JPH0650778B2 - 薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH0650778B2
JPH0650778B2 JP60182116A JP18211685A JPH0650778B2 JP H0650778 B2 JPH0650778 B2 JP H0650778B2 JP 60182116 A JP60182116 A JP 60182116A JP 18211685 A JP18211685 A JP 18211685A JP H0650778 B2 JPH0650778 B2 JP H0650778B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
film transistor
semiconductor layer
impurity
layer
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
Application number
JP60182116A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6242564A (ja
Inventor
幹彦 西谷
謙太郎 瀬恒
正治 寺内
幸治 野村
久仁 小川
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60182116A priority Critical patent/JPH0650778B2/ja
Publication of JPS6242564A publication Critical patent/JPS6242564A/ja
Publication of JPH0650778B2 publication Critical patent/JPH0650778B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は薄膜トランジスタに関するものであり、特にそ
のリーク電流が少ない優れた薄膜トランジスタを提供す
るものである。
従来の技術 薄膜トランジスタは、ソースとドレイン電極間の導電体
の電気伝導度を導電体と接する絶縁物層を介して設けら
れた第3の電極(ゲート電極)に印加する電圧によって
制御するいわゆる電界効果型トランジスタとして知られ
ている。従来の薄膜トランジスタの構成の一例を第4図
に示す。ガラス等の絶縁性基板1上に数ミクロンから数
千ミクロンの所定の幅と長さを有するクロム,金,アル
ミニウム等の金属からなるゲート電極2が設けられてお
り、この電極をおおって厚さ数千オングストロームで二
酸化シリコン(SiO2)や窒化シリコン(Si3N4)や酸化
アルミニウム(Al2O3)や酸化タンタル(Ta2O5)等から
なる絶縁物層3が設けられており、ゲート電極2上の絶
縁物層3表面に硫化カドミウム(CdS)やセレン化カド
ミウム(CdSe)等の半導体層4が設けられ、この半導体
層に接して数ミクロンから数十ミクロンの所定の間隔を
隔ててソース電極5およびドレイン電極6が設けられて
いる。
半導体層4は真空蒸着法で形成されるが、多結晶体であ
り、平均粒径が数100〜数1000Åの多くの粒子か
ら成っている。その各粒子間にはキャリアの移動を阻止
するような界面電位が存在している。製造において蒸着
条件や熱処理条件のわずかな変化により粒径や組成が変
化し、したがって界面電位の大きさも変わり薄膜トラン
ジスタのドレイン電流が変動することが知られている。
特開昭59−94460号公報には、上記のようなドレ
イン電流の変動のない、ドレイン電流の大きな安定な薄
膜トランジスタを均一に再現性よく容易に得られる方法
を示している。すなわち、半導体層4が、たとえばCdSe
蒸着膜のようなn型の導電性を有する場合、多結晶粒子
間の界面電位を低下させる作用を有するn型の導電性を
与える不純物たとえばIuを適当量添加して、熱処理条
件を制御することにより、所望のドレイン電流を容易に
再現性よく得ることができる技術である。
発明が解決しようとする問題点 薄膜トランジスタの半導体層のうち、ゲートの電位の影
響を受けてコンダクタンスが変化する領域は、絶縁層と
の界面から数十オングストロームの厚さの部分である。
したがって、薄膜トランジスタのリーク電流の観点から
すれば、半導体層の厚さは、理想的には数十オングスト
ロームであれば、リーク電流の少ないON−OFF比の
大きい薄膜トランジスタが実現できる。しかし、半導体
層を数十オングストロームの厚さに制御して形成するの
は実用上困難であるだけでなく、その形成された膜の結
晶性に問題が生じたり、半導体層の表面への各種イオン
の吸着等の効果がより顕著にあらわれて、ドレイン電流
の制御上好ましくない。しかし、一方で、従来技術で述
べたように、ドレイン電流が大きく安定した薄膜トラン
ジスタを得るために、たとえばn型の半導体層に、さら
にn型の不純物を適量ドープする技術があり、薄膜トラ
ンジスタのリーク電流の観点からすれば、半導体層の固
有の伝導度がドーピングによって大きくなっており、そ
のためリーク電流が大きくなって好ましくない。
問題点を解決するための手段 先に述べたように、薄膜トランジスタとしての機能を主
に果すところいわゆるチャンネル部は絶縁層と半導体層
の界面から半導体層の数十オングストロームの領域であ
り、不純物のドーピングによって多結晶粒子間の界面電
位を低下させる領域は、その領域だけでよい。従来技術
