JPS63197377A - 非晶質シリコン薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

非晶質シリコン薄膜トランジスタの製造方法

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Publication number
JPS63197377A
JPS63197377A JP62028233A JP2823387A JPS63197377A JP S63197377 A JPS63197377 A JP S63197377A JP 62028233 A JP62028233 A JP 62028233A JP 2823387 A JP2823387 A JP 2823387A JP S63197377 A JPS63197377 A JP S63197377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
film
amorphous silicon
etching
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62028233A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Matsumaru
松丸 治男
Ken Tsutsui
謙 筒井
Yasuo Tanaka
靖夫 田中
Akira Sasano
笹野 晃
Toshihisa Tsukada
俊久 塚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62028233A priority Critical patent/JPS63197377A/ja
Publication of JPS63197377A publication Critical patent/JPS63197377A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶質シリコン薄膜トランジスタ(a  5
iTFT)の製造方法に係り、特にa−3iTPTのチ
ャネル上部のn中層エツチング除去方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来のa −S i T F Tは、サンヨウ・テクニ
カル・レビイユー、 VoQ 16 、 No、 2 
、 AIJG 1984゜第23頁から27頁に見られ
るようにチャネル上部のn中層をそのままドライエッチ
等で除去するか、特開昭61−145869号に記載の
ようにチャネル上部にパッシベーション膜をもうけ、n
中層とi層を分離しn中層だけをエツチング除去するよ
うになっていた。
なお、関連するものとして特開昭61−145869号
公報が挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
特開昭61−145869号公報ではチャネル上部にお
けるn十エツチング時に1層エツチングをさける方法と
してi層とn層の間にパッシベーション膜S x Nを
設けn中層エツチング時に下部のiPRをエツチングし
ないように配慮している。この方法は、i層が非常に薄
く(例えば50人程度)でも大面積においても関係なく
n中層を除去することができる。しかし、パッシベーシ
ョンのSiNをエツチングする時、i層との選択性を要
求されるためフッ酸系のエツチング液を使用するための
基板(a−8iTFTの基板は一般にガラス板を使用す
る)をエツチングするなどの問題がある。また三洋の文
献におけるa −S i T F Tの構造は。
最も一般的な構成方法である。これはi層とn層を連続
形成しその後チャネル上部のn層を除去するものである
が、n屑除去時に下部のi層もエツチングされる。特に
大面積になるとエツチング分布により中央部と周辺部で
はエツチング量が異なり、i層が薄い場合は非常に問題
となる。
本発明の目的は、チャネル上部のi層とn層の間にパッ
シベーション膜をもうけることなくn層だけをエツチン
グ除去する方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、a−8i表面が非常に酸化しやすい事およ
びその酸化した表面がヒドラジン液に対して非常に強い
耐性を持つことを利用することにより達成される。
〔作用〕
一般に清浄なa−8i表面(膜形成機数日以内)に対す
るヒドラジン液のエツチング速度は、10〜70人/秒
程度であるか1表面を02プラズマで酸化した場合はエ
ツチングされなくなる。これはa −S i表面に非常
に薄い酸化被膜が形成されるためである。この酸化膜は
、フッ酸水溶液(1〜2%)、30秒程度で除去する事
ができる。本特許は、a−8iのこの特長を利用して、
02プラズマ処理したi層の上にn層を堆積し、ヒドラ
ジンでn層を除去する際にi層処理面でエツチングをス
トップさせるものである。なお、CF4ガスを用いたド
ライエツチング、フッ酸系のエツチングでは、a−8i
の酸化膜はストッパーの役目をしない、ただしS F 
s tガスを用いたドライエツチングでは、ヒドラジン
液と同様な効果を示す。
〔実施例〕
以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図aは、基板1上にCr膜を堆積し、ゲート電?!i2
を形成したものである。Cr膜厚は1000人程度変色
い。次にプラズマCvDにより、シリコン窒化膜(以下
SiN膜と記す)3.ノンドープa−8i(i層)4を
連続形成する第1図(b)、SiN膜3の膜厚は300
0人、i層の膜厚は200人である。(c)は、a−8
iTFTのチャネル上部に相当する部分だけを選択的に
明けたホトレジ膜5によるパターンを形成し、02プラ
ズマアツシング処理を行なう。処理条件は、02ガス0
.5 Torr  Power 200W、 60秒で
ある。この処理によりチャネル上部のa−8i表面だけ
が酸化され表面処理層6が形成される。
(d)はホトレジストを除去後、プラズマCVDにより
2%リンドープしたa−8i(以下n中層と記す)7を
堆積する。(e)は、a−8i(i層4.n層7)を所
定のパターンに形成し、その後ソースおよびドレイン電
極を形成する。ソースおよびドレイン電極は、クロム(
Cr)電極8であり、蒸着やスパッタリングで堆積する
。この状態でヒドラジン液を用いチャネル上部のn中層
をエツチングする。この時、露出している他の材料(例
えばSiN膜9.Cr電極8.ガラス基板1など)はヒ
ドラジン液によりエツチングされない。
このヒドラジン液は、a  Si表面の汚染状態に大き
く影響され、堆積直後の膜とプロセス加工を通過した膜
ではエツチング速度が著しく遅くなる。
特にここで行なったように02プラズマ処理を行なうと
