JPH01767A - thin film transistor - Google Patents

thin film transistor

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JPH01767A
JPH01767A JP62-73620A JP7362087A JPH01767A JP H01767 A JPH01767 A JP H01767A JP 7362087 A JP7362087 A JP 7362087A JP H01767 A JPH01767 A JP H01767A
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thin film
layer
film transistor
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gas
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明は電界効果型等の薄膜トランジスタ、とりわけ、
結晶性の半導体層を有するのに適した構成の薄膜トラン
ジスタに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to thin film transistors such as field effect type transistors, particularly,
The present invention relates to a thin film transistor having a structure suitable for having a crystalline semiconductor layer.

[従来の技術] 近年、画像読取用としての長尺化−次元フォトセンサー
や大面積化二次元フォトセンサー等の画像読取装置の走
査回路部、あるいは液晶(LCと略記する)や、エレク
トロクロミー材料(ECと略記する)或いはエレクトロ
ルミネッセンス材料(ELと略記する)を利用した画像
表示デバイスの駆動回路部を、これ等の表示部の大面積
化に併って所定の基板上に形成したシリコンf4膜を素
材として電界効果薄膜トランジスタを形成することで構
成することが提案されている。
[Prior Art] In recent years, scanning circuit sections of image reading devices such as long-dimensional photo sensors and large-area two-dimensional photo sensors for image reading, liquid crystal (abbreviated as LC), and electrochromic The driving circuit section of an image display device using an electroluminescent material (abbreviated as EC) or an electroluminescent material (abbreviated as EL) is formed on a predetermined substrate in line with the increase in the area of these display sections. It has been proposed to form a field effect thin film transistor using an f4 film as a material.

かかる目的を持った薄膜トランジスタに要求されるのは
、高速で動作が可能であること、製造プロセスが簡単で
あること。クリーンな場面をつくれること、低温で作成
できることである。従来の半導体プロセスではトランジ
スタの活性層を多結晶化し高速動作を行なわせようとし
ている。しかしながら高温のプロセスを使用するこやイ
オン注入を用いたセルファライン法でもコストも高くな
り、またマスクの数も多くなるという欠点があった。又
、従来のプロセスは半導体層と絶縁層の界面がエツチン
グ液にさらされるという欠点もあった。
Thin film transistors for this purpose are required to be capable of high-speed operation and to have a simple manufacturing process. The ability to create clean scenes and the ability to create at low temperatures. In conventional semiconductor processes, the active layer of a transistor is made polycrystalline to enable high-speed operation. However, even the self-line method using high-temperature processes and ion implantation has the drawbacks of high cost and a large number of masks. Additionally, the conventional process has the disadvantage that the interface between the semiconductor layer and the insulating layer is exposed to the etching solution.

即ち、絶縁性基板上の薄膜トランジスタは第3図に示す
ごとく、下ゲートスタガー型の構成で製造されてきた。
That is, thin film transistors on insulating substrates have been manufactured with a lower gate stagger type structure as shown in FIG.

まず基板301のヒに金属でゲート電極302を作成し
た後、絶縁層を形成し、次に半導体層304及びコンタ
クト層105を形成して上部電極を蒸着した後に、フォ
トグラフィーで素子の形成を行う。はじめに、半導体層
の主要部分のみ残した後、チャネル部分にあたるコンタ
クト層(例えばn中層、p中層など)を上部コンタクト
用メタル層と共に除去し、ソース、ドレイン電極308
.309を形成する。このプロセスの特長としては、絶
縁層、半導体層及びコンタクト層を連続で作成できるた
め安定な界面が得られ、特性も良好であることが挙げら
れ、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタに多く用
いられている。
First, a gate electrode 302 is made of metal on the substrate 301, an insulating layer is formed, a semiconductor layer 304 and a contact layer 105 are formed, an upper electrode is deposited, and an element is formed using photography. . First, after leaving only the main part of the semiconductor layer, the contact layer corresponding to the channel part (for example, N middle layer, P middle layer, etc.) is removed together with the upper contact metal layer, and the source and drain electrodes 308 are removed.
.. 309 is formed. This process has the advantage of being able to form an insulating layer, a semiconductor layer, and a contact layer in succession, resulting in a stable interface and good characteristics, and is often used in amorphous silicon thin film transistors.

