JPS6050963A - 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
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- JPS6050963A JPS6050963A JP58160689A JP16068983A JPS6050963A JP S6050963 A JPS6050963 A JP S6050963A JP 58160689 A JP58160689 A JP 58160689A JP 16068983 A JP16068983 A JP 16068983A JP S6050963 A JPS6050963 A JP S6050963A
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- tpt
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- semiconductor film
- semiconductor
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
Landscapes
- Thin Film Transistor (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は、薄膜トランジスタ(TPT)の構造及び製造
方法に関するもので、特に、TPTのストレー容量を減
少させると共に、半導体膜とソース電極及びドレイン電
極との接触部分を製造プロセス上の汚染から保護するこ
とにより、安定で特性の優れたTPTを確立したもので
ある。
方法に関するもので、特に、TPTのストレー容量を減
少させると共に、半導体膜とソース電極及びドレイン電
極との接触部分を製造プロセス上の汚染から保護するこ
とにより、安定で特性の優れたTPTを確立したもので
ある。
〈従来技術〉
第1図(AltBltClを参照しながら従来のT P
Tについて説明する。第1図(Alは従来からよく知
られているTPTの一例を模式的に描いた平面図であり
第1図tB)はその断面図である。
Tについて説明する。第1図(Alは従来からよく知
られているTPTの一例を模式的に描いた平面図であり
第1図tB)はその断面図である。
TPTは、ガラス等の絶縁性基板(10)の上に形成さ
れ、ゲート電極(11)、ケート絶縁膜(12)、半導
体膜(13)、ソース電極(]4)及びドレイン電極(
15)で構成されている。薄膜形成法としては、真空蒸
着法、スパッタリンク法などが用いられ、シャドウマス
クやフォトリソグラフィーの技術を導入することにより
パターン化する方法が行なわれている。たとえは、第1
図(AltBlの構造をもつTPTの場合、ゲート電極
(11)、ゲート絶縁膜(12)、半導体膜(]3)、
ソース電極(14)及びドレイン電極(15)の順でパ
ターン形成される。
れ、ゲート電極(11)、ケート絶縁膜(12)、半導
体膜(13)、ソース電極(]4)及びドレイン電極(
15)で構成されている。薄膜形成法としては、真空蒸
着法、スパッタリンク法などが用いられ、シャドウマス
クやフォトリソグラフィーの技術を導入することにより
パターン化する方法が行なわれている。たとえは、第1
図(AltBlの構造をもつTPTの場合、ゲート電極
(11)、ゲート絶縁膜(12)、半導体膜(]3)、
ソース電極(14)及びドレイン電極(15)の順でパ
ターン形成される。
TPTにおいては、ソース電極(14)とドレイン電極
(15)との間を流れる電流がゲート電極(11)に印
加する電圧によって変調を受ける。
(15)との間を流れる電流がゲート電極(11)に印
加する電圧によって変調を受ける。
第1図(C1は半導体膜(13)として例えばCdSe
のようなn型半導体を用いたnタイプTPTをオン状態
とするための結線図である。nタイプTPTがオン状態
となった時、ゲート絶縁膜(12)と半導体膜(13)
との界面に電子の蓄積層すなわち導電経路が形成される
。この蓄積層は、ゲート電極(’]ILhの半導体膜(
13)とケート絶縁膜(12)界面全体に拡かり、ゲー
ト電極(11)とこの蓄積層とでコンデンサが形成され
てTPTのストレー容量となる。このストレー容量は、
TPTを容量負荷で動作させる場合に問題を生しること
となる。
のようなn型半導体を用いたnタイプTPTをオン状態
とするための結線図である。nタイプTPTがオン状態
となった時、ゲート絶縁膜(12)と半導体膜(13)
