JPS6273659A - 薄膜トランジスタ装置の製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタ装置の製造方法

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JPS6273659A
JPS6273659A JP60212966A JP21296685A JPS6273659A JP S6273659 A JPS6273659 A JP S6273659A JP 60212966 A JP60212966 A JP 60212966A JP 21296685 A JP21296685 A JP 21296685A JP S6273659 A JPS6273659 A JP S6273659A
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JP
Japan
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thin film
film
source
tft
gate
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JP60212966A
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English (en)
Inventor
Masafumi Shinpo
新保 雅文
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments and Electronics Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、同一絶縁基板上に非晶質シリコン(a−81
)薄膜トランジスタ(TPT)とエネルギービームアニ
ールされ7j191薄膜によるTPTを有するTPT装
置の型遣方法に関する。
〈発明の概要〉 絶縁基板上K a −3j、による第1 TPTとビー
ムアニールされ7’e i9 i &ζよる第2TFτ
金向1時に形成する方法で、(1)第j TFTの11
ゲート電極の形成 (2)第1ゲート絶縁膜、a−81
の連続堆積 t3)第2TpT部のa−81iビームア
ニール (4)na−8i膜、高融点金属で第1及び第
2TPTのソース。ドレイン電極全形成(5)  第2
TPTのソース、ドレイン電極金ビームアニール (6
)Ml、第2TPTのa −131及びS1膜を島状領
域に形成 (7)第2ゲート絶縁膜を堆積 (8)  
コンタクト開孔 (9)金vA膜で少なくとも第2TP
Tのゲート電極を形成する工程から成る。逆スタガ、−
型a−81T F T トビームアニールTFTが簡単
1工程で形成できる。
〈従来の技術〉 a−31TPTは低温で大面遺基板に作成容易な九め、
夜晶表示装ユ浄に用いられつつある。しかし、キャリア
移!1111が低い之めに高速動作に限界があり、a−
131’l’FTマトリクス?駆動する周辺回路を同一
基板上にa−81TPTで組みこむのは困難であつ几。
a−81TPTを高速化する一手段として、a−81膜
をレーザ等でビームアニールする方法があるが、a−8
1TXPTと混載化するには以下の点で問題がある。+
11  a−BIT F ’rはゲート電極が下(基板
側)である逆スタガー型が作りやすいが、ビームアニー
ル時には下のゲート電極からの反射、熱放散等の几め、
不均一になりやすい。(2)  ソース及びドレイン電
極の一部として用いるna−8i  等は抵抗が比較的
高い几め、ビームアニールTPTのソース及ヒトレイン
!極の一部として用いられない。 (3)  (2)の
問題をなぐす几めna−β1t−ビームアニールする方
法があるが、a−11TPTのソース・ドレイン電極が
通常na−81金属の2層になっているため、プロセス
の互換性に問題がある。 〈4’)  (3)の問題と
相まってマスク枚数が7〜8枚になり多い。 (5)基
板に低融点ガラスを用いると、真上のS1膜のビームア
ニール時に基板にクラック等が入る。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本見司は板上の間1点を解決すべくなされ、逆スタガー
WSL−8L T P T (91T FT )とビー
