JPH10150201A - Method for manufacturing thin film transistor - Google Patents
Method for manufacturing thin film transistorInfo
- Publication number
- JPH10150201A JPH10150201A JP8308466A JP30846696A JPH10150201A JP H10150201 A JPH10150201 A JP H10150201A JP 8308466 A JP8308466 A JP 8308466A JP 30846696 A JP30846696 A JP 30846696A JP H10150201 A JPH10150201 A JP H10150201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- gate electrode
- insulating film
- forming
- sidewall
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 LDD領域形成用のレジストマスクを用いる
必要なく、簡便な工程でLDD構造を備えた薄膜トラン
ジスタを製造できる薄膜トランジスタの製造方法を提供
する。
【解決手段】 基板10上にポリシリコン薄膜50、ゲ
ート絶縁膜60及びゲート電極70を順次形成した後、
ゲート電極70が被覆されるように絶縁膜80を堆積形
成する。この絶縁膜80にこれの上方から異方性エッチ
ングを施し、ゲート電極70の表面が現れたところでエ
ッチングをストップさせると、ゲート電極の側面に沿っ
てサイドウオール85が形成される。この後、基板10
の上方からゲート絶縁膜60及びサイドウオール85を
通してイオン注入すると、ポリシリコン薄膜50にソー
ス・ドレイン領域(不純物拡散層)100とLDD領域
110が同時に形成される。
(57) Abstract: A method of manufacturing a thin film transistor having an LDD structure with a simple process without using a resist mask for forming an LDD region is provided. SOLUTION: After a polysilicon thin film 50, a gate insulating film 60 and a gate electrode 70 are sequentially formed on a substrate 10,
An insulating film 80 is deposited so as to cover the gate electrode 70. When anisotropic etching is performed on the insulating film 80 from above and the etching is stopped when the surface of the gate electrode 70 appears, a sidewall 85 is formed along the side surface of the gate electrode. After this, the substrate 10
Is ion-implanted from above through the gate insulating film 60 and the sidewalls 85, a source / drain region (impurity diffusion layer) 100 and an LDD region 110 are simultaneously formed in the polysilicon thin film 50.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は情報処理端末や映像
機器に用いられる液晶表示装置等で使用される薄膜トラ
ンジスタの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor used in a liquid crystal display device used for an information processing terminal or a video device.
【0002】[0002]
【従来の技術】OFF電流特性やデバイスの微細化に伴
うホットキャリアの発生による特性変動を改善するため
に、従来から薄膜トランジスタにおいてもLDD構造が
採用されている。LDDとはLightly Dope
d Drainの略で、ドレイン領域(不純物拡散層)
の周辺にドレイン領域(不純物拡散層)に比べて不純物
濃度が小さい拡散領域(通常、これをLDD領域と呼ん
でいる。)を設けることにより、ドレイン領域(拡散
層)の周辺における不純物濃度の勾配を緩やかにして、
ソース・ドレインの電圧を緩和する(ドレイン空乏層の
最大電界強度を低下させる)ものである。2. Description of the Related Art In order to improve the OFF current characteristic and characteristic fluctuation due to generation of hot carriers accompanying miniaturization of devices, an LDD structure has conventionally been adopted also in a thin film transistor. LDD is Lightly Dope
Abbreviation of d drain, drain region (impurity diffusion layer)
, A diffusion region having a lower impurity concentration than the drain region (impurity diffusion layer) (generally, this region is referred to as an LDD region) provides an impurity concentration gradient around the drain region (diffusion layer). To relax
This is to alleviate the source / drain voltage (reduce the maximum electric field strength of the drain depletion layer).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来、LDD領域を形
成する場合、ソース,ドレイン領域(不純物拡散層)形
成用のレジストマスクとは別にLDD領域形成用のレジ
ストマスクをもう1枚追加する必要があり、このため、
レジストマスクを1枚追加することによって工程数が増
え、歩留まりの低下、ひいてはコスト増加をまねいてい
た。Conventionally, when an LDD region is formed, it is necessary to add another resist mask for forming an LDD region in addition to a resist mask for forming source and drain regions (impurity diffusion layers). Yes, for this,
The addition of one resist mask increases the number of steps, resulting in a decrease in yield and an increase in cost.
【0004】本発明は前記のような課題に鑑みてなされ
たもので、LDD領域形成用のレジストマスクを用いる
必要なく、簡便な工程でLDD構造を備えた薄膜トラン
ジスタを製造することができる薄膜トランジスタの製造
方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to manufacture a thin film transistor having an LDD structure by a simple process without using a resist mask for forming an LDD region. Provide a way.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、ガラス基
板上に形成されたポリシリコン薄膜が覆われるように前
記ガラス基板の全面に対してゲート絶縁膜を形成し、次
いで前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成した後、前
記ゲート電極の側面に沿ってサイドウオールを形成し、
しかる後、前記ガラス基板の上方から前記ゲート絶縁膜
及びサイドウオールを通して前記ポリシリコン薄膜に不
純物をドーピングして、前記ポリシリコン薄膜にドレイ
ン領域とLDD(lightly doped drain)領域を同時に形
成するようにした。このような本発明の薄膜トランジス
タの製造方法では、LDD領域形成用のレジストマスク
を形成する必要がなく、ドレイン領域(不純物拡散層)
を形成するための不純物のドーピング工程においてドレ
イン領域(不純物拡散層)と同時にLDD領域が形成さ
れるので、LDD構造を備えた薄膜トランジスタを簡便
に製造することができる。また、LDD領域がドレイン
領域(不純物拡散層)とゲート電極の間に自己整合的に
形成されるので、所望のLDD構造を備えた薄膜トラン
ジスタを高い歩留まりで製造することができる。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention is characterized in that a gate is formed on an entire surface of the glass substrate so as to cover a polysilicon thin film formed on the glass substrate. Forming an insulating film, and then forming a gate electrode on the gate insulating film, forming sidewalls along side surfaces of the gate electrode,
Thereafter, the polysilicon thin film is doped with impurities through the gate insulating film and the sidewall from above the glass substrate, so that a drain region and a lightly doped drain (LDD) region are simultaneously formed in the polysilicon thin film. . In such a method for manufacturing a thin film transistor of the present invention, it is not necessary to form a resist mask for forming an LDD region, and a drain region (impurity diffusion layer)
Since the LDD region is formed at the same time as the drain region (impurity diffusion layer) in the impurity doping step for forming a thin film transistor, a thin film transistor having an LDD structure can be easily manufactured. Further, since the LDD region is formed in a self-alignment manner between the drain region (impurity diffusion layer) and the gate electrode, a thin film transistor having a desired LDD structure can be manufactured with high yield.
