JPH11111987A - Manufacture of thin-film transistor - Google Patents

Manufacture of thin-film transistor

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JPH11111987A
JPH11111987A JP26668097A JP26668097A JPH11111987A JP H11111987 A JPH11111987 A JP H11111987A JP 26668097 A JP26668097 A JP 26668097A JP 26668097 A JP26668097 A JP 26668097A JP H11111987 A JPH11111987 A JP H11111987A
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JP
Japan
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film
insulating film
silicon
resist mask
gate electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP26668097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiro Nakanishi
史朗 中西
Shinji Yuda
真次 湯田
Tsutomu Yamada
努 山田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress fluctuations in the threshold of a thin-film transistor which is caused by unanticipated impurity ions diffusing into a channel section through ion doping. SOLUTION: A gate electrode 23, a silicon nitride film 24, a silicon oxide film 25, and a silicon film 26 are formed on a transparent substrate 21. Then, a resist mask 30 is formed on the silicon film 26, and a stopper insulating film 28 is formed by performing exposure from the rear surface side of the substrate 21. After the insulating film 28 has been formed, a low-concentration drain region 26a having an LDD structure is formed by implanting an N-type impurity by the ion-doping method, while the mask 30 is left on the insulating film 28. Finally, a source region 26s and a drain region 26d are formed by doping the silicon film with an N-type impurity by using a newly formed resist mask 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
の画素駆動素子として用いられる、薄膜トランジスタ
(TFT:Thin Film Transistor)の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) used as a pixel driving element of a liquid crystal display device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4及び図5は、液晶表示パネルの表示
用スイッチング素子として用いられるボトムゲート型薄
膜トランジスタの製造方法を示す工程別の断面図であ
る。 (a)第1工程 絶縁性の透明基板1上に、クロムやモリブデン等の高融
点金属をスパッタリングして高融点金属膜を形成する。
この高融点金属膜を所定のパターン形状にパターニング
し、ゲート電極2を形成する(図4(A)参照)。 (b)第2工程 透明基板1上にゲート電極2を被って窒化シリコン及び
酸化シリコンをプラズマCVD法により順次積層し、窒
化シリコン膜3及び酸化シリコン膜4を形成する。酸化
シリコン膜4上に、同じくプラズマCVD法によりシリ
コンを積層し、非晶質のシリコン膜5を形成する。そし
て、エキシマレーザーをシリコン膜5に照射し、非晶質
状態のシリコンが融解するまで加熱する。これにより、
シリコンが結晶化し、多結晶状態となる。この多結晶状
態のシリコン膜5が、トランジスタの活性層となる(図
4(B)参照)。 (c)第3工程 シリコン膜5上に酸化シリコンを積層し、酸化シリコン
膜を形成する。そして、この酸化シリコン膜をゲート電
極2に応じてパターニングし、ゲート電極2に重なるス
トッパ絶縁膜6を形成する(図4(C)参照)。 (d)第4工程 ストッパ絶縁膜6が形成されたシリコン膜5に対し、ス
トッパ絶縁膜6をマスクとしてリンをイオンドーピング
する。このドーピングにおいては、比較的低不純物濃度
のドーピングが行われ、ストッパ絶縁膜6で被われた領
域が薄膜トランジスタのチャネル領域5cとなる(図4
(D)参照)。 (d)第5工程 ストッパ絶縁膜6を被うレジストマスク7を形成し、再
度リンをイオンドーピングする。この注入においては、
レジストマスク7で被われた領域を除いてシリコン膜5
に比較的高不純物濃度のN型の導電性を示す領域が形成
される。これらの領域が、ゲート電極2の両側でソース
領域5s及びドレイン領域5dとなる。また、ストッパ
6で被覆された領域を除きレジストマスク7で被覆され
た領域が、LDD(Lightly Doped Drain)構造の低
濃度ドレイン5aとなる。(図5(A)参照)。 (e)第6工程 所定の導電型の不純物イオンが注入されたシリコン膜5
にエキシマレーザーを照射し、シリコンが融解しない程
度に加熱する。これにより、シリコン膜5内の不純物イ
オンが活性化される。そして、ゲート電極2の両側に所
定の幅を残してシリコン膜5を島状にパターニングし、
各トランジスタを分離独立させる(図5(B)参照)。 (f)第7工程 酸化シリコン膜4上にシリコン膜5を被ってプラズマC
VD法により酸化シリコン及び窒化シリコンを再度積層
し、酸化シリコン膜8及び窒化シリコン膜9を順次形成
する。そして、ソース領域5s及びドレイン領域5dと
なるシリコン膜5上に、酸化シリコン膜8及び窒化シリ
コン膜9を貫通するコンタクトホール10を形成する
(図5(C)参照)。 (g)第8工程 コンタクトホール10部分に、シリコン膜5に接続され
るアルミニウム等の金属からなる電極11を形成する
(図6(A)参照)。 (h)第9工程 電極11が形成された窒化シリコン膜9上にアクリル樹
脂溶液を塗布し、焼成してアクリル樹脂層12を形成す
る。このアクリル樹脂層12は、ストッパ絶縁膜6や電
極11による凹凸を埋めて表面を平坦化する。そして、
ソース領域5sに接続される電極11上にアクリル樹脂
層12を貫通するコンタクトホール13を形成し、この
コンタクトホール13部分に、電極11に接続されるI
TO等からなる透明電極14を形成する。この透明電極
14の形成は、例えば、コンタクトホール13が形成さ
れたアクリル樹脂膜11上にスパッタリングしたITO
をパターニングすることで形成される(図6(B)参
照)。