ムアニールTFT(第2TPT)の両方金少ない工程数
で混載できる製造方法全提供するものである。
〈問題点を解決するtめの手段〉 第tTFTl″i絶縁基板上に哨1ゲート電極形成、第
1ゲート絶縁膜5a−8i膜堆噴、na−81喚、金i
[Kよるソース・ドレイン電極形成、^−81膜選択エ
ッチ、第2絶縁膜堆積、コンタクト開孔。
金4配線形成の工程によって作られる。一方、第2’r
lP’rは第1ゲート絶縁膜を−IJs−仮との間に介
在させてa−8i膜をビームアニールして結晶化する工
程と、ソース・ドレイン、IE極形Iy、後金属膜及び
na−81膜全ビームアニールする工程、最後の金属配
線形成時にゲート電極を設け、第2絶縁膜をゲート絶縁
膜として用いる工程を含み第1TPTと同時に形成され
る。第2絶縁膜ri第1 TPTの表面側のゲート絶縁
膜としても弔いられ、金・1<・記線形成時に表面側の
第2ゲート電極が設けられる。
く作用〉 第1ゲート絶縁膜を基板とa−8i膜に介在させ、a−
8i、嗅をビームアニールすることは2基板が低融点ガ
ラスのとき有効である。溶融し九a−8t膜からの熱放
散にエリ基板に損傷が入ること全防止でき、a−8i膜
に対し第1ゲート絶縁膜の厚みが3倍以上あれば効果的
である。na−8i膜金属膜2ノー膜のビームアニール
は、na−8111%中の不純物を下のst Vxに拡
散させると共Kna−81膜を結晶化して低抵抗化する
ことができる。そのtめに金属膜は少なく共1uuo℃
以上の高融点金属であることが必要である。ま之、ビー
ムアニール時にna−81膜は溶融しない様にして不純
物拡散全必要以上に生じさせないことが望ましい。第2
ゲート電極を設けることによって、第1 T P Tは
デュアルゲート型とすることがで今、駆動能力の増加と
共に連光効果も得ることができる。。
く実施例〉 以上に図面?用いて本発明を詳述する。
a、実施例1.製造工程(第1図) 第1図は本発明によるa−8j、 T P T (TF
TI )とビームアニールTFT(TFT2)をもつT
PT装置の製造工程に沿つ九Ur面図である。第11)
J(a)は、ガラス、石英。絶縁膜コートされ几si 
等の絶縁基板1上に第1ゲート電極11全形成し九断面
である。第1ゲート電極11は、Cr 、 Mo 。
W 、 Ta 、 ITO等の導′)嘆が用いられる。
第1図(b)は、第1ゲート絶!!膜2、高抵抗半導体
it膜(例えばa−8i膜)5t一連続堆積し、TFT
2の部分のa−31giJ3fビームアニールして結晶
化し几第2チャンネル領域115を形成し几状態である
。第1ゲート絶縁嗅2にFiSiOx 、 8j、Nx
嗅等が、i ft−a −81膜13はa−8i i 
H’p a−811F  合金が用いられ、プラズマC
VDや光CVDで堆積され、それぞれ例えば20uO〜
5ouo^、sou〜2uσ口人の厚みを有する。ビー
ムアニールは、レーザ光や電子線による走査アニールが
用いられ、a−8i嘆3を溶融再結晶する。a−8i膜
3には予めB等が必要に応じ微量添加されtものを用い
るか、ビームアニール前ま之は後にイオン注入される。
第1図(c)は、na−81膜等の低抵抗半導体重fa
4と高融点金属膜5を連続的に堆積し、選択連続エッチ
によりTFT1及び2のソース領域間14゜114、ド
レイン領域15,115、ソース電極24.124、ド
レイン電極25,125’i形成し7tものである。さ
らにTFT2のソース領域電極114,124、ドレイ
ン領域′を極115,125はビームアニールされ、n
a−Eli膜4中の不純物が第2チヤンネル領域115
内に選択拡散されている。na−3i膜4にはP、As
等のn型不縄物が添加されている。高融点金属膜5は、
Cr、Mo。
W、Ta、Ti等少々く共10UU℃以上の融点をもつ
ものが用いられる。ビームアニールは金@膜5及びn 
a−B i Q 4が溶けない程度に行ない、不純物の
必要以上の拡散金防ぐと共に必要以上の反応を抑える。
各ソース・ドレイン領域′1砥の選択的形成は、連続エ
ッチの他にリフトオフ法等の技術を用いることができる
が省略する。g1図(d) ld、TF’l’1及び2
の部分を残し、他の&−81膜まtは結晶S1膜を1択
エツチしye’M面である。41図(a)a、第2ゲー
ト絶遣模6を堆積後、心安部分にコンタクト開孔を設け
、さらに金属膜全堆積選択エッチによって第2ゲート電
極117、TFTl及び2のソース配954,154.
