JPH07131029A - 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
- JPH07131029A JPH07131029A JP29761293A JP29761293A JPH07131029A JP H07131029 A JPH07131029 A JP H07131029A JP 29761293 A JP29761293 A JP 29761293A JP 29761293 A JP29761293 A JP 29761293A JP H07131029 A JPH07131029 A JP H07131029A
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- metal layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ照射によりアモルファスシリコン薄膜
を結晶化してポリシリコン薄膜とする際、ポリシリコン
の結晶粒径を大きくする。 【構成】 ガラス基板１の上面の空洞部６の部分にメタ
ル層を形成し、メタル層の上面に半導体薄膜（アモルフ
ァスシリコン薄膜）３を形成し、全表面に絶縁膜４を形
成し、絶縁膜４にエッチング用孔５を形成する。次に、
メタル層用エッチング液でウェットエッチングを行い、
エッチング用孔５を介してメタル層をすべて除去し、ガ
ラス基板１と半導体薄膜３との間に空洞部６を形成す
る。次に、ガラス基板１の下面側からエキシマレーザを
照射して半導体薄膜３をアニールする。この場合、レー
ザエネルギを吸収した半導体薄膜３からガラス基板１へ
の放熱を空洞部６の断熱作用によって抑制することがで
き、このため一度溶融したシリコンの凝固速度を遅くす
ることができ、ひいては結晶粒径を大きくすることがで
きる。
を結晶化してポリシリコン薄膜とする際、ポリシリコン
の結晶粒径を大きくする。 【構成】 ガラス基板１の上面の空洞部６の部分にメタ
ル層を形成し、メタル層の上面に半導体薄膜（アモルフ
ァスシリコン薄膜）３を形成し、全表面に絶縁膜４を形
成し、絶縁膜４にエッチング用孔５を形成する。次に、
メタル層用エッチング液でウェットエッチングを行い、
エッチング用孔５を介してメタル層をすべて除去し、ガ
ラス基板１と半導体薄膜３との間に空洞部６を形成す
る。次に、ガラス基板１の下面側からエキシマレーザを
照射して半導体薄膜３をアニールする。この場合、レー
ザエネルギを吸収した半導体薄膜３からガラス基板１へ
の放熱を空洞部６の断熱作用によって抑制することがで
き、このため一度溶融したシリコンの凝固速度を遅くす
ることができ、ひいては結晶粒径を大きくすることがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は薄膜トランジスタの製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜トランジスタの技術分野では、レー
ザを照射してアニールすることにより、ガラス基板上に
形成したアモルファスシリコン薄膜を結晶化してポリシ
リコン薄膜としたり、同じくガラス基板上に形成したポ
リシリコン薄膜を再結晶化して単結晶シリコン薄膜とし
たりすることがある。
ザを照射してアニールすることにより、ガラス基板上に
形成したアモルファスシリコン薄膜を結晶化してポリシ
リコン薄膜としたり、同じくガラス基板上に形成したポ
リシリコン薄膜を再結晶化して単結晶シリコン薄膜とし
たりすることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このようなアニール方法では、レーザエネルギを吸収し
たアモルファスシリコン薄膜またはポリシリコン薄膜か
らガラス基板への放熱が大きく、このため一度溶融した
シリコンの凝固速度が速く、ひいては結晶粒径をある程
度以上に大きくすることができない。この結果、例えば
アモルファスシリコン薄膜を結晶化してなるポリシリコ
ン薄膜を活性層とする薄膜トランジスタの場合、ポリシ
リコンの結晶粒径が小さいと、移動度を高くすることが
できないことになる。この発明の目的は、結晶粒径を大
きくすることのできる薄膜トランジスタの製造方法を提
供することにある。
このようなアニール方法では、レーザエネルギを吸収し
たアモルファスシリコン薄膜またはポリシリコン薄膜か
らガラス基板への放熱が大きく、このため一度溶融した
シリコンの凝固速度が速く、ひいては結晶粒径をある程
度以上に大きくすることができない。この結果、例えば
アモルファスシリコン薄膜を結晶化してなるポリシリコ
ン薄膜を活性層とする薄膜トランジスタの場合、ポリシ
リコンの結晶粒径が小さいと、移動度を高くすることが
できないことになる。この発明の目的は、結晶粒径を大
きくすることのできる薄膜トランジスタの製造方法を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、ガラス基板
上の薄膜トランジスタ形成領域に、半導体薄膜材料およ
び絶縁膜材料に対してウエットエッチング比の大きいメ
タル層を形成し、このメタル層上にアモルファスシリコ
ンやポリシリコン等からなる半導体薄膜を形成し、この
半導体薄膜および前記メタル層を絶縁膜で被い、この絶
縁膜の前記メタル層と対応する部分の一部にエッチング
用孔を設け、このエッチング用孔を介してウエットエッ
チングすることにより前記メタル層をすべて除去し、こ
れにより前記ガラス基板と前記半導体薄膜との間に断熱
用の空洞部を形成し、この後前記半導体薄膜にレーザを