2. Description of the Related Art FIGS. 4 and 5 are sectional views showing steps of a method of manufacturing a bottom gate type thin film transistor used as a switching element for display of a liquid crystal display panel. (A) First Step A high melting point metal film such as chromium or molybdenum is sputtered on the insulating transparent substrate 1 to form a high melting point metal film.
The refractory metal film is patterned into a predetermined pattern to form the gate electrode 2 (see FIG. 4A). (B) Second Step A silicon nitride film and a silicon oxide film 4 are formed on the transparent substrate 1 by covering the gate electrode 2 with silicon nitride and silicon oxide sequentially by a plasma CVD method. Similarly, silicon is stacked on the silicon oxide film 4 by a plasma CVD method to form an amorphous silicon film 5. Then, the silicon film 5 is irradiated with an excimer laser and heated until the amorphous silicon is melted. This allows
Silicon is crystallized to be in a polycrystalline state. This polycrystalline silicon film 5 becomes an active layer of the transistor (see FIG. 4B). (C) Third Step A silicon oxide is stacked on the silicon film 5 to form a silicon oxide film. Then, the silicon oxide film is patterned according to the gate electrode 2 to form a stopper insulating film 6 overlapping the gate electrode 2 (see FIG. 4C). (D) Fourth Step The silicon film 5 on which the stopper insulating film 6 is formed is ion-doped with phosphorus using the stopper insulating film 6 as a mask. In this doping, doping with a relatively low impurity concentration is performed, and the region covered with the stopper insulating film 6 becomes the channel region 5c of the thin film transistor (FIG. 4).
(D)). (D) Fifth Step A resist mask 7 covering the stopper insulating film 6 is formed, and phosphorus is ion-doped again. In this injection,
Except for the region covered with the resist mask 7, the silicon film 5
A region having N-type conductivity with a relatively high impurity concentration is formed in the region. These regions become a source region 5s and a drain region 5d on both sides of the gate electrode 2. Except for the area covered with the stopper 6, the area covered with the resist mask 7 becomes the lightly doped drain 5a having the LDD (Lightly Doped Drain) structure. (See FIG. 5A). (E) Sixth step Silicon film 5 into which impurity ions of a predetermined conductivity type have been implanted
Is irradiated with an excimer laser, and heated so that silicon does not melt. Thereby, impurity ions in the silicon film 5 are activated. Then, the silicon film 5 is patterned into an island shape leaving a predetermined width on both sides of the gate electrode 2,
Each transistor is separated and independent (see FIG. 5B). (F) Seventh Step A plasma C is formed by covering the silicon oxide film 4 with the silicon film 5.
Silicon oxide and silicon nitride are stacked again by the VD method, and a silicon oxide film 8 and a silicon nitride film 9 are sequentially formed. Then, a contact hole 10 penetrating the silicon oxide film 8 and the silicon nitride film 9 is formed on the silicon film 5 to be the source region 5s and the drain region 5d (see FIG. 5C). (G) Eighth Step An electrode 11 made of a metal such as aluminum connected to the silicon film 5 is formed in the contact hole 10 (see FIG. 6A). (H) Ninth Step An acrylic resin solution is applied on the silicon nitride film 9 on which the electrodes 11 are formed, and baked to form an acrylic resin layer 12. The acrylic resin layer 12 flattens the surface by filling irregularities due to the stopper insulating film 6 and the electrode 11. And
A contact hole 13 penetrating through the acrylic resin layer 12 is formed on the electrode 11 connected to the source region 5s.
