JPS63146436A - 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Info
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- JPS63146436A JPS63146436A JP29238586A JP29238586A JPS63146436A JP S63146436 A JPS63146436 A JP S63146436A JP 29238586 A JP29238586 A JP 29238586A JP 29238586 A JP29238586 A JP 29238586A JP S63146436 A JPS63146436 A JP S63146436A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
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】
(技術分野〕
本発明は透明絶縁基板上に活性層としてポリSiを形成
する薄膜トランジスターの製造方法に関する。
する薄膜トランジスターの製造方法に関する。
一般に、等倍センサー、あるいは液晶ディスプレイ、液
晶プリンタ等を駆動する大面積絶縁基板上に高密度に配
置された薄膜トランジスター(以下、TPTと称する)
は、その高速応答性能が最も重要である。そのためには
TPTの活性層における電子移動度を上げ、トランジス
ターの応答時間を短縮する必要がある。ちなみに応答時
間で、dは次式で表される。
晶プリンタ等を駆動する大面積絶縁基板上に高密度に配
置された薄膜トランジスター(以下、TPTと称する)
は、その高速応答性能が最も重要である。そのためには
TPTの活性層における電子移動度を上げ、トランジス
ターの応答時間を短縮する必要がある。ちなみに応答時
間で、dは次式で表される。
τPd= 4 L”/ 3 μnV。
但し、L:チャネル長(一定)
μn:電子移動度
vO:供給電圧(一定)
上記の式より、応答時間を短縮するには電子移動度を大
きくする必要があり、この電子移動度は活性層中の結晶
粒径によって支配されている。
きくする必要があり、この電子移動度は活性層中の結晶
粒径によって支配されている。
そのため、従来のTPTにおいては、活性層として使用
されるポリSi層を第2図に示されるように透明絶縁基
板上に減圧CVD法により膜厚1000Å以下で作成し
、その後このポリSi層にSi゛をイオン注入法により
注入し、活性層を完全に非晶質化させて非晶質Si層3
とする。そして、その後この非晶質層3を不活性ガス中
にて600℃以上の温度でアニールし、同相エピタキシ
ャル法により結晶成長させて結晶粒径を大きくし、電子
移動度を上げるようにしていた。
されるポリSi層を第2図に示されるように透明絶縁基
板上に減圧CVD法により膜厚1000Å以下で作成し
、その後このポリSi層にSi゛をイオン注入法により
注入し、活性層を完全に非晶質化させて非晶質Si層3
とする。そして、その後この非晶質層3を不活性ガス中
にて600℃以上の温度でアニールし、同相エピタキシ
ャル法により結晶成長させて結晶粒径を大きくし、電子
移動度を上げるようにしていた。
しかしながら、このような従来法による場合。
Si゛イオンの注入によってポリSi層を完全に非晶質
するためにポリS1膜厚を1000Å以下とするので、
膜厚がバラツキやすく、ひいてはトランジスター化した
場合に特性の再現性が得にくいという問題点を有する。
するためにポリS1膜厚を1000Å以下とするので、
膜厚がバラツキやすく、ひいてはトランジスター化した
場合に特性の再現性が得にくいという問題点を有する。
膜厚がバラツクと電気特性が変化する理由は、第3図に
示すように膜厚が薄い状態ではIon、Ioff、すな
わちトランジスターのon、off時の電流が急激に変
化しやすく、膜厚制御がトランジスター特性を左右する
大きな要因となるものである。
示すように膜厚が薄い状態ではIon、Ioff、すな
わちトランジスターのon、off時の電流が急激に変
化しやすく、膜厚制御がトランジスター特性を左右する
大きな要因となるものである。
本発明は活性層としてポリSi層を用いる場合の上記し
た如き従来の問題点を解消し、高速動作が可能で、しか
も再現性の良い電気特性が得られるTFTを歩留りよく
製造し得る方法を提供することを目的とするものである
。
た如き従来の問題点を解消し、高速動作が可能で、しか
も再現性の良い電気特性が得られるTFTを歩留りよく
製造し得る方法を提供することを目的とするものである
。
すなわち本発明は透明絶縁基板上に活性層としてポリS
iを形成する4暎トランジスターの製造方法において、
活性層としてのポリSiとして。
iを形成する4暎トランジスターの製造方法において、
活性層としてのポリSiとして。
基板上に1000Å以上の膜厚で形成したポリSL層表
面にSioのイオンを注入して1000Å以下の非晶質
Si層を形成し、その後不活性ガス中で600℃以上の
温度でアニール処理したものを使用することを特徴とす
るものである。
面にSioのイオンを注入して1000Å以下の非晶質
Si層を形成し、その後不活性ガス中で600℃以上の
温度でアニール処理したものを使用することを特徴とす
るものである。
ちなみに、本発明者らは透明絶縁基板上に形成するポリ
Si層の膜厚を1000Å以上とすることにより膜厚の
バラツキをなくし、このポリSi層へのSi4イオンの
注入を1000Å以下として非晶質化し、これをアニー
ル処理すれば非晶質層の結晶成長により結晶粒径の大き
いポリSiが結晶粒径の小さなポリSL上に形成され、
高速応答性゛が得られるとともにトランジスターの特性
向上が達成されるという知見を得た0本発明はこのよう
な知見に基づいて完成したものである。
Si層の膜厚を1000Å以上とすることにより膜厚の
バラツキをなくし、このポリSi層へのSi4イオンの
注入を1000Å以下として非晶質化し、これをアニー
ル処理すれば非晶質層の結晶成長により結晶粒径の大き
いポリSiが結晶粒径の小さなポリSL上に形成され、
高速応答性゛が得られるとともにトランジスターの特性
向上が達成されるという知見を得た0本発明はこのよう
な知見に基づいて完成したものである。
