JP3170764B2 - Selective growth method of silicon-based thin film, method of manufacturing top gate type and bottom gate type thin film transistor - Google Patents
Selective growth method of silicon-based thin film, method of manufacturing top gate type and bottom gate type thin film transistorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン系薄膜の選択
成長方法に関し、特に表面にシリコン系物質と酸化物系
透明導電体が露出した基板の、シリコン系物質上にのみ
シリコン系薄膜を堆積させることが可能なシリコン系薄
膜の選択成長方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for selectively growing a silicon-based thin film and, more particularly, to depositing a silicon-based thin film only on a silicon-based material on a substrate having a silicon-based material and an oxide-based transparent conductor exposed on the surface. The present invention relates to a method for selectively growing a silicon-based thin film that can be made.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、基板表面に2種類以上の物質を選
択的に露出し、特定の物質上にのみ所望の物質を堆積さ
せることのできる気相選択成長法が提案されている。一
般には、熱気相成長法(以下、熱CVD法という。)を
用い、約600℃程度の比較的高温なプロセス条件下で
行われる。2. Description of the Related Art In recent years, a vapor phase selective growth method capable of selectively exposing two or more types of substances to a substrate surface and depositing a desired substance only on a specific substance has been proposed. Generally, it is performed under a relatively high temperature process condition of about 600 ° C. by using a thermal vapor deposition method (hereinafter, referred to as a thermal CVD method).
【0003】例えば、酸化シリコン等の絶縁膜を選択的
に形成したシリコン基板において、シリコンが露出した
部分のみにシリコン膜を堆積させる方法や、酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜が所望のパターンに形成された基
板上の窒化シリコン膜上にのみシリコン膜を堆積させる
方法等が知られている。For example, on a silicon substrate on which an insulating film such as silicon oxide is selectively formed, a method of depositing a silicon film only on a portion where silicon is exposed, or a method of forming a silicon oxide film and a silicon nitride film in a desired pattern. There is known a method of depositing a silicon film only on a silicon nitride film formed on a substrate.
【0004】また、G.N.Persons 等は、Appl.Phys.Let
t.59,2546(1991)に、プラズマCVDを用いた比較的低
温(約300℃)のプロセス条件下で、酸化シリコン膜
もしくはガラス基板上に形成されたモリブデン等の金属
上にのみ、シリコン薄膜を選択成長させる方法について
示している。[0004] GNPersons et al., Appl. Phys.
At t.59, 2546 (1991), under a relatively low temperature (about 300 ° C.) process condition using plasma CVD, a silicon thin film was formed only on a metal such as a silicon oxide film or molybdenum formed on a glass substrate. Shows a method for selectively growing.
【0005】これは、酸化シリコン等の絶縁物に比べて
導電性の高い金属上の方がシリコンが成長しやすく、成
長に必要な核が形成される時間が短いことを利用したも
のである。具体的には、シリコン核の成長と、水素プラ
ズマによる絶縁膜上のシリコン核の除去を繰り返すこと
により、金属上にのみシリコン膜を成長させることがで
きる。This is based on the fact that silicon is more likely to grow on a metal having higher conductivity than an insulator such as silicon oxide, and the time required for forming nuclei required for growth is shorter. Specifically, by repeating the growth of silicon nuclei and the removal of silicon nuclei on the insulating film by hydrogen plasma, a silicon film can be grown only on metal.
【0006】G.N.Persons 等は、この方法によるその他
の物質間での選択成長の可能性を示唆しているものの、
その具体的な条件等は示していない。一方、半導体素子
においては、その形成過程においてパターニングされた
絶縁膜や導電膜が幾重にも重なるために大きな段差が生
じ、その段差部での薄膜の分断や不均質性等が問題にな
っている。Although GNPersons et al. Suggest the possibility of selective growth among other substances by this method,
The specific conditions are not shown. On the other hand, in a semiconductor element, a large step is generated because the patterned insulating film or conductive film overlaps many times in the formation process, and there is a problem such as division or inhomogeneity of the thin film at the step. .
【0007】図10は、従来の液晶ディスプレイの駆動
用アクティブ素子として用いられる薄膜トランジスタ
(TFT)の一例を示す。ガラス基板51上にSiN膜
52が形成されている。SiN膜52上の所定の位置に
は、所定の間隔でソース及びドレイン電極としてインジ
ウム錫酸化膜(ITO膜)53が形成されている。IT
O膜53上面には、オーミックコンタクトをとるための
n+ 型水素添加アモルファスシリコン層(n+ a−S
i:H)54が形成されている。FIG. 10 shows an example of a thin film transistor (TFT) used as a conventional active element for driving a liquid crystal display. An SiN film 52 is formed on a glass substrate 51. At predetermined positions on the SiN film 52, indium tin oxide films (ITO films) 53 are formed as source and drain electrodes at predetermined intervals. IT
On the upper surface of the O film 53, an n + -type hydrogenated amorphous silicon layer (n + a-S
i: H) 54 is formed.
【0008】ITOソース電極上から、ソース及びドレ
イン電極間のSiN膜52表面を覆って、ITOドレイ
ン電極上まで、動作半導体層となる水素添加アモルファ
スシリコン(a−Si:H)層55が形成されている。
ソース、ドレイン電極53、a−Si:H層55、及び
その周囲のSiN膜52を覆うようにSiN膜56が形
成されている。A hydrogen-added amorphous silicon (a-Si: H) layer 55 serving as an operating semiconductor layer is formed from above the ITO source electrode to above the ITO drain electrode, covering the surface of the SiN film 52 between the source and drain electrodes. ing.
An SiN film 56 is formed so as to cover the source and drain electrodes 53, the a-Si: H layer 55, and the surrounding SiN film 52.
【0009】ソース電極とドレイン電極間のチャネル領
域上のSiN膜56表面には、アルミニウム等のゲート
電極57が形成されている。図10(A)に示す構成で
は、a−Si:H層55がガラス基板51側から照射さ
れるバックライトの光を吸収する。このため、TFTの
オフ電流が増加する。オフ電流の増加を抑制するために
は、a−Si:H層55の膜厚を薄くすればよい。A gate electrode 57 of aluminum or the like is formed on the surface of the SiN film 56 on the channel region between the source electrode and the drain electrode. In the structure illustrated in FIG. 10A, the a-Si: H layer 55 absorbs backlight light emitted from the glass substrate 51 side. Thus, the off-state current of the TFT increases. In order to suppress an increase in off-state current, the thickness of the a-Si: H layer 55 may be reduced.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】図10(B)は、a−
Si:H層55の膜厚を薄くした場合の例を示す。a−
Si:H層55の膜厚を薄くすると、ITO膜53とS
iN膜52との段差部分でa−Si:H層の分断58が
生じる。このためソース及びドレイン電極間の導通が確
保されず、素子の不良の原因となる。FIG. 10B is a diagram showing a-
An example in which the thickness of the Si: H layer 55 is reduced is shown. a-
When the thickness of the Si: H layer 55 is reduced, the ITO film 53 and S
The a-Si: H layer is divided 58 at a step portion from the iN film 52. For this reason, conduction between the source and drain electrodes is not ensured, which causes a device failure.
【0011】この問題を解決するためには、ソース、ド
レイン電極間の段差を絶縁膜で埋めて表面を平坦化する
方法が有効である。しかし、基板表面全面に薄膜を堆積
した後、フォトリソグラフィを用いて凸部のみをエッチ
ングし表面を平坦化する方法では、制御性よく表面を平
坦化することが困難であり、工程数が増加するという問
題もある。In order to solve this problem, it is effective to fill a step between the source and drain electrodes with an insulating film to flatten the surface. However, in the method of flattening the surface by depositing a thin film over the entire surface of the substrate and then etching only the projections using photolithography, it is difficult to planarize the surface with good controllability, and the number of steps increases. There is also a problem.
【0012】工程数を増加させることなく、段差部分に
絶縁膜を埋め込むためには、選択成長法を用いればよ
い。しかし、熱CVD法による選択成長法では、一般に
600℃程度の高温プロセスが必要となる。そのため、
ITO等の酸化物、アルミニウム等の低融点金属、また
はソーダガラス等の軟化点の低い基板を用いている場合
には使用できない。In order to embed an insulating film in a step without increasing the number of steps, a selective growth method may be used. However, the selective growth method by the thermal CVD method generally requires a high-temperature process of about 600 ° C. for that reason,
It cannot be used when an oxide such as ITO, a low melting point metal such as aluminum, or a substrate having a low softening point such as soda glass is used.
【0013】また、プラズマCVD法を用いた選択成長
法でも、250〜300℃程度の成膜プロセスを必要と
する。さらに、これらの技術で選択成長させることがで
きるのは、導電性の高いアモルファスや結晶シリコン膜
であり、絶縁膜を選択成長させることはできない。Further, even in the selective growth method using the plasma CVD method, a film forming process at about 250 to 300 ° C. is required. In addition, it is possible to selectively grow an amorphous or crystalline silicon film having high conductivity by these techniques, and it is not possible to selectively grow an insulating film.