A transparent electrode 14 made of TO or the like is formed. The transparent electrode 14 is formed, for example, by sputtering ITO on the acrylic resin film 11 in which the contact hole 13 is formed.
Is formed by patterning (see FIG. 6B).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】第4工程において、リ
ンのイオン注入はイオンドーピング法によって行われ
る。このイオンドーピング法は、ホスフィン+水素ガス
(PH3+H2)をプラズマ雰囲気中で解離させ、解離
したイオン(P−、H+等)を電解加速によりシャワー
状にドープするイオン注入法である。LSIなどで多用
されているイオン注入法が、解離したイオンを選択して
被加工物にドープするのに対して、イオンドーピング法
はイオンの選択手段を持たない点で大きく異なり、被加
工物表面が、解離したイオンの全種類に晒される加工方
法である。
In the fourth step, phosphorus ion implantation is performed by an ion doping method. This ion doping method is an ion implantation method in which phosphine + hydrogen gas (PH3 + H2) is dissociated in a plasma atmosphere, and the dissociated ions (P−, H +, etc.) are doped into a shower by electrolytic acceleration. Whereas ion implantation, which is widely used in LSIs and the like, selects dissociated ions and dopes the workpiece, ion doping differs greatly in that it has no means for selecting ions. Is a processing method that is exposed to all kinds of dissociated ions.

【0004】そのため、第4工程でリンイオンをマスキ
ングできるだけの膜厚をストッパ絶縁膜6に与えても、
解離に伴って生成された水素イオン(H+)等がストッ
パ絶縁膜6を貫通してシリコン膜5のチャネル5cとな
る部分に注入され、これがトランジスタのしきい値Vt
を変動させるという欠点があった
For this reason, even if the stopper insulating film 6 is given a thickness enough to mask phosphorus ions in the fourth step,
Hydrogen ions (H +) and the like generated by the dissociation penetrate the stopper insulating film 6 and are implanted into a portion of the silicon film 5 to be the channel 5c, and this is injected into the transistor threshold voltage Vt
Had the disadvantage of fluctuating

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる従来の課
題に鑑みなされたもので、ストッパ絶縁膜を形成するた
めのレジストマスクをストッパ絶縁膜上に残存せしめ、
残存させた状態でリンのイオンドーピングを行うことに
より、上記水素イオン等の混入によるトランジスタのし
きい値の変動を防止することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a resist mask for forming a stopper insulating film is left on the stopper insulating film.
It is an object of the present invention to prevent the fluctuation of the threshold value of the transistor due to the entry of the hydrogen ions or the like by performing phosphorus ion doping in the state where the phosphorus ions are left.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら詳細に説明する。図1乃至図3は、本
発明によるボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法
を示す工程別の断面図である。 (a)第1工程 絶縁性の透明基板21の表面(第1主面)上に、クロム
やモリブデン等の高融点金属をスパッタリングして膜厚
が1000乃至2000Åの高融点金属膜22を形成す
る。この高融点金属膜22を所定のパターン形状にパタ
ーニングしてゲート電極23を形成する。このパターニ
ング処理では、ウェットエッチャントによるテーパーエ
ッチングにより、ゲート電極23が、両端部を透明基板
21側で広くするテーパー形状(台形状)に形成され
る。尚、ゲート電極23’は、前記高融点金属膜22を
透明基板21表面に延在せしめて電極配線を形成する場
合の、前記電極配線のコンタクト部分を示したものであ
る(図1(A)参照)。 (b)第2工程 透明基板21上にゲート電極23を被って膜厚が500
〜1500Åの窒化シリコン及び膜厚が1000〜20
00Åの酸化シリコンをプラズマCVD法により順次積
層し、窒化シリコン膜24及び酸化シリコン膜25を形
成する。続いて酸化シリコン膜25上に、同じくプラズ
マCVD法により膜厚が300〜800Åのシリコンを
積層し、非晶質のシリコン膜26を形成する。全体に4
00乃至500度の加熱処理を与えてシリコン膜26中
に含まれる余分な水素イオンを除去する。そして、エキ
シマレーザー27をシリコン膜26に照射し、非晶質状
態のシリコンが融解するまで加熱する。これにより、シ
リコンが結晶化し、多結晶状態となる。この多結晶状態
のシリコン膜26が、薄膜トランジスタの活性層となる
(図1(B)参照)。 (c)第3工程 シリコン膜26上に膜厚が800〜1200Åの酸化シ
リコンを積層し、酸化シリコン膜27を形成する。そし
て、この酸化シリコン膜27をゲート電極23に応じて
パターニングし、ゲート電極23に重なるストッパ絶縁
膜28を形成する。このストッパ絶縁膜28の形成にお
いては、酸化シリコン膜27を被うホトレジスト膜を形
