JPS58169977A - 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

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JPS58169977A
JPS58169977A JP57053539A JP5353982A JPS58169977A JP S58169977 A JPS58169977 A JP S58169977A JP 57053539 A JP57053539 A JP 57053539A JP 5353982 A JP5353982 A JP 5353982A JP S58169977 A JPS58169977 A JP S58169977A
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thin film
film transistor
silicon
manufacturing
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Masaki Fukaya
深谷 正樹
Osamu Takamatsu
修 高松
Mitsutoshi Kuno
久野 光俊
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    • 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]

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  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリコンを母体とする薄膜状の半導体層を有
する薄膜トランジスタの製造方法に関する0     
        を 基板上に設けられたシリコ今母体とする薄膜状の半導体
層の基板とは反対軸の表向上にゲート絶縁層が設けられ
ているPjTlITk1上ゲートコプレナー型の構造を
有する薄膜トランジスタは、ゲート電極に一定電圧(V
s )を印加し、ソース電極とドレイン電極との間の電
圧(VD)t−変化させた際のソ−スミ極とドレイン電
極との間を流れる電流(l o )は、■0が小さい傾
城で#i妬んと変らす、増加する傾向を示さない。
詰り、所、1*Vo−1o特性が■0の小さい鎖酸にお
いて勝型的にならずにVo −1o’%性曲糾がφんだ
ものと成り好ましいトランジスタ特性を示さない。
とれは、薄膜シリコンから成る半導体1曽と電極との間
に充分なるオーミック接触が形IJkされていない事に
起因している。
このことを解決する試みとして、+4!J記の半4体層
と111m1の(極(ソース電極、ドレイン″1τ−)
との間に、シリコンを母体とする+ r−金井在させる
ことが提案されている。
n層を形成するには、シリコンを母体とする層中Kn型
不糾物をドーピングしてや71は浪い。
面乍ら・このシリコン中に、、否純%Jをドーピングす
る方法として、所d¥、単結晶シリコンウェハを用いる
MOS−1(、’の作成・プロセスにおいて広(用いら
れている熱拡散やイオンイングランチージョンを採用し
様とすると、共に900℃以上の蘭温における熱処理を
必要とする為に、ガラス基板を用いることや、比較的低
温で膜形成を行なっている一′)理由により薄II&′
す°′トラ2ジ3タ0製造プロセスには不適である。
この為、従来においては、グロー放電(GD)法、ハイ
バキエームデポジション(HVD)法、不l!部の1層
を除去し、ソース電極及びドレイン電極と半導体層との
界面にのみn層を残存させることが通常の方法として提
案されているが、この方法を実塊するにはn層と半導体
層との選択エツチングが必要となる。しかし、n層、半
導体層共にシリコンを母体とするため、選択エツチング
比を大きくすること社ウェットエツチング、ドライエツ
チングのいづれの手法を用いても今のところ非常に困難
であ木。結り、選択エツチング比が大きくない為にn層
のエツチングの際に下地である半導体層の一11向もエ
ツチングされ、荒れを生じた多#!面のエツチング量を
制御するのが難しい。
七の結果、安定した特性を有する薄膜トランジスタを再