ところがこのプロセスは、結晶性の半導体層を用いる場
合には、不適当である。何故ならばほとんどの結晶性薄
膜の場合、膜が成長していくに従って結晶性は良好にな
っていくので、薄膜トランジスタのチャネル部分に相当
する絶縁層との界面近傍の半導体層の結晶性は劣り十分
な特性が発揮できない。そこで多結晶等の結晶性の半導
体層を用いて薄膜トランジスタを作成する場合には、第
4図で示される様な、−Fゲートコプレーナ型413の
構造を用いる。この薄膜トランジスタの製造プロセスは
、まず基板401上に半導体層ポリシリコン402を堆
積し次にコンタクト層403(例えばn中層)を堆積、
メタル層404を堆積した後、チャンネル部分405の
コンタクトを層を除去する。次に絶縁層406を堆積し
た後、ソース、ドレイン用のコンタクト用孔407,4
08を形成する。最後に上部電極メタルを基若し、フォ
トリソグラフィとエツチングでソース、ゲート、ドレイ
ン電極410,411,412を形成する。このプロセ
スではチャネル形成時には405のチャネル表面がエツ
チング雰囲気にさらされるという欠点を有する。そのた
め絶縁層406と半導体層402の界面409が常に同
じ状態に形成できず特性のバラツキや劣化が生じる。
However, this process is inappropriate when using crystalline semiconductor layers. This is because, in the case of most crystalline thin films, the crystallinity improves as the film grows, so the crystallinity of the semiconductor layer near the interface with the insulating layer, which corresponds to the channel part of a thin film transistor, is poor and insufficient. characteristics cannot be demonstrated. Therefore, when forming a thin film transistor using a crystalline semiconductor layer such as polycrystalline semiconductor layer, a -F gate coplanar type 413 structure as shown in FIG. 4 is used. The manufacturing process of this thin film transistor includes first depositing a semiconductor layer polysilicon 402 on a substrate 401, then depositing a contact layer 403 (for example, an n-layer),
After depositing metal layer 404, the contact layer for channel portion 405 is removed. Next, after depositing an insulating layer 406, contact holes 407 and 4 for source and drain are deposited.
Form 08. Finally, source, gate, and drain electrodes 410, 411, and 412 are formed using photolithography and etching based on the upper electrode metal. This process has the disadvantage that the channel surface 405 is exposed to an etching atmosphere during channel formation. Therefore, the interface 409 between the insulating layer 406 and the semiconductor layer 402 cannot always be formed in the same state, resulting in variations in characteristics and deterioration.

[発明の解決すべき問題点] 本発明は、従来の問題点を解決し、高速で動作が可能で
あり、製造プロセスが簡単でクリーンな界面を容易に作
れ、かつ低温で作成できる薄膜トランジスタを提供すべ
くなされたものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention solves the conventional problems and provides a thin film transistor that can operate at high speed, has a simple manufacturing process, can easily create a clean interface, and can be manufactured at low temperatures. This was done as intended.

また、本発明は、とりわけ高性能の多結晶薄膜トランジ
スタを構成するのに適した薄膜トランジスタ、就中、か
かる多結晶薄膜トランジスタを要素とする大面積化半導
体デバイスを提供すべくなされたものである。
Furthermore, the present invention has been made to provide a thin film transistor particularly suitable for constructing a high-performance polycrystalline thin film transistor, and particularly to provide a large-area semiconductor device using such a polycrystalline thin film transistor as an element.

[問題点を解決するための手段] 本発明によって提供される薄膜トランジスタは、半導体
層とソース及びドレイン電極とを接続するコンタクト層
がス(体温度400℃以下でコンタクト用孔部分のみに
堆積せしめられた層であることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The thin film transistor provided by the present invention has a structure in which the contact layer connecting the semiconductor layer and the source and drain electrodes is deposited only in the contact holes at a body temperature of 400°C or less. It is characterized by a layer of

本発明の薄膜トランジスタは、主としてSi、5i−G
eアロイ、Ge、C等の周期律表第■族元素を構成原子
とする。半導体層を有する場合に好ましく適用できる。
The thin film transistor of the present invention is mainly composed of Si, 5i-G
The constituent atoms are elements of group Ⅰ of the periodic table such as e-alloy, Ge, and C. It can be preferably applied when the method has a semiconductor layer.

しかしながら、本発明の適用範囲においては第■族元素
に制限することなく、■−■族、m−V族化合物半導体
層等にも適用できる。
However, within the scope of application of the present invention, the present invention is not limited to group Ⅰ elements, but can also be applied to ①-③ group, m-V group compound semiconductor layers, etc.

[実施例] 以下に、本発明を半導体層の構成原子としてSlを用い
る場合についテ述べる。
[Example] The present invention will be described below regarding a case where Sl is used as a constituent atom of a semiconductor layer.

本発明の薄膜トランジスタを製造する際の工程を第1図
(a)〜 (d)で説明する。
The steps for manufacturing the thin film transistor of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1(a) to 1(d).

まず基板101上に半導体層102を堆積する。次に絶
縁層103を堆積した後ソース、ドレイン埋込用のコン
タクト用孔部分IQ4,105フォトリングラフィによ
り形成する。
First, a semiconductor layer 102 is deposited on a substrate 101 . Next, after depositing an insulating layer 103, contact hole portions IQ4 and 105 for burying the source and drain are formed by photolithography.