【0006】前記本発明の薄膜トランジスタの製造方法
においては、サイドウオールの形成工程が、基板の全面
に対してゲート電極が被覆されるように絶縁膜を形成し
た後、前記絶縁膜にこれの上方から前記ゲート電極の上
面が露出するまで異方性エッチングを施して前記ゲート
電極の側部に前記絶縁膜を残す工程であるのが好まし
く、このような構成により、サイドウオールの形状がゲ
ート電極の端部から離れるほどその厚みが小さくなった
形状となり、LDD領域がこのサイドウオールの形状に
対応してドレイン領域に近い側から遠い側へ不純物濃度
が順次低下した不純物濃度の勾配を有するものになる。
この結果、OFF電流特性等がより一層改善された薄膜
トランジスタを製造できる。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, in the step of forming the sidewall, an insulating film is formed so as to cover the gate electrode over the entire surface of the substrate, and then the insulating film is formed on the insulating film from above. Preferably, the step of performing anisotropic etching until the upper surface of the gate electrode is exposed to leave the insulating film on a side portion of the gate electrode. With such a configuration, the shape of the sidewall is changed to the end of the gate electrode. As the distance from the portion increases, the thickness of the LDD region becomes smaller, and the LDD region has an impurity concentration gradient in which the impurity concentration is sequentially reduced from the side closer to the drain region to the side farther from the drain region corresponding to the shape of the sidewall.
As a result, a thin film transistor with further improved OFF current characteristics can be manufactured.
【0007】更に前記好ましい構成の薄膜トランジスタ
の製造方法においては、サイドウオールの形成工程に先
だって、ゲート絶縁膜をゲート電極と同一パターンにパ
ターンニングする工程を更に含むことがより好ましく、
このような構成により、サイドウオールがゲート電極の
側面及びゲート絶縁膜の側面に沿って形成され、サイド
ウオールの幅がゲート絶縁膜の厚みに応じて拡大するこ
ととなる。従って、ゲート絶縁膜の厚みを調整すること
により、LDD領域の幅が実質的にOFF電流特性等の
改善効果が得られない程度まで小さく成り過ぎてしまう
というような不具合が発生するのを防止することができ
る。Further, in the method of manufacturing the thin film transistor having the preferable configuration, it is more preferable that the method further includes a step of patterning the gate insulating film in the same pattern as the gate electrode prior to the step of forming the sidewall.
With such a configuration, the sidewall is formed along the side surface of the gate electrode and the side surface of the gate insulating film, and the width of the sidewall increases according to the thickness of the gate insulating film. Therefore, by adjusting the thickness of the gate insulating film, it is possible to prevent a problem that the width of the LDD region becomes too small to such an extent that the effect of improving the OFF current characteristic or the like is not substantially obtained. be able to.
【0008】また、前記本発明の薄膜トランジスタの製
造方法においては、ゲート電極の形成工程後、サイドウ
オールの形成工程前に、ゲート電極をマスクにしてポリ
シリコン薄膜に不純物をドーピングする工程を更に含む
ことが好ましく、このような構成により、一回目の不純
物のドーピング工程においてポリシリコン薄膜における
ドレイン領域になるべき領域とLDD領域になるべき領
域の両方を同一の不純物濃度にし、2回目の不純物のド
ーピング工程でポリシリコン薄膜におけるLDD領域に
なるべき領域の不純物濃度をドレイン領域になるべき領
域のそれより低下させることができるので、一回の不純
物のドーピング工程でLDD領域を形成する場合に比し
てドレイン領域とLDD領域の不純物濃度の差をより微
細なレベルで制御することが可能になる。The method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention may further include a step of doping the polysilicon thin film with impurities using the gate electrode as a mask after the step of forming the gate electrode and before the step of forming the sidewall. With such a configuration, in the first impurity doping step, both the region to be the drain region and the region to be the LDD region in the polysilicon thin film have the same impurity concentration, and the second impurity doping step In the polysilicon thin film, the impurity concentration in a region to be an LDD region can be made lower than that in a region to be a drain region. Control of impurity concentration difference between LDD region and LDD region at finer level Rukoto becomes possible.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明において、ポリシリコン薄
膜にソース・ドレイン領域(不純物拡散層)を形成する
ための不純物ドーピングに使用される不純物としては、
ソース・ドレイン領域をn型領域にする場合、リン、ヒ
素、アンチモン等のV族元素が使用され、ソース・ドレ
イン領域(不純物拡散層)をp型領域にする場合、ボロ
ン、アルミニウム、ガリウム等のIII 族元素が使用され
る。また、不純物ドーピングのドーピング方法として
は、特に限定されないが、不純物のドーピング量の制御
性が高く、不純物の基板面内均一性や再現性に優れ、し
かも、不純物のポリシリコン薄膜中での横方向の広がり
を小さくできることから、不純物をイオン化し、これを
高エネルギー状態に加速して被ドーピング物質に打ち込
むイオン注入法が好適である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, impurities used for impurity doping for forming source / drain regions (impurity diffusion layers) in a polysilicon thin film include:
When the source / drain region is an n-type region, a group V element such as phosphorus, arsenic, or antimony is used. When the source / drain region (impurity diffusion layer) is a p-type region, boron, aluminum, gallium, or the like is used. Group III elements are used. The doping method of the impurity doping is not particularly limited, but the controllability of the doping amount of the impurity is high, the uniformity and reproducibility of the impurity in the substrate surface are excellent, and the impurity is doped in a lateral direction in the polysilicon thin film. Since the extent of the diffusion can be reduced, an ion implantation method in which impurities are ionized, accelerated to a high energy state, and implanted into the material to be doped is preferable.
