JPH02159766A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

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JPH02159766A
JPH02159766A JP63315874A JP31587488A JPH02159766A JP H02159766 A JPH02159766 A JP H02159766A JP 63315874 A JP63315874 A JP 63315874A JP 31587488 A JP31587488 A JP 31587488A JP H02159766 A JPH02159766 A JP H02159766A
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JP
Japan
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insulating film
stress
gate insulating
film
thickness
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JP63315874A
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Shinichi Soeda
添田 信一
Yasuhiro Nasu
安宏 那須
Tetsuro Endo
遠藤 鉄郎
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 〔概 要〕 液晶表示装置等の表示セル駆動に用いる薄膜トランジス
タに関し、 ゲート絶縁膜のクラック発生を防止することを目的とし
、 絶縁性基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜。
動作半導体層、ソース・ドレイン電極がその順に積層さ
れてなる薄膜トランジスタの、前記ゲート絶縁膜を、内
部応力の異なる少なくとも2種の絶縁膜を積層し、且つ
、各絶縁膜の応力と厚さの積が、ほぼ相殺し合う構成と
した。
〔産業上の利用分野〕
本発明は液晶表示装置等の表示セル駆動に用いる薄膜ト
ランジスタに関する。
薄膜トランジスタを使用した液晶等のアクティブマトリ
クス型表示装置は、薄膜トランジスタがスイッチング素
子として働くため、各画素の電圧を正確に制御すること
ができ、大容量2階調表示に適した表示装置である。そ
こで昨今では、ポケッ)TVの表示装置として既に商品
化されているのを始め、OA端末機器の表示装置を目指
して盛んな開発が行われている。
〔従来の技術〕
OA端末機器の表示装置などのように、画面・す゛イズ
の大きい表示装置を実現するためには、画素数に応じて
多数の1−ランジスタを無欠陥で形成することが必要で
、これは必ずしも容易ではない。
例えば、薄膜I−ランジスタの不良原因にゲート絶縁膜
にクラックが生じる問題がある。このクラックは、絶縁
性基板とゲー”ト絶縁膜との間で、熱膨張係数が異なる
ため生じるものであって、デー1−絶縁膜の成膜工程で
加熱され、膜形成後冷却された時、熱膨張係数の差によ
りゲート絶縁膜に内部応力、即ち、熱応力と材料固有の
真性応力が発生する。デー1〜絶縁膜の熱膨張係数が絶
縁性基板より大きいときはゲート絶縁膜内に圧縮応力が
、小さいときは引′張応力が生じ、この応力がある値を
越すとゲート絶縁膜にクラックが生じる。
そこでクランクの発生を防止するため、ゲート絶縁膜と
してかねてより内部応力の小さい絶縁膜が用いられてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、従来は製造方法の極側などにより、デー1〜
絶縁膜の内部応力を低くすることはできても、良好な絶
縁性が得られないなどの問題があり、低応力で絶縁性の
良好な膜が得られる成膜条件を見つけるのは難しかった
本発明は上記問題を解消して、他に悪影響を及ぼすこと
なしに、ゲート絶縁膜のクラック発生を防止することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段] 本発明の構成および原理を第1図(a)、 (b)によ
り説明する。
本発明は、第1図(a)に示す絶縁性基板1上に7トリ
クス状に配列された薄膜1−ランジスタのゲート絶縁膜
Gを、第2図(b)に示すように複数の絶縁膜Gi  
(但しi =1,2.・・・n)の積層膜とし、且つ、
各絶縁膜G、の内部応力σ、と厚さd、の積の和か略O
となるよう構成した。
なお同口において、2ばゲート電極、3は動作半導体層
で例えばアモルファスシリコン(a−3i)層、4はコ
ンタクト層で例えばn”a−3i層、5はソース・ドレ
イン電極である。
ことにより、それぞれの絶縁膜G、の厚さが薄くなるた
め1、−側湾たりの膜応力も小さくなる。
〔作 用〕
上記ゲート絶縁膜Gを、内部応力が引張応力となる絶縁
膜と圧縮応力となる絶縁膜とを組合せて積層すると、引
張応力と圧縮応ツノとでは作用する方向が反対となるの
で、各絶縁膜G、の内部応力が相殺し合い、ゲート絶縁
膜G全体の合成された応力を小さくし、きわめて0に近
づけることができる。
即ち、ゲート絶縁膜G全体の応力σは、各絶縁膜G、の
内部応力σ、と厚さd、により下記0式によって表され
る。
従って、σ8とd、を組み合わせてσ、d、の和を略0
とずれば、ゲート絶縁膜G全体の内部応力σを見掛け一
ト略0とするごとができる。
しかもゲート絶縁膜Gをこのような構成とする〔実 施
 例〕 第2図は本発明の一実施例構成説明図で、本実施例の薄
膜トランジスタを示している。第1図と同一部分は同一
符号を付して示しである。
本実施例ではゲート絶縁膜Gとして、ゲート電極2側に
SiO□膜G1.動作半導体層であるaSiSi側にS
iN膜G2を配設した。
この2つの膜の内部応力は、S r 0.2膜G1は圧
縮応力で、その大きさは膜厚が2000人の時凡そ一3
X109dyn/cm2.5iNIIIGzは引張応力
で、その大きさは膜厚1000人の時凡そ5X109d
 yn/cm2である。
このように組み合わせたことにより、ゲート絶縁膜Gの
