JPH05235353A - アクティブマトリックス基板とその製造方法 - Google Patents
アクティブマトリックス基板とその製造方法Info
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- JPH05235353A JPH05235353A JP3523592A JP3523592A JPH05235353A JP H05235353 A JPH05235353 A JP H05235353A JP 3523592 A JP3523592 A JP 3523592A JP 3523592 A JP3523592 A JP 3523592A JP H05235353 A JPH05235353 A JP H05235353A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アクティブマトリックス基板上に多結晶シリ
コンと高融点金属の硅化物との２層ゲ−ト構造を有する
多結晶シリコンＴＦＴにおいて、高融点金属の硅化物に
発生するクラック及びコンタクトホ−ルの形状異常を防
止することにより、ゲ−ト線の低抵抗化を実現し、高画
質及び高精細の多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示
装置を提供することを目的とする。 【構成】 ２層ゲ−ト電極の下層の多結晶シリコン膜を
薄膜化し、ド−プする不純物を低濃度にする。また２層
ゲ−ト電極の上層の高融点金属の硅化物を薄膜化する。 【効果】 上記方法により、高融点金属の硅化物の応力
を緩和することによって、高融点金属の硅化物に発生す
るクラック及びコンタクトホ−ル開口後に発生する層間
絶縁膜の割れによるコンタクトホ−ルの形状異常を防止
でき、ゲ−ト線を低抵抗化することによって高画質の液
晶表示装置を提供することができる。
コンと高融点金属の硅化物との２層ゲ−ト構造を有する
多結晶シリコンＴＦＴにおいて、高融点金属の硅化物に
発生するクラック及びコンタクトホ−ルの形状異常を防
止することにより、ゲ−ト線の低抵抗化を実現し、高画
質及び高精細の多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示
装置を提供することを目的とする。 【構成】 ２層ゲ−ト電極の下層の多結晶シリコン膜を
薄膜化し、ド−プする不純物を低濃度にする。また２層
ゲ−ト電極の上層の高融点金属の硅化物を薄膜化する。 【効果】 上記方法により、高融点金属の硅化物の応力
を緩和することによって、高融点金属の硅化物に発生す
るクラック及びコンタクトホ−ル開口後に発生する層間
絶縁膜の割れによるコンタクトホ−ルの形状異常を防止
でき、ゲ−ト線を低抵抗化することによって高画質の液
晶表示装置を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ（以
下ＴＦＴと略す）を用いたアクティブマトリックス液晶
表示装置の製造方法に関する。
下ＴＦＴと略す）を用いたアクティブマトリックス液晶
表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在ＴＦＴを用いた液晶表示装置におい
て逆スタガ構造（ボトムゲ−ト構造）のアモルファスシ
リコンＴＦＴが主流となっている。その理由としてプロ
セスが低温であるためガラス基板上に形成できるのでコ
ストが安く、大面積化に適しているなどの利点をもつか
らである。
て逆スタガ構造（ボトムゲ−ト構造）のアモルファスシ
リコンＴＦＴが主流となっている。その理由としてプロ
セスが低温であるためガラス基板上に形成できるのでコ
ストが安く、大面積化に適しているなどの利点をもつか
らである。
【０００３】一方、コプラナ構造（トップゲ−ト構造）
の多結晶シリコンＴＦＴはゲ−ト電極及びゲ−ト線には
不純物をド−プした多結晶シリコンを用いているのが一
般的であり、セルフアライン構造である。このセルフア
ライン構造は、ソ−ス領域及びドレイン領域を多結晶シ
リコンのゲ−ト電極をマスクとしてイオン打ち込みによ
