JPH03283466A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

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］ 本発明はガラスを基板とする薄膜トランジスタ（ＴＰＴ
）に関し、特にそのゲート絶縁膜の構造に関する。

［従来の技術］ 従来、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜は単一のシリコ
ン窒化膜で形成される。

第３図　（ａ）〜（ｅ）は従来の逆スタガード型薄膜ト
ランジスタの製造方法を示す工程順序図で、まずガラス
基板１の上面にゲート電極２がクロム（Ｃｒｌスパッタ
膜のバターニングによって形成された後［第３図（ａ）
　］　、ゲート絶縁膜としてシリコン窒化膜３が形成さ
れる状態を示したものである［第３図（ｂ）］。ついで
チャネル領域を構成するためのアモルファスシリコン膜
６およびリン（Ｐ）などの不純物を添加したオーミック
コンタクト用のアモルファスシリコン膜７を順次バター
ニング形成した後［第３図（ｃｌ、（ｄｉ　］　、ゲー
ト絶縁膜から延びるガラス基板１上のシリコン窒化膜３
上にソース、ドレイン電極８．９をクロムｆｃｒ）金属
膜のバターニングでそれぞれ形成することによって薄膜
トランジスタは完成される［第３図（ｅ）］。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来構造の薄膜トランジスタは
ゲート絶縁耐圧に大きな問題点を有する。何故ならば、
シリコン窒化膜をガラス基板上に均質に堆積させること
は本来非常に難しい技術であるので、ゲート絶縁膜とし
て利用されるゲート電極２上の膜質は兎も角、ソース。

ドレイン電極８．９の絶縁膜として利用されるガラス基
板ｌ上のシリコン窒化膜３には膜質不良による絶縁耐圧
の低下が常に懸念されるからである。従って、従来構造
のものでは、高耐圧の薄膜トランジスタが得られないと
いう欠点がある。

本発明の目的は、上記の情況に鑑み、ゲート絶縁耐圧を
向上させることが難しい従来技術の構造的欠点を解決し
た薄膜トランジスタを提供することである。

Ｃ課題を解決するための手段〕 本発明によれば、薄膜トランジスタは、ガラス基板と、
前記ガラス基板上に積層構造に形成されるゲート電極、
ゲート絶縁膜、チャネル形成のための半導体薄層および
ソース、ドレインの各電極とを含んで成り、前記ゲート
絶縁膜をシリコン酸化膜／シリコン窒化膜／シリコン酸
化膜の３層構造に形成することを含んで構成される。

［作　　用　　］ 本発明によれば、ガラス基板上の薄膜トランジスタは、
シリコン酸化膜を下地とする３層構造のゲート絶縁膜を
備えて形成される。従って、逆スタガード型のようにゲ
ート絶縁膜がガラス基板上に延びる場合でも、ゲート絶
縁膜はきわめて良好な膜質で形成される。また、３層構
造の場合には積層による耐圧性向上の効果も相乗的に加
わるので、ゲート絶縁耐圧を著しく向上させることがで
きる。この際、３層に積層したことによるゲート容量の
低減効果も見込めるので、高周波特性の改善をはかるこ
とが可能である。

「実施例１ 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明薄膜トランジスタの構造は、その製造方法を明ら
かにすることによって容易に理解し得るので、以下これ
に従って説明する。

第１図　ｆａｌ〜（ｅ）は本発明を逆スタガード型の薄
膜トランジスタに実施した場合の一実施例を得るための
製造方法の一手法を示す工程順序図である。まず、ガラ
ス基板１が準備され、この面上に厚さ１０００〜２００
０人のクロム（Ｃｒｌ金属からなるゲート電極２が従来
と同じく通常のパタニング技術を用いて形成される［第
１図ｆａ）？　、ｌｆ＠］、つぎに、第１図ｆｂｌ　に
示すようにゲート電極２を含むガラス基板１上にはシリ
コン酸化膜（厚さ５００人）４．シリコン窒化膜（厚さ
２０００〜３０００人）３およびシリコン酸化膜（厚さ
５００人）５かもなる３層構造の絶縁膜が形成される。

すなわち、ガラス基板１上にはシリコン酸化膜４を下地
とするシリコン酸化膜／シリコン窒化膜／シリコン酸化
膜からなる３層構造の絶縁膜がゲート絶縁膜として形成
される［第１図（ｂ）］。

