[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH06163587A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH06163587A
JPH06163587A JP31173892A JP31173892A JPH06163587A JP H06163587 A JPH06163587 A JP H06163587A JP 31173892 A JP31173892 A JP 31173892A JP 31173892 A JP31173892 A JP 31173892A JP H06163587 A JPH06163587 A JP H06163587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
film transistor
impurity ions
thin film
gate electrode
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
JP31173892A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Komori
一徳 小森
Mamoru Takeda
守 竹田
Burutsuku Sukotsuto
ブルック スコット
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP31173892A priority Critical patent/JPH06163587A/ja
Publication of JPH06163587A publication Critical patent/JPH06163587A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 a−Si薄膜トランジスタにおける非晶質シ
リコン半導体(不純物のド−ピングの有無を問わない)
の膜厚を特定することで裏面露光プロセスが可能になり
製造が容易でかつ特性が良好な薄膜トランジスタを得る
ことができる。 【構成】 透明基板上にゲ−ト電極を設け、この上をゲ
−ト絶縁膜で覆いさらにその上に非晶質シリコンを重ね
る。更に保護絶縁膜を堆積しトランジスタのチャンネル
部のみを残してエッチングする。さらにこの上に不純物
を含む非晶質シリコンを堆積する。このとき先の非晶質
シリコンと不純物を含む非晶質シリコンとの膜厚の合計
が10nm以上90nm以下とする。これを基板の裏面より光を
あててゲ−ト電極をマスクにしてフォトパタ−ニングを
行いゲ−トパタ−ンと同じ形にパタ−ニングする。この
後ソ−スおよびドレイン電極を付し、最後にチャンネル
部直上の不純物を含む非晶質シリコンを除去して完成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示デバイスにお
ける各表示画素の表示スイッチングに用いられている薄
膜トランジスタ(TFT)の構造およびその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、TFTの製造方法は、鮮明な液晶
表示画像を得るためのアクティブマトリクス型液晶表示
デバイスの歩留りを向上させるために、改善改良が進め
られている。
【0003】以下図面を参照しながら、上述した従来の
薄膜トランジスタの一例について説明する。(図4)お
よび(図5)は従来の薄膜トランジスタの断面図を示す
ものである。(図4)において、1は絶縁基板、2はゲ
ート電極、3はゲート絶縁層、4は半導体層、5は透明
電極、6は不純物をド−ピングした半導体層、7はソー
ス電極、8はドレイン電極、9は半導体層のTFTのチ
ャンネル部分を保護している絶縁体層である。
【0004】(図5)は、(図4)の保護絶縁体層9が
なく、ソ−ス電極7とドレイン電極8との間の不純物イ
オンを含む半導体層6の一部がエッチングされているT
FTを示す。特に半導体層4には非晶質シリコン(a−
Si)あるいは多結晶シリコンを、不純物をド−ピング
した半導体層6には、リン原子あるいはボロン(B)原
子をド−ピングした非晶質シリコン、マイクロクリスタ
ルシリコンあるいは多結晶シリコンを使用している場合
が多い。
【0005】以上のように構成されたTFTについて、
以下その製造プロセスについて説明する。(図4)の構
造の場合は、ゲート電極2が形成されている絶縁基板上
1に、プラズマCVD法等により、ゲート絶縁体層3、
半導体層4そして保護絶縁体層9を成膜した後、該保護
絶縁体層9の所定のパタ−ンにパタ−ニングを行ない不
純物イオンを含む半導体層6を成膜し、所定のパタ−ン
にて半導体層4と不純物イオンを含む半導体層5をエッ
チングする。この際、先に、パターニングした保護絶縁
体層9は、不純物イオンを含む半導体層6と選択エッチ
ングが可能なため、活性層の半導体層4にダメージを与
えることなく、不純物イオンを含む半導体層6を形成で
きる。またこの時のエッチングには通常フッ酸−硝酸混
合液あるいは水酸化ナトリウム水溶液などの強い酸ある
いはアリカリ液をもちいたウエットエッチングを用い
る。さらに透明電極5を成膜、パタ−ンニングし、さら
に不透明な金属を成膜、パターニングしてソース電極7
およびドレイン電極8を形成し、TFTを作成する。
