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JPH1065183A - Manufacture of thin-film transistor - Google Patents

Manufacture of thin-film transistor

Info

Publication number
JPH1065183A
JPH1065183A JP15140797A JP15140797A JPH1065183A JP H1065183 A JPH1065183 A JP H1065183A JP 15140797 A JP15140797 A JP 15140797A JP 15140797 A JP15140797 A JP 15140797A JP H1065183 A JPH1065183 A JP H1065183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
gate electrode
insulating film
region
drain region
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
JP15140797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Inoue
聡 井上
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP15140797A priority Critical patent/JPH1065183A/en
Publication of JPH1065183A publication Critical patent/JPH1065183A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable realizing an offset structure without much increasing the number of processes by forming a second insulating film on the side wall of a gate electrode, doping a silicon thin film by using the gate electrode and the second insulating film as masks, and forming source/drain regions. SOLUTION: Patterns 602, 603 of silicon thin films are formed on an insulating substrate 601 of glass or the like. A pattern 604 which is in contact with the upper sides of both of the patterns and connects them is formed. The entire body is covered with an gate-insulating film 605, on which a gate electrode 606 is formed. After an insulating film 507 is formed on the entire body, an insulating film 607 is left only on the side wall of the gate electrode 606 by anisotropic etching. Next, ion implantation is performed, and a source region 508 and a drain region 509 are formed in the self-aligning manner. At this time, the silicon thin film 607 left on the gate side wall is turned into a stopper, so that a transistor having an offset structure is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は特にアクティブマト
リクス型の液晶ディスプレイやイメージセンサや3次元
集積回路など応用される薄膜トランジスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention particularly relates to a thin film transistor applied to an active matrix type liquid crystal display, an image sensor or a three-dimensional integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の薄膜トランジスタの構造の一例を
図2を用いて説明する。この図はチャネル方向の構造断
面図であるが、ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板
201上にドナーあるいはアクセプタとなる不純物を添
加した多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン薄
膜からなるソース領域202及びドレイン領域203が
形成されている。このソース領域端の上側とドレイン領
域の上側に接して、この両者を結ぶ様に多結晶シリコ
ン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜からなる
チャネル領域204が設けられている。また金属、透明
導電膜等から成るソース電極205がソース領域202
に接しており、同じくドレイン領域206がドレイン領
域203に接している。これら全体をシリコン酸化膜等
の絶縁膜から成るゲート絶縁膜207が被覆しており、
この上に金属、透明導電膜等から成るゲート電極208
がソース領域202及びドレイン領域203の両方に、
少なくても一部がかぶさる様に設けられている。ゲート
絶縁膜207は配線間の絶緑を保持する層間絶縁膜も兼
ねている。
2. Description of the Related Art An example of the structure of a conventional thin film transistor will be described with reference to FIG. This figure is a cross-sectional view of the structure in the channel direction. A source region 202 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon doped with an impurity serving as a donor or an acceptor is formed on an insulating substrate 201 such as glass, quartz, or sapphire. And a drain region 203 are formed. A channel region 204 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided in contact with the upper side of the source region end and the upper side of the drain region so as to connect the two. A source electrode 205 made of a metal, a transparent conductive film or the like is
, And the drain region 206 is also in contact with the drain region 203. A gate insulating film 207 made of an insulating film such as a silicon oxide film covers all of them,
A gate electrode 208 made of a metal, a transparent conductive film or the like is formed thereon.
Is in both the source region 202 and the drain region 203,
It is provided so that at least part of it is covered. The gate insulating film 207 also serves as an interlayer insulating film for maintaining the green color between the wirings.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術には以下に述べるような課題がある。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0004】図3は図2で説明した様な構造を持つ薄膜
トランジスタの特性の一例を示すグラフであり、横軸が
ゲート電圧VgS、縦軸はドレイン電流Idの対数値で
ある。ここでトランジスタがオフ状態の時にソース、ド
レイン間に流れる電流をオフ電流Ioff、トランジス
タがオン状態の時にソース、ドレイン間に流れる電流を
オン電流Ionと呼ぶ。オン電流か大きくオフ電流の小
さな特性、言い替えるとオン/オフ比Ion/Ioff
の大きな特性が望ましい。ところが一般にオン電流を上
げるとオフ電流も増加する傾向にあり、この事は特にド
ライバー内蔵型の液晶ディスプレイを実現する上で問題
となる。即ち液晶ディスプレイの画素部に用いるトラン
ジスタには特にオフ電流の少ない特性が要求されるのに
対し、周辺回路に用いるトランジスタには高速動作をさ
せる為に、オン電流の大きい特性が要求される。
FIG. 3 is a graph showing an example of the characteristics of the thin film transistor having the structure described with reference to FIG. 2. The horizontal axis represents the gate voltage VgS, and the vertical axis represents the logarithmic value of the drain current Id. Here, a current flowing between the source and the drain when the transistor is off is called an off current Ioff, and a current flowing between the source and the drain when the transistor is on is called an on current Ion. The characteristic that the on current is large or the off current is small, in other words, the on / off ratio Ion / Ioff
Is desirable. However, generally, when the on-current is increased, the off-current also tends to increase. This is a problem particularly in realizing a liquid crystal display with a built-in driver. That is, a transistor used for a pixel portion of a liquid crystal display is required to have a characteristic with a small off-current, whereas a transistor used for a peripheral circuit is required to have a characteristic with a large on-current in order to operate at high speed.

【0005】本発明はこの様な問題点を解決するもので
あり、その目的とするところはオン/オフ比Ion/I
offの大きな特性を持つ薄膜トランジスタを提供する
事にある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an on / off ratio Ion / I.
An object of the present invention is to provide a thin film transistor having a large off characteristic.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タではゲート電極がソース領域及び前記ドレイン領域上
にかぶさっていない、いわゆるオフセット構造になって
いる事を特徴とする。
The thin film transistor of the present invention is characterized in that the gate electrode has a so-called offset structure which does not cover the source region and the drain region.