ドレイン配′1935,135等金設け、完成し九状態
金示す。
第2ゲート絶縁膜6は11ゲート絶縁膜2と向り壜に杉
、収でき、金属膜には、鏡、A1/高融点金嘱等が用い
られる。以上の清に、本醍造工程ris回のマスク工程
で行なえる。
b、実施例Z 液晶表示袈′]製造工程(第2図)第2
1’21 i’!本宅明を液晶喪示揉(沈用TPT基版
に適用しtと性の製造工程列を示す、第214(a)は
、絶1基板1上にTF’l’1の第1ゲート電概11と
同時に画素′を極16全11TO等の透明溝1膜で形成
しt状、qを示す、第2図(b)は、第1図の例と同様
に第1ゲート絶縁膜2、a−8i膜5堆積後、TPT2
の部分をビームアニールし、さらにn a−3i J 
、高融点金fiiEJK工fl、TFTl及び2のソー
ス領域14,114、ソース’=JtJ執24゜124
S ドレイン領域15,115、ドレイン電極25,1
25を形成したものである。第2図(c)は、TlT1
及び2のa−8ilpJ3及びstgrtsを浅す選択
エッチに続き、第1ゲート逸呟慢2も同形状にドライエ
ッチ等でエッチしt状憧である。
これVcぶり、次工程のコンタクト開孔特Cτ詔1ゲー
ト電極11や画素II電極6上のコンタクト開孔が容易
になる。第211(d)は、K2ゲート絶縁膜6を堆噴
しコンタクト開孔を設け、金4膜に工ってTPT2の第
2ゲート′1極117、TFTlの画素電極16につな
がるソース配線35等?設は几ものである。これと同時
に、TPTIのチャンネル領域3上に金4膜による電極
21を設けることができ、1光膜としての働きの他に、
第1ゲート電極11と短、絡させることにエフ表面割ゲ
ート1他としても使える。
第1ゲート電極11及び画素;極16を透明導電膜での
み設ける例全示し友が、金@膜との21膜にすることが
可能で、画素電極16上の金′4膜は第2図(c)の状
態で除去することができる。
C0実鳩例工 液晶表示装置構造(第5図)第5図は本
発明の製造方法を用い九液晶長示装置用T F T!板
の;9テ面構造例である。第1のTFTlVi、a−8
1[3’tもつii素スイッチとして用い、第1ゲート
絶縁膜2上に透明導電膜Kjる1i4i素1極16全有
している。窮2のTPT2は、ビームアニールされ几S
1膜113をもち、’I’F’llのドレイン電極25
と接続されたドレイン;極125を有すると共に、画素
電極16と同時に形成さルたソース補助配置144’i
育している。この例の様に、TFTl及び2のソースま
たはドレイン間の配線は、高融照会4嘆と共にna−8
i嗅やそのビームアニールされ九nSi!’i一部に使
うことができ、かつ画素電極16用に用いる透明導電μ
良も池の配線に1史うことができる・ d、実権例4.液晶表示装f構造(第4図)第4図は第
3図と同鎌に、イ夜晶表示装置用’rFT基板の断面で
、TFTlの第1ゲート電極11とTPT2のドレイン
電極125を接続し九例である。この例では、TFTl
に表面ゲート電極21を設は第1ゲート′r4極11と
短絡し、かつ’rF’r2のドレイン電極125と画素
成極16と同時に形成し之ドレイン補助配線145を介
して短絡されている。を之、画素成極16上の第2ゲー
ト絶縁膜6は、コンタクト開孔の工場で除去されている
。
〈角鋼の効果〉 以上の様に本発明によれば、a−8iTFTK最適な逆
スタガー型箔1 ’r F Tとビームアニールしやす
い第2TPTを容易に混載できる。各TFTQ)チャン
ネル領域でめる扁抵抗半導体重)戻やソース及びドレイ
ン領域の低抵抗半へ4体薄膜及び両領域上のと極の高融
照会4膜は、同時形成できるので工、目が少ない利点か
ある。第1ゲート絶縁膜は、半導体膜のビームアニール
時の基板との間の鏝膏膜の役目も合わせもつ。
本発明を王に第1 TPTとして^−81膜?用いる例
を述べてき友が、多結晶S1膜や他の半2s体材料にも
う1用できる。ま7jnチヤンネルTPTだけでなくP
チャンネルにも応用されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は本発明ンζ=る製造方法の実・
