JPH0282578A - 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

Publication number
JPH0282578A
JPH0282578A JP63234020A JP23402088A JPH0282578A JP H0282578 A JPH0282578 A JP H0282578A JP 63234020 A JP63234020 A JP 63234020A JP 23402088 A JP23402088 A JP 23402088A JP H0282578 A JPH0282578 A JP H0282578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate insulating
thin film
insulating film
ecr plasma
film transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63234020A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3055782B2 (ja
Inventor
Takashi Nakazawa
尊史 中澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP63234020A priority Critical patent/JP3055782B2/ja
Publication of JPH0282578A publication Critical patent/JPH0282578A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3055782B2 publication Critical patent/JP3055782B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Thin Film Transistor (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブマトリックス方式の液晶デイスプレ
ィや、イメージセンサや3次元集積回路などに応用され
る薄膜トランジスタに関する。
〔従来の技術〕
従来の薄膜トランジスタは、例えばJAPANDISP
LAY  ’86の1986年p196〜p199に示
される様な構造であった。この構造を一般化して、その
概要を第2図に示す、 (a)図は主視図であり(b)
図はAA’における断面図である。ガラス、石英、サフ
ァイア等の絶縁基板201上に、ドナーあるいは、アク
セプタとなる不純物を添加した多結晶シリコン薄膜から
成るソース電極202及びドレイン電極203が形成さ
れている。これに接して、ソース電極204とドレイン
電極205が設けられており、更にソース電極202及
びドレイン電極203の上側で接し両者を結ぶように多
結晶シリコン薄膜から成る半導体層206が形成されて
いる。これらを被覆するようにゲート絶縁膜207が熱
CVD法により形成されている。更にこれに接しゲート
電極208が設けられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の薄膜トランジスタは次のような問題点を
有していた。
熱CVD法により基板の温度を400℃に保持しゲート
絶縁膜を形成するため、基板として#7059(コーニ
ング社製)を使用した場合、ゲーi・絶縁膜の熱膨張係
数が約8xlO−’と小さいのに対し、#7059基板
は46xlO−’と大きい為、ゲート絶縁膜形成後基板
の反り、変形、ゲート絶縁膜のひび割れ等が生じ、薄膜
トランジスタの欠陥の原因となっていた。又基板を大型
化した場合、上記の現象が顕著に見られ基板の大型化の
大きな妨げとなっていた。
又熱CVD法によりゲート絶縁膜を形成すると形成され
た絶縁膜の膜質が悪く、薄膜トランジスタの表面基R密
度が約1 x 10”am−”と大きく。
信頼性を著しく低化させていた。
熱CVD法は、基板をセットする治具や、チャンバーに
付着したS i Otの膜質が悪く、容易にはく継して