との界面に電子の蓄積層すなわち導電経路が形成される
。この蓄積層は、ゲート電極(’]ILhの半導体膜(
13)とケート絶縁膜(12)界面全体に拡かり、ゲー
ト電極(11)とこの蓄積層とでコンデンサが形成され
てTPTのストレー容量となる。このストレー容量は、
TPTを容量負荷で動作させる場合に問題を生しること
となる。
上記ストレー容量は、たとえば第2図(Alの構造をも
つTPTの場2合、ゲート電極(11)上の半導体膜(
13)の面積に比例して増加する。従って、ゲート電極
上の半導体膜で第2図(A用15.及びS2の部分をで
きるだけ小さくする必要がある。
つTPTの場2合、ゲート電極(11)上の半導体膜(
13)の面積に比例して増加する。従って、ゲート電極
上の半導体膜で第2図(A用15.及びS2の部分をで
きるだけ小さくする必要がある。
すなわち、第2図(Blに示すTPTのように、半導体
+113)のパターン幅とソース会ドレイン電極幅が相
等しい場合、ストレー容量の影響が少ない最も優れた構
造となる。しかしながら、従来のTPT製造工程すなわ
ち半導体膜(13)をパターン化した後ソース嶺ドレイ
ン電極を形成する方法では、パターン合わせ精度の問題
かあり、第2図fB)のようなTFTの製作は事実上不
可能であった。
+113)のパターン幅とソース会ドレイン電極幅が相
等しい場合、ストレー容量の影響が少ない最も優れた構
造となる。しかしながら、従来のTPT製造工程すなわ
ち半導体膜(13)をパターン化した後ソース嶺ドレイ
ン電極を形成する方法では、パターン合わせ精度の問題
かあり、第2図fB)のようなTFTの製作は事実上不
可能であった。
また、半導体g(13)をパターン化した後、ソース・
ドレイン電極を形成する従来の製作法では、半導体膜(
13)を例えばフォトリンクラフイーでパターン化する
と、フォトレジストや溶剤等の汚染により安定な半導体
膜(13)とソース・トレイン電極間の接触が得られず
、TPT特性の再現性を得ることが困難であった。
ドレイン電極を形成する従来の製作法では、半導体膜(
13)を例えばフォトリンクラフイーでパターン化する
と、フォトレジストや溶剤等の汚染により安定な半導体
膜(13)とソース・トレイン電極間の接触が得られず
、TPT特性の再現性を得ることが困難であった。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題点に鑑み、半導体パターン幅とソー
ス・ドレイン電極幅が略々等しい値を有するTPTの製
造方法を提供することを目的とするものである21本発
明によりTPTの半導体膜のシート抵抗が同じ場合には
、TPTのストレー容量を最小とするこ吉ができ、TP
Tを容量負荷で動作させた場合、多大な効果か得られる
。また、本発明は半導体膜、ソース・ドレイン電極用金
属膜を連続して積層した後、それぞれのパターン化を行
なうものであり、半導体物とソース−ドレイン電極間の
接触部分は清浄な状態が保持されるものである1、 〈実施例1〉 第3図tAltBl乃至第8図fA)+Blは本発明の
一実施例を示すTPTの各製造工程に於ける平面図及び
側断面図である。ます、絶縁性基板(30)としてカラ
ス基板(コーニング社7059)を使用し、その上に第
3図tAlFB+に示す如くゲート電極(31)を形成
する。ゲート電極材料としてはTi(チタン)を使用し
、その膜厚を200 OA’とする。、Tiのパターン
化は0.5 % HF水溶液をエッチャントとしてフォ
トエツチング法により行なう。次に、第4図tAOB+
に示す如くゲート絶縁膜(32)、半導体膜(33)、
ソース・ドレイン電極形成用金属膜(36)を連続して
積属する。ここで、ケート絶縁膜(32)としては膜厚
200OA’の513N4を用い、半導体膜1’33)
としてはSiH4のグロー放電により堆積した無定形シ
リコン水素合金(a−8l・H)を用いる23またその
膜厚は4000にとする。金属膜(36)としては厚さ
200OA’のAiを使用する。尚、ゲート絶縁膜(3
2)、半導体膜(33)、金属膜(36)と連続して積
層するため、特に半導体膜(33)と金続膜(36)間
の接触界面はフォトリンクラフイーの諸工程における汚
染の影響がない。このため、T P T形成時に半導体
膜(33)とソース・トレイン電極間の電気的接触が安
定なものとなり、T F ′r特性の再現性向上に多大
な効果が得られる。3層連続堆積後、金属膜(36)上
にフォトレジスト(37)を塗布し、露光・現像を行っ
て第5図(A)(Blに示す如く所定のパターンを形成
