JPS6292371A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、アモルファスシリコンを活性層とする薄膜ト
ランジスタおよびその製造方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来よりアモルファスシリコン（以下ａ−８１と称する
）を活性層とする薄膜トランジスタは、絶縁性基板の表
面に形成したゲート電極上にｓｉＮゲート絶縁膜とａ　
−８１膜とを１１重積層形成するスタガー構造が多く提
案されてきた。例えばアプライドフィジックス（Ａｐｐ
ｌ　、Ｐｈｙｓ、Ｌ＠ｔ１３　Ｂ（１０）’８１．Ｐ７
９４．）　　に開示されているようにＳＩＮとａ−８１
とを連続形成して界面へのガス吸着を防止し、トランジ
スタ特性の向上を図っている。

しかしながら、このような製造方法によると、８１Ｎ膜
とａ−８１膜とを同一真空雰囲気中で真空を破らずに一
括形成するが、とのａ−８１膜形成後に一旦真空を破り
、ａ−８１膜をａ−８ｉ薄膜トランジスタの形状に加工
する工程と、ソース、ドレイン電極を形成するための金
属材料の膜形成工程と、その微細加工工程とを経るので
、ａ−８１膜が大気にさらされることになシ、この結果
、ａ−８１膜の表面にナチュラルオキサイドが生じ、ソ
ース。

ドレイン電極とのコンタクトが低下し、オン電流の低下
とトランジスタ特性の立上ｂｂが劣化するという問題が
あった。このナチュラルオキサイドが通常の雰囲気中で
生じることは、例えば文献Ｊ、ＡＰ円、Ｐｈｙｓ、５４
　（１１）’８３．Ｐ６６２８　　で明らかにされてお
り、その厚さは約６０Ａ程度である。また、微細加工工
程でフォレジストの熱処理を行なえば、ナチュラルオキ
サイドの生成が加速されることが推定される。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ナチュラルオキサイドの生成を防止し
、良好なトランジスタ特性が得られる薄膜トランジスタ
およびその製造方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の一実施例によれば、ゲート絶縁膜と１−８１膜
とソース、ドレイン電極とを真空雰囲気中で真空を破ら
ずに一括して連続形成することによシ、畠−８ｉ膜とソ
ース、ドレイン電極との界面にナチュラルオキサイドが
生成しない薄膜］・ランジスタおよびその製造方法が提
供される。

〔発明の実施例〕

次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図ないし第５図は本発明による薄膜トランジスタの
製造方法の一実施例を説明するだめの二「程断面図であ
る。まず、第１図に示すように絶縁性基板として例えけ
ガラス基板１−ＬにＣｒを約１ｏｏｏＸの厚さにスパッ
タリングしてＣｒＩＩ！１１を形成し、これを通常のフ
ォトリンク２フイ技術で加工してゲート電極２を形成す
る。次に第２図に示すようにゲート電極２が形成された
ガラス基板１上にゲート絶縁膜として例えばＳＩＮ絶縁
膜３゜ａ−８ｌ膜４およびコンタクト川ｎ　　−ａｓｉ
　［５をそれぞれ約１０００〜４０００Ａ　、約１ｏｏ
ｏ〜４ｏｏ。

Ｘ、約４００〜２０００Ｘ　　の厚さに真空を破らず、
同一真空雰囲気中でプラズマＣＶＤ法にょシ順次連続成
膜する。この場合、前述した各膜３，４゜５け同一真空
中であるが、互いに隔離された真空室で成膜される。ま
た、この場合、これらの各膜３．４．５は、７ランガス
と、アンモニアガスと、窒素ガスとを適宜混合してガラ
ス基板１温度約３００℃でプラズマ放電すれば容易に形
成できる。

さらにこれらの各膜３，４．５の膜厚は約１０００Ｘか
ら約１００００１の範囲内にあれば、何ら全く問題はな
い。次に、引き続き前述と同様に真空を破らずに隣接す
るチャンバーに移送しＡｒ雰囲気中でＣｒをスパッタリ
ングしてｎ　　　ａ８１膜５上に厚さ約１０００〜２０
００Ｘの金属膜６を形成する。

しかる後、これらの膜２〜６が形成されたガラス基板１
を真空雰囲気中から大気中に取シ出し、金属膜６上のゲ
ート電極２と対応する表面に所定寸法幅を有するレジス
トパターンＴを形成し、とのレジストパターンＴをマス
クとして例えばＣｒのエツチングを硝酸第２セリウムア
ンモンで、ｎ−ａＳｉ及びａ−８ｉのエツチングをＣＦ
４プラズマで第３図に示すような島状パターンに加工す
る。