次にCV[)法によりコンタクト層106(ソース部)
、107(ドレイン部)をコンタクト用孔部分104,
105に堆積する。この場合コンタクト穴部分以外の場
所(例えば108)には膜は堆積されない。
Next, the contact layer 106 (source part) is formed by the CV[) method.
, 107 (drain part) to the contact hole part 104,
105. In this case, no film is deposited at locations other than the contact hole portions (for example, 108).

次に絶縁層109を再び堆積し、コンタクト用孔110
(ソース部)、111(ドレイン部)を形成し、全面メ
タルを蒸着した後にフォトリソグラフィーでソース電極
112、ゲート電極113、ドレイン電極114を作成
して薄膜トランジスタが完成する。
Next, the insulating layer 109 is deposited again, and the contact hole 110 is
(source part) and 111 (drain part) are formed, and after metal is deposited on the entire surface, a source electrode 112, a gate electrode 113, and a drain electrode 114 are formed by photolithography to complete a thin film transistor.

本発明の絶縁層としてコンタクト層であるSi又はドー
プしたSi層と堆積時の選択比のとれるSiN。
The insulating layer of the present invention is SiN, which has a good selectivity during deposition with Si or doped Si layer which is a contact layer.

SiO2、又は5i−N−0,Al 203 、CaF
2 、日aF2膜等が用いられる。
SiO2, or 5i-N-0, Al203, CaF
2, aF2 membrane, etc. is used.

本発明に用いられるコンタクト層としては主として、ア
モルファスSi又は多結晶S1が用いられ、下部の半導
体層の導電型及び薄膜トランジスタの動作方式(アキュ
ミュレーション型、インバージョン型)に応じてp又は
n型のドーピング元素(P、B、Sb、Asなど)を導
入する。
The contact layer used in the present invention is mainly made of amorphous Si or polycrystalline S1, and is p-type or n-type depending on the conductivity type of the lower semiconductor layer and the operation method (accumulation type, inversion type) of the thin film transistor. doping elements (P, B, Sb, As, etc.) are introduced.

本発明に用いられる半導体層としては多結晶Siが特に
好適に用いられる。
Polycrystalline Si is particularly preferably used as the semiconductor layer used in the present invention.

本実施例では前記コンタクト層を、堆積するための原料
は、従来公知の原料から種々選択できるが、成膜空間と
は別の空間(以下、分解空間という)でケイ素とハロゲ
ンを含む化合物より生成される活性種とH,より生成さ
れる活性種とを会合働反応させて、作成することによっ
て堆積させるのが有利である0本実施例に於て分解空間
に導入されるケイ素とハロゲンを含む化合物としては、
鎖状又は環状シラン化合物の水素原子の一部乃至全部ヲ
ハロゲン原子でjδ換した化合物が用いられ、具体的に
は、例えば5iuY2u+2 (uは1以上の整数、Y
はF CI Br又はIである)で示される鎖状ハロゲ
ン化ケイ素、5ivY2マ(Vは3以トの整数、Yは前
述の意味を有する)で示される環状/\ロゲン化ケイ素
、5iuHxYマ (U及びYは前述の意味を有する。
In this example, the raw material for depositing the contact layer can be selected from various conventionally known raw materials, but is produced from a compound containing silicon and halogen in a space different from the film forming space (hereinafter referred to as the decomposition space). It is advantageous to deposit the active species by associative reaction between the active species produced by H and the active species produced by H. As a compound,
A compound in which some or all of the hydrogen atoms of a chain or cyclic silane compound are replaced with jδ by a halogen atom is used, specifically, for example, 5iuY2u+2 (u is an integer of 1 or more, Y
is F CI Br or I), cyclic silicon halide represented by 5ivY2ma (V is an integer of 3 or more, Y has the above-mentioned meaning), 5iuHxYma ( U and Y have the meanings given above.

x+Y=2U又は2u+2である)で示される鎖状又は
環状化合物などが挙げられる。
Examples include chain or cyclic compounds represented by x+Y=2U or 2u+2.

具体的SiF 、 、(SiF 2 ) 5 、 (S
iF2 ) 6 、5i2F 6 、5i3F B 、
5iHF 3 、SiH2F 2.5iCI a 、(
SiC17) 5 、5iHCl 3 、SiH2C1
2、SiH3CI、5iC16,5iBr 4などのガ
ス状態又は容易にガス化し得るものが挙げられる。
Specifically, SiF, , (SiF 2 ) 5 , (S
iF2 ) 6 , 5i2F 6 , 5i3F B ,
5iHF 3 , SiH2F 2.5iCI a , (
SiC17) 5 , 5iHCl 3 , SiH2C1
2, SiH3CI, 5iC16, 5iBr4, etc., which are in a gaseous state or can be easily gasified.

