JPH0546105B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0546105B2 JPH0546105B2 JP57228188A JP22818882A JPH0546105B2 JP H0546105 B2 JPH0546105 B2 JP H0546105B2 JP 57228188 A JP57228188 A JP 57228188A JP 22818882 A JP22818882 A JP 22818882A JP H0546105 B2 JPH0546105 B2 JP H0546105B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- gate insulating
- forming
- insulating film
- gate
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
本発明は、薄膜トランジスターに関し、特に、
ゲート絶縁膜は、プラズマCVD（あるいはグロー
放電CVDともいわれる）で作成し、次に熱処理
したゲート絶縁膜に関するものである。 近年、アクテイブマトリクスを使つた液晶デイ
スプレイ、特に液晶テレビ等の研究開発が行なわ
れている。アクテイブマトリクスとして、シリコ
ン単結晶を基板にしたMOSトランジスタを使う
他に、薄膜トランジスタによる液晶デイスプレイ
がある。薄膜トランジスタの場合は、シリコン単
結晶ウエハーを基板にしたMOSアレイと比較し
て、基板として透明なガラス基板を使用でき、そ
のために、ツイストネマテイツク液晶モードを使
うことができ、コストが安くなり、さらに、大型
デイスプレイを作ることができる。その反面、ガ
ラス基板を使う場合は、シリコン単結晶の場合と
異なり、トランジスタ製造プロセスは、温度500
℃以下の低温プロセスとする必要がある。低温で
ゲート絶縁膜を作成する方法として、通常、低圧
力によるCVD法があるが、温度500℃で作成した
酸化膜は、界面準位が１×1011以上あり、耐圧が
低く、ピンホールがあり、良い膜質のゲート絶縁
膜が得がたい。 本発明は、上述の欠点を除去するために、温度
100〜300℃で、プラズマCVDによつて、窒化膜、
あるいは酸化膜を作成し、次に温度400℃以上で
熱処理を行なうことにより、所望のゲート絶縁膜
を得ることを目的とする。 次に本発明を詳細に説明する。 第１図は、本発明の薄膜トランジスタの縦断面
図を示し、１は透明基板であり、石英ガラスや通
常のガラスを使用する。２はゲート絶縁膜であ
り、プラズマCVD法によつて作成し、窒化膜
SiNHや酸化膜SiON膜であり、３はゲート電極、
４はドレーン電極、５はソース電極であり、各電
極は、Al、Al−Si、ポリシリコン、金、クロム
などからなる電極である。６は半導体膜であり、
アモルフアスシリコンや、ポリシリコン膜を使用
する。７はパツシベイシヨン膜であり、PSG、
または窒化膜である。 次に、本発明によるゲート絶縁膜の製造方法
と、その膜質についての実験結果を述べる。 まず、プラズマCVDを使つたSiON膜は、次の
方法によつて作成した。使用ガスは、SiH4、
N2Oであり、SiH4／N2O流量比１／７〜１／150
とし、デポジツシヨン圧力0.1〜1torr、放電
Power10〜50watts、基板温度100〜300℃であ
る。このようにして作成した酸化膜を、さらに温
度450℃、窒化雰囲気中で焼成した。これらの絶
縁膜と、他の方法で作成した絶縁膜を比較したデ
ータを下の表に示す。
ゲート絶縁膜は、プラズマCVD（あるいはグロー
放電CVDともいわれる）で作成し、次に熱処理
したゲート絶縁膜に関するものである。 近年、アクテイブマトリクスを使つた液晶デイ
スプレイ、特に液晶テレビ等の研究開発が行なわ
れている。アクテイブマトリクスとして、シリコ
ン単結晶を基板にしたMOSトランジスタを使う
他に、薄膜トランジスタによる液晶デイスプレイ
がある。薄膜トランジスタの場合は、シリコン単
結晶ウエハーを基板にしたMOSアレイと比較し
て、基板として透明なガラス基板を使用でき、そ
のために、ツイストネマテイツク液晶モードを使
うことができ、コストが安くなり、さらに、大型
デイスプレイを作ることができる。その反面、ガ
ラス基板を使う場合は、シリコン単結晶の場合と
異なり、トランジスタ製造プロセスは、温度500
℃以下の低温プロセスとする必要がある。低温で
ゲート絶縁膜を作成する方法として、通常、低圧
力によるCVD法があるが、温度500℃で作成した
酸化膜は、界面準位が１×1011以上あり、耐圧が
低く、ピンホールがあり、良い膜質のゲート絶縁
膜が得がたい。 本発明は、上述の欠点を除去するために、温度
100〜300℃で、プラズマCVDによつて、窒化膜、
あるいは酸化膜を作成し、次に温度400℃以上で
熱処理を行なうことにより、所望のゲート絶縁膜
を得ることを目的とする。 次に本発明を詳細に説明する。 第１図は、本発明の薄膜トランジスタの縦断面
図を示し、１は透明基板であり、石英ガラスや通
常のガラスを使用する。２はゲート絶縁膜であ
り、プラズマCVD法によつて作成し、窒化膜
SiNHや酸化膜SiON膜であり、３はゲート電極、
４はドレーン電極、５はソース電極であり、各電
極は、Al、Al−Si、ポリシリコン、金、クロム
などからなる電極である。６は半導体膜であり、
アモルフアスシリコンや、ポリシリコン膜を使用
する。７はパツシベイシヨン膜であり、PSG、
または窒化膜である。 次に、本発明によるゲート絶縁膜の製造方法
と、その膜質についての実験結果を述べる。 まず、プラズマCVDを使つたSiON膜は、次の
方法によつて作成した。使用ガスは、SiH4、
N2Oであり、SiH4／N2O流量比１／７〜１／150
とし、デポジツシヨン圧力0.1〜1torr、放電
Power10〜50watts、基板温度100〜300℃であ
る。このようにして作成した酸化膜を、さらに温
度450℃、窒化雰囲気中で焼成した。これらの絶
縁膜と、他の方法で作成した絶縁膜を比較したデ
ータを下の表に示す。
【表】
表から明らかなように、プラズマCVDによつ
て作成した酸化膜は、高温低圧CVDで作成した
酸化膜より、膜質は少し良くなり、さらに、温度
450℃で焼成した膜は、焼成しない場合と比較し
て、エツチレートが約1/2、界面準位が約１ケタ
低下し、耐圧が約10倍増加し、さらにピンホール
が低下した。プラズマCVDによる窒化膜につい
て、次に述べる。使用ガスは、SiH4、HNO3、
N2ガスを使用した。SiH4／NH3流量比１／２〜
２、N210〜100SCCM、圧力0.1〜0.5torr、放電
Power10〜100watts、基板温度200〜300℃とし