現性良く作成するのが極めて困難であった。
本発明の目的はn層と半導体層との選択エツチングをせ
ずに不要部のn層を除去することにより、上記従来法の
欠点を解消し得る前記の構造を有する薄膜゛トランジス
タの製造方法を提案することである。
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に設け
られたシリコンを舟体とする薄膜状の半導体層、該半導
体層上に設けられ、シリコンを母体とする1層で構成さ
れたソース領域層及びドレイン領域層、該ソース領域層
と該ドレイン領域層との間の部分の前記半導体層上に般
けられたゲート絶縁層、該ゲート絶縁層上に設けられた
ゲート電極、前記ソース領域層上に8けられたソース電
極、及び前記ドレイン領域層上に設けちれたドレイン電
極、とを有する構成の薄膜トランジスタの製造方法にお
いてn層をパターニングして、前′記ソース領−及び前
記ドレイン領域を形成する際リフトオフ法によって不4
1Isf)n層を除去する事を4I徴とする。
本発明の方法によって作成された薄膜トランジスタは、
かかる点に−み成されたものであって、We −to 
!性−−に袴みのない好ましいトランジスタ特性を示す
以下、図1iK従って、本発明を具体的に説明す、る@ 的工程図である。
[1の実施廖様例においては、先ず工程−)に示す様に
ガラス、セランツクス等から成る基板101上に喪く知
られたシリコンを母体とする薄膜状の半導体層102を
形成する。しかる後、電子ビーム蒸着法等の蒸着技術に
よって半導体層102懺面上に陽を蒸着して約1声犀の
Mo層103を形成する〔工程(b)〕。続いて、動層
106の不要部を通常のホトエツチング技術によって除
去し〔工程(c) ) 、Mo層103の残部をリフト
オフ−用マスクとする。
次に、半導体102、及びMO層103の表面上に約0
.1声厚のn層104−1 、104−2を形成する〔
工程(d)〕。その後、リン酸(85チ水IW液)工鋼
酸(60慢水fll1%k)!氷酢酸:糾水−25!1
:5=4(容量比)から成るエツチング液(エラチャン
)1)K工程(d)で得た部材を、溶液温度50℃にし
て所銀時間浸漬させて半導体層102上Kl!存してい
る一層103を溶解させた後に、四散に浸漬させたまま
の状襲で超音波洗浄(125W、50Hz)を約10分
間行ない、その後水洗することでMO層103上に形成
されているn層104−1をリフトオフする。この様に
して半導体層102の必要な箇所にのみn層104−1
を残す【工程(C)〕。その後、貴びMoを蒸着して、
約0.1声厚にMO層105を形成し〔工程(f) )
 、前記のエッチャントIを用い+ て0階104− i上にのみMo層を残して、ソース電
極106.ドレイン電極107とする〔工程(g)〕。
次■ に良く知られたQD法を用いて、所望の条件にて、窒化
シリコン層108を約0.3声厚にしてゲート絶縁層1
09とする〔工程(h)〕。次いで、C八にHsを20
マ01−添加した混合ガスを使用し、平行平板型プラズ
マエツチング装置を用いて、前記窒化シリコン層108
に選択的にドライエツチング処理を施して、ソース電極
106.ドレイン電極107用のコンタクトホール11
0 、111を夫々形成する(工11(i))。その後
、電子ビーム蒸着法によって、AIを蒸着して約0.6
厚にAj層112を形成する〔エバ程(j)〕。   
          “−′  ゛次いで、このAI一
層112、約46℃に加熱されてい2+9yfl!(8
51水188):硝all(601水溶゛液):氷酢酸
工純水−16:1:2!1(容′量比)カラ族るエツチ
ング液(エッチャント厘)を用いて、ホトエツチング処
理を施し、ゲート電極116゜ソース取り出し電極11
4.ドレイン取り出し電極115を形成する〔工程(k
)〕。
その後、約650℃2に窒素雰囲気中で熱処理した後薄
膜トランジスタとして用いた。
ここで半導体層“102.n層104−1.104−2
の作成にtit−IVD法を用いて電子ビームでシリコ
ンを溶融蒸着し、共に基板温度約450℃で行なった。
又、n層形成時にはシリコンを蒸着すると同時にリンを
ルツボより加熱蒸発させた。
本実施例ではリフトオフ用のマスクとしてMo層を用い
た例を掲げたが、Mo層のかわりにCr層、酸化シリコ