照射して該半導体薄膜をアニールするようにしたもので
ある。
上の薄膜トランジスタ形成領域に、半導体薄膜材料およ
び絶縁膜材料に対してウエットエッチング比の大きいメ
タル層を形成し、このメタル層上にアモルファスシリコ
ンやポリシリコン等からなる半導体薄膜を形成し、この
半導体薄膜および前記メタル層を絶縁膜で被い、この絶
縁膜の前記メタル層と対応する部分の一部にエッチング
用孔を設け、このエッチング用孔を介してウエットエッ
チングすることにより前記メタル層をすべて除去し、こ
れにより前記ガラス基板と前記半導体薄膜との間に断熱
用の空洞部を形成し、この後前記半導体薄膜にレーザを
照射して該半導体薄膜をアニールするようにしたもので
ある。
【０００５】
【作用】この発明によれば、レーザアニールする際、レ
ーザエネルギを吸収した半導体薄膜からガラス基板への
放熱を空洞部の断熱作用によって抑制することができ、
このため一度溶融したシリコンの凝固速度を遅くするこ
とができ、ひいては結晶粒径を大きくすることができ
る。
ーザエネルギを吸収した半導体薄膜からガラス基板への
放熱を空洞部の断熱作用によって抑制することができ、
このため一度溶融したシリコンの凝固速度を遅くするこ
とができ、ひいては結晶粒径を大きくすることができ
る。
【０００６】
【実施例】図１〜図５はそれぞれこの発明の一実施例に
おける薄膜トランジスタの各製造工程を示したものであ
る。そこで、これらの図を順に参照しながら、薄膜トラ
ンジスタの製造方法について説明する。
おける薄膜トランジスタの各製造工程を示したものであ
る。そこで、これらの図を順に参照しながら、薄膜トラ
ンジスタの製造方法について説明する。
【０００７】まず、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、
ガラス基板１の上面の薄膜トランジスタ形成領域に、半
導体薄膜材料および絶縁膜材料に対してウエットエッチ
ング比の大きいメタル層２を形成し、このメタル層２の
上面にアモルファスシリコンやポリシリコン等からなる
半導体薄膜３を形成する。この場合、ガラス基板１の上
面全体にメタル層および半導体薄膜を連続して堆積し、
次いでフォトリソグラフィ技術により薄膜トランジスタ
形成領域以外の領域における半導体薄膜およびメタル層
を除去し、これによりガラス基板１の上面の薄膜トラン
ジスタ形成領域にメタル層２および半導体薄膜３を形成
する。
ガラス基板１の上面の薄膜トランジスタ形成領域に、半
導体薄膜材料および絶縁膜材料に対してウエットエッチ
ング比の大きいメタル層２を形成し、このメタル層２の
上面にアモルファスシリコンやポリシリコン等からなる
半導体薄膜３を形成する。この場合、ガラス基板１の上
面全体にメタル層および半導体薄膜を連続して堆積し、
次いでフォトリソグラフィ技術により薄膜トランジスタ
形成領域以外の領域における半導体薄膜およびメタル層
を除去し、これによりガラス基板１の上面の薄膜トラン
ジスタ形成領域にメタル層２および半導体薄膜３を形成
する。
【０００８】次に、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、
全表面に絶縁膜４を形成し、この絶縁膜４によって半導
体薄膜３およびメタル層２を被う。次に、図３（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ技術により、
半導体薄膜３の長手方向中央部およびその両側に対応す
る部分の絶縁膜４にエッチング用孔５を形成する。この
状態では、半導体薄膜３の長手方向中央部上面およびそ
の両側面がエッチング用孔５を介して露出され、またメ
タル層２の長手方向中央部の両側面がエッチング用孔５
を介して露出される。次に、メタル層用エッチング液で
ウエットエッチングを行なうと、エッチング用孔５を介
してメタル層２がすべてエッチングされて除去され、図
４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ガラス基板１と半導体
薄膜３との間に空洞部６が形成される。
全表面に絶縁膜４を形成し、この絶縁膜４によって半導
体薄膜３およびメタル層２を被う。次に、図３（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ技術により、
半導体薄膜３の長手方向中央部およびその両側に対応す
る部分の絶縁膜４にエッチング用孔５を形成する。この
状態では、半導体薄膜３の長手方向中央部上面およびそ
の両側面がエッチング用孔５を介して露出され、またメ
タル層２の長手方向中央部の両側面がエッチング用孔５
を介して露出される。次に、メタル層用エッチング液で
ウエットエッチングを行なうと、エッチング用孔５を介
してメタル層２がすべてエッチングされて除去され、図
４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ガラス基板１と半導体
薄膜３との間に空洞部６が形成される。
【０００９】次に、ガラス基板１の下面側から空洞部６
を介して半導体薄膜３にエキシマレーザを照射して該半
導体薄膜３をアニールする。この場合、レーザエネルギ
を吸収した半導体薄膜３からガラス基板１への放熱を空
洞部６の断熱作用によって抑制することができ、また半
導体薄膜３から絶縁膜４への放熱をエッチング用孔５の
断熱作用によって抑制することができ、このため一度溶
融したシリコンの凝固速度を遅くすることができ、ひい
ては結晶粒径を大きくすることができる。この結果、例
えばアモルファスシリコン薄膜を結晶化してなるポリシ