り形成するという構造である。従ってこの打ち込んだイ
オンの活性化のために高温の熱処理を行わなければなら
ず耐熱温度の低いガラス基板上には多結晶シリコンＴＦ
Ｔプロセスは適さない。そこで耐熱温度の高い高価な石
英基板を使用しなければならないという欠点をもつ。し
かし、アモルファスシリコンＴＦＴと比較すると多結晶
シリコンＴＦＴは１０〜１００倍程度の移動度をもち、
駆動回路も同一基板上に集積できるため小型化に適して
いる等の利点がある。高画質化及び高精細化が要求され
ている現在、多結晶シリコンＴＦＴが注目されてきてい
る。
の多結晶シリコンＴＦＴはゲ−ト電極及びゲ−ト線には
不純物をド−プした多結晶シリコンを用いているのが一
般的であり、セルフアライン構造である。このセルフア
ライン構造は、ソ−ス領域及びドレイン領域を多結晶シ
リコンのゲ−ト電極をマスクとしてイオン打ち込みによ
り形成するという構造である。従ってこの打ち込んだイ
オンの活性化のために高温の熱処理を行わなければなら
ず耐熱温度の低いガラス基板上には多結晶シリコンＴＦ
Ｔプロセスは適さない。そこで耐熱温度の高い高価な石
英基板を使用しなければならないという欠点をもつ。し
かし、アモルファスシリコンＴＦＴと比較すると多結晶
シリコンＴＦＴは１０〜１００倍程度の移動度をもち、
駆動回路も同一基板上に集積できるため小型化に適して
いる等の利点がある。高画質化及び高精細化が要求され
ている現在、多結晶シリコンＴＦＴが注目されてきてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多結晶シリコンＴＦＴ
のプロセスでより一層の高画質及び高精細の画面を得る
にあたり、大きな問題点としてゲ−ト線の低抵抗化が挙
げられている。ゲ−ト電極及びゲ−ト線に多結晶シリコ
ンを用いた現在のプロセスでは、ゲ−ト線の抵抗が高く
信号の伝播遅延がおこり高画質及び高精細の画面が得ら
れない。高画質及び高精細の画面を得るためには、伝播
信号の高速化が必要でありそのためにはゲ−ト線の低抵
抗化が必要となる。一方、半導体装置ではゲ−ト電極及
びゲ−ト線を多結晶シリコンと高融点金属の硅化物との
２層構造いわゆるポリサイド構造にすることにより、ゲ
−ト線の抵抗を下げることに成功した例が報告されてい
る。しかし半導体装置で用いられている多結晶シリコン
と高融点金属の硅化物（例えばＭｏＳｉ2を例にとって
説明すると）との２層ゲ−ト構造を多結晶シリコンＴＦ
Ｔに適用し、絶縁基板上に多結晶シリコンとＭｏＳｉ2と
の２層ゲ−ト構造を有する多結晶シリコンＴＦＴを形成
すると、このＭｏＳｉ2にクラックが発生する。更にＭｏ
Ｓｉ2の上層に堆積するＣＶＤＳｉＯ2膜に上部電極との
電気的な接触をとるためのコンタクトホ−ルを開口する
と、ＭｏＳｉ2とＣＶＤＳｉＯ2膜との界面においてＭｏ
Ｓｉ2のクラックに沿ってＣＶＤＳｉＯ2膜のエッチング
液がしみこみ、ＣＶＤＳｉＯ2膜が割れることによりコン
タクトホ−ルの形状異常が発生する。この多結晶シリコ
ンと高融点金属の硅化物との２層ゲ−ト構造を有する多
結晶シリコンＴＦＴにおいて、高融点金属の硅化物に発
生するクラックによってゲ−ト線の低抵抗化を妨げ、ゲ
−ト線の断線を引き起こす。よって本発明では、この高
融点金属の硅化物に発生するクラックを防止し、ゲ−ト
線の低抵抗化を実現することによって高画質及び高精細
の多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
のプロセスでより一層の高画質及び高精細の画面を得る
にあたり、大きな問題点としてゲ−ト線の低抵抗化が挙
げられている。ゲ−ト電極及びゲ−ト線に多結晶シリコ
ンを用いた現在のプロセスでは、ゲ−ト線の抵抗が高く
信号の伝播遅延がおこり高画質及び高精細の画面が得ら
れない。高画質及び高精細の画面を得るためには、伝播
信号の高速化が必要でありそのためにはゲ−ト線の低抵
抗化が必要となる。一方、半導体装置ではゲ−ト電極及
びゲ−ト線を多結晶シリコンと高融点金属の硅化物との
２層構造いわゆるポリサイド構造にすることにより、ゲ