ン層、窒化シリコン層郷或いはこれ等の複合層等を用い
た場合にも、n層をはとんとおかさずにり7トオフする
ことが可能であるため、最終的に同様な構造の薄膜シリ
コントランジスタが作成できる。
本発明によるもう一つの実施態様例の製造方法の工程を
第2図に示す。基板201上に薄膜シリコンから成る半
導体層202を堆積する。しかる後にQD法で窒化シリ
コン層203を0.4声厚に堆積し、ひき綬き電子ビー
ム蒸着法でMo層604を0.5声厚に堆積する〔工程
(a)〕。その後ホトエツチングにより実施例1に記載
したエッチャントIを用いてMo層204をエツチング
し引き続き、フッ酸(50−水溶液);純水−1冨10
(容積比から成るエツチング液(エッチャントI)を用
いて窒化シリコン層206をエツチングする。この際、
窒化シリコy層203をジャストエツチングする時間よ
り約2C1関Jt<エツチングする。このエッチャント
鳳14hAn鳩204を腐食させないため、エツチング
された一層204及び窒化シリコン層206の断面形状
は第2−に示す様なリフトオフ法に理想的なくびれ形状
を呈している。
次に一層205−1 、205−2をQD法で0.1声
層に堆積させた後にエッチャント繊に浸漬し窒化シリコ
ン層203を溶解させた後超音波洗浄、水洗と行なって
Mo層204及びその上に堆積した1層205−2を剥
離する。その後実施例1に記載した工1m(・)〜(k
)と同様の工程を経て薄膜トランジスタを作成した。
@2の実施ms例においては、半導体層、n層及び窒化
シリコン層をQD法で作成した。この実施例中に記載し
た様に選択エツチングが可能な21s1類以上の薄膜を
積層させ、リフトオフ用マスクとして用いると、理想的
な断面形状を形成することが出来る。従ってQD法の様
にステップカパーレツヂに優れた薄膜堆積法の場合にも
本発明による手法が可能となる。
更に本発明による方法では通常用いられているホトレジ
ストをリフトオフ用のiスフとして用い+ ていないために、250℃以上の基板温度でn層を堆積
することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図社第1の実施製様NKおける作成工程を説明する
為の模式的工1図、第2−は、第2の実施態様例におけ
る作成工程を説明する為の模式的工程図、第3図祉、第
2の実施態様例を説明する為の説明図である。 101 、201・・・・・基板 102 、202・
・・・・ヤ鞄帽+  ゛ 104−1.104−2.205−1.205−2−・
・・・n層出願人 キャノン株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に設けられたシリコンを母体とする薄膜状
    の半導体層、蚊半導体層上に鍼けられ、シリコンを母体
    とするn層で構成されたソース領域層及びドレイン領域
    層、該ソース狽域l−と該ドレイン領域層との間の部分
    の前記牛専体J−上に設けられたゲート絶縁層、該ゲー
    ト絶縁層上に設けられたゲート4憔、前記ソース−pj
    t M 1m−hに設けられたソースtIL及び削61
    ドレイン穎域層上に設けられたドレイン′wL極、とを
    有する構成の薄膜トランジスタの製造方法において、n
     1111をパターニングして、前記ソース鎖酸及び前
    dピドレイン領域を形成する際リフトオフ法によって不
    喪部のn/dを除去する事を釣機とする薄膜トランジス
    タの製造方法。
  2. (2)リフトオフする際に使用されるリフトオフ川マス
    〉魔が異なる複数の鳩の積層嘴造を有する特許請求の範
    西第1狽に6C載の薄膜トランジスタの製造方法。
  3. (3)リフトオフ用マ、スクが、酸化シリコン又は窒化
    シリコンから成るm1層と、Cr(クロム)又iiMo
    (モリブデン)から成る第2層の二り槓1−構造を有す
    る特IFF請求の範囲第2項に記載の薄膜トランジスタ
    の製造方法。
  4. (4)n層の比抵抗が10  Ωl以下である%許請求
    の範囲第1項に記載のII!膜トランジスタの製造方法
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