する。次に余分なAi及びa−5i・Hを引き続いてエ
ツチングにより取、り除き、半導体層(33)と金属屑
(36)を第6 図+AHB+に示す如くパターン化す
る。ここで、AAのエッチャントとしてはH3PO4系
水溶液を使用し、a−5i・Hに対してはHFとHNO
3の混合液を用いる。このエツチンク工程においては、
Afflのエツチングとa−5i・Hのエツチングを同
しレジストマスクにより行なうため、a−5i*Hのパ
ターン幅とAp(ソース・ドレイン電極)のパターン幅
か完全に合致する。
ス・ドレイン電極幅が略々等しい値を有するTPTの製
造方法を提供することを目的とするものである21本発
明によりTPTの半導体膜のシート抵抗が同じ場合には
、TPTのストレー容量を最小とするこ吉ができ、TP
Tを容量負荷で動作させた場合、多大な効果か得られる
。また、本発明は半導体膜、ソース・ドレイン電極用金
属膜を連続して積層した後、それぞれのパターン化を行
なうものであり、半導体物とソース−ドレイン電極間の
接触部分は清浄な状態が保持されるものである1、 〈実施例1〉 第3図tAltBl乃至第8図fA)+Blは本発明の
一実施例を示すTPTの各製造工程に於ける平面図及び
側断面図である。ます、絶縁性基板(30)としてカラ
ス基板(コーニング社7059)を使用し、その上に第
3図tAlFB+に示す如くゲート電極(31)を形成
する。ゲート電極材料としてはTi(チタン)を使用し
、その膜厚を200 OA’とする。、Tiのパターン
化は0.5 % HF水溶液をエッチャントとしてフォ
トエツチング法により行なう。次に、第4図tAOB+
に示す如くゲート絶縁膜(32)、半導体膜(33)、
ソース・ドレイン電極形成用金属膜(36)を連続して
積属する。ここで、ケート絶縁膜(32)としては膜厚
200OA’の513N4を用い、半導体膜1’33)
としてはSiH4のグロー放電により堆積した無定形シ
リコン水素合金(a−8l・H)を用いる23またその
膜厚は4000にとする。金属膜(36)としては厚さ
200OA’のAiを使用する。尚、ゲート絶縁膜(3
2)、半導体膜(33)、金属膜(36)と連続して積
層するため、特に半導体膜(33)と金続膜(36)間
の接触界面はフォトリンクラフイーの諸工程における汚
染の影響がない。このため、T P T形成時に半導体
膜(33)とソース・トレイン電極間の電気的接触が安
定なものとなり、T F ′r特性の再現性向上に多大
な効果が得られる。3層連続堆積後、金属膜(36)上
にフォトレジスト(37)を塗布し、露光・現像を行っ
て第5図(A)(Blに示す如く所定のパターンを形成
する。次に余分なAi及びa−5i・Hを引き続いてエ
ツチングにより取、り除き、半導体層(33)と金属屑
(36)を第6 図+AHB+に示す如くパターン化す
る。ここで、AAのエッチャントとしてはH3PO4系
水溶液を使用し、a−5i・Hに対してはHFとHNO
3の混合液を用いる。このエツチンク工程においては、
Afflのエツチングとa−5i・Hのエツチングを同
しレジストマスクにより行なうため、a−5i*Hのパ
ターン幅とAp(ソース・ドレイン電極)のパターン幅
か完全に合致する。
連続エツチング終了後、フォトレジストを取り除き、再
び所定のパターンで第7図tA+FB+に示す如くフォ
トレジスト膜(38)を形成する。次に、A、7!をエ
ツチングすることにより、第8図(AltBlに示す如
くソース電極(34)とドレイン電極(35)を形成す
る。Aj8エツチング終了後フォトレジストを取り除き
、本発明に係るTPTか完成する。
び所定のパターンで第7図tA+FB+に示す如くフォ
トレジスト膜(38)を形成する。次に、A、7!をエ
ツチングすることにより、第8図(AltBlに示す如
くソース電極(34)とドレイン電極(35)を形成す
る。Aj8エツチング終了後フォトレジストを取り除き
、本発明に係るTPTか完成する。
以上の製作工程の説明で明らかなように、本実施例によ
り製作されたTPTは、半導体膜のパターン幅とソース
・トレイン電極幅か全く同寸法となっており、ストレー
容量に対して最も有効な構造となっていることかわかる
。また、半導体膜とソース・ドレイン電極との接触部か
フォトレジストや溶剤による汚染の悪影響を受けること
がなくTPT特性の再現性が向上していることか実験的
に確J忍された。
り製作されたTPTは、半導体膜のパターン幅とソース
・トレイン電極幅か全く同寸法となっており、ストレー
容量に対して最も有効な構造となっていることかわかる
。また、半導体膜とソース・ドレイン電極との接触部か