【0010】本発明においてソース・ドレイン領域(不
純物拡散層)及びLDD領域の不純物濃度は特に限定さ
れるものではないが、一般にソース・ドレイン領域(不
純物拡散層)の不純物濃度を1×1017〜1×1019/
cm2 の範囲に設定し、LDD領域の不純物濃度を1×
1015〜1×1016/cm2 の範囲に設定する。In the present invention, the impurity concentration of the source / drain region (impurity diffusion layer) and the LDD region is not particularly limited, but generally, the impurity concentration of the source / drain region (impurity diffusion layer) is 1 × 10 17- 1 × 10 19 /
cm 2 , and the impurity concentration of the LDD region is set to 1 ×
It is set in the range of 10 15 to 1 × 10 16 / cm 2 .
【0011】本発明においてサイドウオールの形成は、
例えば、ゲート電極の少なくとも側面を陽極酸化する方
法や、ゲート電極が被覆されるように基板の全面に対し
て絶縁膜を形成し、この絶縁膜をこれの垂直上方からゲ
ート電極の上面が露出するまで異方性エッチングする方
法等によって行われる。特に、後者のゲート電極を被覆
する絶縁膜を異方性エッチングする方法で形成した場
合、サイドウオールの形状がゲート電極の端部から離れ
るにつれてその厚みが小さくなる形状になる。従って、
サイドウオールを通して不純物をドーピングすることに
より形成されるLDD領域は、そのドレイン領域に近い
側から遠い側へ不純物濃度が順次低下した濃度勾配を有
するものとなり、薄膜トランジスタのOFF電流特性等
がより一層改善されることになる。また、ゲート電極を
絶縁膜で被覆する前にゲート電極下のゲート絶縁膜をゲ
ート電極と同一パターンにパターニングしておくと、サ
イドウオールはゲート電極とゲート絶縁膜の双方の側面
に沿って形成されることとなり、ゲート絶縁膜をパター
ニングすることなく、サイドウオールを形成する場合に
比して、サイドウオールの幅がゲート絶縁膜の厚みに応
じて大きくなる。すなわち、かかるゲート電極を絶縁膜
で被覆する前にゲート電極下のゲート絶縁膜をゲート電
極と同一パターンにパターニングしてとおくと、サイド
ウオールの幅がゲート電極の厚みだけでなく、ゲート絶
縁膜の厚みによって制御されることとなる。従って、例
えば、ゲート電極の厚みを小さくしたい場合に、ゲート
絶縁膜の厚みを拡大化することにより、LDD領域の幅
が実質的にOFF電流特性等の改善効果が得られない程
度まで小さく成り過ぎてしまうという不具合が発生する
のを防止することができる。In the present invention, the formation of the sidewall is
For example, a method of anodizing at least the side surface of the gate electrode, or forming an insulating film on the entire surface of the substrate so as to cover the gate electrode, and exposing the insulating film to the upper surface of the gate electrode from above vertically. This is performed by a method of performing anisotropic etching up to that point. In particular, when the latter insulating film covering the gate electrode is formed by anisotropic etching, the shape of the sidewall becomes smaller as the distance from the end of the gate electrode increases. Therefore,
The LDD region formed by doping the impurity through the sidewall has a concentration gradient in which the impurity concentration is gradually reduced from the side closer to the drain region to the side farther from the drain region, and the OFF current characteristics and the like of the thin film transistor are further improved. Will be. If the gate insulating film under the gate electrode is patterned in the same pattern as the gate electrode before the gate electrode is covered with the insulating film, sidewalls are formed along both side surfaces of the gate electrode and the gate insulating film. As a result, the width of the sidewall becomes larger in accordance with the thickness of the gate insulating film than in the case where the sidewall is formed without patterning the gate insulating film. That is, if the gate insulating film under the gate electrode is patterned into the same pattern as the gate electrode before covering the gate electrode with the insulating film, the width of the sidewall is not only the thickness of the gate electrode but also the thickness of the gate insulating film. Is controlled by the thickness. Therefore, for example, when it is desired to reduce the thickness of the gate electrode, by increasing the thickness of the gate insulating film, the width of the LDD region becomes too small to such an extent that an improvement effect such as the OFF current characteristic cannot be substantially obtained. It is possible to prevent the occurrence of a problem that the data is not stored.