−ト線の抵抗を下げることに成功した例が報告されてい
る。しかし半導体装置で用いられている多結晶シリコン
と高融点金属の硅化物（例えばＭｏＳｉ2を例にとって
説明すると）との２層ゲ−ト構造を多結晶シリコンＴＦ
Ｔに適用し、絶縁基板上に多結晶シリコンとＭｏＳｉ2と
の２層ゲ−ト構造を有する多結晶シリコンＴＦＴを形成
すると、このＭｏＳｉ2にクラックが発生する。更にＭｏ
Ｓｉ2の上層に堆積するＣＶＤＳｉＯ2膜に上部電極との
電気的な接触をとるためのコンタクトホ−ルを開口する
と、ＭｏＳｉ2とＣＶＤＳｉＯ2膜との界面においてＭｏ
Ｓｉ2のクラックに沿ってＣＶＤＳｉＯ2膜のエッチング
液がしみこみ、ＣＶＤＳｉＯ2膜が割れることによりコン
タクトホ−ルの形状異常が発生する。この多結晶シリコ
ンと高融点金属の硅化物との２層ゲ−ト構造を有する多
結晶シリコンＴＦＴにおいて、高融点金属の硅化物に発
生するクラックによってゲ−ト線の低抵抗化を妨げ、ゲ
−ト線の断線を引き起こす。よって本発明では、この高
融点金属の硅化物に発生するクラックを防止し、ゲ−ト
線の低抵抗化を実現することによって高画質及び高精細
の多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、不純物を含
まない多結晶シリコン又は１×１０20/cm3以下のリンを
含む多結晶シリコンと、高融点金属の硅化物との２層構
造をゲ−ト電極及びゲ−ト線とすることを特徴とし、ま
た絶縁基板上にソ−ス・ドレイン領域及びチャネル領域
となる第１の多結晶シリコン膜を形成する工程と、次に
ゲ−ト絶縁膜を形成する工程と、次にゲ−ト電極及びゲ
−ト線の下層となる第２の多結晶シリコン膜を堆積する
工程と、次に前記第２の多結晶シリコン膜に850℃以下の
温度でリン拡散を行う工程と、次にゲ−ト電極及びゲ−
ト線の上層となる高融点金属の硅化物を堆積する工程
と、次に第２の多結晶シリコン膜及び高融点金属の硅化
物を同時にパタ−ニングし、ゲ−ト電極及びゲ−ト線を
形成する工程とを有することを特徴とする。
まない多結晶シリコン又は１×１０20/cm3以下のリンを
含む多結晶シリコンと、高融点金属の硅化物との２層構
造をゲ−ト電極及びゲ−ト線とすることを特徴とし、ま
た絶縁基板上にソ−ス・ドレイン領域及びチャネル領域
となる第１の多結晶シリコン膜を形成する工程と、次に
ゲ−ト絶縁膜を形成する工程と、次にゲ−ト電極及びゲ
−ト線の下層となる第２の多結晶シリコン膜を堆積する
工程と、次に前記第２の多結晶シリコン膜に850℃以下の
温度でリン拡散を行う工程と、次にゲ−ト電極及びゲ−
ト線の上層となる高融点金属の硅化物を堆積する工程
と、次に第２の多結晶シリコン膜及び高融点金属の硅化
物を同時にパタ−ニングし、ゲ−ト電極及びゲ−ト線を
形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の形成方法の実施例を図１を参
照して説明する。図１はゲ−ト電極を多結晶シリコンと
高融点金属の硅化物との２層構造とした多結晶シリコン
ＴＦＴの構造を示したものであり、ゲ−ト電極の下層に
リンを拡散した多結晶シリコン膜、上層にはスパッタ法
により堆積したＭｏＳｉx膜を用いた。まず石英基板１
にフィ−ルドＳｉＯ2膜２を堆積し、その上に多結晶シ
リコン膜３を600℃程度でＳｉＨ4を熱分解させて1000Å
堆積する。次に多結晶シリコン膜３を熱酸化しゲ−ト酸
化膜４を1200Å形成した後、ゲ−ト電極の上層となる多
結晶シリコン膜５を1000Å堆積する。この多結晶シリコ
ン膜５に酸素及び窒素雰囲気中でオキシ塩化リンを用い
て850℃の温度でリン拡散を行い、次にゲ−ト電極の上層
となるＭｏＳｉx膜６をスパッタ法により2000Å堆積す
る。このリンを拡散した多結晶シリコン膜５とＭｏＳｉx
膜６からなる積層膜をＣＦ4−Ｏ2系のガスを用いドライ
エッチングし、ゲート電極及びゲ−ト線を形成する。次
にこのゲ−ト電極をマスクとし、リンイオンを多結晶シ
リコン膜３に打ち込みソ−ス領域７及びドレイン領域８
を形成する。今回はＮチャネルのトランジスタを形成し