【0007】[0007]

【作用】図3で示した従来型薄膜トランジスタの特性か
ら分る様に、オフ電流にはゲート電圧依存性、詳しく言
うとゲートードレイン間電圧依存性がある。そしてその
値は、チャネル部へしきい地制御の為の不純物添加を行
っていなければゲート電圧OV付近で最小となる。本発
明の薄膜トランジスタの構成によれば、ゲート電極がソ
ース領域及びドレイン領域上にかぶさっていない、いわ
ゆるオフセット構造になっているので、オフ時のゲート
ードレイン間の電圧を実効的に下げる効果がある。従っ
て、そのオフ電流は図4に示す如く、従来型トランジス
タにおけるゲート電圧OV付近のオフ電流の値をそのま
ま保つ事ができ、そのオフ特性は大幅に改善される。一
方オン電流は従来型トランジスタに比べてそれほど低下
していない。これは薄膜トランジスタに於いてはチャネ
ル部のシリコン層が薄い為空乏層の延びる範囲が限ら
れ、反転層ができやすいのでオフセット部の距離を最適
化してやればオン電流の減少を抑える事ができるからで
ある。この結果オン/オフ比の大きい優れた特性を持つ
薄膜トランジスタを提供する事が可能になった。
As can be seen from the characteristics of the conventional thin film transistor shown in FIG. 3, the off current has a gate voltage dependency, more specifically, a gate-drain voltage dependency. The value becomes minimum around the gate voltage OV unless impurities are added to the channel portion for controlling the threshold. According to the structure of the thin film transistor of the present invention, since the gate electrode has a so-called offset structure that does not cover the source region and the drain region, there is an effect of effectively reducing the voltage between the gate and the drain when off. . Therefore, as shown in FIG. 4, the off-state current can maintain the off-state current value near the gate voltage OV of the conventional transistor as it is, and the off-state characteristics are greatly improved. On the other hand, the ON current is not so reduced as compared with the conventional transistor. This is because, in a thin film transistor, the extent to which the depletion layer extends is limited because the silicon layer in the channel portion is thin, and the inversion layer is easily formed, so that if the distance of the offset portion is optimized, the decrease in on-current can be suppressed. is there. As a result, it has become possible to provide a thin film transistor having a large ON / OFF ratio and excellent characteristics.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下実施例に基づいて本発明を詳
しく説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments.

【0009】図1は本発明による薄膜トランジスタを示
す断面構造図の一例である。ガラス、石英、サファイア
等の絶縁基板101上にドナーあるいはアクセプタとな
る不純物を添加した多結晶シリコン、非結晶シリコン等
のシリコン薄膜からなるソース領域102及びドレイン
領域103が形成されている。このソース領域とドレイ
ン領域に接して、この両者を結ぶ様に多結晶シリコン、
あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜からなるチャ
ネル領域104が設けられている。また金属、透明導電
膜等から成るソース電極105がソース領域102に接
しており、同じくドレイン電極106がドレイン領域1
03に接している。これら全体をシリコン酸化膜等の絶
縁膜から成るゲート絶縁膜107が被覆しており、この
上に金属、透明導電膜、不純物を添加して多結晶シリコ
ン膜等から成るゲート電極108がソース領域102及
びドレイン領域103の少なくても片方にかぶさらない
様に設けられている。ゲート絶縁膜107は配線間の絶
縁を保持する層間絶縁膜も兼ねている。
FIG. 1 is an example of a sectional view showing a thin film transistor according to the present invention. A source region 102 and a drain region 103 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon to which an impurity serving as a donor or an acceptor is added are formed on an insulating substrate 101 such as glass, quartz, or sapphire. Polycrystalline silicon is in contact with the source region and the drain region and connects the two.
Alternatively, a channel region 104 made of a silicon thin film such as amorphous silicon is provided. A source electrode 105 made of a metal, a transparent conductive film or the like is in contact with the source region 102, and a drain electrode 106 is
It touches 03. The whole of them is covered with a gate insulating film 107 made of an insulating film such as a silicon oxide film, on which a gate electrode 108 made of a metal, a transparent conductive film, a polycrystalline silicon film or the like by adding impurities is formed. The drain region 103 is provided so as not to cover at least one of the drain regions 103. The gate insulating film 107 also serves as an interlayer insulating film for maintaining insulation between wirings.