パーティクルが発生し、形成したゲート絶縁膜にピンホ
ールが生じ、薄膜トランジスタの欠陥の原因となってい
た。
本発明は、このような問題点を解決するものであり、そ
の目的とするところは、信頼性の高い薄膜トランジスタ
を大面積にわたり、低欠陥で提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の薄膜トランジスタは、ゲート絶縁膜を形成する
前に、水素ECRプラズマを照射し、真空を保ちゲート
絶縁膜をECRプラズマCVD法で形成したことを特徴
とする。
〔実施例〕
以下実施例に基づいて、本発明の詳細な説明する。第1
図に本発明による薄膜トランジスタの製造方法を示す。
第1図101に示す様に、ガラス、石英、サファイア等
の絶縁基板101上にドナーあるいはアクセプタとなる
不純物を添加した多結晶シリコン、非晶質シリコン等の
シリコン薄膜から成るソース電極102及びドレイン電
極103を減圧CVD法、プラズマCVD法等のCVD
法により形成する。その膜厚は500〜5000Aが望
ましい。
次に多結晶シリコンあるいは非晶質シリコン等のシリコ
ン薄膜から成る半導体層104を減圧CVD法、プラズ
マCVD法等のCVD法、蒸着法により形成する。その
膜厚は2000A以下が望ましい0次に金属、透明導電
膜等から成るソース配線105及びドレイン配線106
をスパッタ法あるいは蒸着法により形成する。
次に第1図(b)に示す様に水jleEcRプラズマを
照射する。使用した装置の概略を第3図に示す、主要部
は、プラズマ室303と試料室310で構成され、プラ
ズマ室303に石英窓311を通して、周波数7.45
GHzのマイクロ波307が外周の磁気コイル305に
より磁界が供給できる。プラズマ室内でマイクロ波と磁
界の相互作用で発生したECRプラズマとイオン流30
4は発散磁界によって試料室310へ輸送され、絶縁基
板301上に照射される。マイクロ波のパワーを620
W、ガスライン306より50ICCMの水素ガスを供
給し、圧力1.5xlO−’Torrで2分間水*EC
Rプラズマを照射した。水素ECRプラズマの照射によ
り、半導体層を成すシリコン薄膜は約25A/minの
速さでエツチングされた。
lXl0−’Torr以下の高真空を保持したまま第1
図(C)に示す様にECRプラズマCVD法によりS 
iOt+  S iN x等のゲート絶縁膜111を形
成する。水*ECRプラズマを照射後高真空を保持した
ままゲート絶縁膜を形成するため、同一の装置で引き続
き処理した。マイクロ波のパワーを600 W、  ガ
スライン306より155canの酸素ガス、ガスライ
ン308より65ccrlのSiH4ガスを供給した。
この時の圧力はe、oxi。
−’T o r rで形成速度は約670 A / m
 i nであった。試料室302に固定された基板30
1は高活性プラズマ109とイオン流の衝撃効果により
低温で良質の膜が得られる。又SiNxを形成する場合
ガスライン306より窒素ガスを供給すればよい、EC
Rプラズマ装置を2室構造とし、水素ECRプラズマ照
射とゲート絶縁膜形成を連続して別々の試料室で処理で
きる構造の装置を用いても全く同一の結果が得られる。
次に第1図(d)に示す様に金属、透明導電膜より成る
ゲート電極112をスパッタ法、蒸着法により形成する
。
この様に製造された薄膜トランジスタは、水素ECRプ
ラズマ照射により半導体層の表面をエツチングするため
清浄な表面が得られ、更に高真空を維持したまま引き続
き10−’Torr台でゲート絶縁膜を形成するため、
半導体層とゲート絶縁膜の界面に不純物等が付着するこ
とがなく、表面電荷密度を熱CVD法の1/10以下の
小さな値とすることisでき、その結果薄膜トランジス
タの信頼性を大幅に向上できる。
又、基板の温度を加熱することなく、ゲート絶縁膜を形
成できるため、基板に熱膨張係数の大きいガラス基板を
用いた場合、形成されたゲート絶縁膜とガラス基板の熱
膨張係数の差が問題となることがなく基板の反り、変形
、ゲート絶縁膜のひび割れ等は生じない。
又、効率よく、反応ガスを分解し膜を形成するため試料
室310の壁面等にはほとんど膜が付着することがなく
、原理的にパーティクルの発生は少なく、ピンホールの
