JPH11163366A - 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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- JPH11163366A JPH11163366A JP26288098A JP26288098A JPH11163366A JP H11163366 A JPH11163366 A JP H11163366A JP 26288098 A JP26288098 A JP 26288098A JP 26288098 A JP26288098 A JP 26288098A JP H11163366 A JPH11163366 A JP H11163366A
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- mask
- forming
- resist mask
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体層として多結晶シリコンを用いる薄膜ト
ランジスタにおいて、均一な幅のLDD(Lightly Dope
d Drain )領域を、低コストで提供可能な薄膜トランジ
スタの製造する。 【解決手段】この発明の薄膜トランジスタの製造方法
は、絶縁基板1上に半導体層を形成する工程と、半導体
層上に絶縁膜5と導電層6を積層する工程と、導電層を
パターニングしてゲート電極を形成する工程と、ゲート
電極を形成した際に用いたマスクの幅を所望の量だけ縮
めてマスク7Aを形成してオフセット領域9を形成し、
マスクおよび導電層が無い部分の半導体層に高濃度の不
純物イオンを注入することを特徴とする。
ランジスタにおいて、均一な幅のLDD(Lightly Dope
d Drain )領域を、低コストで提供可能な薄膜トランジ
スタの製造する。 【解決手段】この発明の薄膜トランジスタの製造方法
は、絶縁基板1上に半導体層を形成する工程と、半導体
層上に絶縁膜5と導電層6を積層する工程と、導電層を
パターニングしてゲート電極を形成する工程と、ゲート
電極を形成した際に用いたマスクの幅を所望の量だけ縮
めてマスク7Aを形成してオフセット領域9を形成し、
マスクおよび導電層が無い部分の半導体層に高濃度の不
純物イオンを注入することを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜トランジス
タを用いたアクティブマトリックスタイプの液晶表示装
置における薄膜トランジスタの製造方法に関する。
タを用いたアクティブマトリックスタイプの液晶表示装
置における薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶を用いた表示装置が広く普及
している。このため、液晶表示装置のさらなる小型化お
よび低消費電力化が求められている。これに伴い、液晶
パネルのガラス基板上に、駆動素子として利用されるス
イッチング素子である薄膜トランジスタを一体的に形成
する方法が実用化されている。なお、薄膜トランジスタ
の半導体領域を形成する方法として、多結晶シリコンを
ベースとする方法が用いられている。
している。このため、液晶表示装置のさらなる小型化お
よび低消費電力化が求められている。これに伴い、液晶
パネルのガラス基板上に、駆動素子として利用されるス
イッチング素子である薄膜トランジスタを一体的に形成
する方法が実用化されている。なお、薄膜トランジスタ
の半導体領域を形成する方法として、多結晶シリコンを
ベースとする方法が用いられている。
【0003】薄膜トランジスタを形成する方法として
は、特開平3−148834号公報に開示されているよ
うに、先ず、P型のSi基板(10)上にチャンネル分
離領域(11)を形成し、このチャンネル分離領域(1
1)に依って区画された領域にゲート酸化膜(12)を
介してゲート電極(13)を形成する(第1図a)。こ
のゲート電極(13)の形成は、従来と同様に、Si基
板(10)上にPoly−Si膜を形成した後に所定の
パターンのレジスト膜(14)を形成し、このレジスト
膜(14)をマスクにしてPoly−Si膜をエッチン
グ除去して得られる。このとき、ゲート絶縁膜(13)
の長さは、最終的な長さより所定の量だけ、即ち第2図
に示すサイドウォール(6)に相当する分だけ長く形成
される。
は、特開平3−148834号公報に開示されているよ
うに、先ず、P型のSi基板(10)上にチャンネル分
離領域(11)を形成し、このチャンネル分離領域(1
1)に依って区画された領域にゲート酸化膜(12)を
介してゲート電極(13)を形成する(第1図a)。こ
のゲート電極(13)の形成は、従来と同様に、Si基
板(10)上にPoly−Si膜を形成した後に所定の
パターンのレジスト膜(14)を形成し、このレジスト
膜(14)をマスクにしてPoly−Si膜をエッチン
グ除去して得られる。このとき、ゲート絶縁膜(13)
の長さは、最終的な長さより所定の量だけ、即ち第2図
に示すサイドウォール(6)に相当する分だけ長く形成
される。
【0004】次に、ゲート絶縁膜(13)上のレジスト
膜(14)を除去することなく、さらにソース及びドレ
インとなる以外の領域、例えばチャンネル分離領域(1
1)やPチャンネル型MOSトランジスタの領域等を覆
うレジスト膜(15)を形成し、これらレジスト膜(1
4)(15)をマスクにしてN型不純物例えば砒素(A
s+ )を高濃度に注入してN+ 型の拡散領域(16S)
(16D)を形成する(第1図b)。この拡散領域(1
6S)(16D)が夫々ソース及びドレイン領域とな
る。
膜(14)を除去することなく、さらにソース及びドレ
インとなる以外の領域、例えばチャンネル分離領域(1
1)やPチャンネル型MOSトランジスタの領域等を覆
うレジスト膜(15)を形成し、これらレジスト膜(1