【0010】(発明の他の実施例1)このような薄膜ト
ランジスタは例えば次の様な工程でも実現できる。図5
は本発明による薄膜トランジスタを実現する為の工程を
示す工程断面図の一例である。ガラス、石英、サファイ
ア等の絶縁基板501上に多結晶シリコン、非結晶シリ
コン等のシリコン薄膜からなるパターン502及び50
3を形成する。両者上側に接して、かつ、この両者を結
ぶ様に多結晶シリコン、あるいは非結晶シリコン等のシ
リコン薄膜からなるパターン504を設ける。次にこれ
ら全体をシリコン酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁
膜505で被覆し、この上に金属、透明導電膜、不純物
を添加した多結晶シリコン膜等から成るゲート電極50
6を形成する。(図5(a)参照) 続いて、全体にたとえばシリコン酸化膜等の絶縁膜50
7を形成し、ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイ
オン注入により添加して自己整合的にソース領域508
及びドレイン領域509を形成する。この時、ゲート側
壁に形成されたシリコン酸化膜507は、垂直方向から
見た場合、実効的に厚い膜であり、打ち込まれるイオン
のストッパーとなる。したがってオフセット構造のトラ
ンジスタが形成される。(図5(b)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極510、同じくドレイン電極511をそれぞれ
ソース領域508、ドレイン領域509に接続して本発
明による薄膜トランジスタが完成する。(図5(c)参
照) (発明の他の実施例2)図6は本発明による薄膜トラン
ジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図で
ある。ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板601上
に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン薄膜か
らなるパターン602及び603を形成する。両者上側
に接して、かつ、この両者を結ぶ様に多結晶シリコン、
あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜からなるパタ
ーン604を設ける。次にこれら全体をシリコン酸化膜
等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜605で被覆し、この
上に金属、透明導電膜、不純物を添加した多結晶シリコ
ン膜等から成るゲート電極606を形成する。(図6
(a)参照) 続いて、全体にたとえばシリコン酸化膜等の絶縁膜60
7を形成した後、異方性エッチングによりこの絶縁膜6
07をエッチングしてゲート電極606の側壁のみに残
す。次に、ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイオ
ン注入により添加して自己整合的にソース領域608及
びドレイン領域609を形成するが、この時ゲート側壁
に残ったシリコン酸化膜607がイオン注入される際の
ストッパーとなり、オフセット構造のトランジスタが形
成する。(図6(b)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極610、同じくドレイン電極611をそれぞれ
ソース領域608、ドレイン領域609に接続して本発
明による薄膜トランジスタか完成する。(図6(c)参
照) (発明の他の実施例3)図7も本発明による薄膜トラン
ジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図で
ある。
(Other Embodiment 1 of the Invention) Such a thin film transistor can be realized by, for example, the following steps. FIG.
1 is an example of a process sectional view showing a process for realizing a thin film transistor according to the present invention. Patterns 502 and 50 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon on an insulating substrate 501 made of glass, quartz, sapphire or the like.
Form 3 A pattern 504 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, the entirety is covered with a gate insulating film 505 made of an insulating film such as a silicon oxide film, and a gate electrode 50 made of a metal, a transparent conductive film, a polycrystalline silicon film doped with impurities, etc. is formed thereon.
6 is formed. (Refer to FIG. 5A.) Subsequently, an insulating film 50 such as a silicon oxide film
7 and an impurity serving as a donor or an acceptor is added by ion implantation to form the source region 508 in a self-aligned manner.
And a drain region 509 are formed. At this time, the silicon oxide film 507 formed on the gate side wall is an effective thick film when viewed from the vertical direction, and serves as a stopper for ions to be implanted. Therefore, a transistor having an offset structure is formed. (Refer to FIG. 5B.) Thereafter, a source electrode 510 and a drain electrode 511 made of a metal, a transparent conductive film or the like are connected to a source region 508 and a drain region 509, respectively, according to a normal process, thereby completing a thin film transistor according to the present invention. . (See FIG. 5 (c)) (Other Embodiment 2 of the Invention) FIG. 6 is a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing a thin film transistor according to the present invention. Patterns 602 and 603 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon are formed on an insulating substrate 601 such as glass, quartz, or sapphire. Polycrystalline silicon in contact with the upper side and connecting the two,
Alternatively, a pattern 604 made of a silicon thin film such as amorphous silicon is provided. Next, these are entirely covered with a gate insulating film 605 made of an insulating film such as a silicon oxide film, and a gate electrode 606 made of a metal, a transparent conductive film, a polycrystalline silicon film doped with impurities, etc. is formed thereon. (FIG. 6
(See (a).) Subsequently, an insulating film 60 such as a silicon oxide film is entirely formed.
After the formation of the insulating film 6, the insulating film 6 is formed by anisotropic etching.
07 is etched and left only on the side wall of the gate electrode 606. Next, an impurity serving as a donor or an acceptor is added by ion implantation to form a source region 608 and a drain region 609 in a self-aligned manner. It serves as a stopper, forming a transistor having an offset structure. (Refer to FIG. 6B.) Thereafter, a source electrode 610 and a drain electrode 611 made of a metal, a transparent conductive film and the like are connected to a source region 608 and a drain region 609, respectively, according to a normal process, thereby completing a thin film transistor according to the present invention. . (See FIG. 6 (c)) (Other Embodiment 3 of the Invention) FIG. 7 is also a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【0011】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板7
01上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン
薄膜からなるパターン702及び703を形成する。両
者上側に接して、かつ、この両者を結ぶ様に多結晶シリ
コン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜からな
るパターン704を設ける。次にこれら全体をシリコン
酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜705、ゲート
電極となる導電膜706を順次形成する。(図7(a)
参照) 次に導電膜706上に光露光技術を用いてレジストパタ
ーン707を形成し、これをマスクにして選択的に、か
つレジストパターンに対して細くなるように導電膜70
6をエッチングしてゲート電極708を形成する。続い
て、ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイオン注入
により添加して自己整合的にソース領域709及びドレ
イン領域710を形成した後、レジストパターン707
を除去する。(図7(b)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極711、同じくドレイン電極712をそれぞれ
ソース領域709、ドレイン領域710に接続して本発
明による薄膜トランジスタが完成する。(図7(c)参
照) (発明の他の実施例4)図8も本発明による薄膜トラン
ジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図で
ある。
Insulating substrate 7 of glass, quartz, sapphire, etc.
Patterns 702 and 703 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon and amorphous silicon are formed on the substrate 01. A pattern 704 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, a gate insulating film 705 composed entirely of an insulating film such as a silicon oxide film and a conductive film 706 serving as a gate electrode are sequentially formed. (FIG. 7 (a)
Next, a resist pattern 707 is formed on the conductive film 706 by using a light exposure technique, and the conductive film 70 is selectively and thinly formed using the resist pattern as a mask.
6 is etched to form a gate electrode 708. Subsequently, after an impurity serving as a donor or an acceptor is added by ion implantation to form the source region 709 and the drain region 710 in a self-aligned manner, the resist pattern 707 is formed.
Is removed. (Refer to FIG. 7B.) Thereafter, a source electrode 711 and a drain electrode 712 made of a metal, a transparent conductive film or the like are connected to a source region 709 and a drain region 710, respectively, according to a normal process, thereby completing a thin film transistor according to the present invention. . (See FIG. 7C) (Fourth Embodiment of the Invention) FIG. 8 is also a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing the thin film transistor according to the present invention.

【0012】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板8
01上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン
薄膜からなるパターン802及び803を形成する。両
者上側に接して、かつこの両者を結ぶ様に多結晶シリコ
ン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜からなる
パターン804を設ける。次にこれら全体をシリコン酸
化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜805、ゲート電
極となる導電膜806を順次形成する。(図8(a)参
照) 次に導電膜806上に光露光技術を用いてレジストパタ
ーン807を形成し、これをマスクにして選択的に、導
電膜806をエッチングしてゲート電極808を形成す
る。続いて、ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイ
オン注入により添加して自己整合的にソース領域809
及びドレイン領域810を形成した後、レジストパター
ン807に対して細くなるようにゲート電極808をエ
ッチングする。その後レジストパターン807を除去す
る。(第8図(b)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極811、同じくドレイン電極812をそれぞれ
ソース領域809、ドレイン領域810に接続して本発
明による薄膜トランジスタが完成する。(図8(c)参
照) (発明の他の実施例5)図9も本発明による薄膜トラン
ジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図で
ある。
Insulating substrate 8 of glass, quartz, sapphire, etc.
Patterns 802 and 803 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon and amorphous silicon are formed on the substrate 01. A pattern 804 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, a gate insulating film 805 composed entirely of an insulating film such as a silicon oxide film and a conductive film 806 serving as a gate electrode are sequentially formed. (Refer to FIG. 8A.) Next, a resist pattern 807 is formed over the conductive film 806 by using a light exposure technique, and the conductive film 806 is selectively etched using the resist pattern as a mask to form a gate electrode 808. . Subsequently, an impurity serving as a donor or an acceptor is added by ion implantation, and the source region 809 is self-aligned.
After the formation of the drain region 810, the gate electrode 808 is etched so as to be thinner than the resist pattern 807. After that, the resist pattern 807 is removed. (Refer to FIG. 8 (b).) Thereafter, a source electrode 811 and a drain electrode 812 made of a metal, a transparent conductive film or the like are connected to a source region 809 and a drain region 810, respectively, according to a normal process, thereby completing a thin film transistor according to the present invention. I do. (Refer to FIG. 8 (c)) (Fifth Embodiment of the Invention) FIG. 9 is also a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【0013】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板9
01上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン
薄膜からなるパターン902及び903を形成する。両
者上側に接して、かつ、この両者を結ぶ様に多結晶シリ
コン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜からな
るパターン904を設ける。次にこれら全体をシリコン
酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜905、ゲート
電極となる導電膜906、例えばシリコン酸化膜等の膜
907を順次形成する。(図9(a)参照) 次にシリコン酸化膜907上に光露光技術を用いてレジ
ストパターン908を形成し、これをマスクにして選択
的にシリコン酸化膜907をエッチングする。(図9
(b)参照) その後レジストパターン908を除去する。続いて、シ
リコン酸化膜907をマスクにして選択的に、かつ、シ
リコン酸化膜パターンに対して細くなるように導電膜9
06をエッチングしてゲート電極909を形成する。続
いて、ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイオン注
入により添加して自己整合的にソース領域910及びド
レイン領域911を形成する。(図9(c)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極912、同じくドレイン電極913をそれぞれ
ソース領域910、ドレイン領域911に接続して本発
明による薄膜トランジスタが完成する。(図9(d)参
照) (発明の他の実施例6)図10も本発明による薄膜トラ
ンジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図
である。
An insulating substrate 9 made of glass, quartz, sapphire, etc.
Patterns 902 and 903 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon and amorphous silicon are formed on the substrate 01. A pattern 904 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, a gate insulating film 905 made of an insulating film such as a silicon oxide film and a conductive film 906 serving as a gate electrode, for example, a film 907 such as a silicon oxide film are sequentially formed. (See FIG. 9A.) Next, a resist pattern 908 is formed on the silicon oxide film 907 by using a light exposure technique, and the silicon oxide film 907 is selectively etched using the resist pattern 908 as a mask. (FIG. 9
After that, the resist pattern 908 is removed. Subsequently, using the silicon oxide film 907 as a mask, the conductive film 9 is selectively and thinly formed with respect to the silicon oxide film pattern.
06 is etched to form a gate electrode 909. Subsequently, a source region 910 and a drain region 911 are formed in a self-aligned manner by adding an impurity serving as a donor or an acceptor by ion implantation. (Refer to FIG. 9 (c).) Thereafter, a source electrode 912 and a drain electrode 913 made of a metal, a transparent conductive film or the like are connected to a source region 910 and a drain region 911, respectively, according to a normal process, thereby completing a thin film transistor according to the present invention. . (Refer to FIG. 9D) (Other Embodiment 6 of the Invention) FIG. 10 is also a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing the thin film transistor according to the present invention.