次に前述したレジストパターンＴを除去し、引き＝４− 続き、前記島状に加工された金属膜６およびＳＩＮ絶縁
膜３上に図示１−々いが所定寸法のレジストパタンを形
成し、これをマスクとしてＳＩＮ絶縁膜３の周辺部分を
ＮＨ４Ｆ＋！：ＨＦとの混合液を用いてエツチング除去
して第３図に示すように比較的大きな島状パターンに加
工する。この場合、　８１Ｎ絶縁膜３のパターニングお
よＵ　ａ　　Ｓ　ｉＭ　４　、　ｎ”−ａＳｉ膜５．金
属膜６の３層パターニングはどちらを先に行なっても良
い。次に金ＭＭ８の中央部分を除く全表面に図示しない
レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマ
スクトシて例えば、硝酸第２セリウムアンモ／水溶液で
Ｃｒをエツチングし、ＣＦ４プラズマでｎ”−ａｓｉを
エツチングし、第４図に示すようにａ−８１膜４０チャ
ンネル部４ａを形成するとともに、ソース電極８および
ドレイン電極９を形成する。次に前述したレジストパタ
ーン（マスク）を除去した後、表面に露出したソース電
極８．ドレイン電極９および８１Ｎ絶縁膜３上に例えば
、ｌを約４０００〜１００００Ａ　　の厚さにスパッタ
リングしてＡｌ膜を形成し、これを通常の７オトリソグ
ラフイ技術で加工し７て第５図に示すようにソース配線
１１およびドレイン配線１２をそれぞれ形成し、さらに
その上面に図示され々いが、例えばＳｉＯ２，ＳＩＮあ
るいは有機樹脂々どパッシベーション膜を形成して薄膜
トランジスタを完成する。

このような方法によれば、ケート電極２を形成したガラ
ス基板１上に８１Ｎ絶縁膜３．ａ−８ｉ膜４、ｎ　　　
ａｓｉ膜５およびソース１１ＥＭ８　、ドレイン電極９
としての金属膜６が同一真空雰囲気中で一括して連続形
成できるので、ａ−８１膜４のコンタクト部が大気中に
さらされることがなくなシ、したがって息−８１膜４と
ソース電極８．ドレイン電極９との界面にナチュラルオ
キサイドの発生を防止することができる。

第６図および第７図は本発明による薄膜トランジスタの
製造方法の他の実施例を説明するための工程断面図であ
る。まず、第６図に示すようにゲート電極２が形成され
たガラス基板１上にゲート絶縁膜として８１Ｎ　絶縁膜
３．＆−８ｉ膜４．ｎ＋−ａｓｉ膜５および金属膜６を
それぞれ約１０００〜４０００Ａ、約１０００〜４００
０Ａ　、約４００〜２゜００Ａおよび約１０００〜２０
０ＯＡの厚さに真空を破らず、同一真空中でプラズマＣ
ＶＤ法により順次連続成膜する。しかる後、金属膜６上
のゲート電＆２と対応する中央部分を除く表面に所定寸
法幅を有するレジストパターン１１を形成し、このレジ
ストパターン１１をマスクとして例えば硝酸第２セリウ
ムアンモン水溶液でＣｒをエツチングし、ＣＦ４プラズ
マでｎ　−ａｓｌをエツチングし、第７図に示すように
艮−８１膜４のチャンネル部４ａを形成するとともにソ
ース配線１０およびドレイン配線１１を形成し、１．か
る後、図示されないがその上面にパッシベーション膜を
形成して薄膜トランジスタを完成する。

このような方法においても前述と全く同様の効果が得ら
れるとともに、ｎ”　−ａｓｉ膜５上に金属膜６が形成
されるので、ソース配ｆｆＭｌＯ，Ｉ’レイン配線１１
とソース電極、ドレイン電極とが同時に形成することが
でき、製造工程を短縮するととができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれは、ａ−８ｔ膜とソー
ス′に極、ドレイン電極との界面にナチュラルオキサイ
ドの生成を防止できるので、トランジスタ％性の良好な
ＷＡ換トランジスタが生産性良く得られるなどの極めて
優れた効果が得られる。。

【図面の簡単な説明】

ｔｉｃ１図ないしＭ５図は本発明による薄膜トランジス
タおよびその製造方法の一実施例を示す工程断面図、第
６図および第７図は本発明の他の実施例を示す工程断面
図である。 １・・争拳ガラス基板、２・拳・・ゲート電極、３・・
・・ＳｉＮ絶縁膜、４ｍｍｍ＊１１　８１膜、５・・・
・ｎ”−ａｓｌ膜、６・・・・金属膜、Ｔ・−争・レジ
ストバター／、８・−−・ソース電極、９・−・舎ドレ
イン電極、１０・・・拳ソース配線、１１・・・・ドレ
イン配線０　　　　７、−Ｌｎ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　リフ琺　　　　　　　　　
　　　　　　味 昧　　　　　　　派

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、アモルフ
   ァスシリコン膜およびソース、ドレイン電極を順次形成
   してなる薄膜トランジスタにおいて、前記アモルファス
   シリコン膜を少なくともソース、ドレイン電極配線とゲ
   ート絶縁膜との間に挾持させたことを特徴とする薄膜ト
   ランジスタ。 ２、絶縁性基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、アモル
   ファスシリコン膜およびソース、ドレイン電極を順次積
   層形成してなる薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート
   絶縁膜、アモルファスシリコン膜およびソース、ドレイ
   ン電極を同一真空雰囲気中で連続形成することを特徴と
   した薄膜トランジスタの製造方法。