Fifth excitation light source, 2
0... Glass substrate, 21... Gate electrode, 22...
- Gate insulating film, 23... Active layer, 24... Ohmic contact layer, 25... Source electrode, 26... Drain electrode, 27=... Passivation group, 28... Wiring layer, 100... ...gate electrode, 101...source electrode, 102...drain electrode, 103...active layer,
105... Gate insulating film, 106... Resist pattern, 107... Ohmic contact formation layer, 108...
・Aluminum thin film, 200... Gate electrode, 201
... Source electrode, 202 ... Drain electrode, 203
...Active ■. Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)活性層として半導体薄膜層を用いた薄膜トランジ
スタを形成するに際し、ゲート電極およびソース・ドレ
イン電極のうち活性層の上層側に位置する電極の形成工
程は、基板の裏面側から光照射を行ないつつ、下層側の
電極を遮光層とし、光CVD法により、該下層側の電極
に自己整合した位置に選択的に堆積せしめる選択CVD
工程からなることを特徴とする薄膜トランジスタの製造
方法。
(1) When forming a thin film transistor using a semiconductor thin film layer as an active layer, the formation process of the gate electrode and the electrodes located on the upper layer side of the active layer among the source and drain electrodes is performed by irradiating light from the back side of the substrate. selective CVD, in which the lower electrode is used as a light-shielding layer, and is selectively deposited at a position self-aligned with the lower electrode using a photo-CVD method;
1. A method for manufacturing a thin film transistor, comprising the steps of:
(2)活性層としての半導体薄膜層をゲート電極とソー
ス・ドレイン電極とによつて挾んだスタガ形の薄膜トラ
ンジスタの製造方法において、透光性の基板上にゲート
電極を形成する工程と、基板の表面側から光を照射しつ
つ光CVD法によりゲート絶縁膜を形成する工程と、 基板の表面側から光を照射しつつ、光CVD法により、
活性層としての半導体薄膜層を形成する工程と、 基板の裏面側から光を照射しつつ、前記ゲート電極を遮
光層とし、これに整合するようにオーミック接触形成層
としての高濃度にドープされた半導体薄膜層、およびソ
ース・ドレイン電極を順次選択的に形成する選択CVD
工程と、 基板の表面側から光を照射しつつ、光CVD法によりパ
ッシベーション膜を形成する工程とを含むことを特徴と
す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。
(2) A method for manufacturing a staggered thin film transistor in which a semiconductor thin film layer as an active layer is sandwiched between a gate electrode and a source/drain electrode, including a step of forming a gate electrode on a transparent substrate; A step of forming a gate insulating film by photo-CVD method while irradiating light from the surface side of the substrate, and a step of forming a gate insulating film by photo-CVD method while irradiating light from the surface side of the substrate.
A process of forming a semiconductor thin film layer as an active layer, and a process of forming a semiconductor thin film layer as an ohmic contact forming layer while irradiating light from the back side of the substrate, using the gate electrode as a light shielding layer, and matching it with a highly doped semiconductor thin film layer as an ohmic contact forming layer. Selective CVD to sequentially and selectively form semiconductor thin film layers and source/drain electrodes
The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, comprising the steps of: forming a passivation film by photo-CVD while irradiating light from the front surface side of the substrate.
(3)前記半導体薄膜層はアモルファスシリコン層であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項又は第(
2)項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
(3) The semiconductor thin film layer is an amorphous silicon layer.
2) The method for manufacturing a thin film transistor as described in section 2).
(4)励起用の光源からの光によって原料ガスを励起し
、気相から基板上に薄膜を形成する光CVD装置におい
て、 反応室内の所望の位置に薄膜を形成すべき基板を支持す
ると共に、該基板を前記光源に対して反転することがで
き基板の裏面および表面からの光照射が選択可能なよう
に形成された基板ホルダとを具えたことを特徴とする光
CVD装置。
(4) In a photo-CVD apparatus that excites a source gas with light from an excitation light source and forms a thin film on a substrate from the gas phase, the substrate on which the thin film is to be formed is supported at a desired position within the reaction chamber, and A photo-CVD apparatus comprising: a substrate holder formed such that the substrate can be reversed with respect to the light source, and light irradiation from the back surface and the front surface of the substrate can be selected.
(5)前記励起用の光源は、夫々異なる波長を有する複
数の光源からなり、これらを適宜選択して使用すること
ができるように構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第(4)項記載の光CVD装置。
(5) The excitation light source includes a plurality of light sources each having a different wavelength, and is configured such that these can be appropriately selected and used. ).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656511A (en) * 1989-09-04 1997-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Manufacturing method for semiconductor device
RU2749493C1 (en) * 2020-10-01 2021-06-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Method for manufacturing a thin-film transistor

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