成し、そのレジスト膜を透明基板21の裏面側(第2主
面側)からゲート電極23をマスクとして露光光29を
照射することにより、酸化シリコン膜27の上部にレジ
ストマスク30をマスクずれなく形成し、そしてHF系
のウェットエッチャントにより酸化シリコン膜27をパ
ターニングすることにより行われる(図1(C)参
照)。 (d)第4工程 ストッパ絶縁膜28が形成されたシリコン膜26に対
し、ストッパ絶縁膜28を形成したレジストマスク30
を残した状態で、リンをイオンドーピング法によりイオ
ン注入する。これはLDD構造のNチャンネル型薄膜ト
ランジスタの低濃度ドレイン部分を形成する為のもので
あり、ドーパントとしてホスフィン(PH3)を用い、
加速電圧を3〜10KeV、リンのドーズ量を1E12
〜1E13cm−2とする。ストッパ絶縁膜28で被わ
れた箇所がトランジスタのチャネル領域26cとなり、
本工程でリンドープされた領域が後の工程で低濃度ドレ
イン領域26aとなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 3 are cross-sectional views showing steps of a method for manufacturing a bottom gate thin film transistor according to the present invention. (A) First Step On the surface (first main surface) of the insulating transparent substrate 21, a refractory metal such as chromium or molybdenum is sputtered to form a refractory metal film 22 having a thickness of 1000 to 2000 °. . The refractory metal film 22 is patterned into a predetermined pattern to form a gate electrode 23. In this patterning process, the gate electrode 23 is formed in a tapered shape (trapezoidal shape) in which both ends are widened on the transparent substrate 21 side by taper etching using a wet etchant. The gate electrode 23 'shows a contact portion of the electrode wiring when the high melting point metal film 22 is extended on the surface of the transparent substrate 21 to form an electrode wiring (FIG. 1A). reference). (B) Second step The gate electrode 23 is covered on the transparent substrate 21 and the thickness is 500
Silicon nitride of ~ 1500 ° and a thickness of 1000-20
A silicon oxide film of 00 ° is sequentially stacked by a plasma CVD method to form a silicon nitride film 24 and a silicon oxide film 25. Subsequently, silicon having a thickness of 300 to 800 ° is similarly stacked on the silicon oxide film 25 by the plasma CVD method to form an amorphous silicon film 26. 4 in total
By applying a heat treatment of 00 to 500 degrees, excess hydrogen ions contained in the silicon film 26 are removed. Then, the silicon film 26 is irradiated with an excimer laser 27 and heated until the amorphous silicon is melted. Thereby, silicon is crystallized to be in a polycrystalline state. This polycrystalline silicon film 26 becomes an active layer of the thin film transistor (see FIG. 1B). (C) Third Step A silicon oxide film 27 having a thickness of 800 to 1200 ° is laminated on the silicon film 26 to form a silicon oxide film 27. Then, the silicon oxide film 27 is patterned according to the gate electrode 23 to form a stopper insulating film 28 overlapping the gate electrode 23. In forming the stopper insulating film 28, a photoresist film covering the silicon oxide film 27 is formed, and the resist film is exposed from the back side (second main surface side) of the transparent substrate 21 using the gate electrode 23 as an exposure light 29. Irradiation is performed to form a resist mask 30 on the silicon oxide film 27 without a mask shift, and then the silicon oxide film 27 is patterned by an HF wet etchant (see FIG. 1C). (D) Fourth Step A resist mask 30 on which the stopper insulating film 28 is formed is formed on the silicon film 26 on which the stopper insulating film 28 is formed.
