JP3489217B2 - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタの製造方法Info
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- Thin Film Transistor (AREA)
Description
製造方法に関する。
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。例えばボトムゲート方式の薄膜
トランジスタの製造方法においては、絶縁基板上に形成
したチャネル領域となるアモルファスシリコン等の真性
半導体層の上にエッチングストッパ用のブロッキング層
を形成し、さらにその上に不純物を導入したn+シリコ
ン等の不純物半導体層を形成する。そしてこの不純物導
入半導体層の上にソース、ドレイン電極を形成してい
た。このようにして製造した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の表示駆動手段とし
て広く使用されている。
の製造方法による薄膜トランジスタは、真性半導体層と
不純物半導体層との境界面、及び不純物半導体層とソー
ス、ドレイン電極との境界面に、わずかではあるが酸化
シリコン(SiOx)やよごれによる不純物層が存在す
る。そのためコンタクト抵抗が大きくなり、特にドレイ
ン電圧が低いところで電流の低下を招き、ドレイン電圧
に対するドレイン電流の特性すなわちチャネル領域のオ
ーミック特性が悪くなるという問題があった。かかるオ
ーミック特性の悪い薄膜トランジスタを液晶表示装置の
表示駆動手段であるスイッチング素子として用いた場合
には、データラインにおける階調不良となって表示の点
欠陥を生じる原因となっていた。この発明はこのような
従来の問題を解決するためのものであり、特定の製造工
程により優れたオーミック特性をもつ薄膜トランジスタ
の製造方法を提供することを目的とする。
成するために、基板上に形成された半導体層のチャネル
領域に対応する上面にエッチングストッパ用のブロッキ
ング層を形成し、該半導体層及びブロッキング層の上面
に不純物半導体層を形成し、該不純物半導体層の上面に
電極を形成し、前記ブロッキング層により遮られる範囲
以外の前記半導体層の領域に水素イオンまたは不活性ガ
スのイオンを導入することを特徴とする。
との間、及び、不純物半導体層と電極との間にイオンを
導入することにより優れたオーミック特性の薄膜トラン
ジスタを得ることができる。
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
置の表示駆動手段であるスイッチング素子に用いるもの
である。
ム(Cr)層を約100nmの厚さで成膜し、図1に示
すように、フォトリソグラフィを用いてゲート電極2を
形成する。この形成したゲート電極2を含む絶縁基板1
の上全面にプラズマCVDにより、約500nmの厚さ
の窒化シリコン(SiN)等のゲート絶縁膜3、約50
nmの厚さのノンドープアモルファスシリコン(a−S
i)の真性半導体層であるシリコン層(i−Si)4、
及び約200nmの厚さの窒化シリコン(SiN)層を
連続して成膜する。さらにこの窒化シリコン層をフォト
リソグラフィで不必要な部分を剥離してエッチングスト
ッパ用のブロッキング層5を形成する。この様子を図2
に示す。そしてブロッキング層5を含むシリコン層4の
上にプラズマCVDでリンイオンを導入したn+アモル
ファスシリコン層6を約25nmの厚さで成膜し、図3
に示すように、このn+アモルファスシリコン層6をそ
の下面のシリコン層4とともにフォトリソグラフィで不
必要な部分を剥離する。そしてこのn+アモルファスシ
リコン層6の上面に、スパッタで約25nmのクロム層
を成膜し、図4に示すように、フォトリソグラフィで不
必要な部分を剥離して、ソース電極7a及びドレイン電
極7bを形成する。
グ装置(図示せず)を用いて、加速電圧約10kv、ド
ーズ量約1016atm/cm2で水素イオン(H+)を真性半
導体層であるシリコン層4にドーピング(導入)する。
このイオンドーピングの結果、ブロッキング層5により
遮られる範囲以外の領域には水素イオンが打ち込まれ
て、アモルファスシリコン層4とn+アモルファスシリ
コン層6、及び、n+アモルファスシリコン層6とソー
ス電極7a又はn+アモルファスシリコン層6とドレイ
ン電極7bの境界面のコンタクト抵抗が減少し、薄膜ト
ランジスタのソース・ドレイン間のオーミック特性が改
善される。図6にこの発明によって改善されたオーミッ
ク特性のデータを示す。図6において、Aは従来の製造
方法による薄膜トランジスタのオーミック特性であり、
Bはこの発明の製造方法による薄膜トランジスタのオー
ミック特性である。この図で明らかなように、この発明
の製造方法による薄膜トランジスタのオーミック特性が
改善された様子がわかる。
するイオンとして水素イオンを用いたが、ヘリウム(H
e)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン
(Kr)、キセノン(Xe)、ラドン(Rn)の不活性
ガスのイオンをドーピングしても同様の効果が得られ
る。また、他の実施例として、イオンドーピングを行な
う代わりにフッ酸系の液で前処理を行なうことでオーミ
ック特性を改善することも可能である。
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。
導体層との間、及び、不純物半導体層と電極との間にイ
オンを導入するという製造工程を追加することにより優
れたオーミック特性の薄膜トランジスタを得ることがで
き、かかる薄膜トランジスタを液晶表示装置の表示駆動
手段に用いた場合には、データラインの階調不良の改善
に効果をもたらし、高品質の画像表示を実現することが
できる。
断面図(その1)。
断面図(その2)。
断面図(その3)。
断面図(その4)。
ーピングする様子を示す図。
ンジスタのオーミック特性を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】 基板上に形成された半導体層のチャネル
領域に対応する上面にエッチングストッパ用のブロッキ
ング層を形成し、該半導体層及びブロッキング層の上面
に不純物半導体層を形成し、該不純物半導体層の上面に
電極を形成し、前記ブロッキング層により遮られる範囲
以外の前記半導体層の領域に水素イオンまたは不活性ガ
スのイオンを導入することを特徴とする薄膜トランジス
タの製造方法。 - 【請求項2】 前記半導体層はアモルファスシリコン層
であ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。 - 【請求項3】 前記絶縁基板の上面にゲート電極を形成
し、該ゲート電極を含む前記絶縁基板の上面にゲート絶
縁膜を形成し、該ゲート絶縁膜の上面に前記半導体層を
形成することを特徴とする請求項1または2に記載の薄
膜トランジスタの製造方法。
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1994
- 1994-09-16 JP JP24873294A patent/JP3489217B2/ja not_active Expired - Fee Related
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