JPS63283068A - 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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- JPS63283068A JPS63283068A JP11757987A JP11757987A JPS63283068A JP S63283068 A JPS63283068 A JP S63283068A JP 11757987 A JP11757987 A JP 11757987A JP 11757987 A JP11757987 A JP 11757987A JP S63283068 A JPS63283068 A JP S63283068A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
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】
[産業上の利用分野コ
この発明は大面積のアクティブマトリックス液晶ディス
プレイならびに3次元素子等に応用される多結晶シリコ
ン薄膜トランジスタに関するもので、特に、ソース、ド
レイン間のリーク電流を低減した多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタに関するものである。
プレイならびに3次元素子等に応用される多結晶シリコ
ン薄膜トランジスタに関するもので、特に、ソース、ド
レイン間のリーク電流を低減した多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタに関するものである。
[従来の技術]
従来の多結晶薄膜トランジスタは基板上に形成された半
導体、絶縁膜、ゲート、ソース、ドレイン等からなりソ
ースに対してドレインに一定のドレイン電圧を印加し、
ソースに対するゲートの電圧をコントロールすることに
より、活性層の上部界面に形成されるチャンネルを制御
して薄膜トランジスタをスイッチングするという駆動方
法が用いられている。
導体、絶縁膜、ゲート、ソース、ドレイン等からなりソ
ースに対してドレインに一定のドレイン電圧を印加し、
ソースに対するゲートの電圧をコントロールすることに
より、活性層の上部界面に形成されるチャンネルを制御
して薄膜トランジスタをスイッチングするという駆動方
法が用いられている。
[発明が解決しようとする問題点]
従来の多結晶薄膜トランジスタは以上のように構成され
ているので、基板絶縁膜と多結晶シリコン膜との界面状
態によっては活性層下部界面の工ネルギバンドがソース
、ドレイン部と同極性に曲がっている場合がある。その
ため活性層下部界面に常にチャンネル領域が形成される
状態となってソース、ドレイン間のリーク電流が増大し
、薄膜トランジスタのオフ電流が増加する。このリーク
電流を減少させるためには、活性層全体にソース、ドレ
イン部に対して異極性の不純物を注入する必要があった
。しかしこの方法では同時にしきい値電圧の増大を招く
という問題点があった。
ているので、基板絶縁膜と多結晶シリコン膜との界面状
態によっては活性層下部界面の工ネルギバンドがソース
、ドレイン部と同極性に曲がっている場合がある。その
ため活性層下部界面に常にチャンネル領域が形成される
状態となってソース、ドレイン間のリーク電流が増大し
、薄膜トランジスタのオフ電流が増加する。このリーク
電流を減少させるためには、活性層全体にソース、ドレ
イン部に対して異極性の不純物を注入する必要があった
。しかしこの方法では同時にしきい値電圧の増大を招く
という問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、活性層下部界面にチャンネルが形成されるこ
とを防止し、しきい値電圧を増加させることなくオフ電
流を低減させた薄膜1〜ランジスタを得ることを目的と
する。
たもので、活性層下部界面にチャンネルが形成されるこ
とを防止し、しきい値電圧を増加させることなくオフ電
流を低減させた薄膜1〜ランジスタを得ることを目的と
する。
[問題点を解決するための手段]
この発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、活性層
をなす多結晶シリコン薄膜のソース、ドレイン部の下部
界面にのみ賃極性不純物を注入したものである。
をなす多結晶シリコン薄膜のソース、ドレイン部の下部
界面にのみ賃極性不純物を注入したものである。
[作用]
この発明における薄膜トランジスタは、多結晶シリコン
薄膜の活性層下部のソースドレインの界面に注入した異
極性不純物が下部界面でのチャンネル形成を押え、オフ