【0014】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板1
001上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコ
ン薄膜からなるパターン1002及び1003を形成す
る。両者上側に接して、かつ、この両者を結ぶ様に多結
晶シリコン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜
からなるパターン1004を設ける。次にこれら全体を
シリコン酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜100
5、ゲート電極となる導電膜1006、例えばシリコン
酸化膜等の膜1007を順次形成する。(図10(a)
参照) 次にシリコン酸化膜1007上に光露光技術を用いてレ
ジストパターン1008を形成し、これをマスクにして
選択的にシリコン酸化膜1007をエッチングする。
(図10(b)参照) その後レジストパターン1008を除去する。続いて、
シリコン酸化膜1007をマスクにして選択的に導電膜
1006をエッチングしてゲート電極1009を形成す
る。続いて、ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイ
オン注入により添加して自己整合的にソース領域101
0及びドレイン領域1011を形成する。次にゲート電
極1009をシリコン酸化膜1007に対して細くなる
ようにゲート電極1009をエッチングする。(図10
(c)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極1012、同じくドレイン電極1013をそれ
ぞれソース領域1010、ドレイン領域1011に接続
して本発明による薄膜トランジスタが完成する。(図1
0(d)参照) (発明の他の実施例7)図11も本発明による薄膜トラ
ンジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図
である。
Insulating substrate 1 of glass, quartz, sapphire, etc.
Patterns 1002 and 1003 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon and amorphous silicon are formed on 001. A pattern 1004 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, a gate insulating film 100 made entirely of an insulating film such as a silicon oxide film.
5. A conductive film 1006 serving as a gate electrode, for example, a film 1007 such as a silicon oxide film is sequentially formed. (FIG. 10 (a)
Next, a resist pattern 1008 is formed on the silicon oxide film 1007 by using a light exposure technique, and the silicon oxide film 1007 is selectively etched using the resist pattern 1008 as a mask.
(Refer to FIG. 10B.) Thereafter, the resist pattern 1008 is removed. continue,
The gate electrode 1009 is formed by selectively etching the conductive film 1006 using the silicon oxide film 1007 as a mask. Subsequently, an impurity serving as a donor or an acceptor is added by ion implantation, and the source region 101 is self-aligned.
0 and a drain region 1011 are formed. Next, the gate electrode 1009 is etched so that the gate electrode 1009 is thinner than the silicon oxide film 1007. (FIG. 10
(Refer to (c).) Thereafter, a source electrode 1012 and a drain electrode 1013 made of a metal, a transparent conductive film or the like are connected to the source region 1010 and the drain region 1011 according to a normal process, respectively, thereby completing the thin film transistor according to the present invention. (Figure 1
(Refer to FIG. 0 (d)) (Other Embodiment 7 of the Invention) FIG. 11 is also a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【0015】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板1
101上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコ
ン薄膜からなるパターン1102及び1103を形成す
る。両者上側に接して、かつ、この両者を結ぶ様に多結
晶シリコン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜
からなるパターン1104を設ける。次にこれら全体を
シリコン酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜110
5、ゲート電極となる導電膜1106を順次形成する。
(図11(a)参照) 次に導電膜1106上に光露光技術を用いてレジストパ
ターン1107を形成し、これをマスクにして選択的に
導電膜1106をエッチングしてゲート電極1108を
形成する。(第11図(b)参照) その後レジストパターン1107を除去する。続いて、
ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイオン注入によ
り添加して自己整合的にソース領域1109及びドレイ
ン領域1110を形成する。次にゲート電極1108を
エッチングして細くする。(図11(c)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極1111、同じくドレイン電極1112をそれ
ぞれソース領域1110、ドレイン領域1111に接続
して本発明による薄膜トランジスタが完成する。(図1
1(d)参照) (発明の他の実施例8)図12も本発明による薄膜トラ
ンジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図
である。
Insulating substrate 1 of glass, quartz, sapphire, etc.
Patterns 1102 and 1103 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon are formed on 101. A pattern 1104 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, the gate insulating film 110 is entirely formed of an insulating film such as a silicon oxide film.
5. A conductive film 1106 serving as a gate electrode is sequentially formed.
(See FIG. 11A.) Next, a resist pattern 1107 is formed over the conductive film 1106 by using a light exposure technique, and the conductive film 1106 is selectively etched using the resist pattern as a mask to form a gate electrode 1108. (Refer to FIG. 11B.) Thereafter, the resist pattern 1107 is removed. continue,
A source region 1109 and a drain region 1110 are formed in a self-aligned manner by adding an impurity serving as a donor or an acceptor by ion implantation. Next, the gate electrode 1108 is etched to be thin. (See FIG. 11 (c).) Thereafter, the source electrode 1111 and the drain electrode 1112 made of a metal, a transparent conductive film or the like are connected to the source region 1110 and the drain region 1111 respectively according to the usual process, thereby completing the thin film transistor according to the present invention. . (Figure 1
(Refer to 1 (d)) (Embodiment 8 of the Invention) FIG. 12 is also a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【0016】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板1
201上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコ
ン薄膜からなるパターン1202及び1203を形成す
る。両者上側に接して、かつ、この両者を結ぶ様に多結
晶シリコン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜
からなるパターン1204を設ける。次にこれら全体を
シリコン酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜120
5、ゲート電極となる導電膜1206、例えばシリコン
酸化膜等の絶縁膜1207を順次形成する。(図12
(a)参照) 次にシリコン酸化膜1207上に光露光技術を用いてレ
ジストパターン1208を形成し、これをマスクにして
選択的にシリコン酸化膜1207をエッチングする。
(図12(b)参照) 続いて、シリコン酸化膜1207をマスクにして選択的
に導電膜1206をエッチングしてゲート電極1209
を形成し、その後レジストパターン1208を除去す
る。続いて、全体にたとえばシリコン酸化膜等の絶縁膜
1210を形成した後、異方性エッチングによりこのシ
リコン酸化膜1210をエッチングしてゲート電極12
09の側壁に残す。この時ゲート電極1209はシリコ
ン酸化膜1207、及び1210で覆われている。続い
て、ドナー或いはアクセプタとなる不純物をイオン注入
により添加して自己整合的にソース領域1211及びド
レイン領域1212を形成する。(図12(c)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極1213、同じくドレイン電極1214をそれ
ぞれソース領域1211、ドレイン領域1212に接続
して本発明による薄膜トランジスタが完成する。(図1
2(d)参照) (発明の他の実施例9)図13も本発明による薄膜トラ
ンジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面図
である。
Insulating substrate 1 of glass, quartz, sapphire, etc.
Patterns 1202 and 1203 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon and amorphous silicon are formed on 201. A pattern 1204 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, the gate insulating film 120 is formed entirely of an insulating film such as a silicon oxide film.
5. A conductive film 1206 serving as a gate electrode, for example, an insulating film 1207 such as a silicon oxide film is sequentially formed. (FIG. 12
Next, a resist pattern 1208 is formed on the silicon oxide film 1207 by using a light exposure technique, and the silicon oxide film 1207 is selectively etched using the resist pattern 1208 as a mask.
(See FIG. 12B.) Subsequently, the conductive film 1206 is selectively etched by using the silicon oxide film 1207 as a mask to form the gate electrode 1209.
Is formed, and then the resist pattern 1208 is removed. Subsequently, after an insulating film 1210 such as a silicon oxide film is formed on the whole, the silicon oxide film 1210 is etched by anisotropic etching to form a gate electrode 1210.
09 on the side wall. At this time, the gate electrode 1209 is covered with the silicon oxide films 1207 and 1210. Subsequently, an impurity serving as a donor or an acceptor is added by ion implantation to form a source region 1211 and a drain region 1212 in a self-aligned manner. (Refer to FIG. 12 (c).) Thereafter, a source electrode 1213 and a drain electrode 1214 made of a metal, a transparent conductive film or the like are connected to the source region 1211 and the drain region 1212, respectively, according to a normal process, thereby completing the thin film transistor according to the present invention. . (Figure 1
(Refer to FIG. 2 (d)) (Ninth Embodiment of the Invention) FIG. 13 is a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing the thin film transistor according to the present invention.