Is ion-implanted by an ion doping method while leaving. This is for forming a low-concentration drain portion of an N-channel thin film transistor having an LDD structure, and using phosphine (PH3) as a dopant,
The acceleration voltage is 3 to 10 KeV, and the dose of phosphorus is 1E12.
11E13 cm−2. The portion covered with the stopper insulating film 28 becomes the channel region 26c of the transistor,
The phosphorus-doped region in this step becomes a low-concentration drain region 26a in a later step.

【0007】本工程において、レジストマスク30は膜
厚として1〜3μもの膜厚を有するので、イオンドーピ
ング時に選択マスクとして有効に機能する。従って、従
来問題となった、プラズマ解離された水素イオンがスト
ッパ絶縁膜28を貫通してチャネル領域26cに進入す
る不具合を解消できる(図2(A)参照)。 (e)第5工程 ストッパ絶縁膜28上のレジストマスク30を除去し、
再度ホトレジストを塗布し、今度は透明基板21の表面
側から露光する事によりストッパ絶縁膜28と低濃度ド
レイン領域26aとなる領域を被覆するレジストマスク
31を形成し、再度リンをイオンドーピング法により3
〜10KeV、リンのドーズ量を1E14〜1E15c
m−2でイオン注入する。このイオンドープにおいて
は、レジストマスク31で被われた領域を除いてシリコ
ン膜26にN型の導電性を示す領域が形成され、これら
の領域が、ゲート電極23の両側でソース領域26s及
びドレイン領域26dとなる。また、ストッパ絶縁膜2
8で被覆された部分からレジストマスク31で被覆され
た部分までのシリコン膜26が、低濃度ドレイン領域2
6aとなる(図2(B)参照)。
In this step, since the resist mask 30 has a thickness of 1 to 3 μm, it functions effectively as a selection mask during ion doping. Therefore, it is possible to solve the problem of the conventional problem that the plasma-dissociated hydrogen ions penetrate the stopper insulating film 28 and enter the channel region 26c (see FIG. 2A). (E) Fifth Step The resist mask 30 on the stopper insulating film 28 is removed,
A photoresist is applied again, and this time, exposure is performed from the surface side of the transparent substrate 21 to form a resist mask 31 covering the stopper insulating film 28 and the region to be the low-concentration drain region 26a.
-10 KeV, phosphorus dose is 1E14-1E15c
Ion implantation is performed at m-2. In this ion doping, regions exhibiting N-type conductivity are formed in the silicon film 26 except for the region covered by the resist mask 31, and these regions are formed on both sides of the gate electrode 23 by the source region 26s and the drain region. 26d. Also, the stopper insulating film 2
8 from the portion covered with the resist mask 31 to the portion covered with the resist mask 31.
6a (see FIG. 2B).

【0008】尚、周辺回路用に、Pチャネル型の薄膜ト
ランジスタを同一透明基板21上に形成する場合は、本
工程において前記Pチャネル型の薄膜トランジスタを形
成すべき箇所のシリコン膜26上もレジストマスク31
で被覆するようにしている(図示せず)。そして本工程
後、レジストマスク31を除去し、新たにNチャネル型
のトランジスタを形成した箇所を被覆するレジストマス
ク(図示せず)を形成し、ストッパ絶縁膜28をマスク
としてボロンイオンをイオンドーピング法によりイオン
注入する。このイオン注入は加速電圧を3〜10Ke
V、ボロンのドーズ量を1E14〜1E15cm−2と
する。これにより、Pチャネル型トランジスタのゲート
電極23の両側のシリコン膜26にP型のソース領域と
ドレイン領域を形成する(図示せず)。従って、ストッ
パ絶縁膜28にはボロンイオン(B+)をマスキングす
るだけの膜厚が、最低限要求される。 (f)第6工程 所定の導電型の不純物イオンが注入されたシリコン膜2
6にエキシマレーザー32を照射し、シリコンが融解し
ない程度に加熱する。これにより、シリコン膜26内の
不純物イオンが活性化される。そして、ゲート電極23
の両側に所定の幅を残してシリコン膜26を島状にパタ
ーニングし、各トランジスタを分離独立させる。その方
法としては、先ずレジストマスクを形成した後、HF系
のエッチャントで配線用のゲート電極23’上のストッ
パ絶縁膜28を選択的に除去し、続いてドライエッチン
グによりレジストマスクで被覆された部分以外のシリコ
ン膜26を除去することによって行われる(図2(C)
参照)。 (g)第7工程 酸化シリコン膜5上にシリコン膜6を被ってプラズマC
VD法により酸化シリコン及び窒化シリコンを再度積層
し、酸化シリコン膜33及び窒化シリコン膜34を順次
形成し、次いで350〜450度の熱処理によって酸化
シリコン膜33及び窒化シリコン膜34のアニール処理
を行う。この熱処理は、同時に窒化シリコン膜34中に
含まれる水素イオンを酸化シリコン膜33を通してシリ
コン膜26中に拡散することを兼ねている。拡散した水