活性種を生成させるためには、前記ケイ素とハロゲンを
含む化合物に加えてケイ素単体等のケイ素化合物、水素
、ハロゲン化合物、不活性元素などを併用することがで
きる。
In order to generate active species, in addition to the above-mentioned compound containing silicon and halogen, silicon compounds such as simple silicon, hydrogen, halogen compounds, inert elements, etc. can be used in combination.

本発明において用−いられるH2より生成される活性種
には、不活性元素を混合させて生成することもできる。
The active species generated from H2 used in the present invention can also be generated by mixing an inert element.

本発明におけるコンタクト層は基体温度400°C以下
で所望の膜体として堆積が可能となるが、その際前記の
活性種はあらかじめ成膜空間とは異なる空間に於て生成
される。
The contact layer in the present invention can be deposited as a desired film at a substrate temperature of 400° C. or less, but at this time the active species are generated in advance in a space different from the film formation space.

本発明に於る分解空間で活性種を生成させる方法として
は、各々の条件、装置を考慮して放電エネルギー、熱エ
ネルギー、光エネルギーなどの励起エネルギーが使用さ
れる。
As a method for generating active species in the decomposition space according to the present invention, excitation energy such as discharge energy, thermal energy, light energy, etc. is used in consideration of each condition and device.

本発明1つの例として第2図に示すような放電エネルギ
ーと熱エネルギーを用いてSi膜を堆積する場合につい
て説明する。
As an example of the present invention, a case will be described in which a Si film is deposited using discharge energy and thermal energy as shown in FIG.

まずT型の反応石英管218の中に加熱用の基板ホルダ
ー219を置き、221の排気ポンプで2 X 10 
 Torr以下の真空に引いた後まず223の入口よリ
ボンベ201,202よりマスフロメーター205,2
06、ストップバルブ209.210を用いてSiF 
6 、 Arガスをそれぞれ導入し、217の電気炉で
分解して活性種SiF 2を石英管交叉部225に導入
する。電気炉の温度範囲は 6000〜800°Cが好
適で、6500〜750°Cが好適である。
First, a heating substrate holder 219 is placed inside a T-shaped reaction quartz tube 218, and a 2×10
After drawing a vacuum below Torr, first connect the mass flow meters 205 and 2 from the inlet of 223 to the ribbons 201 and 202.
06, SiF using stop valve 209.210
6. Ar gas is introduced and decomposed in an electric furnace 217, and active species SiF 2 is introduced into the quartz tube intersection part 225. The temperature range of the electric furnace is preferably 6000 to 800°C, more preferably 6500 to 750°C.

次にボンベ203.204、マスフローメーター207
,208、ストップパルプ211゜212を用いてH7
,Arガスを入口224よりそれぞれ導入する。
Next, cylinder 203.204, mass flow meter 207
, 208, H7 using stop pulp 211° 212
, Ar gas are introduced from the inlet 224, respectively.

マイクロ波2.45GHzの電源214より供給される
放電エネルギーを用いて、ArとH2をアプリケータ4
13で活性化する。放電エネルギーパワーとシテは50
W 〜600Wが好適で100w〜 400Wが最適値
として選ばれる。
Using discharge energy supplied from a microwave 2.45 GHz power source 214, Ar and H2 are applied to the applicator 4.
Activate at 13. Discharge energy power and shite is 50
W ~600W is suitable, and 100W ~ 400W is selected as the optimum value.

両入日223,224よりガスが導入されて安定になっ
て後、バルブ226を用いて管内の圧力を一定に保つ。
After gas is introduced from both input ports 223 and 224 and becomes stable, the pressure inside the pipe is kept constant using a valve 226.

圧力の好適値は0.001よりlOT。The preferred value for the pressure is 0.001 to 1OT.

rrの範囲である。基板220は219に設置し一定の
温度に保つ。基体温度は好適値として4000以下最適
値としては300°C〜100°Cである。ノ1(体へ
のSi膜の堆積はSi、l板よりSiO2、石% カ5
 ス、コーニング#7059、SiN膜の方が堆積速度
がS〈ガス圧力を調節することにより、Siに堆積する
が、Si02 、 SiN等に堆積しない条件を選択す
ることができる。水素ガスH2とSi2F6ガスの流−
1比の最適な範囲としては10〜0゜5が選ばれる。
The range is rr. The substrate 220 is installed at 219 and maintained at a constant temperature. A suitable value for the substrate temperature is 4000°C or less, and an optimum value is 300°C to 100°C. No. 1 (The deposition of Si film on the body is Si, SiO2 from l plate, stone%)
By adjusting the gas pressure, it is possible to select conditions that deposit on Si but not on Si02, SiN, etc. by adjusting the gas pressure. Flow of hydrogen gas H2 and Si2F6 gas -
The optimum range for the 1 ratio is selected to be 10 to 0.5.