電流の低減が可能となる。
薄膜の活性層下部のソースドレインの界面に注入した異
極性不純物が下部界面でのチャンネル形成を押え、オフ
電流の低減が可能となる。
[発明の実施例]
第1図を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
本実施例では発明の効果が最も顕著に現われる550℃
以下の低温で作成される薄膜トランジスタについて示し
たが、本発明の適用はこの例に限定されるものではない
。
以下の低温で作成される薄膜トランジスタについて示し
たが、本発明の適用はこの例に限定されるものではない
。
第1図(a)〜(f)はそれぞれ本発明の一実施例とし
ての各プロセスにおける素子断面を示す図である。本発
明を実施するにあたり、少なくと ゛も表面が絶縁
物質である基板としてパイレックスガラス基板11を用
い、第1図(a )に示すようにまず有機洗浄および酸
洗浄をしたパイレックスガラス基板上に真空蒸着法によ
り500Aの多結晶シリコン薄膜12を蒸着した後、ボ
ロンイオンIIB+を30KeVr、4.4X10”個
/Cm2注入した。この条件で注入すると、1B+イオ
ンの注入後の分布は、第2図に示ずようになり、活性層
最下面での”B+濃度は2x10uB/cm−”になる
′。次いで活性層をパターニングで形成した。次いで第
1図(b)に示すように常圧CVD法により、420℃
でゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜13を500A堆
積し、酸素雰囲気中で550℃、2時間アニールを行な
い、シリコン酸化膜13の緻密化を図った。次いで第1
図(C,)に示すように、前述の真空蒸着法で多結晶シ
リコン膜14を500A堆積した後、この上に常圧CV
D法でシリコン酸化膜15を500A堆積した後、パタ
ーニングしてゲート電極を形成した。次に第1図(d
)に示すようにリンイオン81P+を50KeVで、1
.5X10”個/cm2注入した。その後層間絶縁膜と
なるシリコン酸化膜16を常圧CVD法で500A堆積
し、リンイオン8Tp+活性化のために窒素雰囲気中5
50℃で70時間アニールを行なった。このアニールを
終了した後で”B+イオンの分布はほとんど変化しない
ことはSIMS(Secondary JonMas
s 5pectroscopy )によって既に確認し
ている。次に第1図(e )に示すようにソースおよび
ドレイン部のコンタクトホール17および18を開口し
、スパッタ法でA、lSiを5000人堆積した後、第
1図(f)に示すようにソース電極19およびドレイン
電極20をパターニングした。
ての各プロセスにおける素子断面を示す図である。本発
明を実施するにあたり、少なくと ゛も表面が絶縁
物質である基板としてパイレックスガラス基板11を用
い、第1図(a )に示すようにまず有機洗浄および酸
洗浄をしたパイレックスガラス基板上に真空蒸着法によ
り500Aの多結晶シリコン薄膜12を蒸着した後、ボ
ロンイオンIIB+を30KeVr、4.4X10”個
/Cm2注入した。この条件で注入すると、1B+イオ
ンの注入後の分布は、第2図に示ずようになり、活性層
最下面での”B+濃度は2x10uB/cm−”になる
′。次いで活性層をパターニングで形成した。次いで第
1図(b)に示すように常圧CVD法により、420℃
でゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜13を500A堆
積し、酸素雰囲気中で550℃、2時間アニールを行な
い、シリコン酸化膜13の緻密化を図った。次いで第1
図(C,)に示すように、前述の真空蒸着法で多結晶シ
リコン膜14を500A堆積した後、この上に常圧CV
D法でシリコン酸化膜15を500A堆積した後、パタ
ーニングしてゲート電極を形成した。次に第1図(d
)に示すようにリンイオン81P+を50KeVで、1
.5X10”個/cm2注入した。その後層間絶縁膜と
なるシリコン酸化膜16を常圧CVD法で500A堆積
し、リンイオン8Tp+活性化のために窒素雰囲気中5
50℃で70時間アニールを行なった。このアニールを
終了した後で”B+イオンの分布はほとんど変化しない
ことはSIMS(Secondary JonMas
s 5pectroscopy )によって既に確認し
ている。次に第1図(e )に示すようにソースおよび
ドレイン部のコンタクトホール17および18を開口し
、スパッタ法でA、lSiを5000人堆積した後、第
1図(f)に示すようにソース電極19およびドレイン
電極20をパターニングした。
最後に水素雰囲気中440℃で30分間アニールを行な
った後水素プラズマで水素化を行なった。
った後水素プラズマで水素化を行なった。