素イオンはシリコン膜26中のダングリングボンドを中
和、終端する。この時、水素イオンの供給量は、窒化シ
リコン膜34中に含まれる水素イオンの濃度と、窒化シ
リコン膜34からストッパ絶縁膜28を越えてシリコン
膜26に達するまでの拡散距離から成る拡散方程式によ
り決定される。ストッパ絶縁膜28の膜厚を薄く設定で
きれば、拡散距離を短くできるので、シリコン膜26に
対して十分な量の水素イオンを短時間の低温処理で供給
することが可能となる。
When a P-channel thin film transistor is formed on the same transparent substrate 21 for the peripheral circuit, the resist mask 31 is also formed on the silicon film 26 where the P-channel thin film transistor is to be formed in this step.
(Not shown). Then, after this step, the resist mask 31 is removed, a resist mask (not shown) for covering a portion where a new N-channel transistor is formed is formed, and boron ions are ion-doped by using the stopper insulating film 28 as a mask. For ion implantation. This ion implantation has an accelerating voltage of 3 to 10 Ke.
The dose of V and boron is 1E14 to 1E15 cm-2. Thus, P-type source and drain regions are formed in the silicon film 26 on both sides of the gate electrode 23 of the P-channel transistor (not shown). Therefore, the stopper insulating film 28 is required to have a minimum thickness enough to mask boron ions (B +). (F) Sixth step Silicon film 2 into which impurity ions of a predetermined conductivity type have been implanted
6 is irradiated with an excimer laser 32 and heated to such an extent that silicon does not melt. Thereby, impurity ions in the silicon film 26 are activated. Then, the gate electrode 23
The silicon film 26 is patterned into an island shape with a predetermined width left on both sides of the transistor to separate each transistor. The method is as follows. First, after forming a resist mask, the stopper insulating film 28 on the wiring gate electrode 23 'is selectively removed with an HF-based etchant, and then the portion covered with the resist mask by dry etching. This is performed by removing the silicon film 26 other than that shown in FIG. 2 (C).
reference). (G) Seventh Step A plasma C is formed by covering the silicon oxide film 5 with the silicon film 6.
Silicon oxide and silicon nitride are stacked again by the VD method, a silicon oxide film 33 and a silicon nitride film 34 are sequentially formed, and then the silicon oxide film 33 and the silicon nitride film 34 are annealed by heat treatment at 350 to 450 degrees. This heat treatment also serves to simultaneously diffuse hydrogen ions contained in the silicon nitride film 34 into the silicon film 26 through the silicon oxide film 33. The diffused hydrogen ions neutralize and terminate dangling bonds in the silicon film 26. At this time, the supply amount of hydrogen ions is determined by a diffusion equation consisting of the concentration of hydrogen ions contained in the silicon nitride film 34 and the diffusion distance from the silicon nitride film 34 to the stopper insulating film 28 and reaching the silicon film 26. It is determined. If the thickness of the stopper insulating film 28 can be set small, the diffusion distance can be shortened, so that a sufficient amount of hydrogen ions can be supplied to the silicon film 26 in a short time at a low temperature.