【0014】本発明の目的は、比較的低温でシリコン系
薄膜を選択成長させることができる選択成長方法を提供
することである。本発明の他の目的は、シリコン系絶縁
膜を選択成長させることができる選択成長方法を提供す
ることである。An object of the present invention is to provide a selective growth method capable of selectively growing a silicon-based thin film at a relatively low temperature. Another object of the present invention is to provide a selective growth method capable of selectively growing a silicon-based insulating film.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明のシリコン系薄膜
選択成長方法は、シリコンを含む半導体または絶縁体表
面、及び酸化物系透明導電体表面を有する下地基板を、
基板温度200℃以下で、シラン系ガスを含むプラズマ
中にさらし、表面にシリコン成長核を形成する成長核形
成工程と、前記絶縁性基板を、基板温度200℃以下で
水素または不活性ガスのプラズマ中にさらし、前記半導
体または絶縁体表面に形成された前記シリコン成長核は
少なくとも一部残し、前記酸化物系透明導電体表面に形
成された前記シリコン成長核を全て取り除く成長核除去
工程と、前記成長核形成工程と、前記成長核除去工程と
を所定回数交互に繰り返し、前記シリコンを含む半導体
または絶縁体表面にのみシリコン系薄膜を形成するシリ
コン系薄膜形成工程とを含む。According to the method for selectively growing a silicon-based thin film of the present invention, an undersubstrate having a surface of a semiconductor or insulator containing silicon and a surface of an oxide-based transparent conductor is provided.
A growth nucleus forming step of exposing the substrate to a plasma containing a silane-based gas at a substrate temperature of 200 ° C. or less to form a silicon growth nucleus on the surface; and subjecting the insulating substrate to a plasma of hydrogen or an inert gas at a substrate temperature of 200 ° C. or less. A growth nucleus removing step of exposing the silicon growth nuclei formed on the semiconductor or insulator surface, leaving at least a part of the silicon growth nuclei formed on the oxide-based transparent conductor surface, A growth nucleus forming step and a growth nucleus removing step are alternately repeated a predetermined number of times to form a silicon-based thin film forming step only on the surface of the semiconductor or insulator containing silicon.
【0016】前記シリコン系薄膜形成工程が、前記成長
核除去工程の後、前記基板を、酸素、窒素、炭素及びゲ
ルマニウムのうち少なくとも1種類以上の元素を含むプ
ラズマ中にさらし、前記シリコン成長核と、酸素、窒
素、炭素及びゲルマニウムのうち少なくとも1種類以上
の元素とを反応させ、酸化シリコン、窒化シリコン、炭
化シリコン及びシリコンゲルマニウムのうち少なくとも
1種類以上のシリコン化合物を形成する反応工程を含ん
でもよい。In the silicon-based thin film forming step, after the growth nucleus removing step, the substrate is exposed to a plasma containing at least one element of oxygen, nitrogen, carbon, and germanium, and the silicon growth nucleus is removed. A reaction step of reacting at least one element of oxygen, nitrogen, carbon and germanium to form at least one silicon compound of silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide and silicon germanium. .
【0017】前記下地基板は、シリコンを含む絶縁体表
面上に酸化物系透明導電膜をパターニングして形成した
ものであり、前記シリコン系薄膜形成工程は、前記シリ
コン系薄膜の上面が前記酸化物系透明導電膜の上面とほ
ぼ同一平面になるまで前記シリコン系薄膜を形成するこ
ととしてもよい。The undersubstrate is formed by patterning an oxide-based transparent conductive film on the surface of an insulator containing silicon. In the step of forming a silicon-based thin film, the upper surface of the silicon-based thin film is formed of the oxide-based thin film. The silicon-based thin film may be formed until it is substantially flush with the upper surface of the transparent conductive film.
【0018】本発明のトップゲート型薄膜トランジスタ
の製造方法は、シリコン系絶縁体表面を有する絶縁性基
板上に所定の間隔をもって形成されたソース電極及びド
レイン電極と、該ソース電極及び該ドレイン電極上に跨
がって連続的に形成された動作半導体層と、該動作半導
体層上にゲート絶縁膜及びゲート電極がこの順番に形成
されたトップゲート型薄膜トランジスタの製造方法にお
いて、前記絶縁性基板上に所定の間隔をもって、上面に
酸化物系透明導電体表面を有するソース電極及びドレイ
ン電極を形成する工程と、前記基板を、基板温度200
℃以下で、シランまたはジシランを含むプラズマ中にさ
らし、表面にシリコン成長核を形成する成長核形成工程
と、前記基板を、基板温度200℃以下で水素または不
活性ガスのプラズマ中にさらし、前記ソース電極及びド
レイン電極の酸化物系透明導電体表面に形成された前記
シリコン成長核を全て取り除くとともに、前記絶縁性基
板上で前記ソース電極及びドレイン電極の形成されてい
ない領域上には、前記シリコン成長核の少なくとも一部
を残す成長核除去工程と、前記基板を、酸素、窒素、炭
素及びゲルマニウムのうち少なくとも1種類以上の元素
を含むプラズマ中にさらし、前記シリコン成長核と、酸
素、窒素、炭素及びゲルマニウムのうち少なくとも1種
類以上の元素とを反応させ、酸化シリコン、窒化シリコ
ン、炭化シリコン及びシリコンゲルマニウムのうち少な
くとも1種類以上のシリコン化合物を形成する反応工程
と、前記成長核形成工程と、前記成長核除去工程と、前
記反応工程とを所定回数この順番に繰り返してシリコン
化合物薄膜を形成し、該シリコン化合物薄膜の上面が前
記ソース電極及びドレイン電極の上面とほぼ同一平面に
なるまで前記シリコン系絶縁体表面にシリコン化合物薄
膜を形成する工程とを含む。According to the method of manufacturing a top gate type thin film transistor of the present invention, a source electrode and a drain electrode are formed at predetermined intervals on an insulating substrate having a silicon-based insulator surface, and the source electrode and the drain electrode are formed on the source electrode and the drain electrode. In a method for manufacturing a top gate type thin film transistor in which an operating semiconductor layer continuously formed over a straddle and a gate insulating film and a gate electrode formed on the operating semiconductor layer in this order, a predetermined Forming a source electrode and a drain electrode each having an oxide-based transparent conductor surface on the upper surface thereof at an interval of;
Exposing the substrate to a plasma containing silane or disilane at a temperature of not more than 200 ° C. to form silicon growth nuclei on the surface, and exposing the substrate to a plasma of hydrogen or an inert gas at a substrate temperature of 200 ° C. or less; While removing all the silicon growth nuclei formed on the surface of the oxide-based transparent conductor of the source electrode and the drain electrode, on the region where the source electrode and the drain electrode are not formed on the insulating substrate, the silicon A growth nucleus removing step of leaving at least a part of the growth nucleus; and exposing the substrate to a plasma containing at least one element of oxygen, nitrogen, carbon, and germanium, wherein the silicon growth nucleus, oxygen, nitrogen, Reacting with at least one element of carbon and germanium to form silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide Forming a silicon compound thin film by repeating a reaction step of forming at least one silicon compound of silicon and silicon germanium, the growth nucleus forming step, the growth nucleus removing step, and the reaction step a predetermined number of times in this order. Forming a silicon compound thin film on the silicon-based insulator surface until the upper surface of the silicon compound thin film is substantially flush with the upper surfaces of the source electrode and the drain electrode.
【0019】本発明のボトムゲート型薄膜トランジスタ
の製造方法は、シリコン系絶縁体表面を有する絶縁性基
板上にパターニングして形成されたゲート電極と、該ゲ
ート電極上にゲート絶縁膜及び動作半導体層がこの順番
で形成され、該動作半導体層上に該ゲート電極を挟むよ
うに形成されたソース電極及びドレイン電極を含むボト
ムゲート型薄膜トランジスタの製造方法において、前記
絶縁性基板上に、上面に酸化物系透明導電体表面を有す
るゲート電極をパターニングして形成する工程と、前記
基板を、基板温度200℃以下で、シランまたはジシラ
ンを含むプラズマ中にさらし、表面にシリコン成長核を
形成する成長核形成工程と、前記基板を、基板温度20
0℃以下で水素または不活性ガスのプラズマ中にさら
し、前記ゲート電極の酸化物系透明導電体表面に形成さ
れた前記シリコン成長核を全て取り除くとともに、前記
絶縁性基板上で前記ゲート電極の形成されていない領域
上には、前記シリコン成長核の少なくとも一部を残す成
長核除去工程と、前記基板を、酸素または窒素を含むプ
ラズマ中にさらし、前記シリコン成長核と、酸素または
窒素とを反応させ、酸化シリコンまたは窒化シリコンを
形成する反応工程と、前記成長核形成工程と、前記成長
核除去工程と、前記反応工程とを所定回数この順番に繰
り返して酸化シリコン膜または窒化シリコン膜を形成
し、該酸化シリコン膜または該窒化シリコン膜の上面が
前記ゲート電極の上面とほぼ同一平面になるまで前記シ
リコン系絶縁体表面に酸化シリコン膜または窒化シリコ
ン膜を形成する工程とを含む。According to the method of manufacturing a bottom gate type thin film transistor of the present invention, a gate electrode formed by patterning on an insulating substrate having a silicon-based insulator surface, and a gate insulating film and an active semiconductor layer are formed on the gate electrode. In a method for manufacturing a bottom-gate thin film transistor including a source electrode and a drain electrode formed in this order and formed on the operating semiconductor layer so as to sandwich the gate electrode, an oxide-based thin film may be formed on the insulating substrate. A step of patterning and forming a gate electrode having a transparent conductor surface, and a step of exposing the substrate to a plasma containing silane or disilane at a substrate temperature of 200 ° C. or lower to form silicon growth nuclei on the surface And the substrate is heated to a substrate temperature of 20.