【0017】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板1
301上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコ
ン薄膜からなるパターン1302を設ける。次にこれら
全体をシリコン酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜
1303で被覆し、この上に金属、透明導電膜、不純物
を添加した多結晶シリコン膜等から成るゲート電極13
04を形成する。(図13(a)参照) 続いて、全体にたとえばシリコン酸化膜等の絶縁膜13
05を形成した後、このシリコン酸化膜1305及びゲ
ート絶縁膜1303を選択的にエッチングして、少なく
ても多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン薄膜
からなるパターン1302の一部を露出させる。次に、
多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン薄膜から
なるパターン1302と接続させて、たとえば不純物を
添加した多結晶シリコン膜からなるソース1306、及
びドレイン1307をそれぞれ形成する。(図13
(b)参照) 後は通常の工程に従って金属、透明導電膜等から成るソ
ース電極1308、同じくドレイン電極1309をそれ
ぞれソース領域1306、ドレイン領域1307に接続
して本発明による薄膜トランジスタが完成する。(図1
3(c)参照) (発明の他の実施例10)図14も本発明による薄膜ト
ランジスタを実現する工程の他の実施例を示す工程断面
図である。
Insulating substrate 1 of glass, quartz, sapphire, etc.
A pattern 1302 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided on 301. Next, the entire structure is covered with a gate insulating film 1303 made of an insulating film such as a silicon oxide film, and a gate electrode 13 made of a metal, a transparent conductive film, a polycrystalline silicon film doped with impurities, etc. is formed thereon.
04 is formed. (See FIG. 13A.) Subsequently, the insulating film 13 such as a silicon oxide film is entirely formed.
After the formation of the layer 05, the silicon oxide film 1305 and the gate insulating film 1303 are selectively etched to expose at least a part of the pattern 1302 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon. next,
A source 1306 and a drain 1307 made of, for example, an impurity-doped polycrystalline silicon film are formed by being connected to a pattern 1302 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon. (FIG. 13
(See (b).) Thereafter, a source electrode 1308 made of a metal, a transparent conductive film or the like and a drain electrode 1309 are connected to a source region 1306 and a drain region 1307, respectively, according to a normal process, thereby completing a thin film transistor according to the present invention. (Figure 1
(Refer to FIG. 3 (c)) (Other Embodiment 10 of the Invention) FIG. 14 is also a process sectional view showing another embodiment of a process for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【0018】ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板1
401上に多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコ
ン薄膜からなるパターン1402及び1403を形成す
る。両者上側に接して、かつこの両者を結ぶ様に多結晶
シリコン、あるいは非結晶シリコン等のシリコン薄膜か
らなるパターン1404を設ける。次にこれら全体をシ
リコン酸化膜等の絶縁膜から成るゲート絶縁膜1405
で被覆し、この上に金属、透明導電膜、不純物を添加し
た多結晶シリコン膜等から成るゲート電極1406を形
成する。(図14(a)参照) 続いて、全体にたとえばシリコン酸化膜等の絶縁膜14
07を形成し、次にこの上に光露光技術を用いてレジス
トパターン1408を形成し、これをマスクにして少な
くとも多結晶シリコン、非結晶シリコン等のシリコン薄
膜からなるパターン1402及び1403の一部にドナ
ー或いはアクセプタとなる不純物をイオン注入により添
加してソース領域1409及びドレイン領域1410を
形成する。(図14(b)参照) その後レジストパターン1408を除去し、後は通常の
工程に従って金属、透明導電膜等から成るソース電極1
411、同じくドレイン電極1412をそれぞれソース
領域1409、ドレイン領域1410に接続して本発明
による薄膜トランジスタが完成する。(図14(c)参
照) 以上本発明を実現する為の実施例を説明したがここで述
べられた材料以外でも実現可能であり、特許請求の範囲
を逸脱しない。また、実施例は主にソース、ドレイン領
域とチャネル部のシリコン膜厚の異なる構造で説明した
が、例えば図15に示す如くソース1501、ドレイン
1502領域とチャネル部1503のシリコン膜厚が同
じ構造の薄膜トランジスタ等に於いても、本発明の主旨
を逸脱しない。
Insulating substrate 1 of glass, quartz, sapphire, etc.
Patterns 1402 and 1403 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon and amorphous silicon are formed on 401. A pattern 1404 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is provided so as to be in contact with the upper side and to connect the two. Next, a gate insulating film 1405 made entirely of an insulating film such as a silicon oxide film.
, And a gate electrode 1406 made of a metal, a transparent conductive film, a polycrystalline silicon film doped with impurities, or the like is formed thereon. (See FIG. 14A.) Subsequently, the insulating film 14 such as a silicon oxide film is entirely formed.
Then, a resist pattern 1408 is formed thereon by using a light exposure technique, and using this as a mask, at least a part of the patterns 1402 and 1403 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon. A source region 1409 and a drain region 1410 are formed by adding an impurity serving as a donor or an acceptor by ion implantation. (Refer to FIG. 14B.) Thereafter, the resist pattern 1408 is removed.
411, the drain electrode 1412 is connected to the source region 1409 and the drain region 1410, respectively, to complete the thin film transistor according to the present invention. (Refer to FIG. 14 (c).) The embodiment for realizing the present invention has been described above. However, the present invention can be realized with materials other than the materials described here and does not depart from the scope of the claims. Although the embodiment has mainly been described with a structure in which the source and drain regions and the channel portion have different silicon film thicknesses, for example, as shown in FIG. 15, the source 1501, the drain 1502 region and the channel portion 1503 have the same silicon film thickness. The thin film transistor and the like do not depart from the gist of the present invention.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上述べた様に本発明の薄膜トランジス
タによると、オン電流を殆ど減少させる事なく、オフ電
流を劇的に低減させる事が可能になった。これは、特に
ドライバーを内蔵した大型液晶ディスプレイに道を開く
画期的な発明であり、また、それだけにとどまらず従来
の薄膜トランジスタと置き換える事によって大幅な性能
向上やコストダウンが望める。たとえば、従来の液晶デ
ィスプレイでは、画素部に用いられている薄膜トランジ
スタのオフ電流が大きい為、トランジスタを直列につな
いでその低減を計っていたが、本発明の薄膜トランジス
タを用いる事により、その必要がなくなり、これによっ
て、歩留の向上と画質の改善がなされる。
As described above, according to the thin film transistor of the present invention, it is possible to dramatically reduce the off current without substantially reducing the on current. This is an epoch-making invention that opens the way to a large liquid crystal display with a built-in driver. In addition to this, significant performance improvement and cost reduction can be expected by replacing it with a conventional thin film transistor. For example, in a conventional liquid crystal display, the off-state current of a thin film transistor used in a pixel portion is large, and thus the reduction is measured by connecting the transistors in series. However, the use of the thin film transistor of the present invention eliminates the necessity. Thereby, the yield and the image quality are improved.