以下従来技術と同じく、チャネル領域を構成する厚さ３
０００〜５０００人のアモルファスシリコン随６方よび
オーミックコンタクト用の厚さ　３００〜５００人のア
モルファスシリコン膜７を順次パターニング形成した後
［第１図（ｃ）　、　（ｄｉ参照］、ガラス基板１上に
延び−る３層構造の絶縁膜上に、ソース、ドレイン電極
８．９をそれぞれクロム（Ｃｒｌ金属膜（厚さ１０００
〜２０００人）のバターニングで形成することによって
薄膜トランジスタを完成させることができる［第１図ｆ
ｅ）参昭１゜ 本実施例によれば、本発明にかかる逆スタガード型の薄
膜トランジスタは、ガラス基板上にシリコン酸化膜を下
地として形成されたシリコン酸化膜／シリコン窒化膜／
シリコン酸化膜の３層構造からなるゲート絶縁膜を含ん
で構成される。従って、ゲート絶縁膜をガラス基板上に
直接形成した単一層のシリコン窒化膜で構成する従来の
薄膜トランジスタに比べれば、膜質の良質化と相俟って
積層による耐圧向上効果が加わるのでゲート絶縁耐圧を
著しく高めることができる。すなわち、実験結果による
と、例えば全体の構造的デイメンジョンを変えない場合
の絶縁耐圧は従来の３ＭＶ／ｃｍからＩＯＭＶ／ｃｍに
飛躍的に向上することが確かめられた。この際、３層構
造とすることによってゲート絶縁膜の個有容量も低減す
ることができるので、ゲート絶縁耐圧と共に高周波特性
が併わせ改善された薄膜トランジスタを得ることが可能
である。

また、これらの絶縁耐圧向上効果および容量低減効果は
ソース、ドレイン電極直下の絶縁膜についても同様に生
じるので、信頼性向上の効果も大きい。

第２図　ｆａ）〜ｆｄ）は本発明を類スタガード型の薄
膜トランジスタに実施した場合の一実施例を得るための
製造方法の一手法を示す工程順序図である。本実施例の
薄膜トランジスタは、第２図ｆａｌ　に示すように、ガ
ラス基板１上に厚さ１０００〜２０００人のソース電極
８およびドレイン電極９がクロム（Ｃｒ）金属膜のバタ
ーニングでそれぞれ形成される第１の工程から作られる
。つぎに、これら電極上にオーミックコンタクト用のア
モルファスシリコン膜７がパターニング形成され［第２
図ｆｂ）参照］、ついでチャネル領域を構成するための
アモルファスシリコン膜６およびシリコン酸化膜４／シ
リコン窒化膜３／シリコン酸化膜５からなる３層構造の
ゲート絶縁膜が順次形成され［第２図ｆｃ）参照］、最
後にゲート電極２がクロム（Ｃｒ）金属膜のパターニン
グで形成されるまでの諸工程で完成される〔第２図（ｄ
）参照１゜ 本実施例によれば、本発明にかかる順スタガド型の薄膜
トランジスタは、前実施例の逆スタガード型薄膜トラン
ジスタと同じ（シリコン酸化膜／シリコン窒化膜／シリ
コン酸化膜の３層構造からなるゲート絶縁膜を含んで構
成される。従って、本実施例の薄膜トランジスタも亦高
いゲート絶縁耐圧とすぐれた高周波特性を示すことがで
きる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、薄膜トラ
ンジスタのゲート絶縁膜は良好な膜質のシリコン酸化膜
／シリコン窒化膜／シリコン酸化膜からなる３層構造で
形成されるので、従来より高いゲート絶縁耐圧とすぐれ
た高周波特性をもつ薄膜トランジスタを逆スタガド型ま
たは類スタガード型の区別なく容易に実現することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図　（ａｌ〜ｔｅｌは本発明を逆スタガード型の薄
膜トランジスタに実施した場合の一実施例を得るための
製造方法の一手法を示す工程順序図、第２図　（ａ）〜
ｆｄ）は本発明を類スタガード型の薄膜トランジスタに
実施した場合の一実施例を得るための製造方法の一手法
を示す工程順序図、第３図　（ａｌ〜（ｅ）は従来の逆
スタガード型薄膜トランジスタの製造方法を示す工程順
序図である。 ｌ・・・ガラス基板、　　２・・−ゲート電極、３・・
・シリコン窒化膜、 ４．５・・−シリコン酸化膜、 ６・・・チャネル領域を構成するアモルファスシリコン
膜、 ７・・・オ ミックコンタクト用のアモルファス シリコン膜、 ８・・・ソ スミ極、 ９・・−ドレイン電極。 特 許 出 願 人 日 本電気株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ガラス基板と、前記ガラス基板上に積層構造に形成さ
   れるゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル形成のための
   半導体薄層およびソース、ドレインの各電極とを含んで
   成り、前記ゲート絶縁膜をシリコン酸化膜／シリコン窒
   化膜／シリコン酸化膜の３層構造に形成することを特徴
   とする薄膜トランジスタ。