ないゲート絶縁膜が容易に得られる。
本発明の薄膜トランジスタの特性を第4図に示す、横軸
はゲート電圧Vas、  縦軸はドレイン電流Ioの対
数値である。ドレイン電圧Vllは4V、  チャネル
長チャネル幅ともに10μmである。半導体層には多結
晶シリコンを用いその膜厚は200人、ゲート絶縁膜は
5insを用いての膜厚は1500人である。破線は従
来の熱CVD法によりゲート絶縁膜を形成した薄膜トラ
ンジスタ、実線は本発明のECRプラズマCVDにより
形成した薄膜トランジスタである。第4図から明らかな
様に表面電荷密度が減少したため、ゲート電圧Ovでの
ドレイン電極Isが約4桁小さくなり、サブスレショル
ド領域での立上りも急峻となり特性が向上している。こ
の結果液晶デイスプレィに応用した場合低電圧駆動が可
能となり、コントラスト比の大きい高画質のデイスプレ
ィが実現できる。
イメージセンサや3次元集積回路へ応用した場合、低電
圧駆動、低消費電力が実現できる。
〔発明の効果〕
本発明は次のようなすぐれた効果を有する。
第1に、薄膜トランジスタの表面電荷密度を小さくでき
、信頼性を大幅に向上できる。
第2に、ゲート絶縁膜とガラス基板の熱膨張係数の差が
問題となることがなく、基板の反り、変形ゲート絶縁膜
のひび割れ等の発生はなく、大面積にわたり欠陥の少な
い薄膜トランジスタを形成できる。
第3にECRプラズマCVD法は原理的にパーティクル
の発生が少なく、ピンホール等の欠陥のないゲート絶縁
膜が容易に得られ、薄膜トランジスタの低欠陥化が実現
できる。
第4に、薄膜トランジスタの電気特性が向上し、低電圧
駆動が可能で高コントラスト比の液晶デイスプレィが実
現できる。
以上のように、本発明の薄膜トランジスタは数多くの優
れた効果を有するものであり、その応用範囲は、デイス
プレィ用のアクティブマトリックス基板やその周辺回路
、イメージセンサ、3次元集積回路など多岐にわたる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の薄膜トランジスタの製
造方法を示した断面図 第2図(a)(b)は従来の薄膜トランジスタの構造を
示しくa)は上視図、 (b)は断面図第3図はECR
プラズマCVD装置の概略図第4図は薄膜トランジスタ
の特性を示すグラフ101.201,301・・・絶縁
基板102.202・・・ソース電極 103.203・・・ドレイン電極 104.206・・・半導体層 105.204・・・ソース配線 108.205・・・ドレイン配線 111.207・・・ゲート絶縁膜 107・・・水*ECRプラズマ 109・・・高活性プラズマ 108.304・・・イオン流 112.208・・・ゲート電極 303・・・プラズマ室 305・・・磁気コイル 306.308・・・ガスライン 307・・・マイクロ波 309・・・真空排気 310・・・試料室 311・・・石英窓 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上櫛 雅誉 他1名 (α) (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁基板上にソース電極及びドレイン電極を形成する工
    程と、チャネル部を成す半導体層を形成する工程と、ゲ
    ート絶縁膜を形成する工程と、ゲート電極を形成する工
    程を含む薄膜トランジスタの製造方法において、該ゲー
    ト絶縁膜を形成する前に、水素電子サイクロトロン共鳴
    プラズマ(以下水素ECRプラズマと呼ぶ)を照射し、
    真空を保ち該ゲート絶縁膜を電子サイクロトロン共鳴C
    VD法(以下ECRプラズマCVDと呼ぶ)で形成した
    ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
JP63234020A 1988-09-19 1988-09-19 薄膜トランジスタの製造方 Expired - Lifetime JP3055782B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63234020A JP3055782B2 (ja) 1988-09-19 1988-09-19 薄膜トランジスタの製造方

