JPS62203378A - 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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JPS62203378A
JPS62203378A JP4587786A JP4587786A JPS62203378A JP S62203378 A JPS62203378 A JP S62203378A JP 4587786 A JP4587786 A JP 4587786A JP 4587786 A JP4587786 A JP 4587786A JP S62203378 A JPS62203378 A JP S62203378A
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JP
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film
conductive film
conductive
mask
resist
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JP4587786A
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English (en)
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Masafumi Shinpo
新保 雅文
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types 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

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、非晶質5i(a−3i)膜や多結晶Si膜等
の半導体薄膜を用いた薄j漠トランジスタ(T PT)
の製造方法に関し、特にソース及びドレイン電極を自己
整合的に形成する方法に関する。
(発明の概要) 本発明は、特願昭60−147700号公報の改善され
たTFFの製造方法で、(1)透明絶縁基板上に不透明
なゲーI−電極を形成、(2)ゲート絶縁膜、高抵抗半
導体薄膜、低抵抗半導体薄膜、第2導電膜を順次光が透
過するに充分な簿さで堆積、(3)マスク膜を堆積、(
4) 11!板夷面からの光照射を利用してマスク膜を
ゲート雪掻形状に残す]二程、(5)第3導電膜の堆積
、(6)マスク膜除去で第3導電膜のリフトオフ、(7
〉第3導電膜をマスクに第2導電舟、低抵抗半導体膜の
選択エッチ、(8)不要部の第3、第2導電膜及び低抵
抗半導体膜を除去して、ソース及びドレイン電(ルの形
成より成る。特願11860−1477000公報に対
し第2尋電膜を付加し、ソース及びドレイン電極のコン
タク1〜抵抗を減少さけたちのである。
(従来の技術) TPTは液晶表示装首笠に応用されつつあるが、さらな
るTPTの昌度化やT P T基板の大面積化に自己整
合技術は有効である。1!f願昭60−147700号
公報に示した自己整合技術を第2図を用いて説明し問題
点を挙げる。第2図(a)は、ガラス等の透明絶縁基板
1に不透明なゲート電極2を設(プた後、ゲート絶縁膜
3、高抵抗半導体膜の例であるa−3i膜4、低抵抗半
導体膜であるn”a−3i膜5を順次堆積し、さらにS
iOxやITO等の透明膜7を堆積した状態の断面であ
る。第2図(b)は、ざらにポジ型しジス1−8を塗布
した後、基板1の失血から光を照射してグー1〜電杖(
2をマスクにレジスト8をパターニングし、これを用い
て透明膜7をオーバーエッチした断面で・ある。第2図
(c)は、この上に第3導電119 Tある金属膜を堆
積後、レジス[−8及び透明膜7を除去して、第3導電
膜9をリフトオフレパターニングしたものである。次に
第2図(d>の様に、第3導電膜9をマスクに露出した
n+a−3i膜5を選(Rエッチして、分離された第3
導′七膜19及び29、n”a−3i膜15及び25で
それぞれソース電極10d5やよびドレイン電極20を
形成する。
この((、不要部の第3導電膜9やn”a−3i膜5を
除去し、必要に応じ不要部のa−8i膜4も除去して完
成する。以上の様に従来の自己整合技術によればn“a
−3!膜5の表面は第3導電膜9の堆積前に大気に触れ
るため酸化膜簀が形成され、コンタク1〜抵抗を低減す
ることは困難であった。また、これを改善するためn’
  a−3i膜5の表面をスパッタエッチ等で処理して
第3導電膜9を堆積できるが、ダメージ笠の問題がある