水素化は基板温度300℃、水素/窒素比1対1、圧力
I Torr SRfpower、 280mw/cm
2、処理時間5時間で行なった。第3図は上記のように
して作成した薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン
電流特性を示したものである。Aは上記の実施例で作成
したもの、Bは活性層下部界面にソース、ドレイン部に
対して弄極性不純物を注入していないものである。なお
この薄膜トランジスタのチャンネル長およびチャンネル
幅は共に10μmであり、ソースに対するドレインのバ
イアス電圧は+1■である。第3図より明らかなように
活性層下部に”B+を注入することでし・きい値電圧を
増大させることなくオフ電流を低減していることがわか
る。なお、上記実施例では活性層下部へのイオン注入条
件として注入電圧30KeVで注入14.4X10”個
/Cm2で行なったが、活性層としての多結晶シリコン
膜の膜質によってオフ電流に対する効果は変わるために
、成膜条件に応じて最適化する必要があるが、この範囲
は、活性層最下面での注入量としておおよそ5X10”
cnr ”から5X10’ 8cm−’ (7)範囲に
ある。
I Torr SRfpower、 280mw/cm
2、処理時間5時間で行なった。第3図は上記のように
して作成した薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン
電流特性を示したものである。Aは上記の実施例で作成
したもの、Bは活性層下部界面にソース、ドレイン部に
対して弄極性不純物を注入していないものである。なお
この薄膜トランジスタのチャンネル長およびチャンネル
幅は共に10μmであり、ソースに対するドレインのバ
イアス電圧は+1■である。第3図より明らかなように
活性層下部に”B+を注入することでし・きい値電圧を
増大させることなくオフ電流を低減していることがわか
る。なお、上記実施例では活性層下部へのイオン注入条
件として注入電圧30KeVで注入14.4X10”個
/Cm2で行なったが、活性層としての多結晶シリコン
膜の膜質によってオフ電流に対する効果は変わるために
、成膜条件に応じて最適化する必要があるが、この範囲
は、活性層最下面での注入量としておおよそ5X10”
cnr ”から5X10’ 8cm−’ (7)範囲に
ある。
[発明の効果〕
以上のようにこの発明による薄膜トランジスタの製造方
法によれば、薄膜トランジスタの活性層をなず多結晶シ
リコン膜のソース、ドレイン部の下部界面にのみ異極性
不純物を注入するよう形成したので、活性層下部界面に
チャンネルが形成されることを防止でき、しきい値電圧
を増加させることなくソース、ドレイン間のリーク電流
を低減でき、薄膜トランジスタ特性を向上できるという
効果がある。
法によれば、薄膜トランジスタの活性層をなず多結晶シ
リコン膜のソース、ドレイン部の下部界面にのみ異極性
不純物を注入するよう形成したので、活性層下部界面に
チャンネルが形成されることを防止でき、しきい値電圧
を増加させることなくソース、ドレイン間のリーク電流
を低減でき、薄膜トランジスタ特性を向上できるという
効果がある。
これによりS OI (S 1licon on I
n5ulator)デバイスや液晶ディスプレイ表示素
子用薄膜トランジスタへの応用が期待できるという効果
がある。
n5ulator)デバイスや液晶ディスプレイ表示素
子用薄膜トランジスタへの応用が期待できるという効果
がある。
第1図(a )〜(f)は本発明の一実施例による多結
晶シリコン薄膜トランジスタの製造プロセスにおける素
子断面を示す図である。 第2図は本発明の一実施例により製造した薄膜トランジ
スタの不純物濃度(11B+イオン)の分布を示す図で
ある。 第3図は本発明の一実施例により製造した薄膜トランジ
スタと従来方法で製作した薄膜トランジスタのゲート電
圧対ドレイン電流特性を比較した図である。 第1図において11はパイレックスガラス(絶縁基板)
、12は多結晶シリコン薄膜(活性層)、13はシリコ
ン酸化膜(ゲート絶縁膜)、14は多結晶シリコン膜く
ゲート電極)、15はシリコン酸化m<不純物注入深さ
制御酸化膜)、16はシリコン酸化膜〈層間絶縁膜)、
17はコンタクトホール(ソース部)、18はコンタク
トホール(ドレイン部)、19はA艶Si (ソース
電極)、20はAfLS+ <トレイン電極)を示す
。 第3図においてAは活性層下部に11 B+を注入した
サンプル、Bは活性層下部に1181を注入しないサン
プルのデータを示す。
晶シリコン薄膜トランジスタの製造プロセスにおける素
子断面を示す図である。 第2図は本発明の一実施例により製造した薄膜トランジ
スタの不純物濃度(11B+イオン)の分布を示す図で