Exposure to a plasma of hydrogen or an inert gas at 0 ° C. or lower to remove all the silicon growth nuclei formed on the surface of the oxide-based transparent conductor of the gate electrode, and to form the gate electrode on the insulating substrate. A growth nucleus removing step of leaving at least a portion of the silicon growth nuclei on the region not subjected to the exposure, exposing the substrate to a plasma containing oxygen or nitrogen, and reacting the silicon growth nucleus with oxygen or nitrogen. Forming a silicon oxide film or a silicon nitride film by repeating a reaction step of forming silicon oxide or silicon nitride, the growth nucleus forming step, the growth nucleus removing step, and the reaction step a predetermined number of times in this order. , On the surface of the silicon-based insulator until the upper surface of the silicon oxide film or the silicon nitride film is substantially flush with the upper surface of the gate electrode. And forming a silicon film or a silicon nitride film.
【0020】[0020]
【作用】シリコンを含む半導体または絶縁体表面、及び
酸化物系透明導電体表面を有する下地基板を、基板温度
200℃以下で、シラン、ジシラン等のシラン系ガスを
含むプラズマ中にさらすことにより、シリコン成長核
を、酸化物系透明導電体表面にほとんど形成せずシリコ
ンを含む半導体または絶縁体表面に多く形成することが
できる。By exposing a base substrate having a semiconductor or insulator surface containing silicon and an oxide-based transparent conductor surface to a plasma containing a silane-based gas such as silane or disilane at a substrate temperature of 200 ° C. or lower, Many silicon growth nuclei can be formed on the surface of a semiconductor or insulator containing silicon without being formed on the surface of the oxide-based transparent conductor.
【0021】このようにシリコン成長核を形成した基板
を水素または不活性ガスのプラズマ中にさらすことによ
り、シリコンを含む半導体または絶縁体表面に形成され
たシリコン成長核を残したまま、酸化物系透明導電体表
面に形成されたシリコン成長核を全て除去することがで
きる。By exposing the substrate on which the silicon growth nuclei have been formed to plasma of hydrogen or an inert gas, the oxide-based nuclei formed on the surface of the semiconductor containing silicon or the insulator are left. All silicon growth nuclei formed on the surface of the transparent conductor can be removed.
【0022】この工程を繰り返せば、シリコンを含む半
導体または絶縁体表面にのみシリコン薄膜を選択的に成
長させることが可能になる。また、酸化物系透明導電体
表面に形成されたシリコン成長核を全て除去後、前記下
地基板を、酸素、窒素、炭素及びゲルマニウムのうち少
なくとも1種類以上の元素を含むプラズマ中にさらし、
前記シリコン成長核と、酸素、窒素、炭素及びゲルマニ
ウムのうち少なくとも1種類以上の元素とを反応させ、
酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン及びシリコ
ンゲルマニウムのうち少なくとも1種類以上のシリコン
化合物を形成することにより、シリコンを含む半導体ま
たは絶縁体表面にのみシリコン化合物を選択的に形成す
ることができる。By repeating this step, a silicon thin film can be selectively grown only on the surface of a semiconductor or insulator containing silicon. After removing all silicon growth nuclei formed on the surface of the oxide-based transparent conductor, the underlying substrate is exposed to a plasma containing at least one element of oxygen, nitrogen, carbon and germanium,
Reacting the silicon growth nucleus with at least one element of oxygen, nitrogen, carbon and germanium;
By forming at least one kind of silicon compound among silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, and silicon germanium, the silicon compound can be selectively formed only on the surface of a semiconductor or insulator containing silicon.
【0023】このようにして、シリコンを含む半導体ま
たは絶縁体表面にのみシリコン系薄膜を選択的に成長さ
せることが可能になる。この方法により、シリコン系薄
膜で絶縁性基板表面の段差を埋めて表面を平坦化するこ
とができる。In this manner, a silicon-based thin film can be selectively grown only on the surface of a semiconductor or insulator containing silicon. According to this method, the surface of the insulating substrate can be planarized by filling the steps on the surface of the insulating substrate with a silicon-based thin film.
【0024】トップゲート型薄膜トランジスタの製造工
程において、下部に形成されたソース電極及びドレイン
電極間の窪みをシリコン系薄膜で埋めて表面を平坦化
し、その上に動作半導体層等を形成することにより、段
差による分断を防止し、均質な動作半導体層を得ること
が可能になる。ゲート電極を下部に形成するボトムゲー
ト型薄膜トランジスタにおいてもゲート電極を埋め込む
ことにより同様の効果を奏する。In the manufacturing process of the top gate type thin film transistor, the recess between the source electrode and the drain electrode formed below is filled with a silicon-based thin film to planarize the surface, and an operating semiconductor layer and the like are formed thereon. It is possible to prevent separation due to a step and obtain a uniform operating semiconductor layer. The same effect can be obtained by embedding the gate electrode in a bottom-gate thin film transistor in which the gate electrode is formed below.
【0025】[0025]
【実施例】図1を参照して、本発明の第1の実施例につ
いて説明する。図1(A)は、プラズマCVD法による
シリコン層堆積工程を示す。石英等の絶縁性基板1上に
SiN膜2が形成され、SiN膜2上に部分的にITO
膜3が形成された下地基板を準備する。なお、シリコン
窒化物は、Si3 N4 が化学論的組成であるが、成膜条
件により組成が変化するのでSiNと表記する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows a silicon layer deposition step by a plasma CVD method. An SiN film 2 is formed on an insulating substrate 1 such as quartz, and ITO is partially formed on the SiN film 2.
A base substrate on which the film 3 is formed is prepared. Although silicon nitride has a stoichiometric composition of Si 3 N 4, the composition is changed depending on the film forming conditions, and thus is described as SiN.
【0026】SiN膜2及びITO膜3表面に、平行平
板型プラズマCVD装置を用いてシリコンが成長するた
めに必要な成長核4を形成する。成長核の作製は、シラ
ン(SiH4 )の流量25sccm、水素の流量550
sccm、圧力0.6Torr、RF電力200Wの条
件でシランのプラズマ5を発生させて行った。A growth nucleus 4 necessary for growing silicon is formed on the surfaces of the SiN film 2 and the ITO film 3 by using a parallel plate type plasma CVD apparatus. The growth nuclei are formed by a flow rate of silane (SiH 4 ) of 25 sccm and a flow rate of hydrogen of 550.
The silane plasma 5 was generated under the conditions of sccm, a pressure of 0.6 Torr, and an RF power of 200 W.
【0027】この条件下では、SiN膜2表面で成長核
4が形成される速さは、ITO膜3表面で形成される速
さよりも速い。この工程を、ITO膜3表面に成長核4
が形成され始めるまで行う。上記条件下では、約5〜1
0秒程度である。Under these conditions, the speed at which the growth nuclei 4 are formed on the surface of the SiN film 2 is faster than the speed at which the growth nuclei 4 are formed on the surface of the ITO film 3. This step is performed by forming a growth nucleus 4 on the surface of the ITO film 3.
Until it starts to form. Under the above conditions, about 5-1
It is about 0 seconds.
【0028】図1(B)は、水素プラズマ6による成長
核のエッチング工程を示す。エッチング条件は、水素流
量550sccm、圧力0.6Torr、RF電力30
0Wである。FIG. 1B shows a step of etching the growth nucleus by the hydrogen plasma 6. The etching conditions were a hydrogen flow rate of 550 sccm, a pressure of 0.6 Torr, and an RF power of 30.
0W.
【0029】この工程を、ITO膜3表面に形成された
成長核4が完全に取り除かれるまで行う。上記条件下で
は約50〜100秒程度である。このとき、SiN膜2
表面に形成された成長核4の一部も同時に取り除かれる
が、ITO膜3表面に比べてより多くの成長核が形成さ
れているため、ITO膜3表面の全成長核除去後もSi
N膜2表面には成長核4が残っている。This process is performed until the growth nuclei 4 formed on the surface of the ITO film 3 are completely removed. Under the above conditions, it is about 50 to 100 seconds. At this time, the SiN film 2
Although a part of the growth nuclei 4 formed on the surface is also removed at the same time, since more growth nuclei are formed than on the surface of the ITO film 3, even after removing all the growth nuclei on the surface of the ITO film 3, the Si is removed.
Growth nuclei 4 remain on the surface of the N film 2.