(発明が解決しにうとりる問題点) 本発明は従来方法の問題を解決するためになされ、ソー
ス及びドレインのコンタクト抵抗の改善されたTPTを
提供するものである。
(問題点を解決づ−るためのf一段) 本発明で【よ、第2図に示した従来例において、n”a
−3!膜5の堆積後、連続して第2導電膜を光が透過す
るのに充分な薄さで堆積づ゛る。その後、従来方法と同
様な工程で、第3導電膜を堆積リフトオフする。この第
3導電映をマスクにa−3i膜チヤンネル領域上の第2
導電膜及びn+a−3i膜5を選択エッチするものであ
る。必要に応じ、第3導電膜堆積前に′!52導゛尤膜
表面をスパッタエッチ等で処理する。
(作用) n”a−3i膜を一度大気中に出し、特にウェット処理
を行なった後、金属膜を堆積した場合のコンタク1〜抵
抗(、上、n”a−3i膜と金属膜を少なく共酸化雰囲
気にさらすことなく連続堆積した場合に比し10P1以
上大ぎい。本発明はこの現象を避けるためのTPTの製
造方法を提供するものである。
(実施例) a、実施例1 (第1図) 第1図(a)は、透明絶縁基板1上に第1導電膜から成
るゲート電極2を選択的に形成した後、ゲート絶縁膜3
、高抵抗半導体膜(a−3i膜〉4、低抵抗半導体膜5
、第2導電膜6を順次堆積した断面である。基板1には
、ガラス、石英等が用いられ、グー1〜電掩2としての
第1導電膜はCr、 Ta、W、A+!、No等の金属
で後工程の鬼面露光に対し充分マスクとなる厚みの不透
明導電膜が用いられる。
ゲート絶縁膜3にはSiOxやSiNx等、a−3i膜
4にはa−3i:l−1膜やa−3i:F膜、n+a−
Si膜5にはリン等n型不純物を添加したa  S!膜
がプラズマCVD等で連続堆積される。第2導電膜6に
はCr、 Ta、 W 、Ho等の高融点金属やその硅
素化物が用いられ、スパッター等で堆積される。これら
の膜3〜6は後工程で光を透過させてレジストを感光ざ
Vる必要があるため充分薄り選ばれ、例えばゲート絶縁
膜3は0.54以下、a−3i膜4は500Δ以下、n
”a−3i膜は200△以下、第2導電膜6tま20O
A以Fが望ましい。
第1図すでは、マスク膜としてポジ型レジスト8をコー
1へした後、基板1の裏側から光を照射してゲート電極
2の形を転写した状態を示す。この場合、裏面シ”に光
時間は、表面からの適正露光時間の10〜1000倍で
あり、A−バー露光してレジスト8の幅をゲート電極2
より狭くする。
第1図(c)は、第3導電膜9を堆積後、レジスト8を
除去することによりレジスト8上の第3導電膜9をリフ
1〜Aフした状態を示す。第3導電膜9の堆積+Viに
第2導電膜6表面をスパッタエッチ等でわずかに除去す
ることが効果的である。第3導電膜9は後工程で第2導
電膜6の選択エッチ用マスクとして用いるので、第2 
Q ’M ’fI’A 6と異なる材料の金属か、また
は同材料でも充分厚いことが必要である。
第1図(d)は、第3導電膜9をマスクにしてa−3i
膜チヤンネル領域40上の露出した第2導電膜6及びn
+a−3i膜5を選択エッチし、チャンネル領域40の
両側に第3導電膜19,29゜第2導電膜16.26、
n4a−3i膜15.25からなるソース電極及びドレ
イン電極用多層膜を形成したものである。n’a−3i
膜5の選択エッチは下部にa−3i膜4があるので、n
+に対し速いエッチ速度をもつα系ガスによるプラズマ
エッチ、反応性イオンエッチ、光エッチ等が有効である
が、C「4系ガスやAr等を用いたドライエッチでエッ
チ時間制御によっても容易である。
第1図(e)は、第3導電膜9、第2導電膜6、n”a
−3i膜5の不要部、必要に応じa−3i膜4の不要部
ら除去した状態である。この状態で互いに分離されたソ
ース電極10とドレイン電極20が形成される。以上で
TF[が基本的に完成したねりであるが、以後必要に応
じコンタクト開孔等を経て各TPT観の配線を行なう。
b、実施例 (第3図) 本実施例は、実施例1の第3尋電膜9のリフトオフ(第
1図(c))をより容易にできる様、マスク膜としてレ
ジスト8と透明膜7の2層を用いたものである。
第3図(a)は、実施例1と同様第2導電膜6まで堆積
した後、透明膜7を堆積した状態である。
透明膜7には5iOxSSiNx等の絶縁膜やITO等
のと7電膜が用いられ、厚みは導電膜9より厚いことが
望ましい。第3図(b)は、ポジ5リレシスト8をコー
ト俊路面露光によってパターニングし、ざらにレジスト
8をマスク透明膜7をA−バーエッチした状態である。
その後第3図(c)の様に第3導電膜9の堆積後、レジ
スト8及び透明膜9の除去により第3導電膜9をパター
ニング、第3図(d)の様に第3導゛電膜9をマスク第
2導電膜6、n”a−3i膜5を選択エッチする。以後
は、実施例1と同様である。