ある。 第3図は本発明の一実施例により製造した薄膜トランジ
スタと従来方法で製作した薄膜トランジスタのゲート電
圧対ドレイン電流特性を比較した図である。 第1図において11はパイレックスガラス(絶縁基板)
、12は多結晶シリコン薄膜(活性層)、13はシリコ
ン酸化膜(ゲート絶縁膜)、14は多結晶シリコン膜く
ゲート電極)、15はシリコン酸化m<不純物注入深さ
制御酸化膜)、16はシリコン酸化膜〈層間絶縁膜)、
17はコンタクトホール(ソース部)、18はコンタク
トホール(ドレイン部)、19はA艶Si (ソース
電極)、20はAfLS+ <トレイン電極)を示す
。 第3図においてAは活性層下部に11 B+を注入した
サンプル、Bは活性層下部に1181を注入しないサン
プルのデータを示す。
Claims (1)
- 多結晶シリコン薄膜を半導体活性層とするMIS型電界
効果トランジスタを形成する多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタの製造方法において、絶縁物質である基板を準備
し、前記基板上に多結晶シリコン膜を形成し、前記多結
晶シリコン膜下面へ第1の極性を有する不純物を注入し
、前記多結晶シリコン膜上にゲート絶縁膜となるシリコ
ン酸化膜を形成し、前記シリコン酸化膜上にゲート電極
となる多結晶シリコン膜を形成し、前記多結晶シリコン
膜上にシリコン酸化膜を形成し、次いで前記多結晶シリ
コン膜下面へ注入した第1の極性に対して異なる極性を
有する不純物を前記シリコン酸化膜上に注入し、その後
前記トランジスタの残余の製造工程を行なうことを特徴
とする薄膜トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11757987A JPS63283068A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11757987A JPS63283068A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63283068A true JPS63283068A (ja) | 1988-11-18 |
Family
ID=14715312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11757987A Pending JPS63283068A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63283068A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0637110A (ja) * | 1992-02-28 | 1994-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜トランジスターの製造方法 |
JPH06252401A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-09 | American Teleph & Telegr Co <Att> | Mosトランジスタ |
US5397718A (en) * | 1992-02-21 | 1995-03-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing thin film transistor |
US7479939B1 (en) | 1991-02-16 | 2009-01-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device |
Citations (4)
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JPS58123764A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-23 | Seiko Epson Corp | 半導体集積回路装置及び製造方法 |
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JPS60126867A (ja) * | 1983-12-13 | 1985-07-06 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-14 JP JP11757987A patent/JPS63283068A/ja active Pending
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