た。次に、温度400℃以上で水素雰囲気中で焼成
した。その結果、酸化膜の場合と同様の傾向を得
ることができ、エツチレートで約1/2、界面準位
で１ケタ低下した。 第２図は、本発明で用いるプラズマCVDで作
成した窒化膜のMIS構造の容量対電圧特性を示
し、水素雰囲気中で焼成した場合の特性１０は、
水素焼成しない場合の特性１１と比較し、ヒステ
リシスの幅が約1/2となつた。 以上述べてきたように、本発明によるプラズマ
CVDによつて作成し、次に熱処理した絶縁膜は、
界面準位の向上、エツチレートの低下、耐圧の向
上、また窒化膜に関しては、ヒステリシスの減少
が顕著にみられ、薄膜トランジスタの特性向上に
極めて有効である。
て作成した酸化膜は、高温低圧CVDで作成した
酸化膜より、膜質は少し良くなり、さらに、温度
450℃で焼成した膜は、焼成しない場合と比較し
て、エツチレートが約1/2、界面準位が約１ケタ
低下し、耐圧が約10倍増加し、さらにピンホール
が低下した。プラズマCVDによる窒化膜につい
て、次に述べる。使用ガスは、SiH4、HNO3、
N2ガスを使用した。SiH4／NH3流量比１／２〜
２、N210〜100SCCM、圧力0.1〜0.5torr、放電
Power10〜100watts、基板温度200〜300℃とし
た。次に、温度400℃以上で水素雰囲気中で焼成
した。その結果、酸化膜の場合と同様の傾向を得
ることができ、エツチレートで約1/2、界面準位
で１ケタ低下した。 第２図は、本発明で用いるプラズマCVDで作
成した窒化膜のMIS構造の容量対電圧特性を示
し、水素雰囲気中で焼成した場合の特性１０は、
水素焼成しない場合の特性１１と比較し、ヒステ
リシスの幅が約1/2となつた。 以上述べてきたように、本発明によるプラズマ
CVDによつて作成し、次に熱処理した絶縁膜は、
界面準位の向上、エツチレートの低下、耐圧の向
上、また窒化膜に関しては、ヒステリシスの減少
が顕著にみられ、薄膜トランジスタの特性向上に
極めて有効である。
第１図は、本発明の薄膜トランジスタの縦断面
図、第２図は、本発明で用いるプラズマCVDで
作成した窒化膜の電気特性図である。 １……透明基板、２……ゲート絶縁膜、３……
ゲート、４……ドレーン、５……ソース、６……
半導体膜、７……保護膜、１１……プラズマ
CVDによる窒化膜の特性、１２……１１を水素
雰囲気中で熱処理した特性。
図、第２図は、本発明で用いるプラズマCVDで
作成した窒化膜の電気特性図である。 １……透明基板、２……ゲート絶縁膜、３……
ゲート、４……ドレーン、５……ソース、６……
半導体膜、７……保護膜、１１……プラズマ
CVDによる窒化膜の特性、１２……１１を水素
雰囲気中で熱処理した特性。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上にゲート電極を所望の形状に形成する
工程と、 前記ゲート電極を形成した基板上にプラズマ
CVD法により窒化膜または酸化膜からなるゲー
ト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する工程
と、 前記半導体膜の少なくとも一部を覆うソース電
極およびドレーン電極を所望の形状に形成する工
程とから成る薄膜トランジスタの製造方法におい
て、 前記ゲート絶縁膜を形成後に温度400℃以上で
熱処理し、前記ゲート絶縁膜の界面準位密度を２
×1011個／cm2以下にする工程とを含むことを特徴
とする薄膜トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228188A JPS59115564A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228188A JPS59115564A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59115564A JPS59115564A (ja) | 1984-07-04 |
| JPH0546105B2 true JPH0546105B2 (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=16872582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57228188A Granted JPS59115564A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59115564A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2786628B2 (ja) * | 1987-10-15 | 1998-08-13 | シャープ株式会社 | 液晶パネルの電極構造 |
| US5493129A (en) * | 1988-06-29 | 1996-02-20 | Hitachi, Ltd. | Thin film transistor structure having increased on-current |
| JPH0574763A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-03-26 | G T C:Kk | ゲート絶縁膜の形成方法 |
| US7465679B1 (en) | 1993-02-19 | 2008-12-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Insulating film and method of producing semiconductor device |
| JP3818561B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2006-09-06 | エルジー フィリップス エルシーディー カンパニー リミテッド | シリコン酸化膜の成膜方法および薄膜トランジスタの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58115862A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-09 | Seiko Epson Corp | 薄膜トランジスタの製造方法 |
-
1982
- 1982-12-23 JP JP57228188A patent/JPS59115564A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59115564A (ja) | 1984-07-04 |
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