たが、Ｐチャネルのトランジスタを形成したい場合はボ
ロンイオンを同様に多結晶シリコン膜３に打ち込めば良
い。そして次にＣＶＤ法により層間絶縁膜９を8000Å程
度堆積し、次に窒素雰囲気中で1000℃、20分間の熱処理
を行う。これはソ−ス及びドレイン領域形成のために打
ち込んだイオンの活性化、ＭｏＳｉx膜６の低抵抗化及び
層間絶縁膜９の焼きしめを目的として行うものである。
次にコンタクトホ−ルを開口し、ＩＴＯ膜をスパッタ法
により堆積し、それをパタ−ニングし画素電極となるＩ
ＴＯ電極１０を形成する。最後に、Ａｌをスパッタ法に
より堆積し、パタ−ニングしてＡｌ電極１１を形成して
完成する。
照して説明する。図１はゲ−ト電極を多結晶シリコンと
高融点金属の硅化物との２層構造とした多結晶シリコン
ＴＦＴの構造を示したものであり、ゲ−ト電極の下層に
リンを拡散した多結晶シリコン膜、上層にはスパッタ法
により堆積したＭｏＳｉx膜を用いた。まず石英基板１
にフィ−ルドＳｉＯ2膜２を堆積し、その上に多結晶シ
リコン膜３を600℃程度でＳｉＨ4を熱分解させて1000Å
堆積する。次に多結晶シリコン膜３を熱酸化しゲ−ト酸
化膜４を1200Å形成した後、ゲ−ト電極の上層となる多
結晶シリコン膜５を1000Å堆積する。この多結晶シリコ
ン膜５に酸素及び窒素雰囲気中でオキシ塩化リンを用い
て850℃の温度でリン拡散を行い、次にゲ−ト電極の上層
となるＭｏＳｉx膜６をスパッタ法により2000Å堆積す
る。このリンを拡散した多結晶シリコン膜５とＭｏＳｉx
膜６からなる積層膜をＣＦ4−Ｏ2系のガスを用いドライ
エッチングし、ゲート電極及びゲ−ト線を形成する。次
にこのゲ−ト電極をマスクとし、リンイオンを多結晶シ
リコン膜３に打ち込みソ−ス領域７及びドレイン領域８
を形成する。今回はＮチャネルのトランジスタを形成し
たが、Ｐチャネルのトランジスタを形成したい場合はボ
ロンイオンを同様に多結晶シリコン膜３に打ち込めば良
い。そして次にＣＶＤ法により層間絶縁膜９を8000Å程
度堆積し、次に窒素雰囲気中で1000℃、20分間の熱処理
を行う。これはソ−ス及びドレイン領域形成のために打
ち込んだイオンの活性化、ＭｏＳｉx膜６の低抵抗化及び
層間絶縁膜９の焼きしめを目的として行うものである。
次にコンタクトホ−ルを開口し、ＩＴＯ膜をスパッタ法
により堆積し、それをパタ−ニングし画素電極となるＩ
ＴＯ電極１０を形成する。最後に、Ａｌをスパッタ法に
より堆積し、パタ−ニングしてＡｌ電極１１を形成して
完成する。
【０００７】以上の工程において、多結晶シリコン膜５
のリンの拡散温度を850℃以下、または拡散量を１×１
０20/cm3以下または多結晶シリコン膜５の膜厚を1500Å
以下、またはＭｏＳｉx膜６の膜厚を2000Å以下にする
ことにより、ＭｏＳｉx膜６の応力を緩和することがで
きる。上記実施例では、多結晶シリコン膜５へのリンの
拡散温度を850℃としたが、例えば850℃の温度における
リン拡散と同等量のリンイオンをイオン打ち込みにより
ド−プしても良いし、既に850℃の温度におけるリン拡散
と同等量のリンイオンを含んだ多結晶シリコン膜を堆積
しても良いし、あるいはリンイオンを全く含まない多結
晶シリコン膜を堆積しても同様の結果が得られる。また
ＭｏＳｉXのXの値は2.0〜3.5が好ましく、大きな値だと
抵抗値が高くなることから2.5近傍がクラックがなく低
抵抗で良い。また本実施例においては、高融点金属の硅
化物にＭｏＳｉXを用いたが、この他の材料として、ＷＳ
ｉX、ＴａＳｉX、ＴｉＳｉX等を用いても同様な結果が得
られる。
のリンの拡散温度を850℃以下、または拡散量を１×１
０20/cm3以下または多結晶シリコン膜５の膜厚を1500Å
以下、またはＭｏＳｉx膜６の膜厚を2000Å以下にする
ことにより、ＭｏＳｉx膜６の応力を緩和することがで
きる。上記実施例では、多結晶シリコン膜５へのリンの
拡散温度を850℃としたが、例えば850℃の温度における
リン拡散と同等量のリンイオンをイオン打ち込みにより
ド−プしても良いし、既に850℃の温度におけるリン拡散