【0012】[0012]
(実施例1)図1は本発明の実施例1による薄膜トラン
ジスタの製造工程を示した工程別断面図である。以下、
この図に従って製造工程を説明する。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing the steps of manufacturing a thin film transistor according to Embodiment 1 of the present invention. Less than,
The manufacturing process will be described with reference to FIG.
【0013】まず、例えばコーニング社製の7059
(商品名)からなるガラス基板10上にコーテイング膜
としてSiO2 からなる絶縁膜20をCVD法を用いて
2000オングストローム堆積した(図1(a))。First, for example, Corning 7059
An insulating film 20 made of SiO 2 was deposited as a coating film on a glass substrate 10 made of (trade name) 2000 Å by a CVD method (FIG. 1A).
【0014】次に、前記絶縁膜20上に非晶質のシリコ
ン薄膜30をプラズマCVD法を用いて850オングス
トローム堆積した後、このシリコン薄膜30を所定のパ
ターンにパターニングし、更にエキシマレーザ40によ
って結晶化してポリシリコン薄膜50を形成した(図1
(b))。Next, after depositing an amorphous silicon thin film 30 on the insulating film 20 by 850 angstroms using a plasma CVD method, the silicon thin film 30 is patterned into a predetermined pattern, and crystallized by an excimer laser 40. To form a polysilicon thin film 50 (FIG. 1).
(B)).
【0015】次に、前記ポリシリコン薄膜50が被覆さ
れるように基板1の全面に対してSiO2 からなるゲー
ト絶縁膜60を常圧CVD法を用いて1000オングス
トローム程度堆積した後、このゲート絶縁膜60上にア
ルミニウム膜をスパッタ法を用いて3000オングスト
ローム程度堆積し、このアルミニウム膜をパターニング
してゲート電極70を形成した(図1(c))。Next, a gate insulating film 60 made of SiO 2 is deposited on the entire surface of the substrate 1 so as to cover the polysilicon thin film 50 by about 1000 Å by using a normal pressure CVD method. An aluminum film was deposited on the film 60 to a thickness of about 3000 angstroms by a sputtering method, and the aluminum film was patterned to form a gate electrode 70 (FIG. 1C).
【0016】次に、ゲート電極70が被覆されるよう
に、SiO2 からなる絶縁膜80を例えばCVD法を用
いて3000オングストローム程度堆積した後(図1
(d))、絶縁膜80の上方から異方性エッチングを施
して、ゲート電極70の側面にサイドウオール85を形
成した(図1(e))。ここで、異方性エッチングをゲ
ート電極70の表面が現れたところで止めることによ
り、ゲート電極70の側面に酸化膜(サイドウオール8
5)が残された。このサイドウオール85の幅は0.3
μmであった。そして、この後、ポリシリコン薄膜50
の全面に向けて不純物イオン(リンイオン)90を70
KeVのエネルギーで加速させてイオン注入し、ポリシ
リコン薄膜50に不純物濃度が1017/cm3 のソース
・ドレイン領域(不純物拡散層)100と不純物濃度が
1015/cm3 のLDD領域110を形成した(図1
(f))。ここで、ポリシリコン薄膜50のその上面に
ゲート電極70もサイドウオール85も形成されていな
い領域が不純物のソース・ドレイン領域(不純物拡散
層)100なり、その上面にサイドウオール85が形成
されている領域がLDD領域110になる(図1
(f))。この後、常法に従ってソース・ドレイン領域
(不純物拡散層)100に接合するソース・ドレイン電
極を形成し、薄膜トランジスタを完成させた。Next, an insulating film 80 made of SiO 2 is deposited to a thickness of about 3000 angstroms by, for example, a CVD method so as to cover the gate electrode 70 (FIG. 1).
(D)) Anisotropic etching was performed from above the insulating film 80 to form sidewalls 85 on the side surfaces of the gate electrode 70 (FIG. 1E). Here, by stopping the anisotropic etching when the surface of the gate electrode 70 appears, an oxide film (side wall 8) is formed on the side surface of the gate electrode 70.
5) was left. The width of this sidewall 85 is 0.3
μm. Thereafter, the polysilicon thin film 50 is formed.
Impurity ions (phosphorous ions) 90 toward 70
Are accelerated by the energy of KeV are implanted, the source-drain region (impurity diffusion layer) 100 and the impurity concentration of the impurity concentration in the polysilicon thin film 50 is 10 17 / cm 3 is formed to 10 15 / cm 3 of the LDD region 110 (Fig. 1
(F)). Here, a region where neither the gate electrode 70 nor the sidewall 85 is formed on the upper surface of the polysilicon thin film 50 is an impurity source / drain region (impurity diffusion layer) 100, and the sidewall 85 is formed on the upper surface. The region becomes the LDD region 110 (FIG. 1)
(F)). Thereafter, a source / drain electrode joined to the source / drain region (impurity diffusion layer) 100 was formed according to a conventional method, and a thin film transistor was completed.
【0017】このような本実施例の薄膜トランジスタの
製造方法では、LDD領域を形成すすためのレジストマ
スクを用いることなく、ポリシリコン薄膜50の全面に
向けて不純物イオン90をイオン注入するだけで、ポリ
シリコン薄膜50のゲート電極70の側面に形成された
サイドウオール85の下方に位置する部分がLDD領域
110になり、このLDD領域110がソース・ドレイ
ン領域(不純物拡散層)100とゲート電極70との間
に自己整合的に形成される。従って、OFF電流特性等
の良好な薄膜トランジスタを簡便にかつ再現性よく製造
することができる。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present embodiment, the impurity ions 90 are implanted toward the entire surface of the polysilicon thin film 50 without using a resist mask for forming an LDD region. The portion of the silicon thin film 50 located below the sidewall 85 formed on the side surface of the gate electrode 70 becomes the LDD region 110, and this LDD region 110 is formed between the source / drain region (impurity diffusion layer) 100 and the gate electrode 70. It is formed in a self-aligned manner therebetween. Therefore, a thin film transistor having good OFF current characteristics and the like can be manufactured easily and with good reproducibility.