フォトレジストや溶剤による汚染の悪影響を受けること
がなくTPT特性の再現性が向上していることか実験的
に確J忍された。
〈実施例2〉
本実施例の模式図を第9図[Al(B+に示す。本実施
例では、ソース電極(44)及Oニドレイン電極(45
)をn+−a−5i”HとT1の二層構造電極とした点
に特徴がある。すなわち、ケート電極(4工)形成後、
5i3N4(42)、a−5i”H(43)、 n十−
a−5i *H(45’)、 Ti(45″)と連続し
て積層するため、半導体膜a−5i・H(43)とn+
−a−5i ・H(45’)との優れた電気接触状態が
得られるものである。
例では、ソース電極(44)及Oニドレイン電極(45
)をn+−a−5i”HとT1の二層構造電極とした点
に特徴がある。すなわち、ケート電極(4工)形成後、
5i3N4(42)、a−5i”H(43)、 n十−
a−5i *H(45’)、 Ti(45″)と連続し
て積層するため、半導体膜a−5i・H(43)とn+
−a−5i ・H(45’)との優れた電気接触状態が
得られるものである。
〈実施例3〉
本実施例の模式図を第10図tA+tB+に示す。本実
施例ではゲート電極(51)としてTaを、ゲート絶縁
膜としてTa20s(52’)と5i3N4(52)の
2層構造を用いたところに特徴かある。
施例ではゲート電極(51)としてTaを、ゲート絶縁
膜としてTa20s(52’)と5i3N4(52)の
2層構造を用いたところに特徴かある。
Taを直接陽極酸化することにより、l 000 A。
程度の薄膜であってもピンホールフリーの絶縁膜を形成
し、TPT製作上の歩留を向上させることができる。さ
らにSi3N4を堆積することによりa−5i・H(5
3)とゲート絶縁膜との清浄な界面が得られる。
し、TPT製作上の歩留を向上させることができる。さ
らにSi3N4を堆積することによりa−5i・H(5
3)とゲート絶縁膜との清浄な界面が得られる。
〈実施例4〉
本実施例は上述のTPTをXYマトリックス型液晶表示
装置の各絵素のスイッチンク素子として用いたものであ
る。第11図+AHBIはXYマトリックス型液晶表示
装置のl絵素分の表示電極とTPTの拡大模式図である
。実施例1に従って、ゲート電極バー(61)、ゲート
絶縁膜(62)、半導体膜(63)、ソース電極バー(
64)及びドレイン電極パ・ンド(65)の順にTPT
を製作した後、表示電極(68)として透明導電膜をフ
ォトエツチング法にてパターン化する。液晶表示装置を
製作するには、その後液晶の配向処理を施してもう1枚
のガラス板と貼り合わせた後、液晶を刺入しなければな
らないが、本実施例の説明ではその詳細については省略
する。
装置の各絵素のスイッチンク素子として用いたものであ
る。第11図+AHBIはXYマトリックス型液晶表示
装置のl絵素分の表示電極とTPTの拡大模式図である
。実施例1に従って、ゲート電極バー(61)、ゲート
絶縁膜(62)、半導体膜(63)、ソース電極バー(
64)及びドレイン電極パ・ンド(65)の順にTPT
を製作した後、表示電極(68)として透明導電膜をフ
ォトエツチング法にてパターン化する。液晶表示装置を
製作するには、その後液晶の配向処理を施してもう1枚
のガラス板と貼り合わせた後、液晶を刺入しなければな
らないが、本実施例の説明ではその詳細については省略
する。
〈発明の効果〉
本発明により製作されたTPTは、容量負荷で動作させ
る時、TPTのストレー容量が最小となる構造であるた
め、非常に有効である。
る時、TPTのストレー容量が最小となる構造であるた
め、非常に有効である。
なお、上記各実施例は半導体膜としてa−5i・Hを用
いて実施したものであるが、半導体膜としてはa−5i
@Hに限られることはなく、Te、CdSe等を用いて
もよい。
いて実施したものであるが、半導体膜としてはa−5i
@Hに限られることはなく、Te、CdSe等を用いて
もよい。
第1図は従来のTPTの構成説明図である。
第2図はTPTのストレー容量を説明する説明図である
。 第3図乃至第8図は本発明の一実施例を示すTPTの各
製造工程に於ける平面図及び側断面図である。 第9図、第10図及び第11図はそれぞれ本発明の他の
実施例を示すTPTの構成図である。 30・・・絶縁性基板、 31.51 ・ゲート電極、
32・・・ゲート絶縁膜、33・・・半導体膜、34゜
44・・・ソース電極、35.45・・・トレイン電極
っ第 1 図 (A) (B) 第21ヅ1 第J 1m 第41ン1 第5 rxl 5/ 第6rη ど、4ノ (13) 第101p口 (A) (B) 第1I □□□