と同等量のリンイオンを含んだ多結晶シリコン膜を堆積
しても良いし、あるいはリンイオンを全く含まない多結
晶シリコン膜を堆積しても同様の結果が得られる。また
ＭｏＳｉXのXの値は2.0〜3.5が好ましく、大きな値だと
抵抗値が高くなることから2.5近傍がクラックがなく低
抵抗で良い。また本実施例においては、高融点金属の硅
化物にＭｏＳｉXを用いたが、この他の材料として、ＷＳ
ｉX、ＴａＳｉX、ＴｉＳｉX等を用いても同様な結果が得
られる。
【０００８】
【発明の効果】上記実施例のように高融点金属の硅化物
の応力を緩和することによって、高融点金属の硅化物に
発生するクラック及びコンタクトホ−ル開口後に発生す
る層間絶縁膜の割れによるコンタクトホ−ルの形状異常
を防止できる。そのことによりゲ−ト線の低抵抗化が実
現でき回路の高速動作が可能となり、高画質及び高精細
の多結晶シリコンＴＦＴ用いた液晶表示装置を提供する
ことができる。
の応力を緩和することによって、高融点金属の硅化物に
発生するクラック及びコンタクトホ−ル開口後に発生す
る層間絶縁膜の割れによるコンタクトホ−ルの形状異常
を防止できる。そのことによりゲ−ト線の低抵抗化が実
現でき回路の高速動作が可能となり、高画質及び高精細
の多結晶シリコンＴＦＴ用いた液晶表示装置を提供する
ことができる。
【図１】 本発明の一実施例を説明する図。
１ 石英基板 ２ フィ−ルドＳｉＯ2膜 ３ 多結晶シリコン膜 ４ ゲ−ト酸化膜 ５ 多結晶シリコン膜 ６ ＭｏＳｉx膜 ７ ソ−ス領域 ８ ドレイン領域 ９ 層間絶縁膜 １０ ＩＴＯ電極 １１ Ａｌ電極
Claims (4)
- 【請求項１】不純物を含まない多結晶シリコン又は１×
１０20/cm3以下のリンを含む多結晶シリコンと、高融点
金属の硅化物との２層構造をゲ−ト電極及びゲ−ト線と
することを特徴とするアクティブマトリックス基板。 - 【請求項２】多結晶シリコンの膜厚が1500Å以下である
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリック
ス基板。 - 【請求項３】多結晶シリコンの膜厚が1500Åでかつ高融
点金属の硅化物の膜厚が2000Å以下であることを特徴と
する請求項１記載のアクティブマトリックス基板。 - 【請求項４】絶縁基板上にソ−ス・ドレイン領域及びチ
ャネル領域となる第１の多結晶シリコン膜を形成する工
程と、次にゲ−ト絶縁膜を形成する工程と、次にゲ−ト
電極及びゲ−ト線の下層となる第２の多結晶シリコン膜
を堆積する工程と、次に少なくとも前記第２の多結晶シ
リコン膜に850℃以下の温度でリン拡散を行う工程と、
次にゲ−ト電極及びゲ−ト線の上層となる高融点金属の
硅化物を堆積する工程と、次に第２の多結晶シリコン膜
及び高融点金属の硅化物を同時にパタ−ニングし、ゲ−
ト電極及びゲ−ト線を形成する工程とを有することを特
徴とするアクティブマトリックス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3523592A JPH05235353A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | アクティブマトリックス基板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3523592A JPH05235353A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | アクティブマトリックス基板とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235353A true JPH05235353A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12436183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3523592A Pending JPH05235353A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | アクティブマトリックス基板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235353A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0926600A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