4)(15)をマスクにしてN型不純物例えば砒素(A
s+ )を高濃度に注入してN+ 型の拡散領域(16S)
(16D)を形成する(第1図b)。この拡散領域(1
6S)(16D)が夫々ソース及びドレイン領域とな
る。
【0005】続いて、酸素を含むプラズマ処理に依って
レジスト膜(14)(15)を所定量だけ等方的に除去
する(第1図c)。このプラズマ処理に於いては、ゲー
ト電極(13)が必要以上の大きさに形成されている分
だけレジスト膜(14)が除去される。即ち、プラズマ
処理の後に残るレジスト膜(14)の大きさが最終的な
ゲート電極(13′)の大きさとなるようにレジスト膜
(14)の一部が除去される。そして、所定の大きさと
なったレジスト膜(14′)をマスクとしてゲート電極
(13)をエッチングし、ゲート電極(13)の両端を
除去した後、レジスト膜(14′)(15′)をマスク
としてN型不純物、例えばP+ を先の拡散領域(16
S)(16D)の形成の際より低い濃度で注入し、N-
型の拡散領域(17S)(17D)を形成する方法があ
る。
レジスト膜(14)(15)を所定量だけ等方的に除去
する(第1図c)。このプラズマ処理に於いては、ゲー
ト電極(13)が必要以上の大きさに形成されている分
だけレジスト膜(14)が除去される。即ち、プラズマ
処理の後に残るレジスト膜(14)の大きさが最終的な
ゲート電極(13′)の大きさとなるようにレジスト膜
(14)の一部が除去される。そして、所定の大きさと
なったレジスト膜(14′)をマスクとしてゲート電極
(13)をエッチングし、ゲート電極(13)の両端を
除去した後、レジスト膜(14′)(15′)をマスク
としてN型不純物、例えばP+ を先の拡散領域(16
S)(16D)の形成の際より低い濃度で注入し、N-
型の拡散領域(17S)(17D)を形成する方法があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−148834号公報に記載されている薄膜トランジ
スタの製造方法では、LDD(Lightly Doped Drain )
の幅は、フォトリソグラフィーにより規定されることか
ら、Siを保持するガラス基板の撓みや、マスクを合わ
せる際のずれにより、ゲートの両側に作製されるLDD
の幅が左右で異なる幅となったり、基板1枚ごとに異な
る幅となる問題がある。このことは、薄膜トランジスタ
のオン電流の大きさを不均一とすることから、製品の歩
留まりおよび信頼性を向上できない問題がある。従っ
て、液晶表示装置としてのコストが増大される問題があ
る。
3−148834号公報に記載されている薄膜トランジ
スタの製造方法では、LDD(Lightly Doped Drain )
の幅は、フォトリソグラフィーにより規定されることか
ら、Siを保持するガラス基板の撓みや、マスクを合わ
せる際のずれにより、ゲートの両側に作製されるLDD
の幅が左右で異なる幅となったり、基板1枚ごとに異な
る幅となる問題がある。このことは、薄膜トランジスタ
のオン電流の大きさを不均一とすることから、製品の歩
留まりおよび信頼性を向上できない問題がある。従っ
て、液晶表示装置としてのコストが増大される問題があ
る。
【0007】この発明の目的は、半導体層として多結晶
シリコンを用いる薄膜トランジスタにおいて、均一な幅
のLDD(Lightly Doped Drain )領域を、低コストで
提供可能な薄膜トランジスタの製造する方法を提供する
ことにある。
シリコンを用いる薄膜トランジスタにおいて、均一な幅
のLDD(Lightly Doped Drain )領域を、低コストで
提供可能な薄膜トランジスタの製造する方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、半導体層上に絶縁膜と導電膜
とを形成する工程と、前記導電膜上の第1のパターンに
レジストマスクを形成する工程と、前記導電膜を第1の
パターンにパターンニングする工程と、前記第1のパタ
ーンのレジストマスクの外周部を除去することで第2の
パターンのレジストマスクを作る工程と、前記第1のパ
ターンの導電膜をマスクとして前記半導体層に不純物を
注入する第1の注入工程と、前記導電膜を前記第2のパ
ターンをマスクとして第2のパターンにパターニングす
る工程と、前記第2のパターンのレジストマスクを除去
する工程と、前記第2のパターンのレジストマスクを除
去したのち、前記第2のパターンの導電膜をマスクとし
て前記半導体層に第2の不純物を注入する第2の注入工
程とからなる薄膜トランジスタの製造方法である。
に基づきなされたもので、半導体層上に絶縁膜と導電膜
とを形成する工程と、前記導電膜上の第1のパターンに
レジストマスクを形成する工程と、前記導電膜を第1の
パターンにパターンニングする工程と、前記第1のパタ
ーンのレジストマスクの外周部を除去することで第2の
パターンのレジストマスクを作る工程と、前記第1のパ
ターンの導電膜をマスクとして前記半導体層に不純物を
注入する第1の注入工程と、前記導電膜を前記第2のパ
ターンをマスクとして第2のパターンにパターニングす
る工程と、前記第2のパターンのレジストマスクを除去
する工程と、前記第2のパターンのレジストマスクを除
去したのち、前記第2のパターンの導電膜をマスクとし
て前記半導体層に第2の不純物を注入する第2の注入工
程とからなる薄膜トランジスタの製造方法である。
【0009】また、この発明の薄膜トランジスタの製造
方法において、第1のパターンを有するレジストマスク
を除去する工程は、等方性エッチングであることを特徴
とする。
方法において、第1のパターンを有するレジストマスク
を除去する工程は、等方性エッチングであることを特徴
とする。
【0010】さらに、この発明の薄膜トランジスタの製
造方法において、第1の注入工程で注入される不純物の
濃度は、第2の注入工程で注入される不純物の濃度より