本発明ではコンタクト層等を成膜する際に、不純物元素
でドーピングするが可能である。使用する不純物元素と
してはp梨型不純物として周期律表第■族の元素例えば
B、AI、Ga、In等が好適なものとして挙げられる
。n型不純物しては周期律表第V族の元素、例えばP、
As、Sb、Biなどが好適である。特に最適なものと
しては、B、AI、P、As、Sbが用いられる。ドー
ピングされる不純物の縫は所望される電気的・光学的特
性に応じて適宜決定される。
In the present invention, it is possible to dope with an impurity element when forming a contact layer or the like. Suitable impurity elements to be used include elements of group 1 of the periodic table, such as B, AI, Ga, and In, as pear-shaped impurities. N-type impurities include elements of group V of the periodic table, such as P,
As, Sb, Bi, etc. are suitable. Particularly optimal ones include B, AI, P, As, and Sb. The number of impurities to be doped is determined as appropriate depending on the desired electrical and optical characteristics.

かかる不純物を成分として含む化合物としては常温常圧
でガス状態であるか、あるいは少なくとも堆積膜形成条
件下で気体であり、適宜の気化装置で容易に気化し得る
化合物を選択するのが好ましい。この様な化合物として
はPH3,P2H4,PF3 、 PFc、 、Pil
l:13 、AsH3、SbF5 、BF 3 、BC
l3 、BBr3、B7 H6、B4 H10、B5 
HQ 、AlCl 3等を挙げることができる。不純物
元素を含む化合物は1種用いても2種以上併用してもよ
い。
As a compound containing such impurities as a component, it is preferable to select a compound that is in a gaseous state at normal temperature and normal pressure, or at least under the conditions for forming a deposited film, and that can be easily vaporized using an appropriate vaporizing device. Such compounds include PH3, P2H4, PF3, PFc, , Pil
l:13, AsH3, SbF5, BF3, BC
l3, BBr3, B7 H6, B4 H10, B5
Examples include HQ, AlCl3, and the like. One type of compound containing an impurity element may be used or two or more types may be used in combination.

不純物元素を成分として含む化合物を成膜空間に導入す
るには、予め前記ケイ素化合物等と混合して導入するか
、あるいは独立した複数のガス供給源により、これらの
原料ガスを各個別に導入することができる。
In order to introduce a compound containing an impurity element as a component into the film forming space, it can be mixed with the silicon compound etc. in advance, or it can be introduced individually using a plurality of independent gas supply sources. be able to.

以下に、本発明の薄膜トランジスタについて具体的実施
例を挙げて更に説明する。
The thin film transistor of the present invention will be further explained below by giving specific examples.

(実施例1) まず第1図における基板toi (コーニング#705
9)上に第2図の装置でポリシリコン膜102を堆積し
た。基板を基板ホルダー219に設置行し、2 X 1
0  Torrの真空に引いた後、基板温度を250℃
に保ち、5i7Ff、をポンベ2olよりマスフロー2
05.ストップバルブ209を通して石英′i?218
ニガスFf、%ッ30 SCCMテ導入した。この持回
時にArガスをポンベ202より、マスフローメーター
406、ストップバルブ210を通してガス流量205
CCHで導入した。この時電気炉の温度は700°Cに
保った。
(Example 1) First, the substrate toi (Corning #705
9) A polysilicon film 102 was deposited thereon using the apparatus shown in FIG. Place the board on the board holder 219, 2 x 1
After creating a vacuum of 0 Torr, the substrate temperature was increased to 250°C.
5i7Ff, mass flow 2 from Ponbe 2ol
05. Through the stop valve 209, the quartz 'i? 218
Nigas Ff, 30% SCCM was introduced. During this circulation, Ar gas is supplied from the pump 202 through the mass flow meter 406 and the stop valve 210 at a gas flow rate of 205.
It was introduced with CCH. At this time, the temperature of the electric furnace was maintained at 700°C.

次にB2とArガスをボンベ203,204よりマスフ
ロー207,208、ストップバルブ211.212を
通して導入し、圧力を0.3Torrに保ち、電源21
4で2.45GHzのマイクロ波エネルギー200Wを
加えた。
Next, B2 and Ar gas are introduced from cylinders 203 and 204 through mass flow 207 and 208 and stop valves 211 and 212, and the pressure is maintained at 0.3 Torr.
4, 200 W of 2.45 GHz microwave energy was applied.