、はとんどエツチングされなくなる。第3図にヒドラジ
ン液によるa−8iのエツチング速度比とOzプラズマ
処理の関係を示す。未処理のエツチング速度を1とした
時の処理時間との関係を示したものである。この実験結
果かられかるように、02プラズマ処理を5秒以上行な
う事により選択比を非常に大きく取る事が可能となる。
この結果、ヒドラジン液によりn層層を除去する工程に
おいて、下部のi層を全くエツチングすることなくn層
層だけをエツチングすることができる。
02プラズマ処理したi層は、ヒドラジンに対して十分
な耐久性を持つため大面積のエツチングにおいても問題
ない。
このヒドラジン液に対する、a  Siの表面処理方法
としては02プラズマ処理以外に、金属とa−8iのシ
リサイド膜が有効である0例えば。
a−8i表面にCrを蒸着またはスパッタリングなどに
より堆積し熱処理(100℃程度)する事によりクロム
シリサイド被膜が形成される。熱処理の変わりに、クロ
ム堆積中に基板加熱を行なっても同様なりロムシリサイ
ド被膜を形成することができる。(f)はn導層をヒド
ラジン液でエツチング除去したものである。エツチング
液は、ヒドラジンおよびヒドラジンを主体とした混液(
例えばイソプロピルアルコール、水など)を40℃に加
熱して使用する。表面に酸化被膜のないa −3iのエ
ッチ速度はヒドラジン液(100%)で約60人/秒で
ある。その後プラズマCVDによりパッシベーション用
の窒化シリコン膜を1500nm堆積する。
次に1本発明の他の実施例を第2図のa)〜e)で説明
する。所定のガラス基板1上にスパッタリングまたは蒸
着などによりCrを堆積し、ゲート電極となるCr電極
2を形成する。b)はその上にプラズマCVDにより窒
化シリコンg3300nm、ノンドープa−8i膜4 
50nm を連続形成する。c)は、ノンドープミー8
i膜4の表面を02プラズマ処理して表面処理層6を形
成する。処理条件はRFpotzar 200 W 、
ガス圧2 Torr。
60秒で行なった。その後、ホトレジ膜5よりなるマス
クを塗布しセルファラインによりゲート電極上部にホト
レジパターンを形成する。d)は、この状態においてフ
ッ酸水溶液(フッ酸数%)によりホトレジパタン以外の
部分の02プラズマ処理により形成された酸化被膜を除
去する。e)は、ホトレジ膜除去後プラズマCVDによ
り2%リンドープa−8iを20nm堆積したものであ
る。
この後の工程は、第1図d)以後と同じ方法である。
〔発明の効果〕 以上本発明によれば、a −S iの表面を02プラズ
マなどで処理することにより、ヒドラジン液に対して耐
久性のある被膜を形成し、無処理a−8iとの選択比を
きわめて大きく取ることができるのでチャネル上部のn
導層とi層の選択エツチングが容易に確実に行なう事が
できる。
この結果、i層上に別のパッシベーション膜を設ける事
なく、またリバース法などによることなくn導層のエツ
チング除去が行なえる。さらに大面積のエツチングにお
いても、a−8iの膜厚分布やエツチング速度の分布な
どから発生する基板中央部と周辺部のオーバーエッチ時
間差による影響など、まったく問題なく行なう事ができ
る。
また選択比が非常に大きくとれるので、特性向上のため
i層を薄く(従来は、3000人位であるが500Å以
下にする)しても問題なくn導層を除去することができ
る。
【図面の簡単な説明】
、第1図は本発明の一実施例のa−8iTFTの断面図
でプロセス工程を示す図、第2図は、本発明の他の実施
例で、a−3iTFTのプロセス工程を示す断面図、第
3図はOxプラズマ処理したa−8iのヒドラジン液に
よるエツチング特性を示す図である。 1・・・ガラス基板、2・・・Cr電極(ゲート電極)
、3−5jN膜、4・・・ノンドープa−8i(i層)
、5・・・ホトレジスト膜、6・・・表面処理層、7・
・・2%リンドープa−8i(n層)、8−Cr’i’
を極(ソース、ドレイン電極)、9・・・S i層膜。 第 7ff:1 (d) (e) (+) 簗 21!] (久) (b) (C,) (d) (C)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記工程を含むことを特徴とする非晶質シリコン薄
    膜トランジスタの制造方法。 (1)所定基板上にゲート電極を形成する工程。 (2)前記ゲート電極上に窒化シリコン膜及びノンドー
    プ非晶質シリコン膜を形成する工程、 (3)前記ノンドープ非晶質シリコン膜上にエッチング
    ストッパ層を形成する工程、 (4)前記エッチングストッパ層が形成された前記ノン
    ドープ非晶質シリコン膜上に不純物ドープ非晶質シリコ
    ン膜を形成し、該不純物ドープ非晶質シリコン膜上にソ
    ース電極およびドレイン電極を形成する工程。 (5)前記トランジスタのチャネル領域の上部の前記不
    純物ドープ非晶質シリコン膜をエッチングする工程。 2、前記エッチングストッパ層は、酸化シリコン膜およ
    び金属シリサイドのいずれかであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の非晶質シリコン薄膜トランジ
    スタの製造方法。
JP62028233A 1987-02-12 1987-02-12 非晶質シリコン薄膜トランジスタの製造方法 Pending JPS63197377A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055899A (en) * 1987-09-09 1991-10-08 Casio Computer Co., Ltd. Thin film transistor
US5166085A (en) * 1987-09-09 1992-11-24 Casio Computer Co., Ltd. Method of manufacturing a thin film transistor
US5229644A (en) * 1987-09-09 1993-07-20 Casio Computer Co., Ltd. Thin film transistor having a transparent electrode and substrate
JPH05211166A (ja) * 1991-12-02 1993-08-20 Nec Corp 薄膜電界効果型トランジスタ
US5327001A (en) * 1987-09-09 1994-07-05 Casio Computer Co., Ltd. Thin film transistor array having single light shield layer over transistors and gate and drain lines

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