【0030】図2は、上記のシリコン層堆積工程とエッ
チング工程を交互に100回繰り返したときの基板温度
に対する堆積されたシリコン層の膜厚の変化を示す。横
軸は基板温度、縦軸は堆積されたシリコン層の膜厚を示
す。●は、ITO膜3表面、■は、SiN膜2表面のシ
リコン層の膜厚を表す。FIG. 2 shows the change in the thickness of the deposited silicon layer with respect to the substrate temperature when the above-mentioned silicon layer deposition step and etching step are alternately repeated 100 times. The horizontal axis indicates the substrate temperature, and the vertical axis indicates the thickness of the deposited silicon layer. Represents the thickness of the silicon layer on the surface of the SiN film 2;
【0031】SiN膜表面では、基板温度を100℃か
ら400℃に上昇するに従って、膜厚は約620Åから
約570Å程度に若干減少する。ITO膜上では、基板
温度が200℃以下ではシリコン層はほとんど形成され
ず、200℃以上になると急激に膜厚が増加し、基板温
度が約380℃でシリコン層の膜厚が約260Åとな
る。On the surface of the SiN film, as the substrate temperature increases from 100 ° C. to 400 ° C., the film thickness slightly decreases from about 620 ° to about 570 °. On the ITO film, a silicon layer is scarcely formed at a substrate temperature of 200 ° C. or lower, and rapidly increases at a temperature of 200 ° C. or higher, and the silicon layer thickness becomes about 260 ° at a substrate temperature of about 380 ° C. .
【0032】従って、基板温度が200℃以下であれ
ば、SiN膜2上にのみ選択的にシリコン層が形成され
る。しかし、基板温度が200℃以上ではITO膜3表
面にもシリコン層が成長し選択性が失われる。Therefore, if the substrate temperature is 200 ° C. or lower, a silicon layer is selectively formed only on the SiN film 2. However, when the substrate temperature is 200 ° C. or higher, a silicon layer grows on the surface of the ITO film 3 and the selectivity is lost.
【0033】これは、基板温度が200℃以上では、I
TO膜が水素プラズマによって還元され、金属インジウ
ムが表面に現れるためと考えられる。シリコンは、一般
的に金属上には成長しやすいため、表面が金属インジウ
ムになったITO膜表面にはシリコン層が形成されるた
めである。This is because when the substrate temperature is 200 ° C. or higher, I
It is considered that the TO film was reduced by the hydrogen plasma, and metal indium appeared on the surface. This is because silicon generally easily grows on metal, and a silicon layer is formed on the surface of the ITO film whose surface is made of metal indium.
【0034】本実施例から、ITO膜とSiN膜からな
る基板表面上では、基板温度を200℃以下にすること
により、SiN膜表面にのみシリコン層を形成すること
が可能になる。From this embodiment, it is possible to form a silicon layer only on the surface of the SiN film by setting the substrate temperature to 200 ° C. or less on the surface of the substrate formed of the ITO film and the SiN film.
【0035】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。第2の実施例は、第1の実施例のエッチング工程
(図1(B))後に、SiN膜表面に形成されているシ
リコンの成長核を窒化する窒化工程を含む。Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment includes a nitridation step of nitriding a growth nucleus of silicon formed on the surface of the SiN film after the etching step (FIG. 1B) of the first embodiment.
【0036】図1(C)は、窒化工程を示す。図1
(B)のエッチング工程後の基板を窒素プラズマ中にさ
らすと、シリコンの成長核4は、その厚さが十分薄いた
め窒化され、SiN膜8となる。この状態は図1(A)
の工程開始前の基板状態と等価である。すなわち、同じ
条件下でシリコン系物質の成長を行うことができる。FIG. 1C shows a nitriding step. FIG.
When the substrate after the etching step (B) is exposed to nitrogen plasma, the growth nucleus 4 of silicon is nitrided because its thickness is sufficiently small, and becomes a SiN film 8. This state is shown in FIG.
Is equivalent to the substrate state before the start of the step. That is, the silicon-based material can be grown under the same conditions.
【0037】窒化の条件は、基板温度100℃、窒素ガ
ス流量60sccm、水素ガス流量100sccm、圧
力0.6Torr、RF電力400Wで行った。第1の
実施例のシリコン層堆積工程とエッチング工程、及び上
記窒化工程を必要回数繰り返すことにより、SiN膜2
表面にのみ所望の膜厚のSiN膜を選択的に成長させる
ことが可能になる。The nitriding was performed at a substrate temperature of 100 ° C., a nitrogen gas flow rate of 60 sccm, a hydrogen gas flow rate of 100 sccm, a pressure of 0.6 Torr, and an RF power of 400 W. By repeating the silicon layer depositing step, the etching step, and the nitriding step of the first embodiment as many times as necessary, the SiN film 2 is formed.
It is possible to selectively grow a SiN film having a desired thickness only on the surface.
【0038】上記実施例では、窒素プラズマを用いるこ
とにより、SiN膜を選択成長させる例について説明し
たが、窒素プラズマ以外を用いることにより、その他の
シリコン化合物を形成することができる。例えば、酸素
プラズマを用いることによりSiO2 膜を、メタン等の
炭化物プラズマを用いることにより、SiC膜を、ゲル
マニウムを含むプラズマを用いることによりSiGe膜
を選択成長させることができる。In the above embodiment, an example was described in which the SiN film was selectively grown by using nitrogen plasma. However, other silicon compounds can be formed by using other than nitrogen plasma. For example, an SiO 2 film can be selectively grown by using oxygen plasma, a SiC film can be selectively grown by using carbide plasma such as methane, and a SiGe film can be selectively grown by using plasma containing germanium.
【0039】また、上記実施例では、シリコン層堆積工
程において、プラズマ源としてシラン(SiH4 )を使
用した例について説明したが、ジシラン(Si2 H6 )
等の他のシラン系化合物を用いてもよい。In the above embodiment, an example was described in which silane (SiH 4 ) was used as a plasma source in the silicon layer deposition step, but disilane (Si 2 H 6 ) was used.
Other silane compounds may be used.
【0040】次に、図3を参照して本発明の第3の実施
例について説明する。図3(A)は、従来方法によりS
iN膜上にストライプ状に形成されたITO配線と直交
するようにアルミニウム(Al)配線を形成した場合を
示す。絶縁性基板11上にSiN膜12が形成されてお
り、SiN膜12上に紙面と垂直方向に約2000Åの
膜厚を有するITO配線13が所定の間隔で形成されて
いる。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 (A) shows S by the conventional method.
The case where an aluminum (Al) wiring is formed so as to be orthogonal to the ITO wiring formed in a stripe shape on the iN film is shown. An SiN film 12 is formed on an insulating substrate 11, and on the SiN film 12, an ITO wiring 13 having a thickness of about 2000 ° in a direction perpendicular to the paper is formed at a predetermined interval.
【0041】SiN膜12及びITO配線13上に層間
絶縁膜として膜厚約1000ÅのSiN膜14が形成さ
れており、SiN膜14上に紙面と平行な方向に約50
0Åの膜厚のAl配線15が形成されている。On the SiN film 12 and the ITO wiring 13, an SiN film 14 having a thickness of about 1000 ° is formed as an interlayer insulating film, and is formed on the SiN film 14 in a direction parallel to the plane of FIG.
An Al wiring 15 having a thickness of 0 ° is formed.
【0042】この場合、SiN膜12表面とITO配線
13上面との間の段差が大きいため、層間絶縁用のSi
N膜14に段差部分で分断16が発生する場合がある。
この上に形成したAl配線15にも同様の分断が生ず
る。このため、Al配線15の導通不良、またはAl配
線15とITO配線13との間の絶縁不良が発生する。In this case, since the step between the surface of the SiN film 12 and the upper surface of the ITO wiring 13 is large, the Si
In some cases, division 16 occurs at the step portion in the N film 14.
Similar division occurs in the Al wiring 15 formed thereon. Therefore, a conduction failure of the Al wiring 15 or an insulation failure between the Al wiring 15 and the ITO wiring 13 occurs.
【0043】図3(B)は、上記問題点を解決するため
の本発明の第3の実施例を示す。図3(A)と同様のI
TO配線13を形成した後、第2の実施例による選択成
長法を用いてSiN膜12が露出している部分にSiN
膜17を形成する。SiN膜17の上面がITO配線1
3の上面と同じ高さになるまでSiN膜17を形成し、
表面を平坦化する。FIG. 3B shows a third embodiment of the present invention for solving the above problem. I similar to that of FIG.
After the formation of the TO wiring 13, the selective growth method according to the second embodiment is used to form a SiN film on the exposed portion of the SiN film 12.
A film 17 is formed. The upper surface of the SiN film 17 is the ITO wiring 1
3 is formed until the same height as the upper surface of the SiN film 3.
Flatten the surface.
【0044】平坦化された表面上に層間絶縁膜14及び
Al配線15を形成する。このように、層間絶縁膜及び
配線を形成する前に基板表面を平坦化することにより、
分断の発生を防止することができる。An interlayer insulating film 14 and an Al wiring 15 are formed on the flattened surface. By flattening the substrate surface before forming the interlayer insulating film and the wiring,
The occurrence of division can be prevented.
【0045】次に、図4を参照して本発明の第4の実施
例について説明する。本実施例は、ソース及びドレイン
電極にITO膜を使用したトップゲート型薄膜トランジ
スタ(TFT)の製造方法に関する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment relates to a method of manufacturing a top gate thin film transistor (TFT) using an ITO film for source and drain electrodes.