H2トArカスノ流量ハソレソレ5osccM、5゜S
CCMとした。30分で0.8島のポリシリコン膜が堆
積した。その後−担真空を破って大気中にとり出しグロ
ー放電法で5iNllQをあらためて堆積した。基板温
度を250℃に保ち、NH3=20 SCCM。
H2 and Ar flow rate 5osccM, 5°S
CCM. A polysilicon film of 0.8 islands was deposited in 30 minutes. Thereafter, the carrier vacuum was broken and the sample was taken out into the atmosphere, and 5iNllQ was deposited again using the glow discharge method. The substrate temperature was kept at 250°C and NH3 = 20 SCCM.

SiH410%/H2希釈5 SCCM、13.5MH
z (1)放電パワー5W(基板ホルダー2ooffi
ff+φ)で50OAのSiN膜を形成した。
SiH4 10%/H2 dilution 5 SCCM, 13.5MH
z (1) Discharge power 5W (substrate holder 2ooffi
ff+φ) to form a 50OA SiN film.

次にフォトリングラフィでソースとドレインコンタクト
用孔104,105を穿った。
Next, holes 104 and 105 for source and drain contacts were formed using photolithography.

再び第2図の装置を用いて上記コンタクト用孔にコンタ
クト層を堆積した。
A contact layer was deposited in the contact hole using the apparatus shown in FIG. 2 again.

前記ポリシリコン膜を堆積した時の条件と同様の基板温
度、ガス流量、圧力でSi7 F 6のガス中にフォス
フイン11000ppアルゴンベーすのガスボンベ22
7よりマスフロー229、バルブ230を通して5 S
CCMのガスを同時に流入した。
Under the same substrate temperature, gas flow rate, and pressure as when depositing the polysilicon film, 11,000 pp of phosphine was added in an argon-based gas cylinder 22 in Si7F6 gas.
Mass flow 229 from 7, 5S through valve 230
CCM gas was simultaneously introduced.

マイクロ波の放電時間は20分間で1o o oAのp
のドープされたn型のポリシリコン層を堆積した。この
時上記ポリシリコン層は5i−N膜108Jユに堆積せ
ず、コンタクト用孔部分にのみ堆積し、コンタクト層1
06.107とした。比抵抗0.1Ωcmであった。次
に再びグロー放電法を用いて前記と同じ条件で2500
 のSiN膜を堆積し合計で3000 のゲート絶縁膜
とした。次にフォトリソグラフィでソース、ドレインの
コンタクト用孔を穿った。最後にAIを1500 抵抗
加熱で蒸着した後、フォトエツチングでソース、ゲート
、ドレイン電極112,113,114を形成してトラ
ンジスタが完成した。
Microwave discharge time is 1o o oA p in 20 minutes.
A layer of doped n-type polysilicon was deposited. At this time, the polysilicon layer is not deposited on the 5i-N film 108J, but is deposited only on the contact hole, and the contact layer 1
06.107. The specific resistance was 0.1 Ωcm. Next, using the glow discharge method again, under the same conditions as above, the
A total of 3000 SiN films were deposited to form a total of 3000 gate insulating films. Next, holes for source and drain contacts were made using photolithography. Finally, after evaporating AI by resistive heating at 1500 nm, source, gate, and drain electrodes 112, 113, and 114 were formed by photoetching to complete the transistor.

貨来丁程(図2)の上ゲートの薄膜トランジスタを作成
するプロセスを用いた場合との特性の比較で表1に示す
が、大きく特性が改良されていることが判明し、このプ
ロセスが有用であることがわかった。
Table 1 shows a comparison of the characteristics when using the process for manufacturing the upper gate thin film transistor shown in Figure 2, and it was found that the characteristics were greatly improved, indicating that this process is useful. I found out something.

(実施例2) 実施例1と同様に第2図の装置でポリシリコンを堆積し
た。この時Si2 F 6と同時に82)161000
 ppm/アルゴンベースのガスを59CCM流入させ
て、BのドープされたP型のポリシリコン層500Aを
堆積した。他の条件は実施例と同じにして堆積を行い、
第1図に示した構造の薄膜トランジスタを作成した。L
記p型のポリシリコン層の比抵抗は0.1膜cmであっ
た。コンタクト層であるn型ポリシリコ7層106とp
型ポリシリコン層102との整流性は良好でn値はlで
あった。
(Example 2) Polysilicon was deposited using the apparatus shown in FIG. 2 in the same manner as in Example 1. At this time, Si2 F 6 and 82) 161000
A B-doped P-type polysilicon layer 500A was deposited using a flow of 59 CCM of ppm/argon based gas. Deposition was carried out under the same conditions as in the example,
A thin film transistor having the structure shown in FIG. 1 was fabricated. L
The specific resistance of the p-type polysilicon layer was 0.1 film cm. The n-type polysilicon 7 layer 106, which is a contact layer, and the p
The rectification with the mold polysilicon layer 102 was good, and the n value was l.