【0020】この様に、本発明はイメージセンサー、液
晶デイプレイ等薄膜トランジスタを用いたすべての分野
に応用できるもので、その性能向上とコストダウンに多
大な貢献をするものである。
As described above, the present invention can be applied to all fields using a thin film transistor such as an image sensor and a liquid crystal display, and greatly contributes to improvement of performance and cost reduction.

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

【図1】本発明に於ける薄膜トランジスタの断面構造の
一例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a thin film transistor according to the present invention.

【図2】従来の薄膜トランジスタの断面構造の一例をし
めす図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a conventional thin film transistor.

【図3】従来の薄膜トランジスタの特性を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing characteristics of a conventional thin film transistor.

【図4】本発明に於ける薄膜トランジスタの特性を示す
グラフ。
FIG. 4 is a graph showing characteristics of a thin film transistor according to the present invention.

【図5】(a)〜(c)は本発明に於ける薄膜トランジ
スタを実現する実施例を示す工程断面図。
FIGS. 5A to 5C are process cross-sectional views showing an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図6】(a)〜(c)は本発明に於ける薄膜トランジ
スタを実現する実施例を示す工程断面図。
6 (a) to 6 (c) are process sectional views showing an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図7】(a)〜(c)は本発明に於ける薄膜トランジ
スタを実現する実施例を示す工程断面図。
FIGS. 7A to 7C are process cross-sectional views showing an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図8】(a)〜(c)は本発明に於ける薄膜トランジ
スタを実現する実施例を示す工程断面図。
8 (a) to 8 (c) are cross-sectional views showing steps of an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図9】(a)〜(d)は本発明に於ける薄膜トランジ
スタを実現する実施例を示す工程断面図。
FIGS. 9A to 9D are process cross-sectional views showing an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図10】(a)〜(d)は本発明に於ける薄膜トラン
ジスタを実現する実施例を示す工程断面図。
FIGS. 10A to 10D are process cross-sectional views showing an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図11】(a)〜(d)は本発明に於ける薄膜トラン
ジスタを実現する実施例を示す工程断面図。
FIGS. 11A to 11D are process cross-sectional views showing an embodiment for realizing the thin film transistor according to the present invention.

【図12】(a)〜(d)は本発明に於ける薄膜トラン
ジスタを実現する実施例を示す工程断面図。
FIGS. 12A to 12D are process sectional views showing an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図13】(a)〜(c)は本発明に於ける薄膜トラン
ジスタを実現する実施例を示す工程断面図。
13 (a) to 13 (c) are process cross-sectional views showing an embodiment for realizing a thin film transistor according to the present invention.

【図14】(a)〜(c)は本発明に於ける薄膜トラン
ジスタを実現する実施例を示す工程断面図。
14 (a) to (c) are process sectional views showing an embodiment for realizing the thin film transistor according to the present invention.