【0046】図4(A)は、ソース及びドレイン電極を
形成する工程を示す。絶縁性基板21上にSiN膜22
が形成されている。SiN膜22上にITO膜を形成
後、フォトリソグラフィによってパターニングし、約2
000Åの膜厚を有するITOソース電極23a及びI
TOドレイン電極23bを形成する。FIG. 4A shows a step of forming source and drain electrodes. SiN film 22 on insulating substrate 21
Are formed. After forming an ITO film on the SiN film 22, patterning by photolithography
ITO source electrodes 23a and 23
The TO drain electrode 23b is formed.
【0047】図4(B)は、SiN膜を選択成長する工
程を示す。ITOソース電極23a及びITOドレイン
電極23bを形成した後、第2の実施例による選択成長
法を用いてSiN膜22が露出している部分のみにSi
N膜24を形成する。SiN膜24の上面がソース、ド
レイン電極23a、23bの上面より数十Å程度高くな
るように形成する。FIG. 4B shows a step of selectively growing a SiN film. After the formation of the ITO source electrode 23a and the ITO drain electrode 23b, the selective growth method according to the second embodiment is used to remove SiN only in the portion where the SiN film 22 is exposed.
An N film 24 is formed. The upper surface of the SiN film 24 is formed to be several tens of degrees higher than the upper surfaces of the source and drain electrodes 23a and 23b.
【0048】図4(C)は、コンタクト層としてのn+
層を形成する工程を示す。ITOソース電極23a及び
ITOドレイン電極23b上に、それぞれn+ a−S
i:H膜25a、25bを、その上面がSiN膜24の
上面と同じ高さになるように形成する。形成方法は、全
面にn+ a−Si膜を形成しておき、フォトリソグラフ
ィによってパターニングして形成してもよいし、適当な
成膜条件下で選択成長させることにより形成してもよ
い。FIG. 4C shows n + as a contact layer.
4 shows a step of forming a layer. On the ITO source electrode 23a and the ITO drain electrode 23b, n + a-S
i: H films 25a and 25b are formed such that the upper surfaces thereof are at the same height as the upper surface of SiN film 24. As a forming method, an n + a-Si film may be formed on the entire surface and patterned by photolithography, or may be formed by selective growth under appropriate film forming conditions.
【0049】このように、n+ a−Si:H膜25a、
25bの上面とSiN膜24の上面の高さを揃えること
により、表面を平坦化することができる。図4(D)
は、動作半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極を形成
する工程を示す。As described above, the n + a-Si: H film 25a
By making the upper surface of the upper surface 25b and the upper surface of the SiN film 24 uniform, the surface can be flattened. FIG. 4 (D)
Shows a step of forming an active semiconductor layer, a gate insulating layer, and a gate electrode.
【0050】図4(C)に示す表面を平坦化した基板上
に動作半導体層としてa−Si:H層を約200Åの厚
さになるようにCVDで形成する。フォトリソグラフィ
により選択的にエッチングし、ソース電極のコンタクト
層25aの上面からドレイン電極のコンタクト層25b
の上面まで、その間のSiN膜24の上面を覆うように
連続的にn+ a−Si:H層を残し、動作半導体層26
を形成する。An a-Si: H layer is formed as a working semiconductor layer by CVD on the substrate whose surface is flattened as shown in FIG. It is selectively etched by photolithography, and from the upper surface of the source electrode contact layer 25a to the drain electrode contact layer 25b.
, The n + a-Si: H layer is continuously left so as to cover the upper surface of the SiN film 24 therebetween.
To form
【0051】次に、コンタクト層25a、25b及び動
作半導体層26を覆うようにゲート絶縁層としてSiN
膜27を形成する。さらに、動作半導体層26の上方の
SiN膜27表面にAl等のゲート電極28を形成す
る。Next, SiN is formed as a gate insulating layer so as to cover the contact layers 25a and 25b and the operating semiconductor layer 26.
A film 27 is formed. Further, a gate electrode 28 of Al or the like is formed on the surface of the SiN film 27 above the operation semiconductor layer 26.
【0052】このように、動作半導体層26を形成する
前に、ソース電極23a、ドレイン電極23bとSiN
膜22との段差をSiN膜24で埋めて表面を平坦化す
ることにより、動作半導体層26を分断することなく均
質に形成することができる。As described above, before forming the operating semiconductor layer 26, the source electrode 23a, the drain electrode 23b and the SiN
By filling the step with the film 22 with the SiN film 24 and flattening the surface, the working semiconductor layer 26 can be formed uniformly without being divided.
【0053】次に、図5を参照して、本発明の第5の実
施例について説明する。図5(A)、図5(B)は、そ
れぞれ第4の実施例における図4(A)、図4(B)に
示す工程と同様の工程を示す。ただし、図5(B)のS
iN膜24を選択成長させる工程において、SiN膜2
4の上面がソース電極23a及びドレイン電極23bの
上面と同じ高さになるように形成する点が異なる。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 5A and 5B show steps similar to the steps shown in FIGS. 4A and 4B in the fourth embodiment, respectively. However, S in FIG.
In the step of selectively growing the iN film 24, the SiN film 2
4 is different in that the upper surface is formed so as to have the same height as the upper surfaces of the source electrode 23a and the drain electrode 23b.
【0054】図5(C)は、ソース電極23a及びドレ
イン電極23bの表面にリン(P)を付着させる工程を
示す。図5(B)に示す基板をホスフィン(PH3 )の
プラズマ中にさらすと、ITOソース電極23a及びI
TOドレイン電極23bの表面にのみリンが付着する。
本工程は、基板温度120℃、PH3 流量20scc
m、水素流量200sccm、圧力0.2Torr、R
F電力100wの条件で行った。FIG. 5C shows a step of attaching phosphorus (P) to the surfaces of the source electrode 23a and the drain electrode 23b. When the substrate shown in FIG. 5B is exposed to phosphine (PH 3 ) plasma, the ITO source electrodes 23a and I
Phosphorus adheres only to the surface of the TO drain electrode 23b.
In this step, the substrate temperature is 120 ° C., and the PH 3 flow rate is
m, hydrogen flow rate 200 sccm, pressure 0.2 Torr, R
The test was performed under the condition of F power of 100 w.
【0055】図5(D)は、第4の実施例における図4
(D)と同様のa−Si:H動作層の形成工程を示す。
ソース電極23a及びドレイン電極23bの表面にはリ
ンが付着しているため、その上にa−Si:H半導体層
26を形成すると、動作半導体層26のITOソース電
極23a及びITOドレイン電極23b近傍は、n+型
となる。このため、第4の実施例に示すようなコンタク
ト層25aまたは25bを形成する必要がない。FIG. 5D is a view showing the state of FIG.
3D shows a step of forming an a-Si: H operation layer similar to that of FIG.
Since phosphorus is attached to the surfaces of the source electrode 23a and the drain electrode 23b, when the a-Si: H semiconductor layer 26 is formed thereon, the vicinity of the ITO source electrode 23a and the ITO drain electrode 23b of the active semiconductor layer 26 , N + type. Therefore, it is not necessary to form the contact layer 25a or 25b as shown in the fourth embodiment.
【0056】第4または第5の実施例のように、ITO
膜とSiN膜との段差を埋めるようにSiN膜を所望の
厚さ選択成長させることにより、その上に形成する動作
半導体層が段差によって分断されることを防止すること
ができる。As in the fourth or fifth embodiment, the ITO
By selectively growing the SiN film to a desired thickness so as to fill the step between the film and the SiN film, it is possible to prevent the operating semiconductor layer formed thereon from being divided by the step.
【0057】次に、図6を参照して第6の実施例につい
て説明する。本実施例は、図4に示す第4の実施例にお
けるITO電極の代わりにクロム(Cr)等の金属電極
を使用するものである。Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment uses a metal electrode such as chromium (Cr) instead of the ITO electrode in the fourth embodiment shown in FIG.
【0058】図6(A)は、ソース、及びドレイン電極
を形成する工程を示す。絶縁性基板21上にSiN膜2
2が形成されている。SiN膜22上にスパッタリング
法等によりCr膜及びITO膜を連続的に成膜する。そ
の後、フォトリソグラフィによりパターニングして、上
面にITO膜31a及び31bが残された約2000Å
の膜厚を有するCrソース電極30a及びCrドレイン
電極30bを形成する。FIG. 6A shows a step of forming source and drain electrodes. SiN film 2 on insulating substrate 21
2 are formed. A Cr film and an ITO film are continuously formed on the SiN film 22 by a sputtering method or the like. After that, patterning is performed by photolithography, and the ITO films 31a and 31b are left on the upper surface for about 2000 °.
Then, a Cr source electrode 30a and a Cr drain electrode 30b having a thickness of 10 nm are formed.
【0059】図6(B)は、SiN膜を選択成長させる
工程を示す。第2の実施例による選択成長法を用いてS
iN膜22が露出している部分のみにSiN膜24を形
成する。このとき、Crソース電極30a及びCrドレ
イン電極30b上にはITO膜31a、31bが形成さ
れているため、その上にはSiN膜は形成されない。FIG. 6B shows a step of selectively growing a SiN film. S using the selective growth method according to the second embodiment
The SiN film 24 is formed only on the portion where the iN film 22 is exposed. At this time, since the ITO films 31a and 31b are formed on the Cr source electrode 30a and the Cr drain electrode 30b, no SiN film is formed thereon.