においてはその領域以外も不純物がドーピングされるこ
とによって多少低抵抗化し、リーク電流となっている。
上記のような問題点を解決するために、本発明において
は、半導体層が半導体層と同じ導電型の不純物を添加し
た第1層と異なる導電型の不純物を添加した第2層とか
らなる構成を特徴とした薄膜トランジスタを提案する。
上記の目的を達成するためには、以下の工程によって薄
膜トランジスタを製造すればよい。
(a)絶縁基板上にゲート電極、続いて絶縁層を形成する
工程 (b)前記ゲート絶縁層上に以下に形成する半導体層と同
じ導電型の不純物を適量真空蒸着によって供給する工程 (c)半導体層を真空蒸着によって形成する工程 (d)前記半導体層とことなる導電型の不純物を半導体層
の表面に適量真空蒸着によって供給する工程 (e)ソース・ドレイン電極を形成する工程 (f)前記薄膜トランジスタを非酸化性ガスもしくは真空
雰囲気中で熱処理する工程 作用 本発明の薄膜トランジスタの半導体層のうちその半導体
層と同じ導電型の不純物が適量添加された第1の半導体
層は、特開昭69−04460号公報に記載されている
ように、多結晶の粒子界の界面電位を低下させ、安定し
た大きなドレイン電流を再現性よく得るために必要な層
であり、ゲート電極からの電界効果は、主にこの層のコ
ンダクタンスを変化させて薄膜トランジスタの機能を果
たすチャンネル部であり、第2の半導体層は、従来の構
成において薄膜トランジスタのOFF時のリーク電流の
大きな原因となっていたが、第1の半導体層の導電型と
は異なる導電型の不純物を適量添加することによって高
抵抗化し、リーク電流を低減する作用がある。
また、先に述べた(a)〜(f)の製造工程によって、厚さに
して数十オングストロームに制御された第1の半導体層
が実現される。
詳細には本発明によれば、薄膜トランジスタの半導体層
を形成する工程(c)の前に、その半導体層と同じ導電型
の不純物を供給する工程(b)を、そのあとに半導体層と
異なる導電型の不純物を供給する工程(d)を設け、適当
な熱処理工程(f)によってそれぞれの不純物を半導体層
の絶縁層との界面側及び半導体層の表面側より拡散させ
ると、不純物の相互拡散が生じ界面側は半導体層の導電
型でより高濃度な層が形成されて好適なチャンネル部と
なり、表面側から内側に向っては異なる導電型の不純物
によって補償された高抵抗な層が形成されその結果とし
て本発明の構成が実現できる。
実施例 本発明の一実施例による薄膜トランジスタの断面図を第
1図に示している。ガラス基板1上にアルミニウムなど
からなるゲート電極2があり、前記ゲート電極2上に、
Ta2O5あるいはAl2O5あるいはAl−Ta−Oなどの絶縁層3
がある。さらに前記絶縁層3の上にInやAlあるいはGa等
が不純物として添加された数十オングストロームから百
オングストローム程度の厚さのCdSe層4−aがありまた
さらにその上にはCuが不純物として添加されたCdSe層4
−bが設けられ、これらの半導体層に接して数ミクロン
から数十ミクロンの所定の間隔を隔ててソース電極5お
よびドレイン電極6が設けられた構成である。CdSe薄膜
は、本来n型の導電型を示し、不純物のIn,AlあるいはG
a等の不純物は、ドナー不純物であるためにCdSe薄膜多
結晶体の粒界電位障壁を低下させるが、不純物のCuは、
深いアクセプター不純物であるために、外因性あるいは
内因性のドナー不純物を補償するためにCdSe薄膜が高抵
抗化する。したがって、ゲート電極からの電界効果によ
って影響をうけるCdSe半導体層4−a以外のCdSe半導体
層4−bがCuによって高抵抗化されているためにリーク
電流が低減され、ON−OFF比の大きな薄膜トランジ
スタが実現できる。以上のような薄膜トランジスタを製
造するための実施例の一例を第2図示しており、以下に
その説明をする。
(a)ガラス基板1上にAlを抵抗加熱真空蒸着法によって
数百オングストロームの厚さに蒸着し、フォトエッチン
グによってゲート電極パターン2を形成する。つづいて
AlとTaの複合ターゲットを10〜30%の酸素ガスを含
んだアルゴンガス中でスパッターすることによってAl−
Ta−O絶縁膜3をメタルマスクによって選択的に形成す
る。
(b)抵抗加熱真空蒸着法によってIn4−a′を数〜数十
オングストロームの厚さにメタルマスクによって選択的
に形成する。
(c)抵抗加熱真空蒸着法によってCdSe層4−b′を数百
〜数千オングストロームの厚さにメタルマスクによって
選択的に形成する。
(d)抵抗加熱真空蒸着法によってCu4−c′を数〜数十
オングストロームの厚さにメタルマスクによって選択的
に形成する。
(e)抵抗加熱真空蒸着法によってAlを数千オングストロ
ームの厚さに蒸着し、リフトオフ法によってソース電極
5及びドレイン電極6を形成する。
(f)非酸化性ガスもしくは真空雰囲気中、300℃〜4
00℃の温度で熱処理することによって第1図の構成の
薄膜トランジスタを得る。
以上に説明した製造プロセスにおいて、(c)及び(d)にか
えて、特願昭69−64073号に記述されている方
法、すなわち、あらかじめ蒸着源のCdSeにCuを仕込んで
おき蒸着るつぼの温度コントロールによって4−b′層
及び4−c′層を形成する方法も有効である。
実際に作製された薄膜トランジスタのゲート電圧10V
の時のドレイン−ソース間電圧に対するドレイン電流の
変化を第3図に示している。図中Aに示す破線のデータ
は、従来構成(第4図)で製造方法としては前記(d)の