(例えばプロシ−ディング オブ ザ シックス イン
ターナショナル リサーチコンファレンス ジャパン
ディスプレイ’86(Proceedings of the 6th Internat
ional Display Research Conference Japan Disuplay'8
6)p204)。
【0006】また(図5)においては、ゲート電極2が
形成されている絶縁基板1上に、絶縁体層3、半導体層
4、不純物イオンを含む半導体層6を成膜した後、所定
のパタ−ンにて半導体層4、不純物イオンを含む半導体
層6をパタ−ニングし、さらに透明電極5を成膜、パタ
−ンニングし、その後不透明な金属を成膜、パターニン
グしてソース電極7およびドレイン電極8を形成し、こ
の後ソース電極7とドレイン電極8とのあいだの不純物
イオンを含む半導体層6をエッチングしてTFTを作成
する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構造およ
び製造方法ではパタ−ニングにマスクを使用したフォト
プロセスを多数使用する。マスクを使用したフォトプロ
セスは使用頻度が多いほど製造に時間がかかり不良をつ
くる確率も増大する。特に半導体層と不純物イオンを含
む半導体層のパタ−ニングは単純なパタ−ンで十分であ
りパタ−ン精度もあまり必要でないにもかかわらず他に
方法が無いため通常の使用せざる得ないというという問
題点を有していた。
【0008】本発明は、上記問題点を鑑み、半導体層と
不純物イオンを含む半導体層の合計の膜厚を規定するこ
とで良好なトランジスタ特性を維持し、かつ基板の裏面
より光をあてゲ−ト電極をマスクの代わりに使用するプ
ロセスを可能とする薄膜トランジスタの構造と製造方法
を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の薄膜トランジスタは、半導体層と不純物イ
オンを含む半導体層の膜厚の合計を10nm以上90nm以下と
することを特徴とする。これにより裏面から光をあてて
も一定量の光を透過させることができマスクを使用せず
不透明なゲ−ト電極をマスクの代わりにフォトプロセス
を行なうことができる。
【0010】
【作用】本発明は上記した構造によって裏面から光をあ
ててゲ−ト電極をマスク代わりにゲ−ト電極と同じパタ
−ンにパタ−ニングできる。一般に半導体層と不純物イ
オンを含む半導体層には非晶質シリコン、マイクロクリ
スタルシリコンあるいは多結晶シリコンを使用するがこ
れらは一般にフォトプロセスで使用するフォトレジスト
が感光する 450nm以下の光を吸収してしまう。(図3)
にポジレジストの感度波長の代表である 405nmの光の透
過率と非晶質シリコンの膜厚との関係を示した。(図
3)の縦軸の透過率はは Logスケ−ルである。光の透過
率は膜厚が厚いほど指数関数的に減少する。たとえば 1
50nmでは透過率が0.09% になってしまい不透明と言って
もかまわない。
【0011】フォトプロセスにとって強い光が得られる
方が露光時間が短くて済み、これは露光中の振動や迷光
によるによるパタ−ン精度の低下を防止でき有効であり
最低でも1%以上の透過率を必要とする。
【0012】また薄膜トランジスタにとって半導体層の
膜厚はon電流に影響し10nm未満だと膜厚の減少ととも
にon電流も減少するが10nm以上ではほぼ一定となる。
【0013】以上より半導体層と不純物イオンを含む半
導体層の膜厚の合計を10nm以上90nm以下とすることによ
って良好なトランジスタ特性を維持し、かつ基板の裏面
より光をあてゲ−ト電極をマスクの代わりに使用するプ
ロセスを可能とする薄膜トランジスタの構造と製造方法
を提供するものである。
【0014】
【実施例】以下に本発明の一実施例の薄膜トランジスタ
およびその製造方法について、図面を参照しながら説明
する。(図1)は本発明の第1の実施例における薄膜ト
ランジスタの断面図を示すものである。
【0015】1は絶縁基板、2はゲート電極、3はゲー
ト絶縁層、4は半導体層、5は透明電極、6は不純物を
ド−ピングした半導体層、7はソース電極、8はドレイ
ン電極、9は半導体層のTFTのチャンネル部分を保護
している絶縁体層である。
【0016】(図2)は、(図1)の構造の製造方法を
示す。(図2)の薄膜トランジスタの製造プロセスを順
追って説明する。(図2a)のように、硝子基板1上に
ゲート電極2を成膜パターニングする。次に、上記基板
上に(図2b)に示すように、ゲ−ト絶縁層3、半導体
層4、保護絶縁体層9を成膜する。次に、(図2c)に
示すように、保護絶縁体層9を所定の形状にパターニン
グし、その上に(図2d)の示すように、不純物イオン
を含む半導体層6を成膜する。さらに、(図2e)に示
す様に不純物イオンを含む半導体層6と半導体層4とを
同時にパターニングする。このパタ−ニングのフォトプ
ロセスに裏面露光プロセスを用いる。基板にポジレジス
トを塗布後、基板の裏面より露光する。これを現像する
とゲ−ト電極パタ−ンと同じパタ−ンにレジストがパタ
−ニングされる。このレジストパタ−ンを基に不純物イ
オンを含む半導体層6と半導体層4とを同時にエッチン
グする。たとえば東京応化工業(株)製OFPR−500
0のレジストを用いレジスト膜厚を2μmとすると光量
が50mW/cm2の光源を用いて1分間以内に露光が
完了する。さらに(図2f)に示すように、透明電極5
を成膜、パタ−ニングを行う。さらに電極金属を成膜、