【図15】薄膜トランジスタの断面構造の一例を示す
図。
FIG. 15 illustrates an example of a cross-sectional structure of a thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、501、601、701、801、9
01、1001、1101、1201、1301、14
01、1508・・・・・基板 502、503、511、602、603、604、7
02、703、704、802、803、804、90
2、903、904、1002、1003、1004、
1102、1103、1104、1202、1203、
1204、1302、1402、1403、1404・
・シリコンパターン 1077、207、505、605、705、805、
905、1005、1105、1205、1303、1
405、1505・・・・・ゲート絶縁膜 707、807、908、1008、1107、120
8、1408・・・・・レジストパターン 706、806、906、1006、1106、120
6・・・・・導電膜 507、607、907、1007、1207、121
0、1305、1407・・・・・シリコン酸化膜 108、208、506、606、708、808、9
09、1009、1108、1209、1304、14
06、1504・・・・・ゲート電極 102、202、508、608、709、809、9
10、1010、1109、1211、1306、14
09、1501・・・・・ソース領域 103、203、509、609、710、810、9
11、1011、1110、1212、1307、14
10、1502・・・・・ドレイン領域 104、204、1503・・・・・チャネル領域 105、205、510、610、711、811、9
12、1012、1111、1213、1308、14
11、1506・・・・・ソース電極 106、206、511、611、712、812、9
13、1013、1112、1214、1309、14
12、1507・・・・・ドレイン電極
101, 201, 501, 601, 701, 801, 9
01, 1001, 1101, 1201, 1301, 14
01, 1508,..., Substrate 502, 503, 511, 602, 603, 604, 7
02, 703, 704, 802, 803, 804, 90
2, 903, 904, 1002, 1003, 1004,
1102, 1103, 1104, 1202, 1203,
1204, 1302, 1402, 1403, 1404
-Silicon pattern 1077, 207, 505, 605, 705, 805,
905, 1005, 1105, 1205, 1303, 1
405, 1505... Gate insulating film 707, 807, 908, 1008, 1107, 120
8, 1408... Resist pattern 706, 806, 906, 1006, 1106, 120
6 ... conductive film 507, 607, 907, 1007, 1207, 121
0, 1305, 1407 ... silicon oxide film 108, 208, 506, 606, 708, 808, 9
09, 1009, 1108, 1209, 1304, 14
06, 1504... Gate electrode 102, 202, 508, 608, 709, 809, 9
10, 1010, 1109, 1211, 1306, 14
09, 1501,..., Source region 103, 203, 509, 609, 710, 810, 9
11, 1011, 1110, 1212, 1307, 14
..,... Drain region 104, 204, 1503... Channel region 105, 205, 510, 610, 711, 811, 9
12, 1012, 1111, 1213, 1308, 14
11, 1506... Source electrode 106, 206, 511, 611, 712, 812, 9
13, 1013, 1112, 1214, 1309, 14
12, 1507 ... Drain electrode

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年7月7日[Submission date] July 7, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】薄膜トランジスタの製造方法Patent application title: Method of manufacturing thin film transistor

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は特にアクティブマト
リクス型の液晶ディスプレイやイメージセンサや3次元
集積回路など応用される薄膜トランジスタの製造方法に
関する。
The present invention particularly relates to a method for manufacturing a thin film transistor applied to an active matrix type liquid crystal display, an image sensor or a three-dimensional integrated circuit.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タの製造方法は、基板上にシリコン薄膜を形成する工程
と、前記シリコン薄膜上にゲート絶縁膜となる第1絶縁
膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜上にゲート電極を
形成する工程と、前記ゲート電極の側壁に第2絶縁膜を
形成する工程と、前記ゲート電極及び前記第2絶縁膜を
マスクとして、前記シリコン薄膜に不純物を添加するこ
とにより、ソース・ドレイン領域を形成する工程とを有
することを特徴とする。
According to a method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a step of forming a silicon thin film on a substrate, a step of forming a first insulating film serving as a gate insulating film on the silicon thin film, Forming a gate electrode on the first insulating film, forming a second insulating film on a side wall of the gate electrode, and adding an impurity to the silicon thin film using the gate electrode and the second insulating film as a mask And forming a source / drain region.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0019】[0019]

【発明の効果】以上述べたように本発明の薄膜トランジ
スタの製造方法によると、ゲート電極の側壁に第2絶縁
膜を形成し、前記ゲート電極及び前記第2絶縁膜をマス
クとして、前記シリコン薄膜に不純物を添加することに
より、ソース・ドレイン領域を形成することにより、オ
フセット構造とすることが可能である。従って、工程数
をあまり増やさずにオフセット構造が提供できる。
As described above, according to the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention, a second insulating film is formed on the side wall of a gate electrode, and the silicon thin film is formed using the gate electrode and the second insulating film as a mask. An offset structure can be obtained by forming a source / drain region by adding an impurity. Therefore, an offset structure can be provided without increasing the number of steps so much.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図11[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図11】 FIG. 11

