JPS6281064A - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタ及びその製造方法

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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」 この発明は例えば液晶を用いたアクティブ表示素子に用
いられる薄膜トランジスタに関する。
「従来の技術」 まず従来の薄膜トランジスタを用いたアクティブ液晶表
示素子を第2図を参照して説明する。ガラスのような透
明基板11及び12が近[妾対向して設けられ、その周
縁部にはスペーサ13が介在され、ごれら透明u+N1
1.12間に液晶14が1、を人されている。一方の透
明基板11の内面に表示電極15が複数形成され、これ
ら各表示電極15に接してそれぞれスイッチング素子と
して薄膜トランジスタ16が形成され、その薄112ト
ランジスタ16のドレインは表示電極15に接続されて
いる。これら複数の表示電極15と対向して他方の透明
基板12の内面に透明な共1111電極17が形成され
ている。
表示電極15は例えば画素電極であって第3r7Iに示
すように、透明基板ll上に正方形の表示電極15が行
及び列に近接配列されており、表示電極15の各行配列
と近接し、かつこれに沿ってそれぞれゲートバス18が
形成され、また表示電極15の各列配列と近接してそれ
に沿ってソースバス19がそれぞれ形成されている。こ
れら各ゲートハス18及びソースバス19の交差点にお
いてPJ n’Jトランジスタ16が設けられ、各薄膜
トランジスタ16のゲートは両バスの交差点位置におい
てゲートハス18に接続され、各ソースはソースバス1
9にそれぞれ接続され、更に各ドレインは表示電極15
に接続されている。
これらゲートバス1日とソースバス19との各一つを選
択してそれら間に電圧を印加し、その電圧が印加された
薄膜トランジスタ16のみが導通し、その導通した薄膜
トランジスタ16のドレ・インに接続された表示電極1
5に電荷を1積して表示電極15と共通電極17との間
の液晶14の部分においてのみ電圧を印加し、これによ
って表示電極15の部分のみを光透明或は光遮断とする
ことによって選択的な表示を行う。この表示電極15に
蓄積した電荷を放電させることによって表示をン肖去さ
せることができる。
薄膜トランジスタ16は従来においては例えば第4図及
び第5図に示すように構成されていた。
即ち透明基板11上に表示7rL掻15とソースバス1
9とがITOのような透明導電膜によって形成され、表
示電極I5及びソースハス19の互に平行近接した部分
間にまたがってアモルファスシリコンのような半導体[
21が形成され、更にその上に窒化シリコンなどのゲー
ト絶縁膜22が形成される。このゲート絶縁膜22上に
おいて半導体121を介して表示電Jffi15及びソ
ースバス19とそれぞれ一部重なってゲート電極23が
形成される。ゲート電極23の一端はゲートバス18に
接続される。このようにしてゲート電極23とそれぞれ
対向した表示?1ii15、ソースハス19はそれぞれ
ドレイン電極15a1ソース電極19aを構成し、これ
ら電極15a、19a、半導体層21、ゲート絶縁膜2
2、ゲート電極23によって7J−膜1ランジスタlG
が構成される。ゲート電極23及びゲートハス18は同
時に形成され、例えばアルミニウムによって構成される
またドレイン5it115 a及びソース電極19a上
にはそれぞれオーミ、り接触層24.25が形成されて
いた。オーミック接触層24.25は例えばnプラスの
アモルファスシリコンで構成されている。その不純物と
しては例えばリンが用いられている。更にこれら薄膜ト
ランジスタ16の全体を覆って、例えばシリコン千)化
膜よりなる保護層26が形成されている。
「発明が解決しようとする問題点」 第5図に示したように従来の薄膜トランジスタにおいて
は、ドレイン電極15 a 、ソース電掘19aとなる
べき透明電極を透明基板11上に形成し、その上にオー
ミック接触層24.25となるべきnプラスのアモルフ
ァスシリコン層を形成し、その後nプラスアモルファス
シリコン層と透明電極とを所定のパターンにエツチング
して表示電極15、ソースハス19を形成していた。従
ってオーミ/り接触JW24.25は第5図に示すよう
にドレイン電極15a、ソース電極19aの上側におい
てのみ形成されており、従ってこれら電極15a、19
aと半導体層21との接触部分の幅wl、w2が小さく
なるに従って、これら電極15a、19aと半導体層2
1とのオーミ・7り接触が十分とならず、ドレイン、ソ
ース間に直列に挿入される抵抗、いわゆるRsが大きく
なる。またこのように従来においてはオーミック接触層
24.25を特に形成しているためその膜厚分だけ、ソ
ース、ドレイン間の抵抗nsが大きな値となっていた。
更に従来においてドレイン電JM 15 a 、  ソ
ース電極+92は透明電極であるが、例えば酸化錫やI
TO(酸化インジュウム及び酸化錫)で構成されており
、この透明電極上に、オーミック接触層24.25や半
導体層21を、例えばプラズマCVD法(プラズマ化学
的気相成長法)によって形成するが、これら層を形成中
に透明電極15a519a中のインジュウムや錫などの
構成元素が半4体層21やオーミ、り接触層24.25
内に拡散し、不純物となり、半導体層21がP形層とな
り、また透明電極15a、19a中の酸化物が半導体層
21、オーミック接触N24,25に入り、酸化シリコ
ンを形成したり、更にインジュウムや錫がオーミック接
触層24.25に入るとnプラス層に対してP形不純物
が入ったことになり、オーミック接触の効果を下げてし
まい、従って前記Rs が大きくなる。これらの点より
薄膜トランジスタの特性の良好なものが得られなかった
この発明の目的はソース電極、ドレイン電極間と半導体
層とのオーミック接触が良好な薄膜トランジスタを提供
することにある。
「問題点を解決するための手段」 この発明によればソース電極及びドレイン電極と半導体