以下に本発明を添付図面を参照して説明する。
第1図は本発明工程を示すものである。この第1図にお
いて、1は石英等の透明絶縁基板であり(a)、この透
明絶縁基板1上には減圧CVD法によりポリSi層2を
形成する(b)、このポリSi層2の膜厚は膜厚のバラ
ツキをなくすために1000Å以上必要である0次に、
このポリSi層2にS1゛をイオン注入法により注入し
てポリSiを非晶質化させる(c)。このイオン注入に
よって非晶質化された非晶質層3の厚さは1000Å以
下とする。すなわち第1図(c)に示されるように非晶
質層3の下にポリSi層2が残存するようにイオン注入
エネルギーを設定する。そしてポリSi層に注入するS
i”イオンは5X10”/aJ以上とする1次いで、こ
れを不活性ガス中で600℃以上の温度でアニール処理
を施す、このアニール処理により非晶質層3は結晶成長
し、結晶粒径の大きいポリSi層4となる(d)、これ
により、TPTの活性層が結晶粒径の小さなポリSi層
2とその上の結晶粒径が比較的大きなポリ51M4とで
構成されるようになる。
いて、1は石英等の透明絶縁基板であり(a)、この透
明絶縁基板1上には減圧CVD法によりポリSi層2を
形成する(b)、このポリSi層2の膜厚は膜厚のバラ
ツキをなくすために1000Å以上必要である0次に、
このポリSi層2にS1゛をイオン注入法により注入し
てポリSiを非晶質化させる(c)。このイオン注入に
よって非晶質化された非晶質層3の厚さは1000Å以
下とする。すなわち第1図(c)に示されるように非晶
質層3の下にポリSi層2が残存するようにイオン注入
エネルギーを設定する。そしてポリSi層に注入するS
i”イオンは5X10”/aJ以上とする1次いで、こ
れを不活性ガス中で600℃以上の温度でアニール処理
を施す、このアニール処理により非晶質層3は結晶成長
し、結晶粒径の大きいポリSi層4となる(d)、これ
により、TPTの活性層が結晶粒径の小さなポリSi層
2とその上の結晶粒径が比較的大きなポリ51M4とで
構成されるようになる。
なお、上述のようにしてポリSi層4を形成した後、所
望によりポリSi層4にH゛イオン注入を行うか、もし
くはH2中で400℃程度の温度によるアニール処理を
施すようにしてもよい。
望によりポリSi層4にH゛イオン注入を行うか、もし
くはH2中で400℃程度の温度によるアニール処理を
施すようにしてもよい。
これらは結晶粒径が大きくなったポリSiの粒界のター
ミネータ剤として使用する。これにより、粒界部での電
流のリークが軽減でき、Ioffが減少する。またSi
−Si粒界でのショットキー型のバリアポテンシャル
が低くでき、その結果電子移動度は増加する。
ミネータ剤として使用する。これにより、粒界部での電
流のリークが軽減でき、Ioffが減少する。またSi
−Si粒界でのショットキー型のバリアポテンシャル
が低くでき、その結果電子移動度は増加する。
その後、上述の如き活性層を用いて常法によりTPTを
作製する。
作製する。
かくして得られるTPTはその活性層が上記のように構
成されているため、活性層の上層をなす通常の減圧CV
D法によって形成されるポリSiよりも結晶粒径の大き
いポリSi層により、電子移動度が大きくなり、従って
トランジスターの応答時間が短くなる。また、活性層の
下層をなす結晶粒径の小さいポリSiは上層をなす結晶
粒径の大きなポリSiに比べて比抵抗値が大きいため、
トランジスターがoff状態では電流値が低減する。こ
れによりoff状態でのリーク電流が減少し、論理回路
の誤動作の防止および消費電力の低下が可能となる。
成されているため、活性層の上層をなす通常の減圧CV
D法によって形成されるポリSiよりも結晶粒径の大き
いポリSi層により、電子移動度が大きくなり、従って
トランジスターの応答時間が短くなる。また、活性層の
下層をなす結晶粒径の小さいポリSiは上層をなす結晶
粒径の大きなポリSiに比べて比抵抗値が大きいため、
トランジスターがoff状態では電流値が低減する。こ
れによりoff状態でのリーク電流が減少し、論理回路
の誤動作の防止および消費電力の低下が可能となる。
次に実施例を示す。
実施例
第1図の工程図に従って基板上に活性層を形成した。
基板1としては厚さ1.0m■〜1 、6mmの石英基
板を用い、この基板1上に下記の条件で減圧CVD法に
より膜厚1000〜10000人のポリSi層2を形成
した。
板を用い、この基板1上に下記の条件で減圧CVD法に
より膜厚1000〜10000人のポリSi層2を形成
した。
製膜温度二600〜700℃
製膜圧カニ 0.1〜10Torr
ガ ス: 5IH4(99,999%)得られたポ
リSi層2の表面からイオン注入法によりSi゛イオン
を下記の条件で膜厚300〜1000人となるように注
入した。
リSi層2の表面からイオン注入法によりSi゛イオン
を下記の条件で膜厚300〜1000人となるように注
入した。
注入エネルギー: 10KeV〜80KeVドーズ量
: 5 Xl013〜5X10”/an?Si゛イオン
の注入後、下記の条件でアニール処理を施した。
: 5 Xl013〜5X10”/an?Si゛イオン
の注入後、下記の条件でアニール処理を施した。
雰囲気 二N2
処理温度二600〜900℃
処理時間=1〜200時間
続いて、下記の条件でH2処理を施した。
雰囲気 :Hよ
処理温度:400℃
処理時間:1〜3時間
得られた第1図の(d)に示される如き活性層を用い、
常法に従ってコプレーナ型TPTを作製した。こうして
作製したTPTの応答時間は従来が400〜1000
n5ecだったのに比べ10〜30nseeのように向
上した。また、off状態でのリーク電流も減少し、電
気特性の再現性も良くなった。また、膜厚のバラツキが
なくなるために作製時の歩留りが向上した。
常法に従ってコプレーナ型TPTを作製した。こうして
作製したTPTの応答時間は従来が400〜1000
n5ecだったのに比べ10〜30nseeのように向
上した。また、off状態でのリーク電流も減少し、電
気特性の再現性も良くなった。また、膜厚のバラツキが
なくなるために作製時の歩留りが向上した。
夏−一来
以上のような本発明によれば、TPTの高速動作が可能
となり、電気特性の再現性が良くなり、しかも作製工程
での歩留りも向上するという効果を有する。
となり、電気特性の再現性が良くなり、しかも作製工程