【0060】SiN膜24の上面がITO膜31a、3
1bの上面と同じ高さになるように形成する。図6
(C)は、ITO膜31a及び31bを除去する工程を
示す。ITO膜31a及び31bを除去することによ
り、SiN膜24とゲート電極30a、ドレイン電極3
0bとの境界にはITO膜31a、31bの厚さ分の段
差が生じる。The upper surface of the SiN film 24 is
1b is formed so as to have the same height as the upper surface. FIG.
(C) shows a step of removing the ITO films 31a and 31b. By removing the ITO films 31a and 31b, the SiN film 24, the gate electrode 30a and the drain electrode 3 are removed.
A step corresponding to the thickness of the ITO films 31a and 31b occurs at the boundary with 0b.
【0061】図6(D)は、コンタクト層25a、25
b、動作半導体層26、ゲート絶縁膜27及びゲート電
極28を形成する工程を示す。Crソース電極30a、
Crドレイン電極30b上にコンタクト層としてn+a
−Si:H膜25a、25bを形成する。このとき、a
−Si:H膜25a、25bの上面がSiN膜24の上
面と同じ高さになるように形成する。FIG. 6D shows contact layers 25a and 25a.
b, a step of forming the operating semiconductor layer 26, the gate insulating film 27, and the gate electrode 28. Cr source electrode 30a,
N + a as a contact layer on the Cr drain electrode 30b;
-Si: H films 25a and 25b are formed. At this time, a
-Si: The upper surfaces of the H films 25a and 25b are formed so as to have the same height as the upper surface of the SiN film 24.
【0062】その後、第4の実施例における図4(D)
に示す工程と同様にa−Si:H半導体層26、ゲート
絶縁膜としてのSiN膜27、ゲート電極28を形成す
る。このように、ソース及びドレインに金属電極を使用
する場合であっても、金属電極上にITO膜を形成して
おくことにより、ITO電極を使用した第4または第5
の実施例と同様にSiN膜を選択成長させ、段差をなく
すことができる。Then, FIG. 4D in the fourth embodiment.
The a-Si: H semiconductor layer 26, the SiN film 27 as a gate insulating film, and the gate electrode 28 are formed in the same manner as in the process shown in FIG. As described above, even when the metal electrode is used for the source and the drain, the fourth or fifth metal layer using the ITO electrode can be formed by forming the ITO film on the metal electrode.
The SiN film can be selectively grown in the same manner as in the embodiment, and the step can be eliminated.
【0063】次に、図7を参照して第7の実施例につい
て説明する。図7(A)は、図4(D)に示す第4の実
施例のSiN膜24をa−SiC膜32に置き換えたも
のである。Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a case where the SiN film 24 of the fourth embodiment shown in FIG. 4D is replaced with an a-SiC film 32.
【0064】図4(B)に示すSiN膜24形成工程に
おいて、窒素プラズマの代わりにメタン等の炭化物のプ
ラズマを発生させることにより、a−SiC膜を選択成
長させることができる。In the step of forming the SiN film 24 shown in FIG. 4B, the a-SiC film can be selectively grown by generating plasma of a carbide such as methane instead of nitrogen plasma.
【0065】a−SiCは、絶縁体ではないため、隣接
するTFT間を電気的に分離する必要がある。そのた
め、ソース電極23a及びドレイン電極23bの外側に
形成されたSiC膜32を除去する必要がある。Since a-SiC is not an insulator, it is necessary to electrically isolate adjacent TFTs. Therefore, it is necessary to remove the SiC film 32 formed outside the source electrode 23a and the drain electrode 23b.
【0066】図7(B)は、隣接するTFT間を電気的
に分離したTFTの構造を示す。Al等のゲート電極2
8をマスクとしてSiN膜27、SiC膜32、及びS
iN膜22を選択エッチングすることにより、隣接する
TFT間を分離することができる。FIG. 7B shows a structure of a TFT in which adjacent TFTs are electrically separated. Gate electrode 2 of Al or the like
8 as a mask, the SiN film 27, the SiC film 32, and S
By selectively etching the iN film 22, it is possible to separate adjacent TFTs.
【0067】このように、ソース電極23a及びドレイ
ン電極23bの間の窪みをa−SiCで埋めることによ
り、以下のようなメリットがある。バックライト等の影
響によるTFTのオフ電流の増加を抑えるためにa−S
i:H動作半導体層26の膜厚を薄くすることが好まし
いが、膜厚を薄くすると、十分なオン電流を得ることが
困難になる。図7(B)に示すようにソース電極23a
及びドレイン電極23b間をa−SiC32で埋めるこ
とにより、オン電流の一部はa−SiC32を流れるこ
とになり、オン電流の減少を補償することができる。As described above, by filling the recess between the source electrode 23a and the drain electrode 23b with a-SiC, there are the following merits. In order to suppress an increase in the off current of the TFT due to the influence of the backlight or the like, a-S
It is preferable to reduce the thickness of the i: H operating semiconductor layer 26. However, if the thickness is reduced, it becomes difficult to obtain a sufficient on-current. As shown in FIG. 7B, the source electrode 23a
By filling the space between the drain electrodes 23b with the a-SiC 32, a part of the on-current flows through the a-SiC 32, and the decrease of the on-current can be compensated.
【0068】また、a−SiCは、a−Si:Hに比べ
てバンドギャップが大きいため、光の吸収によるオフ電
流の増加は少ない。このようにオフ電流の増加を抑えつ
つ、オン電流の減少を補償することができる。Since a-SiC has a larger band gap than a-Si: H, increase in off-state current due to light absorption is small. Thus, it is possible to compensate for the decrease in the on-current while suppressing the increase in the off-current.
【0069】以上、本発明の選択成長法をトップゲート
型TFTに応用する場合について説明したが、次にボト
ムゲート型TFTに応用する場合について説明する。図
8を参照して本発明の第8の実施例について説明する。The case where the selective growth method of the present invention is applied to a top gate type TFT has been described above. Next, a case where the selective growth method is applied to a bottom gate type TFT will be described. An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0070】図8(A)は、ゲート電極を形成する工程
を示す。絶縁性基板41上にSiN膜42を形成する。
SiN膜42上にZnO膜を成膜し、フォトリソグラフ
ィによってパターニングし、膜厚約1000ÅのZnO
ゲート電極43を形成する。FIG. 8A shows a step of forming a gate electrode. The SiN film 42 is formed on the insulating substrate 41.
A ZnO film is formed on the SiN film 42 and is patterned by photolithography.
The gate electrode 43 is formed.
【0071】図8(B)は、SiN膜を選択成長する工
程を示す。ZnOゲート電極43形成後、第2の実施例
による選択成長法によってSiN膜42が露出した部分
にSiN膜44を選択成長させる。FIG. 8B shows a step of selectively growing a SiN film. After the formation of the ZnO gate electrode 43, the SiN film 44 is selectively grown on the exposed portion of the SiN film 42 by the selective growth method according to the second embodiment.
【0072】第2の実施例では、SiN膜上にITO膜
が部分的に形成されている基板のSiN膜上にSiN膜
を選択成長する場合について説明したが、本実施例のよ
うにITO膜の代わりにZnO膜を使用しても同様に選
択成長させることができる。In the second embodiment, the case where the SiN film is selectively grown on the SiN film of the substrate in which the ITO film is partially formed on the SiN film has been described. Alternatively, selective growth can also be performed by using a ZnO film instead.
【0073】SiN膜44は、その上面がZnO膜43
の上面と同じ高さになるように形成する。このように、
SiN膜を選択成長することにより、ZnOゲート電極
43の上面を含む平坦な面を得ることができる。The upper surface of the SiN film 44 is a ZnO film 43
Is formed so as to have the same height as the upper surface of. in this way,
By selectively growing the SiN film, a flat surface including the upper surface of the ZnO gate electrode 43 can be obtained.
【0074】図8(C)は、さらにゲート絶縁膜、動作
半導体層及びソース、ドレイン電極を形成する工程を示
す。ZnOゲート電極43及びSiN膜44上に膜厚約
1000ÅのSiN膜45を形成する。さらに、ゲート
電極43の上方のSiN膜45表面に動作半導体層とし
て膜厚約200Åのa−Si:H膜46をCVD堆積後
パターニングして形成する。FIG. 8C shows a step of further forming a gate insulating film, an operating semiconductor layer, and source and drain electrodes. On the ZnO gate electrode 43 and the SiN film 44, a SiN film 45 having a thickness of about 1000 ° is formed. Further, on the surface of the SiN film 45 above the gate electrode 43, an a-Si: H film 46 having a thickness of about 200.degree.
【0075】a−Si:H膜46の両端にそれぞれコン
タクト層としてのn+ a−Si:H層47a及び47b
を介してソース電極48a及びドレイン電極48bを形
成する。このように、ZnOゲート電極43の上面を含
んだ平坦な面を形成するため、SiN膜45、a−S
i:H膜46は分断されることなく均質に形成すること
ができる。N + a-Si: H layers 47a and 47b as contact layers are formed on both ends of the a-Si: H film 46, respectively.