内部応力σは、前述の0式において、Σσ、  dt 
= (−3X109X2000X10−8)+(5×1
09×1000×1O−8)−−−1×104 従って、 σ−(−1XIO’ )/(3000X10−11)−
(−1/3)Xl、09 dyri/cm2ときわめて
小さい圧縮応力が残るのみである。
このようにゲート絶縁膜2全体の内部応力を零に近い値
とした本実施例では、ゲート絶縁膜2にはクラックの発
生は見られなかった。
第3図は上記一実施例における5in2膜GとSiN膜
G2の厚さを変え、且つ2つの膜の合計厚さ、即ら、ゲ
ー)[縁膜2の厚さを3000人一定とした場合の、ゲ
ート絶縁膜2の内部応力σの変化を示す図である。
同図に見られるように、5iOz膜G1を厚くしていく
とごσは圧縮応力となり、5iNIIUG2を厚くして
い(とσは引張応力となって、」−記一実施例で用いた
SiO□IIUG + を約2000人SiN膜G2を
約1000人という組合せの近辺で、σは最も小さくな
る。
このように合計厚さが約3000人となるように、5i
Oz膜C,とSiN膜G2の厚さの組合せを変えた試料
について、薄膜トランジスタの耐圧不良の発生を調べた
ところ、第3図の斜線を施した範囲内では耐圧不良は発
生せず、斜線の外、即ち、5i02膜G、と5iN)I
!Gzの厚さが、それぞれ凡そ900Å以下、2200
Å以上の範囲(図の△の領域)、及び凡そ2200Å以
上200Å以下の範囲(図のBの領域)では耐圧不良が
発生する。
クラックが生した場合には必ず耐圧が不良となるが、耐
圧不良はクラック以外の原因でも生しるので、耐圧が不
良であってもクランクがあるとは必ずしも言えないので
、上記試料の耐圧不良を顕微鏡で観察すると、その多く
にゲート絶縁膜のクラックが見られたことから、−上記
耐圧不良は主としてクランクにより生したものであると
判断できる。従って、耐圧不良の発生状況をもってクラ
ンクの発生状況を示す指標とすることができる。
第4図は一ト記試料のゲート絶縁膜Gの応力σに対する
耐圧不良の発生率を示す図であって、σが凡そ3X]0
’ dyn/cm2以下(引張応力)ないし−2,5X
109dyn/cm2以−ト(圧縮応力)の範囲では耐
圧不良は発生せず、これをはずれた領域で発生する。
以−ヒの如く本実施例では、ゲート絶縁膜Gの見掛はト
の応力が小さく、零に近くなり、しかもゲート絶縁膜G
を構成する各絶縁膜G、のそれぞれの厚さが薄くなるの
で、各絶縁膜G、−層当側湾の膜応力自体が小さくなる
ので、デー1〜絶縁膜Gにクランクが発生せず、薄膜1
−ランジスクの特性劣化がなく、信頬度並びに製造歩留
りを向上させることができる。
なお、本発明はト記−実施例によって限定されるもので
はなく、例えば、ゲート絶縁膜Gの合計厚さや、使用す
る絶縁膜G、のそれぞれの材質及び厚さ、或いは積層膜
数等は、種々選択し得るものである。
例えば、絶縁膜G、の材質として、−上記SiNおよび
SiO□以外に、T a 02等を用いることもできる
また、クラックの発生を抑止できるゲート絶縁膜Gの見
掛は上の応力σの値は、上述の各絶縁膜G、の材質、そ
れぞれの厚さ、積層膜数、或いは全体の厚さ等によって
異なるので、ゲート絶縁膜Gの構成等によって最適な値
を選択すべきものである。
〔発明の効果〕
以−ヒ説明した如く、本発明によれば、ゲート絶縁膜自
体の見かけヒの応力がきわめて小さくなるとともに、ゲ
ート絶縁膜を構成する各絶縁膜の一側湾たりの膜応力が
小さくなるので、ゲート絶縁膜にクラックが発生せず、
薄膜1〜ランジスタ特性の劣化を防止でき、信頼性およ
び製造歩留りが向−ヒする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成および原理説明図、第2図は本発
明の一実施例構成説明間、第3図はゲート絶縁膜の構成
と応力σの関係説明図、 第4図はゲート絶縁膜の応力と耐圧不良率の関係説明図
である。 図において、Gはゲート絶縁膜、G、は各絶縁膜、1は
絶縁性基板(ガラス基板)、2はゲート電極、3は動作
半導体層(a−3i層)、5はソース・ドレイン電極を
示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 絶縁性基板(1)上に、ゲート電極(2)、ゲート絶縁
    膜(G)、動作半導体層(3)、ソース・ドレイン電極
    (5)がその順に積層されてなるトランジスタ構成にお
    いて、 前記ゲート絶縁膜(G)を、内部応力の異なる少なくと
    も2種の絶縁膜(G_i)を積層し、且つ各絶縁膜の応
    力と厚さの積が、ほぼ相殺し合うよう構成したことを特
    徴とする薄膜トランジスタ。
JP31587488A 1988-12-13 1988-12-13 薄膜トランジスタ Expired - Lifetime JP2718119B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04324830A (ja) * 1991-04-25 1992-11-13 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
WO2011124128A1 (zh) * 2010-04-06 2011-10-13 北京京东方光电科技有限公司 阵列基板、液晶面板及其制造方法
JP2012099847A (ja) * 2012-01-13 2012-05-24 Sony Corp 薄膜トランジスタ基板の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04324830A (ja) * 1991-04-25 1992-11-13 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
WO2011124128A1 (zh) * 2010-04-06 2011-10-13 北京京东方光电科技有限公司 阵列基板、液晶面板及其制造方法
JP2012099847A (ja) * 2012-01-13 2012-05-24 Sony Corp 薄膜トランジスタ基板の製造方法

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