での歩留りも向上するという効果を有する。
第1図は本発明方法に従ってTPTの活性層を作製する
場合の工程説明図である。 第2図は従来の方法におけるTPTの活性層を作製する
場合の説明図である。 第3図はポリSi膜厚とドレイン電流との関係図である
。
場合の工程説明図である。 第2図は従来の方法におけるTPTの活性層を作製する
場合の説明図である。 第3図はポリSi膜厚とドレイン電流との関係図である
。
Claims (1)
- 1、透明絶縁基板上に活性層としてポリSiを形成する
薄膜トランジスターの製造方法において、活性層として
のポリSiとして、基板上に1000Å以上の膜厚で形
成したポリSi層表面にSi^+のイオンを注入して1
000Å以下の非晶質Si層を形成し、その後不活性ガ
ス中で600℃以上の温度でアニール処理したものを使
用することを特徴とする薄膜トランジスターの製造方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29238586A JPS63146436A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 薄膜トランジスタ−の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29238586A JPS63146436A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 薄膜トランジスタ−の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63146436A true JPS63146436A (ja) | 1988-06-18 |
Family
ID=17781104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29238586A Pending JPS63146436A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 薄膜トランジスタ−の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63146436A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63236309A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Nippon Soken Inc | 半導体素子及びその製造方法 |
JPH03105913A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-02 | Nec Corp | 半導体薄膜の製造方法およびこれを用いた薄膜トランジスタの製造方法 |
US5266816A (en) * | 1991-01-25 | 1993-11-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polysilicon thin film semiconductor device containing nitrogen |
JPH07153956A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-06-16 | Gold Star Electron Co Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
JPH07231095A (ja) * | 1994-02-01 | 1995-08-29 | Lg Semicon Co Ltd | 薄膜トランジスタの製造方法 |
JPH0992839A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-04 | Nec Corp | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
US6188085B1 (en) * | 1993-06-10 | 2001-02-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film transistor and a method of manufacturing thereof |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP29238586A patent/JPS63146436A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63236309A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Nippon Soken Inc | 半導体素子及びその製造方法 |
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US6255146B1 (en) | 1993-06-10 | 2001-07-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film transistor and a method of manufacturing thereof |
JPH07153956A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-06-16 | Gold Star Electron Co Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
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JPH0992839A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-04 | Nec Corp | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
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