(発明の効果) 本発明によるTPTは、例えばチャンネル艮8伽、チャ
ンネル艮40μでAン電流(VSG=VSD=15V)
が10−5△オーダーが19られ、従来例(第2図)の
10 ’A A−グーに比し約10イ8大きい。そのた
め高速性能や駆動能力が向上する。
主にa−3i膜を用いた例を)ボへてきたが、本発明は
多結晶Siや他の半導体薄膜にも適用されるし、nチャ
ンネルだりでなく低抵抗半導体膜′;7のη電型を逆に
することによりPチャネルにも応用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は本発明による1−F Tの製造
工程順の断面図、第2図(a)〜(d)は従来例による
TPTの製造工程順の断面図、第3図(a)〜(d)は
本発明の他の実滴例による製造工程順の断面図ひある。 1・・・基板、2・・・ゲート電極、3・・・ゲート絶
縁膜、4−Q−Si膜、5.15.25−rl” a−
3i膜、6.16.26・・・第2導電膜、7・・・透
明膜、8・・・レジスト、9,19.29・・・第3導
電膜、10・・・ソース電橋、20・・・ドレイン電橋
、40・・・チャンネル領域。 出願人  セイコー電子工業株式会社 2ヶ−1電極 第1図 従来のTPTの製造工杼頌吋面図 第2図 弔3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)透明絶縁基板上に不透明な第1導電膜によ
    るゲート電極を選択的に形成する第1工程、 (b)ゲート絶縁膜、高抵抗半導体薄膜、低抵抗半導体
    薄膜、第2導電膜を光が透過するに充分薄い厚みで順次
    堆積する第2工程、 (c)第2導電膜上にマスク膜を堆積する第3工程、 (d)前記基板の裏側からの前記ゲート電極をマスクと
    した光照射を利用して、前記ゲート電極の形状でかつ該
    電極より狭い幅で前記マスク膜を選択的に残す第4工程
    、 (e)第3導電膜を前記マスク膜及び第2導電膜上に堆
    積する第5工程、 (f)前記マスク膜を除去してマスク膜上の前記第3導
    電膜をリフトオフする第6工程、 (g)前記第3導電膜をマスクとして露出した第2導電
    膜を選択エッチする第7工程 (h)少なく共不要部の第3導電膜、第2導電膜及び低
    抵抗半導体薄膜を除去して、互い分離されたソース電極
    及びドレイン電極を第3導電膜、第2導電膜、低抵抗半
    導体薄膜により形成する第8工程 より成る薄膜トランジスタの製造方法。
  2. (2)前記第3工程におけるマスク膜がポジ型レジスト
    である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。
  3. (3)前記第3工程におけるマスク膜が第2導電膜に接
    する透明膜とその上のポジ型レジストの少なく共2層よ
    り成り、前記第4工程において前記基板裏側からの光照
    射でポジ型レジストをパターニングし、さらにこのレジ
    ストを用いて透明膜を選択的にオーバーエッチすること
    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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194740B1 (en) * 1997-07-16 2001-02-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Optical sensor
US6787808B1 (en) 1997-07-16 2004-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Optical sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194740B1 (en) * 1997-07-16 2001-02-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Optical sensor
US6787808B1 (en) 1997-07-16 2004-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Optical sensor
US7176495B2 (en) 1997-07-16 2007-02-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Optical sensor

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