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JPH0888364A - Manufacture of thin film transistor - Google Patents

Manufacture of thin film transistor

Info

Publication number
JPH0888364A
JPH0888364A JP24873194A JP24873194A JPH0888364A JP H0888364 A JPH0888364 A JP H0888364A JP 24873194 A JP24873194 A JP 24873194A JP 24873194 A JP24873194 A JP 24873194A JP H0888364 A JPH0888364 A JP H0888364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
semiconductor layer
layer
film transistor
manufacturing
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
JP24873194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisao Tosaka
久雄 登坂
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.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer 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 Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP24873194A priority Critical patent/JPH0888364A/en
Publication of JPH0888364A publication Critical patent/JPH0888364A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce the time for film forming significantly by a method wherein the thickness of an etching stopper is reduced to a fraction of several number. CONSTITUTION: An n<+> -type thin film semiconductor layer 6 is formed so as to cover an etching stopper 5 and, further, cover the whole surface of a thin film semiconductor layer 4. Moreover, a resist film is formed on the surface of the n<+> -type thin film semiconductor layer 6 to form a natural oxide film on the surface of the layer 6. The resist film 7 is left only on a region on which the n<+> -type thin film semiconductor layer 6 and the resist film and the natural oxide film on the other region are removed. If wet-etching is applied, the region of the n<+> -type thin film semiconductor layer under the natural oxide film 6a corresponding to the remaining part of the resist film 7 is not etched and not removed. With this constitution, the thickness of the etching stopper layer 5 can be reduced to a fraction of several number and the film forming time can be reduced significantly in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、薄膜トランジスタの
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の薄膜トランジスタの製造方法に
は、ガラス基板等からなる絶縁基板上にゲート電極を始
めに形成するボトムゲート方式、後でゲート電極を形成
するトップゲート方式等がある。図2はボトムゲート方
式の従来の薄膜トランジスタの製造工程の一部を示す断
面図である。まず、絶縁基板1の上にゲート電極2を形
成し、この形成したゲート電極2を含む絶縁基板1の上
全面に窒化シリコン(SiN)等のゲート絶縁膜3を形
成する。さらにゲート絶縁膜3の上全面に非結晶シリコ
ン(Si)層の薄膜半導体層4を形成する。そしてこの
薄膜半導体層4の上全面に窒化シリコン(SiN)や酸
化シリコン(SiO2)等のエッチングストッパ層5を
CVD又はスパッタで堆積した後、薄膜半導体層4のエ
ッチング処理をしない領域のみを残して剥離する。さら
にこのエッチングストッパ層5を含む薄膜半導体層4の
上面にn+シリコン(n+Si)層6をプラズマCVDで
堆積する。そしてこのn+シリコン層6をレジスト膜7
でマスキングする。図2(a)に以上の工程が終了した
断面図を示す。その後、ドライエッチングにより図2
(b)に示すように、マスキングされていないn+シリ
コン層6の領域をエッチング処理する。この場合、n+
シリコン層6と窒化シリコンであるエッチングストッパ
層5とのエッチングレートの選択比が10程度しかない
ので、エッチングの均一性を考慮すると、図2(b)の
エッチング状態Aに示すようにエッチングストッパ層5
の深い部分にまでエッチング処理を施す必要がある。
2. Description of the Related Art Conventional methods for manufacturing thin film transistors include a bottom gate method in which a gate electrode is first formed on an insulating substrate such as a glass substrate, and a top gate method in which a gate electrode is later formed. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of a manufacturing process of a conventional bottom gate type thin film transistor. First, the gate electrode 2 is formed on the insulating substrate 1, and the gate insulating film 3 such as silicon nitride (SiN) is formed on the entire surface of the insulating substrate 1 including the formed gate electrode 2. Further, a thin film semiconductor layer 4 of an amorphous silicon (Si) layer is formed on the entire surface of the gate insulating film 3. Then, after depositing an etching stopper layer 5 of silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO 2 ) or the like on the entire surface of the thin film semiconductor layer 4 by CVD or sputtering, only the non-etched region of the thin film semiconductor layer 4 is left. Peel off. Further, an n + silicon (n + Si) layer 6 is deposited on the upper surface of the thin film semiconductor layer 4 including the etching stopper layer 5 by plasma CVD. Then, the n + silicon layer 6 is used as a resist film 7
Mask with. FIG. 2A shows a cross-sectional view after the above steps are completed. After that, dry etching is performed as shown in FIG.
As shown in (b), the unmasked region of the n + silicon layer 6 is etched. In this case, n +
Since the etching rate selection ratio between the silicon layer 6 and the etching stopper layer 5 made of silicon nitride is only about 10, when the etching uniformity is taken into consideration, as shown in the etching state A of FIG. 5
It is necessary to perform etching processing even on the deep part of the.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の薄膜トランジスタの製造方法は、n+シリコン層と窒
化シリコンであるエッチングストッパ層とのエッチング
レートの選択比が10程度しかないので、エッチングの
均一性を保つためには、エッチングストッパ層の深い部
分にまでエッチング処理を施す必要があり、そのためエ
ッチングストッパ層の厚みを最低でも500Åから10
00Å堆積する必要があり、エッチングストッパ層の成
膜工程に時間が掛かり過ぎるという問題点があった。こ
の発明はかかる従来の問題を解決するためのものであ
り、エッチングストッパ層の厚みを従来の数分の1にす
ることにより、エッチングストッパ層の成膜工程に掛か
る時間を大幅に短縮できる優れた薄膜トランジスタの製
造方法を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional method of manufacturing a thin film transistor, since the etching rate selection ratio between the n + silicon layer and the etching stopper layer which is silicon nitride is only about 10, the etching uniformity can be improved. In order to maintain the etching stopper layer, it is necessary to perform etching processing even in a deep portion of the etching stopper layer, and therefore, the thickness of the etching stopper layer should be at least 500Å to 10
It was necessary to deposit 00Å, and there was a problem that the film formation process of the etching stopper layer took too long. The present invention is intended to solve such a conventional problem, and is excellent in that the time required for the film forming process of the etching stopper layer can be greatly reduced by reducing the thickness of the etching stopper layer to a fraction of the conventional thickness. It is an object to provide a method for manufacturing a thin film transistor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、第1薄膜半導体層の上面の所定領域にエ
ッチングストッパ層を形成し、該エッチングストッパ層
を含む前記第1薄膜半導体層の上全面に不純物が混入さ
れた第2薄膜半導体層を形成し、該第2薄膜半導体の上
面のエッチング処理を施さない領域にレジスト膜を形成
し、前記第2薄膜半導体層のレジスト膜が施されていな
い領域をウェットエッチング液によって除去することを
特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention forms an etching stopper layer in a predetermined region on the upper surface of a first thin film semiconductor layer, and comprises the first thin film semiconductor layer including the etching stopper layer. A second thin film semiconductor layer containing impurities is formed on the entire upper surface of the second thin film semiconductor, and a resist film is formed on a region of the upper surface of the second thin film semiconductor that is not subjected to etching treatment. It is characterized in that the unetched region is removed by a wet etching solution.