も高いことを特徴とする。
造方法において、第1の注入工程で注入される不純物の
濃度は、第2の注入工程で注入される不純物の濃度より
も高いことを特徴とする。
【0011】またさらに、この発明の薄膜トランジスタ
において半導体層は、多結晶シリコンを含むことを特徴
とする。さらにまた、この発明は、第1の半導体領域と
第2の半導体領域とを有する半導体層上に絶縁膜と導電
膜とを形成する工程と、前記半導体領域上の第1のパタ
ーンを有する前記第1の半導体領域を覆うようにレジス
トマスクを形成する工程と、前記導体膜を第1のパター
ンにパターンニングする工程と、前記第1のパターンに
パターンニングされた前記導体膜をマスクとしてP型の
不純物を前記第2の半導体領域に注入する第1の注入工
程と、前記第1のパターンのレジストマスクを除去する
工程と、前記第1の半導体領域を覆う第2のパターンを
有する第2の半導体領域をマスクするレジストマスクを
形成する工程と、前記導体膜を前記第2のパターンにパ
ターンニングする工程と、前記第2のパターンを有する
レジストマスクの外周部を除去することで第3のパター
ンのレジストマスクを作る工程と、前記第2のパターン
の前記導体膜をマスクとして前記第1の半導体領域にN
型の不純物を注入する第2の注入工程と、前記導体膜を
第3のパターンにパターンニングする工程と、前記第1
の半導体領域から前記第3のレジストマスクを除去する
工程と、前記第3のパターンの前記導体膜をマスクとし
て前記第1の半導体領域にN型の不純物を注入する第3
の注入工程とからなる薄膜トランジスタの製造方法であ
る。
において半導体層は、多結晶シリコンを含むことを特徴
とする。さらにまた、この発明は、第1の半導体領域と
第2の半導体領域とを有する半導体層上に絶縁膜と導電
膜とを形成する工程と、前記半導体領域上の第1のパタ
ーンを有する前記第1の半導体領域を覆うようにレジス
トマスクを形成する工程と、前記導体膜を第1のパター
ンにパターンニングする工程と、前記第1のパターンに
パターンニングされた前記導体膜をマスクとしてP型の
不純物を前記第2の半導体領域に注入する第1の注入工
程と、前記第1のパターンのレジストマスクを除去する
工程と、前記第1の半導体領域を覆う第2のパターンを
有する第2の半導体領域をマスクするレジストマスクを
形成する工程と、前記導体膜を前記第2のパターンにパ
ターンニングする工程と、前記第2のパターンを有する
レジストマスクの外周部を除去することで第3のパター
ンのレジストマスクを作る工程と、前記第2のパターン
の前記導体膜をマスクとして前記第1の半導体領域にN
型の不純物を注入する第2の注入工程と、前記導体膜を
第3のパターンにパターンニングする工程と、前記第1
の半導体領域から前記第3のレジストマスクを除去する
工程と、前記第3のパターンの前記導体膜をマスクとし
て前記第1の半導体領域にN型の不純物を注入する第3
の注入工程とからなる薄膜トランジスタの製造方法であ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図1ないし図10を用い
て、液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタの製造
方法を詳細に説明する。図1に示す工程において、ガラ
ス基板1上に、例えば、PE(プラズマエンハンスド)
−CVD法またはスパッタ法等により、所定の厚さのパ
ッシベーション膜2を形成し、続いて、アモルファスシ
リコン(a−Si)層3を、所定の厚さに堆積する。な
お、パッシベーション膜2の材質として、Na等に対す
るイオンブロッキングの観点から、好ましくは、窒化シ
リコン(SiOx)が選択される。また、アモルファス
シリコン層3の厚さは、50〜100nmとする。
て、液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタの製造
方法を詳細に説明する。図1に示す工程において、ガラ
ス基板1上に、例えば、PE(プラズマエンハンスド)
−CVD法またはスパッタ法等により、所定の厚さのパ
ッシベーション膜2を形成し、続いて、アモルファスシ
リコン(a−Si)層3を、所定の厚さに堆積する。な
お、パッシベーション膜2の材質として、Na等に対す
るイオンブロッキングの観点から、好ましくは、窒化シ
リコン(SiOx)が選択される。また、アモルファス
シリコン層3の厚さは、50〜100nmとする。
【0013】次に、アモルファスシリコン層3に含まれ
る水素量を減少させるため、例えばアニール炉を用い、
500°C程度で1時間加熱(熱アニール)する。続い
て、例えばXeCl等のエキシマーレーザ等に代表され
るエネルギービーム(レーザ光)を照射してアモルファ
スシリコン層3を加熱して一旦溶融させたのち冷却(放
熱)する。これにより、溶融したアモルファスシリコン
層3が結晶化し、多結晶シリコン層(4)となる。
る水素量を減少させるため、例えばアニール炉を用い、
500°C程度で1時間加熱(熱アニール)する。続い
て、例えばXeCl等のエキシマーレーザ等に代表され
るエネルギービーム(レーザ光)を照射してアモルファ
スシリコン層3を加熱して一旦溶融させたのち冷却(放
熱)する。これにより、溶融したアモルファスシリコン
層3が結晶化し、多結晶シリコン層(4)となる。
【0014】次に、図2に示すように、ポリシリコン層
4に所定パターンのレジストマスク(図示しない)を形
成し、エッチングにより、ポリシリコン層をパターンニ
ングする。このとき、例えばCF4 等に代表されるフッ
素系ガスを用い、ダウンフローによるドライエッチング
により、加工端が例えばテーパ状となるようにエッチン
グする。次に、エッチングに用いた図示しないレジスト
マスクをO2 または有機アルカリ液を用いたプラズマア
ッシングによって取り除く。
4に所定パターンのレジストマスク(図示しない)を形