パターニングし、ソース、ドレイン電極8、9を形成す
る。最後にソース、ドレイン電極8、9をマスクにして
余分な不純物イオンを含む半導体層6と半導体層4をエ
ッチングしてTFTを作成する。
【0017】本実施例の構造はゲ−ト絶縁層を一層とし
たがこれに限るものではなく多層でも構わない。また成
膜方法も一般にプラズマCVDがよく用いられるがこれ
に限るものでなく、スパッタ法や陽極酸化法を用いても
構わない。
【0018】またゲ−ト電極についても表面が絶縁体で
覆われていても構わない。アルミニウムやタンタルをゲ
−ト電極に用い、陽極酸化法で表面を絶縁化した場合ア
ルミニウムやタンタルの酸化物は 405nm付近の光に対し
て透明である。よって裏面露光プロセスによって得られ
るパタ−ンは酸化されていない金属部のパタ−ンと一致
する。
【0019】また本実施例では不純物イオンを含む半導
体層を成膜するとしたが成膜にこだわる事なく半導体層
に不純物イオンを物理的、化学的に打ち込む方法(たと
えばイオン注入法やイオンシャワ−ド−ピング法)や不
純物の拡散法を用いて不純物イオンを含む半導体層を形
成してもよい。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、本発明の薄膜ト
ランジスタは、半導体層と不純物イオンを含む半導体層
の膜厚の合計を10nm以上90nm以下とすることで裏面から
光をあてても一定量の光を透過させることができマスク
を使用せず不透明なゲ−ト電極をマスクの代わりにフォ
トプロセスを行なうことができ、かつ良好なトランジス
タ特性を有する薄膜トランジスタを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の薄膜トランジスタの断面図
【図2】(図1)に示す本発明の実施例の薄膜トランジ
スタの製造工程図
【図3】405nmの光の透過率と非晶質シリコンの膜厚と
の関係を示したグラフ
【図4】従来の薄膜トランジスタの断面図
【図5】従来の薄膜トランジスタの断面図
【記号の説明】
1 絶縁基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁層 4 半導体層 5 透明電極 6 不純物イオンを含む半導体層 7 ソース電極 8 ドレイン電極 9 保護絶縁体層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板上に形成した逆スタガ−ド構造の
    薄膜トランジスタであって、ゲ−ト電極が不透明な金属
    で構成されかつ、半導体層と不純物イオンを含む半導体
    層との膜厚の合計が10nm以上90nm以下であること特徴と
    する薄膜トランジスタ。
  2. 【請求項2】半導体層あるいは不純物イオンを含む半導
    体層に非晶質シリコン、多結晶シリコンあるいはマイク
    ロクリスタルシリコンを用いたことを特徴とする請求項
    1記載の薄膜トランジスタ。
  3. 【請求項3】ゲート電極にアルミニウム、タンタルある
    いはこれらを主成分とする合金を用いたことを特徴とす
    る請求項1記載の薄膜トランジスタ。
  4. 【請求項4】透明基板上にゲ−ト電極を設け、この上を
    ゲ−ト絶縁膜で覆いさらにその上に半導体層を重ね、保
    護絶縁膜を堆積しトランジスタのチャンネル部のみを残
    してエッチングし、この上に不純物を含む半導体層を前
    記半導体層と前記不純物を含む半導体層との膜厚の合計
    が10nm以上90nm以下となるように堆積し、これを基板の
    裏面より光をあててゲ−ト電極をマスクにしてフォトパ
    タ−ニングを行いゲ−トパタ−ンと同じ形にパタ−ニン
    グし、ソ−スおよびドレイン電極を付し、チャンネル部
    直上の不純物を含む半導体層を除去することを特徴とす
    る薄膜トランジスタの製造方法。
JP31173892A 1992-11-20 1992-11-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法 Pending JPH06163587A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31173892A JPH06163587A (ja) 1992-11-20 1992-11-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31173892A JPH06163587A (ja) 1992-11-20 1992-11-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06163587A true JPH06163587A (ja) 1994-06-10

Family

ID=18020883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31173892A Pending JPH06163587A (ja) 1992-11-20 1992-11-20 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06163587A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177253A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Sharp Corp 電子デバイスの製造方法、レジストパターン形成システム、電子デバイス、及び薄膜トランジスタ