。 第3図乃至第8図は本発明の一実施例を示すTPTの各
製造工程に於ける平面図及び側断面図である。 第9図、第10図及び第11図はそれぞれ本発明の他の
実施例を示すTPTの構成図である。 30・・・絶縁性基板、 31.51 ・ゲート電極、
32・・・ゲート絶縁膜、33・・・半導体膜、34゜
44・・・ソース電極、35.45・・・トレイン電極
っ第 1 図 (A) (B) 第21ヅ1 第J 1m 第41ン1 第5 rxl 5/ 第6rη ど、4ノ (13) 第101p口 (A) (B) 第1I □□□
Claims (1)
- 1 絶縁性基板上にゲート電極を形成する工程とゲート
電極を被覆するように絶縁膜を形成する工程と、半導体
膜と金属膜を連続して積層する工程と、上記金属膜をフ
ォトエツチングによりパターン化する工程と、パターン
化した上記金属膜をマスクとして、連続して半導体膜を
エツチングによりパターン化する工程と、上記金属膜の
みをあらたにフォトエツチングによりパターン化してソ
ース電極とドレイン電極を形成する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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160689A JPS6050963A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160689A JPS6050963A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6050963A true JPS6050963A (ja) | 1985-03-22 |
Family
ID=15720334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58160689A Pending JPS6050963A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050963A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6292371A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Hitachi Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| JPS62203375A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Hitachi Ltd | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| JPH0655256A (ja) * | 1992-02-18 | 1994-03-01 | General Motors Corp <Gm> | 合金構造体、その製造方法及び合金鋳造モールド |
| JP2011228690A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
-
1983
- 1983-08-30 JP JP58160689A patent/JPS6050963A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6292371A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Hitachi Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| JPS62203375A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Hitachi Ltd | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| JPH0655256A (ja) * | 1992-02-18 | 1994-03-01 | General Motors Corp <Gm> | 合金構造体、その製造方法及び合金鋳造モールド |
| JP2011228690A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
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