成し、エッチングにより、ポリシリコン層をパターンニ
ングする。このとき、例えばCF4 等に代表されるフッ
素系ガスを用い、ダウンフローによるドライエッチング
により、加工端が例えばテーパ状となるようにエッチン
グする。次に、エッチングに用いた図示しないレジスト
マスクをO2 または有機アルカリ液を用いたプラズマア
ッシングによって取り除く。
【0015】続いて、図3に示すように、PE−CVD
法あるいはAP−CVD法により、原料ガスに、例えば
TEOS(テトラエトキシシラン)を用いて第1の絶縁
膜5を成膜する。なお、膜厚は、50〜150nmとす
る。次に、第1の絶縁膜5の上に、第1の導電層とし
て、モリブデンとタングステンの合金(以下、MoWと
略す)層6を、膜厚250nm程度をスパッタ等によっ
て成膜する。なお、MoWは、結晶構造が柱状で垂直方
向の加工が容易であり、パターン精度が要求される製品
への適用に有益である。また、高融点金属であるため、
後段の熱工程による影響を受けにくい。
法あるいはAP−CVD法により、原料ガスに、例えば
TEOS(テトラエトキシシラン)を用いて第1の絶縁
膜5を成膜する。なお、膜厚は、50〜150nmとす
る。次に、第1の絶縁膜5の上に、第1の導電層とし
て、モリブデンとタングステンの合金(以下、MoWと
略す)層6を、膜厚250nm程度をスパッタ等によっ
て成膜する。なお、MoWは、結晶構造が柱状で垂直方
向の加工が容易であり、パターン精度が要求される製品
への適用に有益である。また、高融点金属であるため、
後段の熱工程による影響を受けにくい。
【0016】次に、図4に示すように、第1の導電層6
上にレジストマスク(フォトマスク)7を形成して所定
形状にパターニングし、フォトリソグラフィーにより、
ポリシリコン層4のp型トランジスタを形成する部分に
対応する領域のMoW層6をエッチングする。
上にレジストマスク(フォトマスク)7を形成して所定
形状にパターニングし、フォトリソグラフィーにより、
ポリシリコン層4のp型トランジスタを形成する部分に
対応する領域のMoW層6をエッチングする。
【0017】続いて、B2 H6 等のIII 族の化合物を、
非質量分離型のイオン注入装置を用いて、MoW層6を
エッチングして取り除いた部分の下に対応する領域のポ
リシリコン層4中に、例えば加速電圧50keVで4×
1015atom/cm2 のドーズ量注入し、p+ ポリシ
リコン領域8を形成する。なお、B2 H6 等のIII 族の
化合物を注入した後、マスク7を除去する。
非質量分離型のイオン注入装置を用いて、MoW層6を
エッチングして取り除いた部分の下に対応する領域のポ
リシリコン層4中に、例えば加速電圧50keVで4×
1015atom/cm2 のドーズ量注入し、p+ ポリシ
リコン領域8を形成する。なお、B2 H6 等のIII 族の
化合物を注入した後、マスク7を除去する。
【0018】次に、図5に示すように、フォトリソグラ
フィーにより、ポリシリコン層4のN型トランジスタを
作成する部分のMoW(第1の導電層)6上に、有機マ
スク7Aを形成し、エッチングする。なお、マスク7A
は、図4の工程で形成されたp型トランジスタ向けのM
oW6とp+ ポリシリコン領域8とを、以下に引き続く
エッチング工程から保護するためにも利用される。
フィーにより、ポリシリコン層4のN型トランジスタを
作成する部分のMoW(第1の導電層)6上に、有機マ
スク7Aを形成し、エッチングする。なお、マスク7A
は、図4の工程で形成されたp型トランジスタ向けのM
oW6とp+ ポリシリコン領域8とを、以下に引き続く
エッチング工程から保護するためにも利用される。
【0019】ところで、N型トランジスタを作成する部
分のMoW(第1の導電層)6をエッチングする場合、
MoW6は、ゲート線として利用されるため、MoWの
形状には高い加工精度が要求される。このため、例えば
フッ素、塩素および酸素ガスを含むプラズマを用いるド
ライエッチングによりエッチングされる。なお、ガス材
としてフッ素系または塩素系ガスを用いることにより、
下地となるTEOS膜(第1の絶縁膜)5に対して高い
エッチング選択比が得られる。これは、ガス中に含まれ
る塩素ガスとTEOS膜の主成分であるシリコン酸化膜
との反応生成物であるSiCl4 の揮発性が低いためで
ある。また、ガス中に含まれる酸素量の適正化を行うこ
とにより、MoW層6のエッチング速度をTEOS層5
のエッチング速度に対して高めることを可能としてい
る。なお、実験ではO2 量がフッ素および塩素量に対し
て30%になるように加えると最も効果的であることが
確認されている。
分のMoW(第1の導電層)6をエッチングする場合、
MoW6は、ゲート線として利用されるため、MoWの
形状には高い加工精度が要求される。このため、例えば
フッ素、塩素および酸素ガスを含むプラズマを用いるド
ライエッチングによりエッチングされる。なお、ガス材
としてフッ素系または塩素系ガスを用いることにより、
下地となるTEOS膜(第1の絶縁膜)5に対して高い
エッチング選択比が得られる。これは、ガス中に含まれ
る塩素ガスとTEOS膜の主成分であるシリコン酸化膜
との反応生成物であるSiCl4 の揮発性が低いためで
ある。また、ガス中に含まれる酸素量の適正化を行うこ
とにより、MoW層6のエッチング速度をTEOS層5
のエッチング速度に対して高めることを可能としてい
る。なお、実験ではO2 量がフッ素および塩素量に対し
て30%になるように加えると最も効果的であることが
確認されている。
【0020】ところで、MoW層6を加工する場合、T
EOS膜5もエッチングされる場合があることから、フ
ッ素イオンや塩素イオン量を制御できるエッチング装置
を用いて、TEOS膜5が(エッチングにより)削られ
ることがないように、ガスを制御することが望ましい。
なお、TEOS膜5がエッチングにより消失すると、下