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ドナー或いはアクセプタとなる不純物を添
加したシリコン薄膜からなるソース領域及びドレイン領
域と、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の間に前記
ソース領域及び前記ドレイン領域と接して形成されたシ
リコン薄膜からなるチャネル領域と、前記ソース領域及
び前記ドレイン領域とチャネル領域を被覆するように形
成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に設け
られたゲート電極を具備した薄膜トランジスタに於て、
前記ゲート電極が前記ソース領域及び前記ドレイン領域
の上にかぶさっていない事を特徴とする薄膜トランジス
タ。
1. A silicon thin film formed between a source region and a drain region comprising a silicon thin film to which an impurity serving as a donor or an acceptor is added, and between the source region and the drain region in contact with the source region and the drain region. A channel region comprising: a gate insulating film formed to cover the source region, the drain region, and the channel region; and a thin film transistor including a gate electrode provided on the gate insulating film.
The thin film transistor, wherein the gate electrode does not cover the source region and the drain region.
【請求項2】前記ゲート電極が前記ソース領域及び前記
ドレイン領域のどちらか一方の上にかぶさっていない事
を特徴とする請求項l記載の薄膜トランジスタ。
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein said gate electrode does not cover one of said source region and said drain region.
【請求項3】前記ゲート電極が前記ドレイン領域の上に
かぶさっていない事を特徴とする請求項1記載の薄膜ト
ランジスタ。
3. The thin film transistor according to claim 1, wherein said gate electrode does not cover said drain region.
【請求項4】シリコン薄膜を選択的にエッチングして素
子領域を形成する工程と、前記シリコン薄膜上に前記ゲ
ート絶縁膜及び前記ゲート電極となる導電膜を順次形成
する工程と、前記導電膜を選択的にエッチングして前記
ゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極上に絶縁
膜を形成した後、ドナー或いはアクセプタとなる不純物
を添加して自己整合的に前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域を形成する工程を含む事を特微とした請求項1記
載の薄膜トランジスタの製造方法。
4. A step of selectively etching a silicon thin film to form an element region; a step of sequentially forming the gate insulating film and a conductive film to be the gate electrode on the silicon thin film; Selectively etching to form the gate electrode, and forming an insulating film on the gate electrode, and then adding a dopant serving as a donor or an acceptor to form the source region and the drain region in a self-aligned manner. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of:
【請求項5】シリコン薄膜を選択的にエッチングして素
子領域を形成する工程と、前記シリコン薄膜上に前記ゲ
ート絶縁膜及び前記ゲート電極となる導電膜を順次形成
する工程と、前記導電膜を選択的にエッチングして前記
ゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極上に絶縁
膜を形成する工程と、異方性エッチングにより少なくと
も前記ゲート電極上に形成した前記絶縁膜をエッチング
して前記ゲート電極の側壁のみに残す工程と、ドナー或
いはアクセプタとなる不純物を添加して自己整合的に前
記ソース領域及び前記ドレイン領域を形成する工程を含
む事を特徴とした請求項1記載の薄膜トランジスタの製
造方法。
5. A step of selectively etching a silicon thin film to form an element region, a step of sequentially forming the gate insulating film and a conductive film serving as the gate electrode on the silicon thin film, Selectively etching to form the gate electrode; forming an insulating film on the gate electrode; and etching the insulating film formed on at least the gate electrode by anisotropic etching. 2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, further comprising: a step of leaving only on a side wall of the electrode; and a step of adding an impurity serving as a donor or an acceptor to form the source region and the drain region in a self-aligned manner. .
【請求項6】シリコン薄膜を選択的にエッチングして素
子領域を形成する工程と、前記シリコン薄膜上に前記ゲ
ート絶縁膜及び前記ゲート電極となる導電膜を順次形成
する工程と、前記導電膜をマスク材料からなるパターン
をマスクにして選択的に、かつマスク材料からなるパタ
ーンに対して細くなるようにエッチングし、前記ゲート
電極を形成する工程と、ドナー或いはアクセプタとなる
不純物を添加して自己整合的に前記ソース領域及び前記
ドレイン領域を形成する工程を含む事を特微とした請求
項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。
6. A step of selectively etching a silicon thin film to form an element region, a step of sequentially forming the gate insulating film and a conductive film serving as the gate electrode on the silicon thin film, A step of forming the gate electrode selectively by using a pattern made of a mask material as a mask and thinning the pattern made of the mask material, and adding an impurity serving as a donor or an acceptor to perform self-alignment 2. The method according to claim 1, further comprising the step of forming the source region and the drain region.
【請求項7】シリコン薄膜を選択的にエッチングして素
子領域を形成する工程と、前記シリコン薄膜上に前記ゲ
ート絶縁膜及び前記ゲート電極となる導電膜を順次形成
する工程と、前記導電膜をマスク材料からなるパターン
をマスクにして選択的にエッチングし、前記ゲート電極
を形成する工程と、ドナー或いはアクセプタとなる不純
物を添加して自己整合的に前記ソース領域及び前記ドレ
イン領域を形成する工程と、前記ゲート電極を前記マス
ク材料からなるパターンに対して細らせる工程を含む事
を特徴とした請求項1記載の薄膜トランジスタの製造方
法。
7. A step of selectively etching a silicon thin film to form an element region, a step of sequentially forming the gate insulating film and a conductive film serving as the gate electrode on the silicon thin film, Selectively etching by using a pattern made of a mask material as a mask to form the gate electrode; and adding the impurity serving as a donor or an acceptor to form the source region and the drain region in a self-aligned manner. 2. The method according to claim 1, further comprising a step of narrowing the gate electrode with respect to the pattern made of the mask material.
【請求項8】シリコン薄膜を選択的にエッチングして素
子領域を形成する工程と、前記シリコン薄膜上に前記ゲ
ート絶縁膜及び前記ゲート電極となる導電膜を順次形成
する工程と、前記導電膜をマスク材料からなるパターン
をマスクにして選択的にエッチングし、前記ゲート電極
を形成する工程と、前記マスク材料からなるパターンを
除去する工程と、ドナー或いはアクセプタとなる不純物
を添加して自己整合的に前記ソース領域及び前記ドレイ
ン領域を形成する工程と、前記ゲート電極を細らせる工
程を含む事を特徴とした請求項1記載の薄膜トランジス
タ。
8. A step of selectively etching a silicon thin film to form an element region, a step of sequentially forming the gate insulating film and a conductive film serving as the gate electrode on the silicon thin film, Selectively etching by using a pattern made of a mask material as a mask to form the gate electrode, removing the pattern made of the mask material, and adding a dopant serving as a donor or an acceptor in a self-aligned manner. The thin film transistor according to claim 1, further comprising a step of forming the source region and the drain region, and a step of narrowing the gate electrode.
【請求項9】前記ゲート電極が前記ソース領域及び前記
ドレイン領域上にかぶさっていない薄膜トランジスタの
製造工程に於て、シリコン薄膜を選択的にエッチングし
て素子領域を形成する工程と、前記シリコン薄膜上に前
記ゲート絶縁膜及び前記ゲート電極となる導電膜及び第
一の絶縁膜を順次形成する工程と、前記第一の絶縁膜及
び前記導電膜を選択的に順次エッチングして絶縁膜が上
に乗った構造の前記ゲート電極を形成する工程と、前記
ゲート電極上に第二の絶縁膜を形成する工程と、異方性
エッチングにより少なくとも前記第二の絶縁膜をエッチ
ングして前記ゲート電極の側壁のみに残す工程と、ドナ
ー或いはアクセプタとなる不純物添加したシリコン膜を
前記素子領域の一部に形成し前記ソース領域及び前記ド
レイン領域を形成する工程を含む事を特徴とした請求項
1記載の薄膜トランジスタ。
9. A method of manufacturing a thin film transistor in which the gate electrode does not cover the source region and the drain region, wherein a silicon thin film is selectively etched to form an element region; Sequentially forming the gate insulating film, the conductive film to be the gate electrode, and the first insulating film, and selectively etching the first insulating film and the conductive film sequentially so that the insulating film is formed thereon. Forming the gate electrode having the above structure, forming a second insulating film on the gate electrode, etching at least the second insulating film by anisotropic etching, and forming only the side wall of the gate electrode. Forming a source and drain region by forming an impurity-doped silicon film serving as a donor or an acceptor in a part of the element region. The thin film transistor as claimed in claim 1, wherein it was characterized by including that step.
【請求項10】前記ゲート電極が前記ソース領域及び前
記ドレイン領域上にかぶさっていない薄膜トランジスタ
の製造工程に於て、シリコン薄膜を選択的にエッチング
して素子領域を形成する工程と、前記シリコン薄膜上に
前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート電極となる導電膜を順
次形成する工程と、前記導電膜を選択的にエッチングし
て前記ゲート電極を形成する工程と、少なくともチャネ
ル領域上にかかった前記ゲート電極を覆う様なマスクパ
ターンを形成する工程と、前記マスクパターンをマスク
としてドナー或いはアクセプタとなる不純物を添加して
前記ソース領域及び前記ドレイン領域を形成する工程を
含む事を特微とした請求項1記載の薄膜トランジスタ。
10. A method of manufacturing a thin film transistor in which the gate electrode does not cover the source region and the drain region, wherein a silicon thin film is selectively etched to form an element region; Sequentially forming the gate insulating film and a conductive film to be the gate electrode, selectively etching the conductive film to form the gate electrode, and forming the gate electrode over at least a channel region. 2. The method according to claim 1, further comprising the steps of: forming a mask pattern so as to cover; and forming the source region and the drain region by adding an impurity serving as a donor or an acceptor using the mask pattern as a mask. Thin film transistor.
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