工程を用いない薄膜トランジスタによって得られたもの
であり、図中Bに示す実線のデータは、本発明の構成
(第1図)で製造方法として先に述べた本発明の方法に
よって作製された薄膜トランジスタによって得られたも
のである。第3図から明らかなように本発明によってリ
ーク電流の低減がなされている。
発明の効果 本発明の構成及び製造方法によって得られた薄膜トラン
ジスタは、ドレイン電流のチャンネル部以外を高抵抗化
することによって、従来得られるドレイン電流を維持し
たまま、リーク電流を低減でき、結果として、ドレイン
電流が大きく安定しかつリーク電流の少ない薄膜トラン
ジスタを再現性よく得るために貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における薄膜トランジスタの
断面図、第2図は本発明の一実施例における薄膜トラン
ジスタの製造方法を説明するための図、第3図は本発明
及び従来構成の薄膜トランジスタの特性図、第4図は従
来の薄膜トランジスタの断面図である。 1……絶縁基板、2……ゲート電極、3……絶縁層、4
……半導体層、5……ソース電極、6……ドレイン電
極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 幸治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小川 久仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板上に設けられたゲート電極と、前
    記ゲート電極上に前記ゲート電極をおおうように設けら
    れたゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に不純物の添
    加された第1の半導体層と、前記半導体層上に前記不純
    物とは異なる導電型を示す効果を持つ不純物が添加され
    た第2の半導体層と、前記半導体層に接続されたソース
    電極とドレイン電極とよりなり、前記第1の半導体層が
    Al,Ga,Inのうちの1種類を不純物として添加さ
    れたII−VI族化合物半導体よりなり、前記第2の半導体
    層がCuを不純物として添加されたII−VI族化合物半導
    体よりなることを特徴とする薄膜トランジスタ。
  2. 【請求項2】II−VI族化合物半導体が、CdS,CdS
    e,CdTe及びそれらの固溶体であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジスタ。
  3. 【請求項3】絶縁体基板上に設けられたゲート電極を形
    成する工程と、前記ゲート電極上に前記ゲート電極をお
    おうようにゲート絶縁層を形成する工程と、Al,G
    a,Inの何れかの第1の不純物を堆積する工程と、II
    −VI族化合物半導体層を形成する工程と、Cuの第2の
    不純物を堆積する工程と、前記II−VI族化合物半導体に
    接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程
    と、前記第1及び第2の不純物を前記半導体層に拡散す
    るための熱処理工程とよりなることを特徴とする薄膜ト
    ランジスタの製造方法。
  4. 【請求項4】II−VI族化合物半導体がCdS,CdS
    e,CdTe及びそれらの固溶体であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項記載の薄膜トランジスタの製造
    方法。
JP60182116A 1985-08-20 1985-08-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0650778B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60182116A JPH0650778B2 (ja) 1985-08-20 1985-08-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60182116A JPH0650778B2 (ja) 1985-08-20 1985-08-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6242564A JPS6242564A (ja) 1987-02-24
JPH0650778B2 true JPH0650778B2 (ja) 1994-06-29

Family

ID=16112612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60182116A Expired - Lifetime JPH0650778B2 (ja) 1985-08-20 1985-08-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0650778B2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2751164B2 (ja) * 1987-10-05 1998-05-18 松下電器産業株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