地であるポリシリコン層4もエッチングされてしまうた
め、特に注意が必要である。また、エッチング装置とし
ては、プラズマを生成する電源とプラズマ中のフッ素イ
オンや塩素イオンの被エッチング材への照射に利用され
る電源とが独立した装置を用いることで、高いエッチン
グ速度を確保しながら、下地のTEOS膜5への高い選
択性を確保することが可能となる。
EOS膜5もエッチングされる場合があることから、フ
ッ素イオンや塩素イオン量を制御できるエッチング装置
を用いて、TEOS膜5が(エッチングにより)削られ
ることがないように、ガスを制御することが望ましい。
なお、TEOS膜5がエッチングにより消失すると、下
地であるポリシリコン層4もエッチングされてしまうた
め、特に注意が必要である。また、エッチング装置とし
ては、プラズマを生成する電源とプラズマ中のフッ素イ
オンや塩素イオンの被エッチング材への照射に利用され
る電源とが独立した装置を用いることで、高いエッチン
グ速度を確保しながら、下地のTEOS膜5への高い選
択性を確保することが可能となる。
【0021】MoW層6をエッチングした後、エッチン
グに用いた有機マスク(レジスト)を、O2 ガスを主体
としたプラズマエッチングに用いたプラズマエッチング
によって、等方向にエッチングする。この場合、O2 ガ
スに微量のフッ素や塩素を入れても構わないが、MoW
層6やTEOS層5も削ることになるので、必要以上に
添加しない方が望ましい。
グに用いた有機マスク(レジスト)を、O2 ガスを主体
としたプラズマエッチングに用いたプラズマエッチング
によって、等方向にエッチングする。この場合、O2 ガ
スに微量のフッ素や塩素を入れても構わないが、MoW
層6やTEOS層5も削ることになるので、必要以上に
添加しない方が望ましい。
【0022】このようにして、マスク7Aを等方的にエ
ッチングすることにより、加工したMoW層6の端部と
マスク7Aの端部とに、オフセット領域9が形成され
る。このオフセット領域9の幅は、最終的にLDD(Li
ghtly Doped Drain )領域の幅となる。
ッチングすることにより、加工したMoW層6の端部と
マスク7Aの端部とに、オフセット領域9が形成され
る。このオフセット領域9の幅は、最終的にLDD(Li
ghtly Doped Drain )領域の幅となる。
【0023】LDD幅は、例えば0.2ないし1.0μ
mが望ましく、オフセット領域9は、マスク7Aの膜厚
やマスク7Aの端部の傾斜角を最適化することにより、
適切なLDD幅を提供可能に設定される。なお、マスク
7Aは、等方エッチングにより第1の導電層6上におい
て、ガラス基板1の面方向と直交する方向の2方向か
ら、概ね等しい距離だけエッチング(アッシング)され
る。
mが望ましく、オフセット領域9は、マスク7Aの膜厚
やマスク7Aの端部の傾斜角を最適化することにより、
適切なLDD幅を提供可能に設定される。なお、マスク
7Aは、等方エッチングにより第1の導電層6上におい
て、ガラス基板1の面方向と直交する方向の2方向か
ら、概ね等しい距離だけエッチング(アッシング)され
る。
【0024】次に、図6に示す工程において、オフセッ
ト9が設けられた第1の導電膜6をマスクとして、例え
ばPH3 等のV族の化合物を、非質量分離型のイオン注
入装置を用いて、ポリシリコン層4のMoW層6が存在
しない部分に、例えば加速電圧65keVで1×1015
atom/cm2 のドーズ量を注入しn+ ポリシリコン
領域10を形成する。
ト9が設けられた第1の導電膜6をマスクとして、例え
ばPH3 等のV族の化合物を、非質量分離型のイオン注
入装置を用いて、ポリシリコン層4のMoW層6が存在
しない部分に、例えば加速電圧65keVで1×1015
atom/cm2 のドーズ量を注入しn+ ポリシリコン
領域10を形成する。
【0025】続いて、図7に示すように、図5に示した
工程において等方的にエッチングされたマスク形状すな
わちオフセット9が与えられたマスク7Aを利用してM
oW層6を、再度エッチングする。このときのエッチン
グ条件は、上述のフッ素、酸素、塩素ガスを用いたドラ
イエッチングである。以下、エッチング終了後、マスク
7Aを取り除く。なお、マスク7Aには燐が含まれてい
るので、マスク7Aを取り除く工程としては、水素系の
ガスを用いて還元した後、O2 ガス等でアッシングする
ことが望ましい。
工程において等方的にエッチングされたマスク形状すな
わちオフセット9が与えられたマスク7Aを利用してM
oW層6を、再度エッチングする。このときのエッチン
グ条件は、上述のフッ素、酸素、塩素ガスを用いたドラ
イエッチングである。以下、エッチング終了後、マスク
7Aを取り除く。なお、マスク7Aには燐が含まれてい
るので、マスク7Aを取り除く工程としては、水素系の
ガスを用いて還元した後、O2 ガス等でアッシングする
ことが望ましい。
【0026】次に、例えばPH3 等のV族の化合物を、
非質量分離型のイオン注入装置を用い、前工程でMoW
層6をエッチングした部分の下に当たるポリシリコン層
4中に、加速電圧80keVで1×1013atom/c
m2 のドーズ量で注入し、n- ポリシリコン領域11を
形成する。すなわち、このn- ポリシリコン(LDD)
11の幅は、オフセット領域9の幅により制限される。
なお、オフセット領域9の幅は、マスク7Aの膜厚やマ
スク7Aの端部の傾斜角を最適化することにより、別の
(新たな)マスクを用いる方法に比較して位置ずれが生
じる虞れがなく、しかも等方エッチングにより概ね等し
い幅が与えられているので、基板ごとにLDD幅が変化
する要素が極めて低く、均一な幅のLDDを提供でき
る。
非質量分離型のイオン注入装置を用い、前工程でMoW
層6をエッチングした部分の下に当たるポリシリコン層
4中に、加速電圧80keVで1×1013atom/c
m2 のドーズ量で注入し、n- ポリシリコン領域11を