【0009】そして、ソース領域26s及びドレイン領
域26dとなるシリコン膜26上及び配線用のゲート電
極23’上に、酸化シリコン膜33及び窒化シリコン膜
34を貫通するコンタクトホール35を形成する(図3
(A)参照)。 (h)第8工程 コンタクトホール35部分に、シリコン膜26のドレイ
ン領域26dに接続されるアルミニウム等の金属からな
る電極36とゲート電極23’に接続される電極36を
形成する。この電極36の形成は、例えば、コンタクト
ホール35が形成された窒化シリコン膜34上にスパッ
タリングしたアルミニウムをパターニングすることで形
成される。ここで、ドレイン領域26dに接続される電
極36は、トランジスタの配列方向に沿って連続してド
レイン配線を形成する。ソース領域26s上のコンタク
トホール34は前記アルミニウムを除去する(図3
(B)参照)。 (i)第9工程 電極36が形成された窒化シリコン膜34上にアクリル
樹脂溶液を塗布し、焼成してアクリル樹脂層37を形成
する。このアクリル樹脂層37は、ストッパ絶縁膜28
や電極36による凹凸を埋めて表面を平坦化する。そし
て、ソース領域26s上にアクリル樹脂層37を貫通す
るコンタクトホール38を形成し、このコンタクトホー
ル38部分に、ソース領域26sに接続されるITO等
からなる透明電極39を形成する。この透明電極39の
形成は、例えば、コンタクトホール38が形成されたア
クリル樹脂膜37上にスパッタリングしたITOをパタ
ーニングすることで形成される(図4参照)。
Then, a contact hole 35 penetrating the silicon oxide film 33 and the silicon nitride film 34 is formed on the silicon film 26 serving as the source region 26s and the drain region 26d and on the gate electrode 23 'for wiring (FIG. 3).
(A)). (H) Eighth Step In the contact hole 35, an electrode 36 made of a metal such as aluminum connected to the drain region 26d of the silicon film 26 and an electrode 36 connected to the gate electrode 23 'are formed. The electrode 36 is formed, for example, by patterning aluminum sputtered on the silicon nitride film 34 in which the contact hole 35 is formed. Here, the electrode 36 connected to the drain region 26d forms a drain wiring continuously along the transistor arrangement direction. The contact hole 34 on the source region 26s removes the aluminum (FIG. 3).
(B)). (I) Ninth Step An acrylic resin solution is applied on the silicon nitride film 34 on which the electrodes 36 are formed, and baked to form an acrylic resin layer 37. The acrylic resin layer 37 is formed of the stopper insulating film 28
The surface is flattened by filling irregularities due to the electrode 36 and the electrode 36. Then, a contact hole 38 penetrating the acrylic resin layer 37 is formed on the source region 26s, and a transparent electrode 39 made of ITO or the like connected to the source region 26s is formed in the contact hole 38. This transparent electrode 39 is formed, for example, by patterning ITO sputtered on the acrylic resin film 37 in which the contact hole 38 is formed (see FIG. 4).

【0010】本実施の形態によれば、以下の作用効果を
得ることができる。 (1)ストッパ絶縁膜28を形成するためのレジストマ
スク30をストッパ絶縁膜28上に残した状態でリンを
イオンドーピングするので、プラズマ雰囲気中の不純物
イオン(H+)等が誤ってチャネル領域26cにドープ
されることが無くなる。よって、トランジスタのしきい
値Vtのばらつきを抑え、半導体装置の製造歩留まりを
向上できる。
According to the present embodiment, the following functions and effects can be obtained. (1) Since phosphorus is ion-doped while the resist mask 30 for forming the stopper insulating film 28 is left on the stopper insulating film 28, impurity ions (H +) or the like in the plasma atmosphere erroneously enter the channel region 26c. No more doping. Therefore, variation in the threshold value Vt of the transistor can be suppressed, and the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

【0011】(2)ストッパ絶縁膜28はpチャネルト
ランジスタ形成用のボロンイオンをマスキングするだけ
の膜厚を具備していれば済むので、ストッパ絶縁膜28
の膜厚を薄くすることが可能となる。これによって、表
面の凹凸を緩和できる他、第7工程における水素イオン
の拡散距離を短くして、短時間で処理することが可能に
なる。
(2) Since the stopper insulating film 28 only needs to have a thickness enough to mask boron ions for forming a p-channel transistor, the stopper insulating film 28
Can be made thinner. This makes it possible to alleviate surface irregularities and shorten the diffusion distance of hydrogen ions in the seventh step, thereby enabling processing in a short time.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれ
ば、第4工程において低濃度ドレイン領域26aを形成
するときのイオン注入で予期しない不純物がチャネル領
域26cに拡散されることを防止し、もってトランジス
タのしきい値Vtのばらつきを抑えて半導体装置の製造
歩留まりを向上できる利点を有する。
As described above, according to the present invention, unexpected impurities are prevented from being diffused into the channel region 26c by ion implantation at the time of forming the low concentration drain region 26a in the fourth step. Accordingly, there is an advantage that the variation in the threshold value Vt of the transistor can be suppressed and the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図2】本発明を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図3】本発明を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図4】従来例を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

【図5】従来例を説明するための断面図である。FIG. 5 is a sectional view for explaining a conventional example.