【0018】(実施例2)図2は本発明の実施例2によ
る薄膜トランジスタの製造工程を示した工程別断面図で
ある。以下、図に従って製造工程を説明する。なお、図
2(a)〜図2(c)までの工程は前記図1(a)〜図
1(c)までの工程と同じであるのでここでは説明を省
略する。(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing the steps of manufacturing a thin film transistor according to Embodiment 2 of the present invention. Hereinafter, the manufacturing process will be described with reference to the drawings. Note that the steps from FIG. 2A to FIG. 2C are the same as the steps from FIG. 1A to FIG.
【0019】前記実施例1の図1(a)〜図1(c)の
工程と同様の工程を行って、ゲート電極70を形成した
後(図2(a)〜図2(c))、ゲート電極70をマス
クにしてポリシリコン薄膜50へ不純物イオン(リンイ
オン)75を90KeVのエネルギーで加速させてイオ
ン注入し、不純物濃度が1017/cm3 の不純物拡散層
76を形成した(図2(d))。なお、この不純物拡散
層76の不純物濃度は目標とするLDD領域の最終的な
不純物濃度よりも小さくしておく必要がある。After forming the gate electrode 70 by performing the same steps as those shown in FIGS. 1A to 1C of the first embodiment (FIGS. 2A to 2C), Using the gate electrode 70 as a mask, impurity ions (phosphorus ions) 75 are accelerated at an energy of 90 KeV and implanted into the polysilicon thin film 50 to form an impurity diffusion layer 76 having an impurity concentration of 10 17 / cm 3 (FIG. 2 ( d)). Note that the impurity concentration of the impurity diffusion layer 76 needs to be lower than the final impurity concentration of the target LDD region.
【0020】次に、ゲート電極70が被覆されるよう
に、SiO2 からなる絶縁膜80を例えばCVD法を用
いて3000オングストローム程度堆積した後(図2
(e))、これの全面に異方性エッチングを施して、ゲ
ート電極70の側面にサイドウオール85を形成した
(図2(f))。ここで、異方性エッチングをゲート電
極70の表面が現れたところで止めることにより、ゲー
ト電極70の側面に絶縁膜(サイドウオール85)が残
された。このサイドウオール85の幅は0.3μmであ
った。Next, an insulating film 80 made of SiO 2 is deposited to a thickness of about 3000 angstroms by, for example, a CVD method so as to cover the gate electrode 70 (FIG. 2).
(E)) Anisotropic etching was performed on the entire surface to form sidewalls 85 on the side surfaces of the gate electrode 70 (FIG. 2 (f)). Here, the anisotropic etching was stopped when the surface of the gate electrode 70 appeared, so that the insulating film (side wall 85) was left on the side surface of the gate electrode 70. The width of the sidewall 85 was 0.3 μm.
【0021】次に、ポリシリコン薄膜50の全面(基板
1の全面)に向けて不純物イオン(リンイオン)90を
70KeVのエネルギーで加速させてイオン注入し、ポ
リシリコン薄膜50に不純物濃度が1017/cm3 のソ
ース・ドレイン領域(不純物拡散層)100と不純物濃
度が1015/cm3 のLDD領域110を形成した(図
2(g))。この後、常法に従ってソース・ドレイン領
域(不純物拡散層)100に接合するソース・ドレイン
電極を形成し、薄膜トランジスタを完成させた。Next, impurity ions (phosphorus ions) 90 is accelerating at an energy of 70KeV ion-implanted toward the entire surface (entire surface of the substrate 1) of the polysilicon thin film 50, the impurity concentration in the polysilicon thin film 50 is 10 17 / source and drain regions (impurity diffusion layer) 100 and the impurity concentration of cm 3 was formed LDD regions 110 of 10 15 / cm 3 (Fig. 2 (g)). Thereafter, a source / drain electrode joined to the source / drain region (impurity diffusion layer) 100 was formed according to a conventional method, and a thin film transistor was completed.
【0022】このような本実施例の薄膜トランジスタの
製造方法においても、前記実施例1の薄膜トランジスタ
の製造方法と同様に、LDD領域を形成するためのレジ
ストマスクを用いることなく、ゲート電極70の側面に
形成されたサイドウオール85を利用して、LDD領域
110を拡散層(ソースまたはドレイン)100とゲー
ト電極70との間に自己整合的に形成することができ
る。従って、OFF特性の良好な薄膜トランジスタを簡
便にかつ再現性よく製造することができる。また、本実
施例の製造方法では、一回目のイオン注入でポリシリコ
ン薄膜50のソース・ドレイン領域(不純物拡散層)1
00になるべき領域とLDD領域110になるべき領域
の両方が同一の不純物濃度にされ、2回目のイオン注入
でサイドウオール85を利用してソース・ドレイン領域
(不純物拡散層)100になるべき領域とLDD領域1
10になるべき領域の不純物濃度に差をつけるので、ソ
ース・ドレイン領域(不純物拡散層)に必要な不純物を
確保して、かつ、ソース・ドレイン領域(不純物拡散
層)100の不純物濃度とLDD領域110の不純物濃
度の差をより微細なレベルで制御することができる。従
って、LDD領域110の不純物濃度が小さくなり過ぎ
てしまうという不具合の発生を防止することができる。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present embodiment, similarly to the method of manufacturing the thin film transistor according to the first embodiment, the side surface of the gate electrode 70 can be formed without using a resist mask for forming an LDD region. By utilizing the formed sidewall 85, the LDD region 110 can be formed between the diffusion layer (source or drain) 100 and the gate electrode 70 in a self-aligned manner. Therefore, a thin film transistor having good OFF characteristics can be easily manufactured with good reproducibility. In the manufacturing method of this embodiment, the source / drain regions (impurity diffusion layers) 1 of the polysilicon thin film 50 are formed by the first ion implantation.