【0005】[0005]

【作用】この発明によれば、エッチング剤としてウェッ
トエッチング液を用いることにより、エッチングストッ
パ層の厚みを従来の数分の1にすることが可能となり、
これによって、エッチングストッパ層の成膜工程に掛か
る時間を大幅に短縮できる。
According to the present invention, by using the wet etching solution as the etching agent, the thickness of the etching stopper layer can be reduced to a fraction of that of the conventional one.
As a result, the time required for the film forming process of the etching stopper layer can be significantly reduced.

【0006】[0006]

【実施例】図1は、この発明の薄膜トランジスタのボト
ムゲート方式の製造工程を示す断面図である。これらの
図を順に参照しながら、薄膜トランジスタの製造方法に
ついて説明する。この実施例の場合の薄膜トランジスタ
は、アクティブマトリックス方式の液晶装置に用いるも
のである。
1 is a sectional view showing a bottom gate type manufacturing process of a thin film transistor according to the present invention. A method of manufacturing a thin film transistor will be described with reference to these drawings in order. The thin film transistor in this embodiment is used in an active matrix type liquid crystal device.

【0007】まず、図1(a)に示すように、絶縁基板
1の上にゲート電極2を形成し、この形成したゲート電
極2を含む絶縁基板1の上全面に窒化シリコン(Si
N)等のゲート絶縁膜3を形成する。さらにゲート絶縁
膜3の上全面に第1半導体層として非結晶シリコン(S
i)層の薄膜半導体層4を形成する。そしてこの薄膜半
導体層4の上全面に窒化シリコン(SiN)や酸化シリ
コン(SiO2)等のエッチングストッパ層5をCVD
又はスパッタで堆積する。このエッチングストッパ層5
の堆積する厚さは200Å以下、好ましくは100Å程
度である。
First, as shown in FIG. 1A, a gate electrode 2 is formed on an insulating substrate 1, and silicon nitride (Si) is formed on the entire surface of the insulating substrate 1 including the formed gate electrode 2.
The gate insulating film 3 such as N) is formed. Further, amorphous silicon (S) is formed as a first semiconductor layer on the entire surface of the gate insulating film 3.
The i) layer thin-film semiconductor layer 4 is formed. Then, an etching stopper layer 5 such as silicon nitride (SiN) or silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the entire surface of the thin film semiconductor layer 4 by CVD.
Alternatively, it is deposited by sputtering. This etching stopper layer 5
The deposited thickness is less than 200Å, preferably about 100Å.