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63234020A JP3055782B2 (ja) 1988-09-19 1988-09-19 薄膜トランジスタの製造方

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0282578A true JPH0282578A (ja) 1990-03-23
JP3055782B2 JP3055782B2 (ja) 2000-06-26

Family

ID=16964302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63234020A Expired - Lifetime JP3055782B2 (ja) 1988-09-19 1988-09-19 薄膜トランジスタの製造方

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3055782B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5254480A (en) * 1992-02-20 1993-10-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for producing a large area solid state radiation detector
US5336361A (en) * 1990-03-23 1994-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing an MIS-type semiconductor device
US5401685A (en) * 1992-12-30 1995-03-28 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method for hydrogenating thin film transistor by using a spin-on-glass film
US5534445A (en) * 1991-01-30 1996-07-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of fabricating a polysilicon thin film transistor
US5637512A (en) * 1990-11-16 1997-06-10 Seiko Epson Corporation Method for fabricating a thin film semiconductor device
US6177302B1 (en) 1990-11-09 2001-01-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a thin film transistor using multiple sputtering chambers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893243A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Toshiba Corp ポリシリコン薄膜半導体の改善方法
JPS6271276A (ja) * 1985-09-24 1987-04-01 Mitsubishi Electric Corp 薄膜トランジスタの製造方法
JPS62172732A (ja) * 1986-01-24 1987-07-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置の製法
JPS6342175A (ja) * 1986-08-07 1988-02-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 薄膜トランジスタの製法
JPS63129632A (ja) * 1986-11-20 1988-06-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 絶縁膜のパタ−ン形成方法とそれを利用した電界効果トランジスタのゲ−ト電極の形成方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893243A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Toshiba Corp ポリシリコン薄膜半導体の改善方法
JPS6271276A (ja) * 1985-09-24 1987-04-01 Mitsubishi Electric Corp 薄膜トランジスタの製造方法
JPS62172732A (ja) * 1986-01-24 1987-07-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置の製法
JPS6342175A (ja) * 1986-08-07 1988-02-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 薄膜トランジスタの製法
JPS63129632A (ja) * 1986-11-20 1988-06-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 絶縁膜のパタ−ン形成方法とそれを利用した電界効果トランジスタのゲ−ト電極の形成方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5336361A (en) * 1990-03-23 1994-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing an MIS-type semiconductor device
US6261877B1 (en) 1990-09-11 2001-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing gate insulated field effect transistors
US6177302B1 (en) 1990-11-09 2001-01-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a thin film transistor using multiple sputtering chambers
US6566175B2 (en) 1990-11-09 2003-05-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing gate insulated field effect transistors
US5637512A (en) * 1990-11-16 1997-06-10 Seiko Epson Corporation Method for fabricating a thin film semiconductor device
US5534445A (en) * 1991-01-30 1996-07-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of fabricating a polysilicon thin film transistor
US5254480A (en) * 1992-02-20 1993-10-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for producing a large area solid state radiation detector
US5525527A (en) * 1992-02-20 1996-06-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for producing a solid state radiation detector
US5818053A (en) * 1992-02-20 1998-10-06 Imation Corp. Multi-module solid state radiation detector with continuous photoconductor layer and fabrication method
US5942756A (en) * 1992-02-20 1999-08-24 Imation Corp. Radiation detector and fabrication method
US6262421B1 (en) 1992-02-20 2001-07-17 Imation Corp. Solid state radiation detector for x-ray imaging
US5401685A (en) * 1992-12-30 1995-03-28 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method for hydrogenating thin film transistor by using a spin-on-glass film

Also Published As

Publication number Publication date
JP3055782B2 (ja) 2000-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6338990B1 (en) Method for fabricating thin-film transistor
US6335542B2 (en) Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device
US5716857A (en) Method for manufacturing a semiconductor device
US6037017A (en) Method for formation of multilayer film
US5591989A (en) Semiconductor device having first and second gate insulating films
CN100392867C (zh) 薄膜晶体管的制造方法、使用该方法的液晶显示装置和电子设备
JPH0688973A (ja) 透明導電膜およびそれを用いた半導体装置ならびにその作製方法
JP3272532B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62232966A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH01187814A (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
US7026200B2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
JPH06163401A (ja) 多結晶シリコン層の形成方法およびそれを用いた多結晶シリコン薄膜トランジスタ
JP3055782B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方
JP2841381B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP3452679B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタおよび液晶表示装置
JPH0738111A (ja) 薄膜トランジスタの形成方法
JPH07225395A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法
JP2996025B2 (ja) 絶縁膜の製造方法及びこれを用いた薄膜トランジスター素子
JPH02201967A (ja) 薄膜半導体素子
JPH0282577A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP3216173B2 (ja) 薄膜トランジスタ回路の製造方法
JPH0442577A (ja) 薄膜トランジスタ
JP3380922B2 (ja) シリコン酸化膜の形成方法
JPH0629536A (ja) 多結晶シリコン薄膜トランジスタ
JPH0530053B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080414

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090414

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090414

Year of fee payment: 9