US7629208B2 (en) 2006-05-10 2009-12-08 Sony Corporation Method of manufacturing thin film transistor, thin film transistor, and display unit
JP2011023741A (ja) * 1995-12-22 2011-02-03 Thomson Licensing アレイ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023741A (ja) * 1995-12-22 2011-02-03 Thomson Licensing アレイ
US7629208B2 (en) 2006-05-10 2009-12-08 Sony Corporation Method of manufacturing thin film transistor, thin film transistor, and display unit
US8222643B2 (en) 2006-05-10 2012-07-17 Sony Corporation Method of manufacturing thin film transistor, thin film transistor, and display unit
US8482008B2 (en) 2006-05-10 2013-07-09 Sony Corporation Method of manufacturing thin film transistor, thin film transistor, and display unit
JP2008177253A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Sharp Corp 電子デバイスの製造方法、レジストパターン形成システム、電子デバイス、及び薄膜トランジスタ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5137841A (en) Method of manufacturing a thin film transistor using positive and negative photoresists
US5488005A (en) Process for manufacturing an offset gate structure thin film transistor
US4684435A (en) Method of manufacturing thin film transistor
US5429962A (en) Method for fabricating a liquid crystal display
JPH08172202A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
KR950002202B1 (ko) 적층 박막 트랜지스터 제조방법
JPS62171160A (ja) 薄膜トランジスタ
US6562667B1 (en) TFT for LCD device and fabrication method thereof
JPH06163587A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
KR100663294B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치 제조방법
JP3216173B2 (ja) 薄膜トランジスタ回路の製造方法
JP3358284B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH077157A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR100198556B1 (ko) 박막트랜지스터의 구조 및 제조방법
JP2574808B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP3312490B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH0323429A (ja) 薄膜トランジスタ
US5523187A (en) Method for the fabrication of liquid crystal display device
KR970003742B1 (ko) 자기정열구조의 박막트랜지스터 제조방법
KR100223900B1 (ko) 액정표시장치의 제조방법
KR0156180B1 (ko) 액정표시 소자의 제조방법
KR100300862B1 (ko) 박막트랜지스터제조방법
JP3344051B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH05275450A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR0156215B1 (ko) 완전 자기정렬형 박막트랜지스터 및 그 제조방법