【0008】次にこのエッチングストッパ層5をフッ酸
で加工する。その後図1(b)に示すように、薄膜半導
体層4のエッチング処理をしない領域のみを残してエッ
チングストッパ層5を剥離する。さらに図1(c)に示
すように、このエッチングストッパ層5を含む薄膜半導
体層4の上面に第2半導体層としてn+シリコン(n+
i)層6をプラズマCVDで堆積する。そして、このn
+シリコン層6上をレジスト膜7で覆う。このときn+
リコン層6の全表面に自然酸化膜が形成される(この状
態図は図示せず)。次に、レジスト膜7を露光してパタ
ーニングし、n+シリコン層6を形成する領域のみにレ
ジスト膜7を残す。これをフッ酸で処理することによ
り、図1(d)に示すように、n+シリコン層6のレジ
スト膜7が施されていない領域の自然酸化膜を除去し、
+シリコン層6のレジスト膜7が施された領域の表面
にのみ自然酸化膜6aを残す。その後、80℃程度に加
熱したエッチング剤でマスキングされていないn+シリ
コン層6の領域をエッチング処理する。エッチング剤と
しては有機アルカリ、例えばエタノール化合物やメタノ
ール化合物等のモノアルカノールアミンを用いる。
Next, the etching stopper layer 5 is processed with hydrofluoric acid. Thereafter, as shown in FIG. 1B, the etching stopper layer 5 is peeled off, leaving only the region of the thin film semiconductor layer 4 which is not etched. Further, as shown in FIG. 1C, n + silicon (n + S) is formed as a second semiconductor layer on the upper surface of the thin film semiconductor layer 4 including the etching stopper layer 5.
i) Deposit layer 6 by plasma CVD. And this n
+ The silicon film 6 is covered with the resist film 7. At this time, a natural oxide film is formed on the entire surface of the n + silicon layer 6 (this state diagram is not shown). Next, the resist film 7 is exposed and patterned to leave the resist film 7 only in the region where the n + silicon layer 6 is formed. By treating this with hydrofluoric acid, as shown in FIG. 1D, the natural oxide film in the region of the n + silicon layer 6 where the resist film 7 is not applied is removed,
The natural oxide film 6a is left only on the surface of the region of the n + silicon layer 6 where the resist film 7 is applied. After that, the region of the n + silicon layer 6 which is not masked with the etching agent heated to about 80 ° C. is subjected to etching treatment. As an etching agent, an organic alkali, for example, a monoalkanolamine such as an ethanol compound or a methanol compound is used.

【0009】その結果、上記エッチング処理によりレジ
スト膜7は直に溶解するが、レジスト膜7が施されてい
るn+シリコン層6の表面は自然酸化膜6aが形成され
ているため、この領域はエッチングされずに残る。図1
(e)に示すように、マスキングされていない領域のn
+シリコン層6のみがエッチングされる。したがって、
エッチングストッパ層5の堆積する厚さを200Åもし
くはそれ以下に薄くしてもエッチングの均一性を保つこ
とができる。
As a result, although the resist film 7 is directly dissolved by the above etching process, a natural oxide film 6a is formed on the surface of the n + silicon layer 6 on which the resist film 7 is applied, so that this region is It remains without being etched. FIG.
As shown in (e), n of the unmasked area
+ Only the silicon layer 6 is etched. Therefore,
Even if the thickness of the etching stopper layer 5 deposited is reduced to 200 Å or less, the etching uniformity can be maintained.

【0010】なお、上記実施例における薄膜トランジス
タはボトムゲート方式のものとしたが、トップゲート方
式の薄膜トランジスタにもこの発明を適用することがで
きる。また、液晶装置に用いる薄膜トランジスタを例に
採ったが、マイクロプロセッサやメモリ等のICの製造
方法としてもこの発明は有効である。
Although the thin film transistor in the above embodiment is of the bottom gate type, the present invention can be applied to a top gate type thin film transistor. Although the thin film transistor used in the liquid crystal device is taken as an example, the present invention is also effective as a method for manufacturing an IC such as a microprocessor or a memory.