【図6】従来例を説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21・・・透明基板 23・・・ゲート電極 26・・・シリコン膜 26c・・チャネル領域 26a・・低濃度ドレイン領域 28・・・ストッパ絶縁膜 29・・・レジストマスク 35・・・電極 38・・・透明電極 21 ... Transparent substrate 23 ... Gate electrode 26 ... Silicon film 26c ... Channel region 26a ... Low concentration drain region 28 ... Stopper insulating film 29 ... Resist mask 35 ... Electrode 38 ... ..Transparent electrodes

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板の第1主面上にゲート電極を形
成する工程と、 前記絶縁基板上に前記ゲート電極を被うゲート絶縁膜を
形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を積層する工程と、 前記半導体膜上に絶縁膜を積層する工程と、 前記ゲート電極上方の前記絶縁膜上にレジストマスクを
形成する工程と、 前記レジストマスクにより前記絶縁膜を選択的に除去し
てストッパ絶縁膜を形成する工程と、 前記ストッパ絶縁膜上に前記レジストマスクを残した状
態で、前記半導体層に不純物をドープする工程と、を具
備することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
A step of forming a gate electrode on a first main surface of an insulating substrate; a step of forming a gate insulating film covering the gate electrode on the insulating substrate; and a semiconductor film on the gate insulating film. Stacking an insulating film on the semiconductor film; forming a resist mask on the insulating film above the gate electrode; and selectively removing the insulating film with the resist mask. A step of forming a stopper insulating film by sputtering, and a step of doping the semiconductor layer with impurities while leaving the resist mask on the stopper insulating film.
【請求項2】 前記レジストマスクの形成は、前記ゲー
ト電極をマスクとして前記絶縁基板の第2主面側からの
露光により行うことを特徴とする請求項1記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。
2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the resist mask is formed by exposing the insulating substrate from the second main surface side using the gate electrode as a mask.
【請求項3】 絶縁基板の第1主面上にゲート電極を形
成する工程と、 前記絶縁基板上に前記ゲート電極を被うゲート絶縁膜を
形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を積層する工程と、 前記半導体膜上に絶縁膜を積層する工程と、 前記ゲート電極上方の前記絶縁膜上に第1のレジストマ
スクを形成する工程と、 前記第1のレジストマスクにより前記絶縁膜を選択的に
除去してストッパ絶縁膜を形成する工程と、 前記第1のレジストマスクを残した状態で、前記半導体
層に不純物をドープして一導電型の低濃度領域を形成す
る工程と、 前記ストッパ及び前記ストッパ近傍の前記半導体層を被
う第2のレジストマスクを形成し、前記半導体層に不純
物をドープして一導電型の高濃度ソース・ドレイン領域
を形成する工程と、を具備することを特徴とする薄膜ト
ランジスタの製造方法。
A step of forming a gate electrode on the first main surface of the insulating substrate; a step of forming a gate insulating film covering the gate electrode on the insulating substrate; and a semiconductor film on the gate insulating film Stacking an insulating film on the semiconductor film; forming a first resist mask on the insulating film above the gate electrode; and forming the insulating film by the first resist mask. Forming a stopper insulating film by selectively removing, and forming a one-conductivity-type low-concentration region by doping impurities into the semiconductor layer while leaving the first resist mask; Forming a second resist mask covering the semiconductor layer in the vicinity of the stopper and the stopper, and doping impurities into the semiconductor layer to form one-concentration high-concentration source / drain regions. A method of manufacturing the thin film transistor characterized by Rukoto.
【請求項4】 前記レジストマスクの形成は、前記ゲー
ト電極をマスクとして前記絶縁基板の第2主面側からの
露光により行うことを特徴とする請求項3記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the formation of the resist mask is performed by exposing the insulating substrate from the second main surface side using the gate electrode as a mask.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322543C (en) * 2000-12-06 2007-06-20 株式会社半导体能源研究所 Semiconductor device and making method
KR100904266B1 (en) * 2002-12-31 2009-06-25 엘지디스플레이 주식회사 Method of manufacturing thin film transistor array substrate

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