層との全接触域にわたってオーミック接触層が形成され
る。従ってこれら半導体層とこれら電極とは良好なオー
ミック接触状態となり、いわゆるRsが小さなものが得
られる。特に好ましくはドレイン電極及びソース電極と
してリンやホウ素などをlJ2:敗したものを用いると
よい。つまりリンやホウ素を含む透明電極を形成し、又
は従来の透明電極を形成した後これらに対してリンある
いはホウ素を拡散し、その後ドレイン電極、ソース電極
の形状にエツチングし、更に半導体層を形成し、またゲ
ート絶縁膜、ゲート電極を順次形成する。この場合、特
にオーミック接触層を形成する工程を設けることはない
が、半導体層を形成する際に先にソース電極、ドレイン
電極にFIL敗したリン又はホウ素が半導体層との接触
面に析出し半導体層に入り、オーミック接触層が自動的
に形成される。
ソース電極、ドレイン電極に含ませる元素としてはリン
、ホウ素に限らず、ひ素、ビスマス、アンチモンなどの
5族元素や、アルミニウム、ガリウムなどの3族元素で
もよい。
「実施例」 以下この発明による薄膜トランジスタをその製法と共に
説明する。第1図Aに示すようにガラスなどの透明基板
11上にITOなどの透明導電膜31が形成され、その
透明導電膜31を工・ノチング処理して所定のパターン
に形成し、第1図已に示すようにドレイン電極15a、
  ソース電極19aをそれぞれ形成する。更にこの実
施例においてはこれら透明電極15a、19aに対して
リンを含有させる。即ちこれら基板11.電極15a、
19aの表面にリン含を層32を形成する。このリンを
含有させるには例えばプラズマCVD法によって行うこ
とができ、基板11を200℃乃至300°Cとし、P
 I−1、ガスをアルゴンガスで5000ppm 、に
稀釈し、1OCCZ分の速度で供給し、圧力10” T
orrの雰囲気で20Wの高周波電力によりプラズマ化
学的気相成長を数分間行うことによりリンを含有させる
このようにリン含有層32を形成した後、第1図Cに示
すように従来と同様に例えばアモルファスシリコンの半
導体121を形成し、その上にチノ化シリコンのゲート
絶縁膜22を形成し、更にその上にゲート電極23を形
成し、その後エツチングにより所定のパターンとする。
次に第1図りに示すように保護層2Gを例えばチ、化シ
リコンにより形成する。
半導体層21は高周波プラズマCVD法によって基板を
200℃乃至300℃として形成されるが、その際にリ
ン含有層32のリンが半導体層21に拡散し、半導体層
21と電極15a、19aとの全接触1面にわたってそ
れぞれリンを含むオーミ7り接触層33.34が形成さ
れる。このように形成されるためこのオーミ、り接触層
33は非常にごく薄いが確実に形成され、しかも半導体
層21と電極15a及び19aとが互に接触してる全域
にわたって形成され、良好なオーミック1妄触が得られ
、従って前記Rsの小さな薄膜トランジスタが得られる
。また半導体121の厚さもi?V くすることができ
、この点からもRsを小さくすることができる。
また、ガラス基板11に拡散したリンがガラス基板11
の表面に現われるため、特に電極15a。
198間のチャネル部分において、ガラス基板If中の
ナトリウムなどが現われても、そのナトリウムがリンに
よっていわゆるゲッタリングされて安定に動作する薄膜
トランジスタが得られる。
更に半導体層21を形成中において透明電極+5a、1
9a中のインジュウムや錫がリンと結合し、これらが半
導体層21に拡散するのが防止される。なお必要に応し
て半導体層21を所定の形状にエツチングする際に透明
電極15a、19a上のリン含有層32を除去してもよ
い。透明電極中にリンを拡散させるにはプラズマCVD
法に限らず熱拡散を行ってもよく、或いは透明電極の形
成時にリンを同時に含有させることもできる。またリン
の他にホウ素を透明TrL極に含有させてもよい。
「発明の効果」 以上述べたようにこの発明によれば透明電極と半導体層
の全接触域にわたってオーミック接触層が形成されてい
るためRs の小さなものが得られる。また透明電極と
してリンやホウ素を含有したものを用いて作ることによ
って前記Rsを小さく、しかも安定な薄膜トランジスタ
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による薄膜トランジスタの一例の製造
工程を示す断面図、第2図は液晶表示素子の断面の一部
を示す図、第3図は薄膜トランジスタの電気回路を示す
回路図、第4図は第3図中の表示電極、薄膜トランジス
タの平面図、第5図は第4図のAA線拡大断面図である
。 11:i3明基1反、15aニドレイン電1侃、19a
:ソース電極、21:半導体層、22:ゲート絶縁膜、
23:ゲート電極、32ニリン含有層、33.34ニオ
−ミック接触層。 特許出願人 星電:!S?!!造株式会社代  理  
人  草   野        卓か 1 図 19a   15a オ 2 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ソース電極とドレイン電極とが互いに分離されて
    形成され、これらソース電極及びドレイン電極間にわた
    って半導体層が形成され、その半導体層上にゲート絶縁
    膜が形成され、そのゲート絶縁膜上にゲート電極が形成
    され、上記半導体層と上記ソース電極及びドレイン電極
    との間にその全域にわたってオーミック接触層が形成さ
    れている薄膜トランジスタ。
  2. (2)上記オーミック接触層は、上記ソース電極及びド
    レイン電極との対向側面と上記ゲート絶縁膜側の面とに
    わたってそれぞれ形成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の薄膜トランジスタ。
  3. (3)上記ドレイン電極及びソース電極はそれぞれ5族
    又は3族の元素を含む透明電極であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジスタ。
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