Both the region to become 00 and the region to become the LDD region 110 have the same impurity concentration, and the region to become the source / drain region (impurity diffusion layer) 100 using the sidewalls 85 in the second ion implantation. And LDD region 1
Since the impurity concentration of the region to be 10 is made different, the necessary impurity in the source / drain region (impurity diffusion layer) is secured, and the impurity concentration of the source / drain region (impurity diffusion layer) 100 and the LDD region It is possible to control the difference between the impurity concentrations of 110 at a finer level. Therefore, it is possible to prevent a problem that the impurity concentration of the LDD region 110 becomes too low.
【0023】(実施例3)図3は本発明の実施例3によ
る薄膜トランジスタの製造工程を示した工程別断面図で
ある。以下、図に従って製造工程を説明する。なお、図
3(a)〜図3(c)までの工程は前記図1(a)〜図
1(c)までの工程と同じであるのでここでは説明を省
略する。(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view showing the steps of manufacturing a thin film transistor according to Embodiment 3 of the present invention. Hereinafter, the manufacturing process will be described with reference to the drawings. The steps from FIG. 3A to FIG. 3C are the same as the steps from FIG. 1A to FIG.
【0024】前記実施例1の図1(a)〜図1(c)の
工程と同様の工程を行って、ゲート電極70を形成した
後(図3(a)〜図3(c))、ゲート電極70をマス
クにゲート絶縁膜60に異方性エッチングを施してゲー
ト絶縁膜60をゲート電極70と同様のパターンにパタ
ーニングした(図3(d))。After forming the gate electrode 70 by performing the same steps as those shown in FIGS. 1A to 1C of the first embodiment (FIGS. 3A to 3C), The gate insulating film 60 was subjected to anisotropic etching using the gate electrode 70 as a mask to pattern the gate insulating film 60 into a pattern similar to that of the gate electrode 70 (FIG. 3D).
【0025】次にゲート電極70、ゲート絶縁膜60及
びポリシリコン薄膜50が被覆されるように、SiO2
からなる絶縁膜80を例えばCVD法を用いて3000
オングストローム程度堆積した後(図3(e))、これ
を異方性エッチングによってパターニングしてゲート電
極70の側面及びゲート絶縁膜60の側面にサイドウオ
ール85aを形成した(図3(f))。このサイドウオ
ール85aの幅は0.5μmであった。Next, the gate electrode 70, the gate insulating film 60 and the polysilicon thin film 50 are covered with SiO 2
The insulating film 80 made of, for example, 3000
After depositing about Å (FIG. 3E), this was patterned by anisotropic etching to form sidewalls 85a on the side surfaces of the gate electrode 70 and the gate insulating film 60 (FIG. 3F). The width of the sidewall 85a was 0.5 μm.
【0026】次に、ポリシリコン薄膜50の全面に向け
て不純物イオン(リンイオン)90を70KeVのエネ
ルギーで加速させてイオン注入し、ポリシリコン薄膜5
0に不純物濃度が1017/cm3 のソース・ドレイン領
域(不純物拡散層)100と不純物濃度が1015/cm
3 のLDD領域110を形成した(図3(g))。この
後、常法に従ってソース・ドレイン領域(不純物拡散
層)100に接合するソース・ドレイン電極を形成し、
薄膜トランジスタを完成させた。Then, impurity ions (phosphorous ions) 90 are accelerated at an energy of 70 KeV and ion-implanted toward the entire surface of the polysilicon thin film 50.
The source / drain region (impurity diffusion layer) 100 having an impurity concentration of 10 17 / cm 3 and an impurity concentration of 10 15 / cm 3
Three LDD regions 110 were formed (FIG. 3G). Thereafter, source / drain electrodes to be joined to the source / drain regions (impurity diffusion layers) 100 are formed according to a conventional method,
A thin film transistor was completed.
【0027】このような本実施例の薄膜トランジスタの
製造方法においても、実施例1の薄膜トランジスタの製
造方法と同様に、レジストマスクを用いることなく、ゲ
ート電極70の側面に形成されたサイドウオール85a
を利用して、LDD領域110を拡散層(ソースまたは
ドレイン)100とゲート電極70との間に自己整合的
に形成することができる。従って、OFF特性の良好な
薄膜トランジスタを簡便にかつ再現性よく製造すること
ができる。なお、本実施例の製造方法では、ゲート電極
70の側面及びゲート絶縁膜60の側面に沿ってサイド
ウオール85aを形成しているので、このサイドウオー
ル85aの幅(0.5μm)が、前記実施例1,2にお
けるゲート電極70の側面のみに沿って形成したサイド
ウオール85の幅(0.3μm)よりも大きくなり、そ
の結果、LDD領域110の幅も大きくなっていた。In the method of manufacturing the thin film transistor of the present embodiment, similarly to the method of manufacturing the thin film transistor of the first embodiment, the sidewalls 85a formed on the side surfaces of the gate electrode 70 are formed without using a resist mask.