リコン薄膜を活性層とする薄膜トランジスタの場合、ポ
リシリコンの結晶粒径を大きくすることができるので、
移動度を高くすることができる。なお、溶融したシリコ
ンは液相となるが、エッチング用孔５の幅が小さいの
で、溶融したシリコンがエッチング用孔５の幅方向両側
の絶縁膜４に張力によって支えられ、エッチング用孔５
の部分において切断しないようにすることができる。
を介して半導体薄膜３にエキシマレーザを照射して該半
導体薄膜３をアニールする。この場合、レーザエネルギ
を吸収した半導体薄膜３からガラス基板１への放熱を空
洞部６の断熱作用によって抑制することができ、また半
導体薄膜３から絶縁膜４への放熱をエッチング用孔５の
断熱作用によって抑制することができ、このため一度溶
融したシリコンの凝固速度を遅くすることができ、ひい
ては結晶粒径を大きくすることができる。この結果、例
えばアモルファスシリコン薄膜を結晶化してなるポリシ
リコン薄膜を活性層とする薄膜トランジスタの場合、ポ
リシリコンの結晶粒径を大きくすることができるので、
移動度を高くすることができる。なお、溶融したシリコ
ンは液相となるが、エッチング用孔５の幅が小さいの
で、溶融したシリコンがエッチング用孔５の幅方向両側
の絶縁膜４に張力によって支えられ、エッチング用孔５
の部分において切断しないようにすることができる。
【００１０】以下、周知の方法により、図５（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜７を形成し、次いで
ゲート電極８をパターン形成し、次いでゲート電極８を
マスクとして半導体薄膜３に不純物を注入して活性化
し、次いでゲート絶縁膜７にコンタクトホール９を形成
し、次いでソース・ドレイン電極１０をパターン形成す
ると、薄膜トランジスタが完成する。なお、半導体薄膜
３に注入した不純物の活性化をエキシマレーザを照射し
て行なうとすると、この場合も、レーザエネルギを吸収
した半導体薄膜３からガラス基板１への放熱を空洞部６
の断熱作用によって抑制することができる。
（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜７を形成し、次いで
ゲート電極８をパターン形成し、次いでゲート電極８を
マスクとして半導体薄膜３に不純物を注入して活性化
し、次いでゲート絶縁膜７にコンタクトホール９を形成
し、次いでソース・ドレイン電極１０をパターン形成す
ると、薄膜トランジスタが完成する。なお、半導体薄膜
３に注入した不純物の活性化をエキシマレーザを照射し
て行なうとすると、この場合も、レーザエネルギを吸収
した半導体薄膜３からガラス基板１への放熱を空洞部６
の断熱作用によって抑制することができる。
【００１１】なお、上記実施例では、単層構造の薄膜ト
ランジスタについて説明したが、この発明はこれに限ら
ず、多層構造の薄膜トランジスタにも適用することがで
きる。例えば、２層構造の薄膜トランジスタとする場合
には、図５に示す１層目の薄膜トランジスタの全表面に
層間絶縁膜を設け、この層間絶縁膜の上面に図５に示す
薄膜トランジスタのうちガラス基板１を除いた部分に対
応する２層目の薄膜トランジスタを設ければよい。
ランジスタについて説明したが、この発明はこれに限ら
ず、多層構造の薄膜トランジスタにも適用することがで
きる。例えば、２層構造の薄膜トランジスタとする場合
には、図５に示す１層目の薄膜トランジスタの全表面に
層間絶縁膜を設け、この層間絶縁膜の上面に図５に示す
薄膜トランジスタのうちガラス基板１を除いた部分に対
応する２層目の薄膜トランジスタを設ければよい。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レーザエネルギを吸収した半導体薄膜からガラス基
板への放熱を空洞部の断熱作用によって抑制することが
できるので、一度溶融したシリコンの凝固速度を遅くす
ることができ、ひいては結晶粒径を大きくすることがで
きる。この結果、例えばアモルファスシリコン薄膜を結
晶化してなるポリシリコン薄膜を活性層とする薄膜トラ
ンジスタの場合、ポリシリコンの結晶粒径を大きくする
ことができるので、移動度を高くすることができる。
ば、レーザエネルギを吸収した半導体薄膜からガラス基
板への放熱を空洞部の断熱作用によって抑制することが
できるので、一度溶融したシリコンの凝固速度を遅くす
ることができ、ひいては結晶粒径を大きくすることがで
きる。この結果、例えばアモルファスシリコン薄膜を結
晶化してなるポリシリコン薄膜を活性層とする薄膜トラ
ンジスタの場合、ポリシリコンの結晶粒径を大きくする
ことができるので、移動度を高くすることができる。
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例における薄膜トラ
ンジスタの製造に際し、ガラス基板の上面にメタル層お
よび半導体薄膜を形成した状態の平面図、（Ｂ）はその
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断
面図。
ンジスタの製造に際し、ガラス基板の上面にメタル層お
よび半導体薄膜を形成した状態の平面図、（Ｂ）はその
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断
面図。
【図２】（Ａ）は同薄膜トランジスタの製造に際し、絶
縁膜を形成した状態の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に
沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断面図。