| KR100304551B1 (ko) * | 1994-09-23 | 2001-12-01 | 구자홍 | 박막트랜지스터제조방법 |
| US6653694B1 (en) * | 2000-09-19 | 2003-11-25 | Seiko Instruments Inc. | Reference voltage semiconductor |
| US6693324B2 (en) * | 1996-04-26 | 2004-02-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a thin film transistor and manufacturing method thereof |
| US7723221B2 (en) | 2006-05-16 | 2010-05-25 | Nec Corporation | Stacked film patterning method and gate electrode forming method |
| US8183135B2 (en) | 2003-03-13 | 2012-05-22 | Nec Corporation | Method for manufacturing thin film transistor having hydrogen feeding layer formed between a metal gate and a gate insulating film |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP3523592A patent/JPH05235353A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100304551B1 (ko) * | 1994-09-23 | 2001-12-01 | 구자홍 | 박막트랜지스터제조방법 |
| JPH0926600A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
| US6693324B2 (en) * | 1996-04-26 | 2004-02-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a thin film transistor and manufacturing method thereof |
| US6653694B1 (en) * | 2000-09-19 | 2003-11-25 | Seiko Instruments Inc. | Reference voltage semiconductor |
| US8183135B2 (en) | 2003-03-13 | 2012-05-22 | Nec Corporation | Method for manufacturing thin film transistor having hydrogen feeding layer formed between a metal gate and a gate insulating film |
| US7723221B2 (en) | 2006-05-16 | 2010-05-25 | Nec Corporation | Stacked film patterning method and gate electrode forming method |
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