JPH0834313B2 (ja) * 1989-10-09 1996-03-29 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
JP4194436B2 (ja) 2003-07-14 2008-12-10 キヤノン株式会社 電界効果型有機トランジスタ
US20070178710A1 (en) * 2003-08-18 2007-08-02 3M Innovative Properties Company Method for sealing thin film transistors
JP4727684B2 (ja) 2007-03-27 2011-07-20 富士フイルム株式会社 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置
JP2008276211A (ja) * 2007-04-05 2008-11-13 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置およびパターニング方法
JP2008276212A (ja) * 2007-04-05 2008-11-13 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置
JP2009031742A (ja) * 2007-04-10 2009-02-12 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置
JP5339772B2 (ja) * 2007-06-11 2013-11-13 富士フイルム株式会社 電子ディスプレイ
JP5489423B2 (ja) * 2007-09-21 2014-05-14 富士フイルム株式会社 放射線撮像素子
JP5512078B2 (ja) * 2007-11-22 2014-06-04 富士フイルム株式会社 画像形成装置
JP5191247B2 (ja) * 2008-02-06 2013-05-08 富士フイルム株式会社 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6242564A (ja) 1987-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5272361A (en) Field effect semiconductor device with immunity to hot carrier effects
US4463492A (en) Method of forming a semiconductor device on insulating substrate by selective amorphosization followed by simultaneous activation and reconversion to single crystal state
US4459739A (en) Thin film transistors
JPH0334669B2 (ja)
KR102308784B1 (ko) 텔루륨 산화물 및 이를 채널층으로 구비하는 박막트랜지스터
JP2000501569A (ja) 窒化クロムを含む電極を含む電子的デバイス及びこのデバイスの製造方法
JPH0650778B2 (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
US4422090A (en) Thin film transistors
US5422287A (en) Thin film transistor and process for producing the same
JP3117563B2 (ja) ダイヤモンド薄膜電界効果トランジスタ
JPH03116875A (ja) 薄膜電界効果トランジスタ及び薄膜電界効果トランジスタの製造方法
US5242844A (en) Semiconductor device with polycrystalline silicon active region and method of fabrication thereof
JPS61234041A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH02228042A (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
JPH0828502B2 (ja) 双方向性の電力用縦形mos素子およびそれの製造方法
JP2629995B2 (ja) 薄膜トランジスタ
JPS61105870A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR100489167B1 (ko) 박막트랜지스터 및 그 제조방법
JPS63283068A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP2987987B2 (ja) 結晶半導体薄膜の形成方法並びに薄膜トランジスタの製造方法
JP2904984B2 (ja) 表示装置の製造方法
JPS621270B2 (ja)
JP3016486B2 (ja) 薄膜トランジスタ
JP2556850B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH04299571A (ja) 薄膜トランジスタ