形成する。すなわち、このn- ポリシリコン(LDD)
11の幅は、オフセット領域9の幅により制限される。
なお、オフセット領域9の幅は、マスク7Aの膜厚やマ
スク7Aの端部の傾斜角を最適化することにより、別の
(新たな)マスクを用いる方法に比較して位置ずれが生
じる虞れがなく、しかも等方エッチングにより概ね等し
い幅が与えられているので、基板ごとにLDD幅が変化
する要素が極めて低く、均一な幅のLDDを提供でき
る。
【0027】次に、図8に示す工程において、PE−C
VD法、AP−CVD法、スパッタ法等により、第2の
絶縁膜として、例えばシリコン酸化物12を、膜厚50
0nmに成膜する。続いて、フォトリソグラフィーによ
り、n+ ポリシリコン層10上の第1の絶縁膜5および
第2の絶縁膜12に、CHF3 ガスやCF4 +H2 混合
ガスあるいはCF4 +CO混合ガスを用いたドライエッ
チングにより、コンタクトホール12aを開ける。な
お、このコンタクトホールの加工においては、酸耐性に
優れた導電材料が用いられ、しかもパターン精度が比較
的緩い場合に、希HFによるウェットエッチングでもよ
い。
VD法、AP−CVD法、スパッタ法等により、第2の
絶縁膜として、例えばシリコン酸化物12を、膜厚50
0nmに成膜する。続いて、フォトリソグラフィーによ
り、n+ ポリシリコン層10上の第1の絶縁膜5および
第2の絶縁膜12に、CHF3 ガスやCF4 +H2 混合
ガスあるいはCF4 +CO混合ガスを用いたドライエッ
チングにより、コンタクトホール12aを開ける。な
お、このコンタクトホールの加工においては、酸耐性に
優れた導電材料が用いられ、しかもパターン精度が比較
的緩い場合に、希HFによるウェットエッチングでもよ
い。
【0028】以下、図9に示すように、コンタクトホー
ル12aの形成に用いたマスクを除去したのち、信号線
13となる第2の導電層として、例えばAl、Al−N
d、Al−Si−Cu等の金属およびMo+Al+Mo
の積層構造をスパッタ法等により堆積し、続いて、フォ
トリソグラフィーにより、所定の形状にパターニングす
る。
ル12aの形成に用いたマスクを除去したのち、信号線
13となる第2の導電層として、例えばAl、Al−N
d、Al−Si−Cu等の金属およびMo+Al+Mo
の積層構造をスパッタ法等により堆積し、続いて、フォ
トリソグラフィーにより、所定の形状にパターニングす
る。
【0029】続いて、図10に示す工程において、全面
に保護膜として、シリコン窒化膜14を成膜し、N型薄
膜トランジスタの信号線の上部に位置する領域に、コン
タクトホール15aを形成し、最後に、コンタクトホー
ル15aと画素電極15となる透明導電膜を成膜し、パ
ターニングして、アクティブマトリックス型液晶表示装
置用の薄膜トランジスタが提供される。
に保護膜として、シリコン窒化膜14を成膜し、N型薄
膜トランジスタの信号線の上部に位置する領域に、コン
タクトホール15aを形成し、最後に、コンタクトホー
ル15aと画素電極15となる透明導電膜を成膜し、パ
ターニングして、アクティブマトリックス型液晶表示装
置用の薄膜トランジスタが提供される。
【0030】
【発明の効果】このようにして形成した薄膜トランジス
タは、ゲート電圧が0Vのときのリーク電流を、従来の
薄膜トランジスタに比較して2〜3桁程度低減できる。
これにより、ドレイン端における電界の集中が緩和さ
れ、ゲート酸化膜中への電荷注入が減少され、薄膜トラ
ンジスタの信頼性が向上される。
タは、ゲート電圧が0Vのときのリーク電流を、従来の
薄膜トランジスタに比較して2〜3桁程度低減できる。
これにより、ドレイン端における電界の集中が緩和さ
れ、ゲート酸化膜中への電荷注入が減少され、薄膜トラ
ンジスタの信頼性が向上される。
【0031】また、一つのマスクを2工程に用いること
でマスク数を削減できスループットが向上される。さら
に、LDDを形成するために利用するマスクは、位置合
わせを必要とせず、しかも、等方性エッチングにより、
幅が制御されることから、基板毎にLDDの幅が変動す
ることが防止できる。
でマスク数を削減できスループットが向上される。さら
に、LDDを形成するために利用するマスクは、位置合
わせを必要とせず、しかも、等方性エッチングにより、
幅が制御されることから、基板毎にLDDの幅が変動す
ることが防止できる。
【図1】この発明の薄膜トランジスタの製造工程を、工
程の順を追って説明するための第1の工程を示す概略
図。
程の順を追って説明するための第1の工程を示す概略
図。
【図2】図1に示した薄膜トランジスタの製造工程に引
き続く工程を説明するための概略図。
き続く工程を説明するための概略図。
【図3】図2に示した薄膜トランジスタの製造工程にさ
らに引き続く工程を説明するための概略図。
らに引き続く工程を説明するための概略図。
【図4】図3に示した薄膜トランジスタの製造工程にさ
らに引き続く工程を説明するための概略図。
らに引き続く工程を説明するための概略図。
【図5】図4に示した薄膜トランジスタの製造工程にさ
らに引き続く工程を説明するための概略図。
らに引き続く工程を説明するための概略図。
【図6】図5に示した薄膜トランジスタの製造工程にさ
らに引き続く工程を説明するための概略図。
らに引き続く工程を説明するための概略図。
【図7】図6に示した薄膜トランジスタの製造工程にさ
らに引き続く工程を説明するための概略図。
らに引き続く工程を説明するための概略図。
【図8】図7に示した薄膜トランジスタの製造工程にさ
らに引き続く工程を説明するための概略図。
らに引き続く工程を説明するための概略図。
【図9】図8に示した薄膜トランジスタの製造工程にさ
らに引き続く工程を説明するための概略図。
らに引き続く工程を説明するための概略図。
【図10】図9に示した薄膜トランジスタの製造工程に
さらに引き続く工程を説明するための概略図。