4例に沿つ几断面図。第2図(→〜(d)は他の製造方
法の実施例に沿つ7を断面1・」。第5図及び第4図は
本発明には製造方法を用いたT F’ T装を譬の断面
借遣図である。 1・・・・・・基板 2・・・・・・第1ゲート絶縁膜 5・・・・・・a−31襖 4− = n a−8i 1lA 5・・・・・・高融点金礪模 6・・・・・・第2ゲート絶縁模 11・・・・・・第1ゲート電極 3.115・・・・・・チャンネル領域14,114・
・・・・・ソース領域 15.115・・・・・・ドレイン領域24.124・
・・・・・ソース電極 25.125・・・・・・ドレイン1橿117・・・・
・・第2ゲート′電極 21・・・・・・表面1翫 16・・・・・・画素電極 以上 本発明(こよるTFT装置製迅工程頃餌■凹雫I図 本発明によるTFT長置製造工1呈1町面図第2図 第3図 7本発明による製造方法と用いIC TPT装置のl!I’V面構造凹 第4図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板上に第1の薄膜トランジスタと第2の薄
    膜トランジスタを少なくとも有する薄膜トランジスタ装
    置の製造において、 (a)前記基板上に前記第1トランジスタの第1ゲート
    電極を形成する第1工程 (b)第1ゲート絶縁膜及び高抵抗半導体薄膜を連続的
    に堆積する第2工程 (c)前記高抵抗薄膜の少なくとも前記第2トランジス
    タ部分をエネルギービームでアニールする第3工程 (d)前記第1及び第2トランジスタのソース及びドレ
    イン電極を前記高抵抗薄膜上に下から順に一導電型不純
    物を含む低抵抗半導体薄膜、高融点導電膜により選択的
    に形成する第4工程(e)少なくとも前記第2トランジ
    スタのソース及びドレイン電極部をエネルギービームで
    アニールし、前記低抵抗薄膜内の一導電型不純物を前記
    高抵抗薄膜内に拡散させる第5工程 (f)前記第1及び第2トランジスタのチャンネル領域
    と前記ソース及びドレイン電極部を含む前記高抵抗薄膜
    を島状領域に選択的に残す第6工程 (g)第2ゲート絶縁膜を堆積する第7工程(h)前記
    第1及び第2トランジスタのソース及びドレイン電極部
    と第1ゲート電極の必要部分にコンタクト用開孔を設け
    る第8工程 (i)金属膜を堆積・選択エッチして、少なくとも前記
    第2トランジスタのゲート電極と、第1ゲート電極配線
    を設ける第9工程 よりなる薄膜トランジスタ装置の製造方法。
  2. (2)前記第6工程において露出する第1ゲート絶縁膜
    の少なくとも一部を、前記島状領域をマスクの一部とし
    て除去する特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジス
    タ装置の製造方法。
  3. (3)前記第9工程において前記第4ゲート配線を前記
    第1トランジスタのチャンネル領域上の第2ゲート絶縁
    膜上に延在させる特許請求の範囲第4項もしくは第2項
    記載の薄膜トランジスタ装置の製造方法。
  4. (4)前記第3工程におけるアニールでは前記高抵抗薄
    膜を溶解再結晶させ、前記第5工程におけるアニールで
    は前記低抵抗薄膜及び高融点導電膜を溶解させない特許
    請求の範囲第1項から第3項いずれかに記載の薄膜トラ
    ンジスタ装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0792500A (ja) * 1993-06-29 1995-04-07 Toshiba Corp 半導体装置
US5483082A (en) * 1992-12-28 1996-01-09 Fujitsu Limited Thin film transistor matrix device
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