得られたTPTの移動度は56 cm2/v、sec 
、スレッショールド電圧は1.5 Vで経時変化もなく
又、lam角のチップの中での10ケのトランジスタの
移動殿バラツキは±1以内スレッショールド電圧は0.
05V以内であった。
The mobility of the obtained TPT was 56 cm2/v, sec
The threshold voltage is 1.5 V and does not change over time, and the variation in the movement of 10 transistors in a lam-square chip is within ±1.The threshold voltage is 0.5 V.
It was within 0.05V.

(実施例3) 実施例1と同様に第2図に示した装置でポリシリコンを
堆積した。シリコン系のガスとしてはSi7 F 6の
代わりにSiF 、 、アルゴンガスと同じにそれぞれ
30SCCに、5 SCCM、の流量で流入し、マイク
ロ波電源のエネルギーを4−15のアプリケータで放電
させて励起種S iF7を生成した。圧力は0.1 T
orr、基板温度は300℃、マイクロ波パワーは20
0Wとした。H2とArガスは実施例1と同じ条件とし
20分で0.85gのポリシリコン膜を堆積した。
(Example 3) Polysilicon was deposited using the apparatus shown in FIG. 2 in the same manner as in Example 1. As silicon-based gas, SiF was used instead of Si7F6, and like argon gas, it was introduced at a flow rate of 30 SCC and 5 SCCM, respectively, and the energy of the microwave power source was discharged with a 4-15 applicator to excite it. Species S iF7 was generated. The pressure is 0.1 T
orr, substrate temperature is 300℃, microwave power is 20
It was set to 0W. The H2 and Ar gas conditions were the same as in Example 1, and 0.85 g of polysilicon film was deposited in 20 minutes.

次にグロー放電法で基板温度250 ’CでN20=3
0900M、 SiH410%/H2希釈、IOSCC
M、13.5EiMHzの放電パワー10W(基板ホル
ダー20ff1mφ)で500 のSiO2膜を形成し
た。
Next, using the glow discharge method, N20 = 3 at a substrate temperature of 250'C.
0900M, SiH4 10%/H2 dilution, IOSCC
A SiO 2 film of 500 μm was formed at a discharge power of 10 W (substrate holder 20 ff 1 mφ) at 13.5 Ei MHz.

次に実施例1と同様の手j1「1で第1図に示した様な
薄膜トランジスタを作成した。
Next, in the same manner as in Example 1, a thin film transistor as shown in FIG. 1 was fabricated.

この場合も実施例1と同様にn型のポリシリコン層は、
 Si02膜108上には堆積せず、コンタクト穴部分
にのみ堆積し、良好なコンタクト層が得られた。薄膜ト
ランジスタの特性は、移動度が25.6でスレッショー
ルド電圧が8.OV 、log(IO,、、/’tY−
,:)が5.5でバラツキも少ない安定な特性が得られ
た。
In this case, as in Example 1, the n-type polysilicon layer is
It was not deposited on the Si02 film 108, but was deposited only in the contact hole, and a good contact layer was obtained. The characteristics of the thin film transistor are that the mobility is 25.6 and the threshold voltage is 8. OV,log(IO,,,/'tY-
, :) was 5.5, and stable characteristics with little variation were obtained.

[発明の効果] 本発明によって良好な特性でかつバラツキの少ない安定
な薄膜トランジスタが提供される。また、本発明によれ
ば、コンタクト層がクリーンな界面で、低い基板温度で
選択的に堆積せしめられることができ、製造プロセスの
簡略化、及び安定化を図ることができる。とりわけ、本
発明は高性能多結晶薄膜トランジスタ、就中、大面積化
半導体デバイスとして好適に利用され得る。
[Effects of the Invention] The present invention provides a stable thin film transistor with good characteristics and little variation. Further, according to the present invention, the contact layer can be selectively deposited at a clean interface and at a low substrate temperature, thereby simplifying and stabilizing the manufacturing process. In particular, the present invention can be suitably utilized as a high-performance polycrystalline thin film transistor, particularly as a large-area semiconductor device.