さらに引き続く工程を説明するための概略図。
1 ・・・ガラス基板(絶縁基板)、 3 ・・・アモルファスシリコン層、 4 ・・・多結晶(ポリ)シリコン層、 5 ・・・第1の絶縁膜、 6 ・・・第1の導電層、 7 ・・・レジストマスク、 7A・・・レジストマスク、 8 ・・・p+ ポリシリコン領域、 9 ・・・オフセット領域、 10 ・・・n+ ポリシリコン領域、 11 ・・・n- ポリシリコン領域 12 ・・・第2の絶縁膜、 13 ・・・第2の導電層。
Claims (13)
- 【請求項1】半導体層上に絶縁膜と導電膜とを形成する
工程と、 前記導電膜上の第1のパターンにレジストマスクを形成
する工程と、 前記導電膜を第1のパターンにパターンニングする工程
と、 前記第1のパターンのレジストマスクの外周部を除去す
ることで第2のパターンのレジストマスクを作る工程
と、 前記第1のパターンの導電膜をマスクとして前記半導体
層に不純物を注入する第1の注入工程と、 前記導電膜を前記第2のパターンをマスクとして第2の
パターンにパターニングする工程と、 前記第2のパターンのレジストマスクを除去する工程
と、 前記第2のパターンのレジストマスクを除去したのち、
前記第2のパターンの導電膜をマスクとして前記半導体
層に第2の不純物を注入する第2の注入工程とからなる
薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項2】前記第2のパターンのレジストマスクを作
る工程は、等方性エッチング工程を含むことを特徴とす
る請求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項3】前記等方性エッチングは、プラズマ雰囲気
中において酸素ガスを主成分とするエッチングガスを用
いることを特徴とする請求項2記載の薄膜トランジスタ
の製造方法。 - 【請求項4】前記エッチングガスは、フッ素ガスまたは
塩素ガスの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求
項3記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項5】前記第1の不純物と第2の不純物は、実質
的に同一の導電型を有し、前記第1の不純物の濃度は、
前記第2の不純物の濃度よりも高いことを特徴とする請
求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項6】前記第1の注入工程は、前記第1のパター
ンのレジストマスクの外周部分を除去した後に、実行さ
れることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ
の製造方法。 - 【請求項7】前記導電膜は、柱状の結晶構造を有する高
融点金属であることを特徴とする請求項1記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。 - 【請求項8】前記半導体層は、絶縁基板上に形成されて
いることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ
の製造方法。 - 【請求項9】前記半導体層は、多結晶シリコンであるこ
とを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタの製造
方法。 - 【請求項10】第1の半導体領域と第2の半導体領域と
を有する半導体層上に絶縁膜と導電膜とを形成する工程
と、 前記半導体領域上の第1のパターンを有する前記第1の
半導体領域を覆うようにレジストマスクを形成する工程
と、 前記導体膜を第1のパターンにパターンニングする工程
と、 前記第1のパターンにパターンニングされた前記導体膜
をマスクとしてP型の不純物を前記第2の半導体領域に
注入する第1の注入工程と、 前記第1のパターンのレジストマスクを除去する工程
と、 前記第1の半導体領域を覆う第2のパターンを有する第
2の半導体領域をマスクするレジストマスクを形成する
工程と、 前記導体膜を前記第2のパターンにパターンニングする
工程と、 前記第2のパターンを有するレジストマスクの外周部を
除去することで第3のパターンのレジストマスクを作る
工程と、 前記第2のパターンの前記導体膜をマスクとして前記第
1の半導体領域にN型の不純物を注入する第2の注入工
程と、 前記導体膜を第3のパターンにパターンニングする工程
と、 前記第1の半導体領域から前記第3のレジストマスクを
除去する工程と、 前記第3のパターンの前記導体膜をマスクとして前記第
1の半導体領域にN型の不純物を注入する第3の注入工
程とからなる薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項11】前記第3の注入工程で注入される不純物
の濃度は、前記第2の注入工程で注入される不純物の濃
度よりも高いことを特徴とする請求項10記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。 - 【請求項12】前記半導体層は、絶縁基板上に形成され
ていることを特徴とする請求項11記載の薄膜トランジ
スタの製造方法。 - 【請求項13】前記半導体層は、多結晶シリコンである
ことを特徴とする請求項10記載の薄膜トランジスタの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26288098A JPH11163366A (ja) | 1997-09-25 | 1998-09-17 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26031597 | 1997-09-25 | ||
| JP9-260315 | 1997-09-25 | ||