To form a source electrode 48a and a drain electrode 48b. As described above, in order to form a flat surface including the upper surface of the ZnO gate electrode 43, the SiN film 45, a-S
The i: H film 46 can be formed uniformly without being divided.
【0076】次に、図9を参照して本発明の第9の実施
例について説明する。TFTの構造は図8(C)に示す
第8の実施例の場合と同様であるが、ゲート電極として
ZnO膜ではなくAl等の金属膜を用いている点が異な
る。Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The structure of the TFT is the same as that of the eighth embodiment shown in FIG. 8C, except that a metal film such as Al is used instead of a ZnO film as a gate electrode.
【0077】図9(A)は、ゲート電極を形成する工程
を示す。絶縁性基板41上にSiN膜42を形成する。
SiN膜42上にスパッタリング法等によってAlとS
nO 2 膜を連続成膜した後、フォトリソグラフィにより
パターニングして、上面にSnO2 膜50が形成された
膜厚約2000ÅのAlゲート電極49を形成する。FIG. 9A shows a step of forming a gate electrode.
Is shown. The SiN film 42 is formed on the insulating substrate 41.
Al and S are formed on the SiN film 42 by sputtering or the like.
nO TwoAfter continuous film formation, photolithography
After patterning, SnOTwoFilm 50 was formed
An Al gate electrode 49 having a thickness of about 2000 ° is formed.
【0078】図9(B)は、SiN膜を選択成長する工
程を示す。上面にSnO2 膜50が形成されたAlゲー
ト電極49を形成後、第2の実施例による選択成長法に
よってSiN膜42が露出した部分にSiN膜44を選
択成長させる第2の実施例では、SiN膜上にITO膜
が部分的に形成されている基板のSiN膜上にSiN膜
を選択成長する場合について説明したが、本実施例のよ
うにITO膜の代わりにSnO2 膜を使用しても同様に
選択成長させることができる。FIG. 9B shows a step of selectively growing a SiN film. In the second embodiment, after the Al gate electrode 49 having the SnO 2 film 50 formed on the upper surface is formed, the SiN film 44 is selectively grown on the portion where the SiN film 42 is exposed by the selective growth method according to the second embodiment. Although the case where the SiN film is selectively grown on the SiN film of the substrate in which the ITO film is partially formed on the SiN film has been described, the SnO 2 film is used instead of the ITO film as in this embodiment. Can also be selectively grown.
【0079】SiN膜44は、その上面がAlゲート電
極49の上面と同じ高さになるように形成される。続い
てAlゲート電極49上のSnO2 膜50を除去するこ
とにより、Alゲート電極49の上面を含む平坦な面を
得ることができる。The SiN film 44 is formed such that its upper surface is at the same height as the upper surface of the Al gate electrode 49. Subsequently, by removing the SnO 2 film 50 on the Al gate electrode 49, a flat surface including the upper surface of the Al gate electrode 49 can be obtained.
【0080】図9(C)は、第8の実施例における図8
(C)と同様の工程を示す。このように、ゲート電極上
面をSnO2 膜等で覆うことにより、ゲート電極として
金属電極を使用した場合も第8の実施例と同様の効果を
得ることができる。FIG. 9C is a circuit diagram of the eighth embodiment.
Steps similar to those of FIG. As described above, by covering the upper surface of the gate electrode with the SnO 2 film or the like, the same effect as in the eighth embodiment can be obtained even when a metal electrode is used as the gate electrode.
【0081】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【0082】[0082]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコン系の半導体または絶縁体表面上に酸化物系透明
導電膜を形成した基板の、シリコン系の半導体または絶
縁体表面にのみシリコン系薄膜を選択的に堆積させるこ
とができる。この選択成長法を薄膜トランジスタを作製
する際に応用することにより、フォトリソグラフィやエ
ッチバック等の複雑な工程を経ることなく基板表面を平
坦化することが出来る。As described above, according to the present invention,
A silicon-based thin film can be selectively deposited only on a silicon-based semiconductor or insulator surface of a substrate in which an oxide-based transparent conductive film is formed on a silicon-based semiconductor or insulator surface. By applying this selective growth method when manufacturing a thin film transistor, the substrate surface can be flattened without going through complicated steps such as photolithography and etch back.
【0083】これにより、薄膜トランジスタの生産性及
び素子特性を向上することが可能になる。Thus, the productivity and device characteristics of the thin film transistor can be improved.
【図1】本発明の第1及び第2の実施例によるシリコン
系薄膜選択成長方法を説明するための基板の断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a silicon-based thin film selective growth method according to first and second embodiments of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例によって成長させた基板
温度に対するシリコン膜厚の変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a change in a silicon film thickness with respect to a substrate temperature grown according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施例によるシリコン系薄膜選
択成長方法の効果を説明するための基板の断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view of a substrate for explaining the effect of a silicon-based thin film selective growth method according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施例によるトップゲート型薄
膜トランジスタの製造方法を説明するための基板の断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a method of manufacturing a top-gate thin film transistor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5の実施例によるトップゲート型薄
膜トランジスタの製造方法を説明するための基板の断面
図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a method of manufacturing a top-gate thin film transistor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第6の実施例によるトップゲート型薄
膜トランジスタの製造方法を説明するための基板の断面
図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a method of manufacturing a top-gate thin film transistor according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第7の実施例によるトップゲート型薄
膜トランジスタの製造方法を説明するための基板の断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a method of manufacturing a top-gate thin film transistor according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第8の実施例によるボトムゲート型薄
膜トランジスタの製造方法を説明するための基板の断面
図である。FIG. 8 is a sectional view of a substrate for explaining a method of manufacturing a bottom-gate thin film transistor according to an eighth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第9の実施例によるボトムゲート型薄
膜トランジスタの製造方法を説明するための基板の断面
図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a method of manufacturing a bottom-gate thin film transistor according to a ninth embodiment of the present invention.
【図10】従来例によるトップゲート型薄膜トランジス
タの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional top-gate thin film transistor.
1 絶縁性基板 2 SiN膜 3 ITO膜 4 Si成長核 5 シランプラズマ 6 水素プラズマ 7 窒素プラズマ 8 SiN膜 11 絶縁性基体 12、14 SiN膜 13 ITO配線 15 アルミニウム配線 16 分断 17 SiN膜 21 絶縁性基板 22 SiN膜 23a ITOソース電極 23b ITOドレイン電極 24 SiN膜 25a、25b n+ a−Si:Hコンタクト層 26 a−Si:H半導体層 27 SiN膜 28 ゲート電極 29 リン 30a Crソース電極 30b Crドレイン電極 31a、31b ITO膜 32 SiC膜 41 絶縁性基板 42 SiN膜 43 ZnOゲート電極 44、45 SiN膜 46 a−Si:H半導体層 47a、47b n+ a−Si:Hコンタクト層 48a ソース電極 48b ドレイン電極 49 Alゲート電極 50 SnO2 膜 51 ガラス基板 52、56 SiN膜 53 ITO膜 54 n+ a−Si:H層 55 a−Si:H層 57 ゲート電極 58 分断DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 SiN film 3 ITO film 4 Si growth nucleus 5 Silane plasma 6 Hydrogen plasma 7 Nitrogen plasma 8 SiN film 11 Insulating substrate 12, 14 SiN film 13 ITO wiring 15 Aluminum wiring 16 Divided 17 SiN film 21 Insulating substrate Reference Signs List 22 SiN film 23 a ITO source electrode 23 b ITO drain electrode 24 SiN film 25 a, 25 b n + a-Si: H contact layer 26 a-Si: H semiconductor layer 27 SiN film 28 gate electrode 29 phosphorus 30 a Cr source electrode 30 b Cr drain electrode 31a, 31b ITO film 32 SiC film 41 Insulating substrate 42 SiN film 43 ZnO gate electrode 44, 45 SiN film 46 a-Si: H semiconductor layer 47a, 47bn + a-Si: H contact layer 48a Source electrode 48b Drain electrode 49 Alge Gate electrode 50 SnO 2 film 51 Glass substrate 52, 56 SiN film 53 ITO film 54 n + a-Si: H layer 55 a-Si: H layer 57 Gate electrode 58 Divided
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梁井 健一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 竹内 文代 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−249334(JP,A) 特開 昭62−81711(JP,A) 特開 平3−19218(JP,A) 特開 平5−32485(JP,A) 特開 平5−275335(JP,A) 特開 平7−235502(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/318 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenichi Yanai 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Fumiyo Takeuchi 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited ( 56) References JP-A-60-249334 (JP, A) JP-A-62-181711 (JP, A) JP-A-3-19218 (JP, A) JP-A-5-32485 (JP, A) Hei 5-275335 (JP, A) JP-A-7-235502 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/318 H01L 21/336
Claims (5)
面、及び酸化物系透明導電体表面を有する下地基板を、
基板温度200℃以下で、シラン系ガスを含むプラズマ
中にさらし、表面にシリコン成長核を形成する成長核形
成工程と、 前記絶縁性基板を、基板温度200℃以下で水素または
不活性ガスのプラズマ中にさらし、前記半導体または絶
縁体表面に形成された前記シリコン成長核は少なくとも
一部残し、前記酸化物系透明導電体表面に形成された前
記シリコン成長核を全て取り除く成長核除去工程と、 前記成長核形成工程と、前記成長核除去工程とを所定回
数交互に繰り返し、前記シリコンを含む半導体または絶
縁体表面にのみシリコン系薄膜を形成するシリコン系薄
膜形成工程とを含むシリコン系薄膜選択成長方法。1. An undersubstrate having a semiconductor or insulator surface containing silicon and an oxide-based transparent conductor surface,
A growth nucleus forming step of exposing to a plasma containing a silane-based gas at a substrate temperature of 200 ° C. or less to form a silicon growth nucleus on the surface; and a plasma of hydrogen or an inert gas at a substrate temperature of 200 ° C. or less. A growth nucleus removal step of exposing the silicon growth nuclei formed on the semiconductor or insulator surface to at least partially leave the silicon growth nuclei formed on the oxide-based transparent conductor surface; A silicon-based thin film selective growth method comprising: a silicon-based thin film forming step of forming a silicon-based thin film only on the surface of a semiconductor or insulator containing silicon by repeating the growth nucleus forming step and the growth nucleus removing step alternately a predetermined number of times. .