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

第1図(a)〜 (直)は、本発明の薄膜トランジスタ
の製造工程を説明するための断面図である。 第2図は、本発明の薄膜トランジスタを製造するために
用いられる堆積膜形成装置の概略を説明するための模式
図である。 第3図は、従来の下ゲートスタガー型のF4膜トランジ
スタの製造工程を説明するための断面図である。 第4図は、従来の上ゲートコプレナー型の薄膜トランジ
スタの製造工程を説明するための断面図である。 101  ・・・ ノ、Ii  板、 102・・・半導体層、 103・・・絶縁層、 104・・・コンタクト穴、 105・・・コンタクト穴 106・・・コンタクト層、 107・・・コンタクi・層、 109・・・絶縁層、 110・・・コンタクト穴 111・・・コンタクト穴、 112・・・ソース電極、 113・・・ゲート電極、 114・・・ドレイン電極、 201〜204・・・ボンベ、 205〜208・・・マスフローメーター209〜21
2・・・バルブ 213〜215・・・アプリケーター 214〜216・・・電源、 217・・・電気炉 218・・・石英管、 219・・・基板ホルダー、 220・・・基板、 221・・・排気ポンプ 223.224・・・ガス入口、 225・・・交叉部、 226・・・圧力調節パルス 301・・・基板、 302・・・ゲート電極、 303・・・絶縁層、 304・・・半導体層 305・・・コンタクト層、 308・・・ソース電極、 309・・・ドレイン電極、 401・・・基板、 402・・・半導体層、 403・・・□コンタクト層 404・・・メタル層、 405・・・チャネル部分 406・・・絶縁層 407・・・コンタクトホール、 408・・・コンタクトホール 409・・・界面、 410・・・ソース電極、 411・・・ゲート電極、 412・・・ドレイン電極。 図面のrri* 笥 1 図 +06   107  108 第3 N 第 : 2 区 第4 図 手続補正書(放) 昭和62年 8月20日 特許庁長官  小 川 邦 夫  殿 1、二1S件の表示 特願昭62−73620号 2、発明の名称 薄膜トランジスタ 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名  称 (Zoo)キャノン株式会社4、代理人 住所 東京都港区虎ノ門五丁目13番1号虎ノ門40森
ビル氏名 (6538)  弁理士  山  下  積
  千1′ 憂1別紙の沙書明細書、沙書図面及び委任
状を提出する。
FIGS. 1(a) to (direct) are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the thin film transistor of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the outline of a deposited film forming apparatus used for manufacturing the thin film transistor of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a conventional lower gate stagger type F4 film transistor. FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of a conventional upper gate coplanar type thin film transistor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 101... ノ, Ii board, 102... Semiconductor layer, 103... Insulating layer, 104... Contact hole, 105... Contact hole 106... Contact layer, 107... Contact i. Layer, 109... Insulating layer, 110... Contact hole 111... Contact hole, 112... Source electrode, 113... Gate electrode, 114... Drain electrode, 201-204... Cylinder , 205-208...Mass flow meter 209-21
2... Valve 213-215... Applicator 214-216... Power supply, 217... Electric furnace 218... Quartz tube, 219... Substrate holder, 220... Substrate, 221... Exhaust pump 223, 224...Gas inlet, 225...Cross section, 226...Pressure adjustment pulse 301...Substrate, 302...Gate electrode, 303...Insulating layer, 304...Semiconductor Layer 305...Contact layer, 308...Source electrode, 309...Drain electrode, 401...Substrate, 402...Semiconductor layer, 403...Contact layer 404...Metal layer, 405 ...Channel portion 406...Insulating layer 407...Contact hole, 408...Contact hole 409...Interface, 410...Source electrode, 411...Gate electrode, 412...Drain electrode . rri* of drawings 1 Figure +06 107 108 No. 3 N: 2 Ward No. 4 Amendment to Drawing Procedures (Radio) August 20, 1985 Kunio Ogawa, Commissioner of the Japan Patent Office Patent application for indications of 1 and 21S 1986-73620 No. 2, Name of the invention Thin film transistor 3, Relationship with the amended case Patent applicant name (Zoo) Canon Co., Ltd. 4 Agent address 40 Mori, Toranomon, 5-13-1 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Bill's name (6538) Patent attorney Tsuki Yamashita 1,110 Submit the detailed statement, detailed drawings, and power of attorney on the first attached sheet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  半導体層とソース及びドレイン電極とを接続するコン
タクト層が、基体温度400℃以下でコンタクト用孔部
分のみに堆積せしめられた層であることを特徴とする薄
膜トランジスタ。
A thin film transistor characterized in that a contact layer connecting a semiconductor layer and source and drain electrodes is a layer deposited only in a contact hole portion at a substrate temperature of 400° C. or less.
JP62073620A 1987-03-23 1987-03-27 Thin film transistor Pending JPS64767A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62073620A JPS64767A (en) 1987-03-23 1987-03-27 Thin film transistor

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JP62-65831 1987-03-23
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Publications (2)

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WO1993014447A1 (en) * 1992-01-10 1993-07-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Original plate for electrophotographic lithography
JP3384350B2 (en) * 1999-03-01 2003-03-10 株式会社村田製作所 Method for producing low-temperature sintered ceramic composition

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