| JP26288098A JPH11163366A (ja) | 1997-09-25 | 1998-09-17 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11163366A true JPH11163366A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=26544554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26288098A Abandoned JPH11163366A (ja) | 1997-09-25 | 1998-09-17 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11163366A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001020685A1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin-film transistor and method for producing the same |
| US6512270B2 (en) | 2001-03-09 | 2003-01-28 | Hitachi, Ltd. | Thin film transistor substrate and process for producing the same |
| JP2004039996A (ja) * | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Fujitsu Display Technologies Corp | 薄膜トランジスタ装置及びその製造方法、並びにそれを備えた薄膜トランジスタ基板及び表示装置 |
| US6864134B1 (en) | 2002-05-10 | 2005-03-08 | Hitachi, Ltd. | Manufacturing method of thin film transistor substrate |
| JP2006092817A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Ind Technol Res Inst | 上方向発光型の有機発光ダイオード画素製造方法及び構造 |
| JP2007258453A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 薄膜トランジスタ、及びその製造方法 |
| JP2008098661A (ja) * | 2007-12-04 | 2008-04-24 | Sharp Corp | 薄膜トランジスタ装置の製造方法 |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP26288098A patent/JPH11163366A/ja not_active Abandoned
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001020685A1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin-film transistor and method for producing the same |
| US6512270B2 (en) | 2001-03-09 | 2003-01-28 | Hitachi, Ltd. | Thin film transistor substrate and process for producing the same |
| US6864134B1 (en) | 2002-05-10 | 2005-03-08 | Hitachi, Ltd. | Manufacturing method of thin film transistor substrate |
| US7323716B2 (en) | 2002-05-10 | 2008-01-29 | Hitachi, Ltd. | Manufacturing method of thin film transistor substrate |
| JP2004039996A (ja) * | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Fujitsu Display Technologies Corp | 薄膜トランジスタ装置及びその製造方法、並びにそれを備えた薄膜トランジスタ基板及び表示装置 |
| US7317209B2 (en) | 2002-07-05 | 2008-01-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film transistor device and method of manufacturing the same, thin film transistor substrate and display having the same |
| JP2006092817A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Ind Technol Res Inst | 上方向発光型の有機発光ダイオード画素製造方法及び構造 |
| JP2007258453A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 薄膜トランジスタ、及びその製造方法 |
| JP2008098661A (ja) * | 2007-12-04 | 2008-04-24 | Sharp Corp | 薄膜トランジスタ装置の製造方法 |
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