, The LDD region 110 can be formed between the diffusion layer (source or drain) 100 and the gate electrode 70 in a self-aligned manner. Therefore, a thin film transistor having good OFF characteristics can be easily manufactured with good reproducibility. In the manufacturing method of the present embodiment, the sidewalls 85a are formed along the side surfaces of the gate electrode 70 and the side surfaces of the gate insulating film 60. Therefore, the width (0.5 μm) of the sidewalls 85a is The width of the sidewalls 85 formed only along the side surfaces of the gate electrode 70 in Examples 1 and 2 (0.3 μm) was larger than that of the sidewalls 85. As a result, the width of the LDD region 110 was also larger.
【0028】本発明は以上の実施例に限定されるもので
はなく、薄膜トランジスタの各部の材料及び寸法、並び
に、各層の形成方法(成膜法)を変更できることは言う
までもない。The present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that the materials and dimensions of each part of the thin film transistor and the method of forming each layer (film forming method) can be changed.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜トラ
ンジスタの製造方法によれば、ガラス基板上に形成され
たポリシリコン薄膜が覆われるように前記ガラス基板の
全面に対してゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜
上にゲート電極を形成した後、前記ゲート電極の側面に
沿ってサイドウオールを形成し、しかる後、前記ガラス
基板の上方から前記ゲート絶縁膜及びサイドウオールを
通して前記ポリシリコン薄膜に不純物をドーピングし
て、前記ポリシリコン薄膜にドレイン領域とLDD領域
を同時に形成することにより、LDD領域を作成するた
めのレジストマスクを形成する必要なく、簡便にかつに
自己整合的にLDD構造を作成することができ、その結
果、OFF特性の良好な薄膜トランジスタを高い歩留ま
りで製造することができる。As described above, according to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a gate insulating film is formed on the entire surface of a glass substrate so as to cover a polysilicon thin film formed on the glass substrate. After forming a gate electrode on the gate insulating film, a sidewall is formed along the side surface of the gate electrode, and thereafter, the polysilicon thin film is passed from above the glass substrate through the gate insulating film and the sidewall. , And simultaneously forming a drain region and an LDD region in the polysilicon thin film, it is not necessary to form a resist mask for forming an LDD region, and the LDD structure can be simply and self-aligned. As a result, thin film transistors having good OFF characteristics can be manufactured with high yield. Kill.
【0030】また前記本発明の薄膜トランジスタの製造
方法において、サイドウオールの形成工程が、ゲート電
極が被覆されるように基板の全面に対して絶縁膜を形成
した後、前記絶縁膜にこれの上方から前記ゲート電極の
上面が露出するまで異方性エッチングを施して前記ゲー
ト電極の側部に前記絶縁膜を残す工程であるという好ま
しい態様により、ドレイン領域に近い側から遠い側へ不
純物濃度が順次低下した不純物濃度の勾配を有するLD
D領域を形成することができ、その結果、OFF電流特
性等がより一層改善された薄膜トランジスタを製造する
ことができる。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, in the step of forming a sidewall, an insulating film is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the gate electrode, and then the insulating film is formed on the insulating film from above. In a preferred embodiment, the step of performing anisotropic etching until the upper surface of the gate electrode is exposed to leave the insulating film on the side of the gate electrode reduces the impurity concentration sequentially from the side closer to the drain region to the side farther from the drain region. LD with improved impurity concentration gradient
The D region can be formed, and as a result, a thin film transistor with further improved OFF current characteristics and the like can be manufactured.
【0031】前記好ましい態様の本発明の薄膜トランジ
スタの製造方法において、サイドウオールの形成工程に
先だって、ゲート絶縁膜をゲート電極と同一パターンに
パターンニングする工程を行うことにより、サイドウオ
ールの幅をゲート絶縁膜の厚みによって拡大させること
ができ、その結果、LDD領域の幅が実質的にOFF電
流特性等の改善効果が得られない程度まで小さく成り過
ぎてしまうというような不具合が発生するのを防止する
ことができる。従って、OFF電流特性等がより一層改
善された薄膜トランジスタを更に高い歩留まりで製造す
ることができる。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the preferred embodiment of the present invention, prior to the step of forming the side wall, a step of patterning the gate insulating film in the same pattern as the gate electrode is performed, so that the width of the side wall is reduced. The thickness can be increased by the thickness of the film, and as a result, it is possible to prevent a problem that the width of the LDD region becomes too small to such an extent that the effect of improving the OFF current characteristic or the like cannot be substantially obtained. be able to. Therefore, a thin film transistor with further improved OFF current characteristics and the like can be manufactured with a higher yield.
【0032】また前記本発明の薄膜トランジスタの製造
方法において、ゲート電極の形成工程後、サイドウオー
ルの形成工程前に、ゲート電極をマスクにしてポリシリ
コン薄膜に不純物をドーピングする工程を更に含むとい
う好ましい態様により、一回の不純物のドーピング工程
によってLDD領域を形成する場合に比してドレイン領
域とLDD領域の不純物濃度の差をより微細なレベルで
制御することができ、所望の特性の薄膜トランジスタを
再現性良く製造することができる。In a preferred embodiment, the method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention further comprises a step of doping the polysilicon thin film with impurities using the gate electrode as a mask after the step of forming the gate electrode and before the step of forming the sidewall. As a result, the difference in impurity concentration between the drain region and the LDD region can be controlled at a finer level than in the case where the LDD region is formed by a single impurity doping step, and a thin film transistor having desired characteristics can be reproduced. Can be manufactured well.