縁膜を形成した状態の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に
沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図３】（Ａ）は同薄膜トランジスタの製造に際し、エ
ッチング用孔を形成した状態の平面図、（Ｂ）はそのＢ
−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断面
図。
ッチング用孔を形成した状態の平面図、（Ｂ）はそのＢ
−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断面
図。
【図４】（Ａ）は同薄膜トランジスタの製造に際し、メ
タル層を除去して空洞部を形成した状態の平面図、
（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−
Ｃ線に沿う断面図。
タル層を除去して空洞部を形成した状態の平面図、
（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）はそのＣ−
Ｃ線に沿う断面図。
【図５】（Ａ）は同薄膜トランジスタの製造に際し、完
成した状態の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面
図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断面図。
成した状態の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面
図、（Ｃ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断面図。
１ ガラス基板 ２ メタル層 ３ 半導体薄膜 ４ 絶縁膜 ５ エッチング用孔 ６ 空洞部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 27/12 Ｒ
Claims (1)
- 【請求項１】 ガラス基板上の薄膜トランジスタ形成領
域に、半導体薄膜材料および絶縁膜材料に対してウエッ
トエッチング比の大きいメタル層を形成し、このメタル
層上にアモルファスシリコンやポリシリコン等からなる
半導体薄膜を形成し、この半導体薄膜および前記メタル
層を絶縁膜で被い、この絶縁膜の前記メタル層と対応す
る部分の一部にエッチング用孔を設け、このエッチング
用孔を介してウエットエッチングすることにより前記メ
タル層をすべて除去し、これにより前記ガラス基板と前
記半導体薄膜との間に断熱用の空洞部を形成し、この後
前記半導体薄膜にレーザを照射して該半導体薄膜をアニ
ールする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 |
|---|---|---|---|
| JP29761293A JPH07131029A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29761293A JPH07131029A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07131029A true JPH07131029A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17848816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29761293A Pending JPH07131029A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07131029A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030069779A (ko) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | 한민구 | 박막트랜지스터 및 그 제조방법 |
| US7122409B2 (en) * | 1999-12-10 | 2006-10-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
| CN109202297A (zh) * | 2018-08-01 | 2019-01-15 | 南京理工大学 | 一种适用于任意曲面透明介电材料的激光湿法蚀刻方法 |
-
1993
- 1993-11-04 JP JP29761293A patent/JPH07131029A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7122409B2 (en) * | 1999-12-10 | 2006-10-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
| KR20030069779A (ko) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | 한민구 | 박막트랜지스터 및 그 제조방법 |
| CN109202297A (zh) * | 2018-08-01 | 2019-01-15 | 南京理工大学 | 一种适用于任意曲面透明介电材料的激光湿法蚀刻方法 |
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