長核除去工程の後、前記基板を、酸素、窒素、炭素及び
ゲルマニウムのうち少なくとも1種類以上の元素を含む
プラズマ中にさらし、前記シリコン成長核と、酸素、窒
素、炭素及びゲルマニウムのうち少なくとも1種類以上
の元素とを反応させ、酸化シリコン、窒化シリコン、炭
化シリコン及びシリコンゲルマニウムのうち少なくとも
1種類以上のシリコン化合物を形成する反応工程を含む
請求項1記載のシリコン系薄膜選択成長方法。2. The method according to claim 2, wherein, after the growth nucleus removing step, the substrate is exposed to a plasma containing at least one element of oxygen, nitrogen, carbon, and germanium. A reaction step of reacting the nucleus with at least one element of oxygen, nitrogen, carbon, and germanium to form at least one silicon compound of silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, and silicon germanium. The method for selectively growing a silicon-based thin film according to claim 1.
表面上に酸化物系透明導電膜をパターニングして形成し
たものであり、 前記シリコン系薄膜形成工程は、前記シリコン系薄膜の
上面が前記酸化物系透明導電膜の上面とほぼ同一平面に
なるまで前記シリコン系薄膜を形成することを特徴とす
る請求項2記載のシリコン系薄膜選択成長方法。3. The undersubstrate is formed by patterning an oxide-based transparent conductive film on the surface of an insulator containing silicon. In the silicon-based thin film forming step, the upper surface of the silicon-based thin film is 3. The method according to claim 2, wherein the silicon-based thin film is formed until it is substantially flush with the upper surface of the oxide-based transparent conductive film.
板上に所定の間隔をもって形成されたソース電極及びド
レイン電極と、該ソース電極及び該ドレイン電極上に跨
がって連続的に形成された動作半導体層と、該動作半導
体層上にゲート絶縁膜及びゲート電極がこの順番に形成
されたトップゲート型薄膜トランジスタの製造方法にお
いて、 前記絶縁性基板上に所定の間隔をもって、上面に酸化物
系透明導電体表面を有するソース電極及びドレイン電極
を形成する工程と、 前記基板を、基板温度200℃以下で、シランまたはジ
シランを含むプラズマ中にさらし、表面にシリコン成長
核を形成する成長核形成工程と、 前記基板を、基板温度200℃以下で水素または不活性
ガスのプラズマ中にさらし、前記ソース電極及びドレイ
ン電極の酸化物系透明導電体表面に形成された前記シリ
コン成長核を全て取り除くとともに、前記絶縁性基板上
で前記ソース電極及びドレイン電極の形成されていない
領域上には、前記シリコン成長核の少なくとも一部を残
す成長核除去工程と、 前記基板を、酸素、窒素、炭素及びゲルマニウムのうち
少なくとも1種類以上の元素を含むプラズマ中にさら
し、前記シリコン成長核と、酸素、窒素、炭素及びゲル
マニウムのうち少なくとも1種類以上の元素とを反応さ
せ、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン及びシ
リコンゲルマニウムのうち少なくとも1種類以上のシリ
コン化合物を形成する反応工程と、 前記成長核形成工程と、前記成長核除去工程と、前記反
応工程とを所定回数この順番に繰り返してシリコン化合
物薄膜を形成し、該シリコン化合物薄膜の上面が前記ソ
ース電極及びドレイン電極の上面とほぼ同一平面になる
まで前記シリコン系絶縁体表面にシリコン化合物薄膜を
形成する工程とを含むトップゲート型薄膜トランジスタ
製造方法。4. A source electrode and a drain electrode formed at predetermined intervals on an insulating substrate having a silicon-based insulator surface, and are formed continuously over the source electrode and the drain electrode. In a method for manufacturing a top gate type thin film transistor in which a working semiconductor layer and a gate insulating film and a gate electrode are formed in this order on the working semiconductor layer, an oxide-based transparent film is formed on the upper surface at a predetermined interval on the insulating substrate. A step of forming a source electrode and a drain electrode having a conductor surface; and a step of exposing the substrate to a plasma containing silane or disilane at a substrate temperature of 200 ° C. or lower to form a silicon nucleus on the surface. Exposing the substrate to a plasma of hydrogen or an inert gas at a substrate temperature of 200 ° C. or less to oxidize the source electrode and the drain electrode; Removing all the silicon growth nuclei formed on the surface of the material-based transparent conductor, and at least a part of the silicon growth nuclei on a region where the source electrode and the drain electrode are not formed on the insulating substrate. Exposing the substrate to a plasma containing at least one element of oxygen, nitrogen, carbon and germanium, and removing the silicon growth nucleus and at least one of oxygen, nitrogen, carbon and germanium; A reaction step of reacting with at least one element to form at least one silicon compound of silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, and silicon germanium; the growth nucleus forming step; and the growth nucleus removing step; The reaction step is repeated a predetermined number of times in this order to form a silicon compound thin film. A top gate type thin film transistor manufacturing method the upper surface of the compound thin film and a step of forming a silicon compound thin film on the silicon-based insulator surface until approximately flush with the upper surface of the source electrode and the drain electrode.
板上にパターニングして形成されたゲート電極と、該ゲ
ート電極上にゲート絶縁膜及び動作半導体層がこの順番
で形成され、該動作半導体層上に該ゲート電極を挟むよ
うに形成されたソース電極及びドレイン電極を含むボト
ムゲート型薄膜トランジスタの製造方法において、 前記絶縁性基板上に、上面に酸化物系透明導電体表面を
有するゲート電極をパターニングして形成する工程と、 前記基板を、基板温度200℃以下で、シランまたはジ
シランを含むプラズマ中にさらし、表面にシリコン成長
核を形成する成長核形成工程と、 前記基板を、基板温度200℃以下で水素または不活性
ガスのプラズマ中にさらし、前記ゲート電極の酸化物系
透明導電体表面に形成された前記シリコン成長核を全て
取り除くとともに、前記絶縁性基板上で前記ゲート電極
の形成されていない領域上には、前記シリコン成長核の
少なくとも一部を残す成長核除去工程と、 前記基板を、酸素または窒素を含むプラズマ中にさら
し、前記シリコン成長核と、酸素または窒素とを反応さ
せ、酸化シリコンまたは窒化シリコンを形成する反応工
程と、 前記成長核形成工程と、前記成長核除去工程と、前記反
応工程とを所定回数この順番に繰り返して酸化シリコン
膜または窒化シリコン膜を形成し、該酸化シリコン膜ま
たは該窒化シリコン膜の上面が前記ゲート電極の上面と
ほぼ同一平面になるまで前記シリコン系絶縁体表面に酸
化シリコン膜または窒化シリコン膜を形成する工程とを
含むボトムゲート型薄膜トランジスタ製造方法。5. A gate electrode formed by patterning on an insulating substrate having a silicon-based insulator surface, and a gate insulating film and an operating semiconductor layer are formed on the gate electrode in this order. In a method of manufacturing a bottom gate type thin film transistor including a source electrode and a drain electrode formed so as to sandwich the gate electrode, a gate electrode having an oxide-based transparent conductor surface on an upper surface is patterned on the insulating substrate. Forming the substrate; exposing the substrate to a plasma containing silane or disilane at a substrate temperature of 200 ° C. or less to form a silicon growth nucleus on the surface; and forming the substrate at a substrate temperature of 200 ° C. The silicon component formed on the surface of the oxide-based transparent conductor of the gate electrode is exposed to a plasma of hydrogen or an inert gas below. A growth nucleus removing step of removing all long nuclei and leaving at least a part of the silicon growth nuclei on a region where the gate electrode is not formed on the insulating substrate; and Exposing the silicon growth nucleus to oxygen or nitrogen to form silicon oxide or silicon nitride; exposing the silicon growth nucleus to silicon or silicon nitride; the growth nucleus forming step; the growth nucleus removing step; Is repeated a predetermined number of times in this order to form a silicon oxide film or a silicon nitride film, and the silicon oxide film or the silicon nitride film Forming a silicon oxide film or a silicon nitride film.
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