【図1】 本発明の実施例1による薄膜トランジスタの
製造工程を示す工程別断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 本発明の実施例2による薄膜トランジスタの
製造工程を示す工程別断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor according to Embodiment 2 of the present invention.
【図3】 本発明の実施例3による薄膜トランジスタの
製造工程を示す工程別断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor according to Embodiment 3 of the present invention.
10 ガラス基板 20 SiO2 30 非晶質のシリコン薄膜 40 エキシマレーザ(光) 50 ポリシリコン薄膜 60 ゲート絶縁膜 70 ゲート電極 75 不純物イオン 76 不純物拡散層 80 絶縁膜 85 サイドウオール 85a サイドウオール 90 不純物イオン 100 ソース・ドレイン領域(不純物拡散層) 110 LDD領域10 glass substrate 20 SiO 2 30 amorphous silicon thin film 40 excimer laser (light) 50 polysilicon thin film 60 gate insulating film 70 gate electrode 75 impurity ions 76 impurity diffusion layer 80 insulating film 85 side wall 85a sidewall 90 impurity ions 100 Source / drain region (impurity diffusion layer) 110 LDD region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 郁典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Ikunori Kobayashi 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (4)
薄膜が覆われるように前記ガラス基板の全面に対してゲ
ート絶縁膜を形成し、次いで前記ゲート絶縁膜上にゲー
ト電極を形成した後、前記ゲート電極の側面に沿ってサ
イドウオールを形成し、しかる後、前記ガラス基板の上
方から前記ゲート絶縁膜及びサイドウオールを通して前
記ポリシリコン薄膜に不純物をドーピングして、前記ポ
リシリコン薄膜にドレイン領域とLDD(lightly dope
d drain)領域を同時に形成する薄膜トランジスタの製造
方法。Forming a gate insulating film on an entire surface of the glass substrate so as to cover a polysilicon thin film formed on the glass substrate; forming a gate electrode on the gate insulating film; A sidewall is formed along the side surface of the gate electrode. Thereafter, the polysilicon thin film is doped with impurities through the gate insulating film and the sidewall from above the glass substrate, and a drain region and an LDD are formed in the polysilicon thin film. (Lightly dope
d drain) A method for manufacturing a thin film transistor in which regions are simultaneously formed.
極が被覆されるように基板の全面に対して絶縁膜を形成
した後、前記絶縁膜にこれの上方から前記ゲート電極の
上面が露出するまで異方性エッチングを施して前記ゲー
ト電極の側部に前記絶縁膜を残す工程である請求項1に
記載の薄膜トランジスタの製造方法。2. A method for forming a sidewall, comprising: forming an insulating film over the entire surface of a substrate so as to cover a gate electrode; and forming a sidewall on the insulating film until the upper surface of the gate electrode is exposed. 2. The method according to claim 1, wherein the step of performing anisotropic etching leaves the insulating film on a side of the gate electrode.
ゲート絶縁膜をゲート電極と同一パターンにパターンニ
ングする請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。3. Prior to the step of forming a sidewall,
3. The method according to claim 2, wherein the gate insulating film is patterned in the same pattern as the gate electrode.
ルの形成工程前に、ゲート電極をマスクにしてポリシリ
コン薄膜に不純物をドーピングする工程を更に含む請求
項1〜3のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方
法。4. The thin film transistor according to claim 1, further comprising a step of doping impurities into the polysilicon thin film using the gate electrode as a mask after the step of forming the gate electrode and before the step of forming the sidewall. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8308466A JPH10150201A (en) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | Method for manufacturing thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8308466A JPH10150201A (en) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | Method for manufacturing thin film transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150201A true JPH10150201A (en) | 1998-06-02 |
Family
ID=17981369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8308466A Pending JPH10150201A (en) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | Method for manufacturing thin film transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10150201A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208599A (en) * | 2000-12-01 | 2002-07-26 | Pt Plus Ltd | Method of manufacturing thin film transistor including crystalline silicon active layer |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP8308466A patent/JPH10150201A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208599A (en) * | 2000-12-01 | 2002-07-26 | Pt Plus Ltd | Method of manufacturing thin film transistor including crystalline silicon active layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100237279B1 (en) | Misfet, complementary misfet and manufacturing method thereof | |
| US7348243B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
| KR100451381B1 (en) | Thin film transistor and its manufacturing method | |
| JPH0846201A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2905680B2 (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
| US5700727A (en) | Method of forming a thin film transistor | |
| JP2612825B2 (en) | Thin film transistor and method of manufacturing the same | |
| US5903013A (en) | Thin film transistor and method of manufacturing the same | |
| JPH0547791A (en) | Fabrication of thin film transistor | |
| JPH0147016B2 (en) | ||
| US6812492B1 (en) | Method of fabricating a thin film transistor | |
| JP3049496B2 (en) | Method of manufacturing MOSFET | |
| JPH11354808A (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
| JPH10150201A (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
| KR0152937B1 (en) | Method of fabricating semiconductor device | |
| KR100540130B1 (en) | Method of manufacturing thin film transistor | |
| US5963839A (en) | Reduction of polysilicon contact resistance by nitrogen implantation | |
| JPS6126264A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP2630195B2 (en) | Thin film field effect transistor and method of manufacturing the same | |
| KR100237741B1 (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof | |
| KR0166888B1 (en) | Thin film transistor & its making method | |
| KR100540129B1 (en) | Method of manufacturing thin film transistor | |
| JP2754184B2 (en) | Thin film transistor and method of manufacturing the same | |
| JPH06260498A (en) | Thin-film transistor and manufacture thereof | |
| JPH11340469A (en) | Thin film transistor |