【0011】[0011]

【発明の効果】この発明によれば、不純物を混入させた
+薄膜半導体層の上面のエッチング処理を施さない領
域にレジスト膜を形成し、このn+薄膜半導体層のエッ
チング剤として有機アルカリ剤を用いることにより、エ
ッチングストッパ層の厚みを従来のものの数分の1にす
ることにより、エッチングストッパ層の成膜工程に掛か
る時間を大幅に短縮でき、単位時間における工程数であ
るスループットを向上させるとができる。さらに、エッ
チングストッパ層を薄くできるので、より薄型構造の薄
膜トランジスタを実現することができる。
According to the present invention, a resist film is formed on an unetched region of the upper surface of an n + thin film semiconductor layer containing impurities, and an organic alkaline agent is used as an etching agent for the n + thin film semiconductor layer. By making the thickness of the etching stopper layer a fraction of that of the conventional one, it is possible to significantly reduce the time required for the step of forming the etching stopper layer and improve the throughput, which is the number of steps per unit time. You can Furthermore, since the etching stopper layer can be thinned, a thin film transistor having a thinner structure can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の薄膜トランジスタの製造工程を示す
断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a thin film transistor of the invention.

【図2】従来の薄膜トランジスタの製造工程の一部を示
す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of manufacturing process of a conventional thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁膜 4 薄膜半導体層(第1薄膜半導体層) 5 エッチングストッパ層 6 n+薄膜半導体層(第2薄膜半導体層) 7 レジスト膜1 Insulating Substrate 2 Gate Electrode 3 Gate Insulating Film 4 Thin Film Semiconductor Layer (First Thin Film Semiconductor Layer) 5 Etching Stopper Layer 6 n + Thin Film Semiconductor Layer (Second Thin Film Semiconductor Layer) 7 Resist Film

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1薄膜半導体層の上面の所定領域にエッ
チングストッパ層を形成し、該エッチングストッパ層を
含む前記第1薄膜半導体層の上全面に不純物が混入され
た第2薄膜半導体層を形成し、該第2薄膜半導体の上面
のエッチング処理を施さない領域にレジスト膜を形成
し、前記第2薄膜半導体層のレジスト膜が施されていな
い領域をウェットエッチング液によって除去することを
特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
1. An etching stopper layer is formed in a predetermined region on an upper surface of a first thin film semiconductor layer, and a second thin film semiconductor layer containing impurities is formed on the entire upper surface of the first thin film semiconductor layer including the etching stopper layer. And forming a resist film on a region of the upper surface of the second thin film semiconductor which is not subjected to etching treatment, and removing a region of the second thin film semiconductor layer which is not subjected to the resist film with a wet etching solution. Method of manufacturing thin film transistor.
【請求項2】前記第2薄膜半導体層のレジスト膜が施さ
れていない領域を除去する前には、前記第2薄膜半導体
層の表面には、前記レジスト膜が施されている領域にの
み酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の薄膜トランジスタの製造方法。
2. The surface of the second thin film semiconductor layer is oxidized only on the area where the resist film is applied before the area of the second thin film semiconductor layer where the resist film is not applied is removed. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein a film is formed.
【請求項3】前記ウェットエッチング液による前記第2
薄膜半導体層のレジスト膜が施されていない領域を除去
する際、前記ウェットエッチング液により前記レジスト
膜が溶解することを特徴とする請求項1又は2に記載の
薄膜トランジスタの製造方法。
3. The second wet etching solution
The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the resist film is dissolved by the wet etching solution when removing a region of the thin film semiconductor layer where the resist film is not applied.
【請求項4】前記ウェットエッチング液は有機アルカリ
剤であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
1つに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the wet etching solution is an organic alkaline agent.
【請求項5】前記エッチング剤としてエタノール化合物
やメタノール化合物等のモノアルカノールアミンを用い
ることを特徴とする請求項4記載の薄膜トランジスタの
製造方法。
5. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 4, wherein a monoalkanolamine such as an ethanol compound or a methanol compound is used as the etching agent.
【請求項6】前記第1薄膜半導体層は非結晶シリコン層
で構成されることを特徴とする請求項1ないし4のいず
れか一つに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
6. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the first thin film semiconductor layer is composed of an amorphous silicon layer.
【請求項7】前記エッチングストッパ層は約200Åの
厚さ若しくはそれ以下に堆積することを特徴とする請求
項1ないし6のいずれか一つに記載の薄膜トランジスタ
の製造方法。
7. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the etching stopper layer is deposited to a thickness of about 200Å or less.
【請求項8】前記第2薄膜半導体層はn+シリコン層で
構成されることを特徴とする請求項1ないし7のいずれ
か一つに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
8. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the second thin film semiconductor layer is composed of an n + silicon layer.
JP24873194A 1994-09-16 1994-09-16 Manufacture of thin film transistor Pending JPH0888364A (en)

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