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JP4708099B2 - Mask for manufacturing a transistor and method for manufacturing a transistor using the same - Google Patents

Mask for manufacturing a transistor and method for manufacturing a transistor using the same Download PDF

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JP4708099B2
JP4708099B2 JP2005195219A JP2005195219A JP4708099B2 JP 4708099 B2 JP4708099 B2 JP 4708099B2 JP 2005195219 A JP2005195219 A JP 2005195219A JP 2005195219 A JP2005195219 A JP 2005195219A JP 4708099 B2 JP4708099 B2 JP 4708099B2
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光伸 宮本
淳 中澤
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Description

本発明は、半導体層上に形成されたレジストに対して露光を行なうためのトランジスタ製造用マスクに関する。また本発明は、本発明のトランジスタ製造用マスクを用いてレジストをパターニングした後に不純物の注入を行なうことによって、トランジスタを製造する方法に関する。   The present invention relates to a transistor manufacturing mask for exposing a resist formed on a semiconductor layer. The present invention also relates to a method of manufacturing a transistor by implanting impurities after patterning a resist using the transistor manufacturing mask of the present invention.

薄型で低消費電力である液晶表示装置のうち液晶駆動素子にTFT(薄膜トランジスタ)を用いたものは、コントラストが高く応答速度が高いなど高性能であるので、携帯電話の表示部やテレビなどに使用されている。上記TFTのチャネル領域の半導体にCGS((連続粒界結晶シリコン) 膜を用いたものがある。CGS膜は、シリコン結晶が規則的に並べられたもので、結晶境界面の配置が規則的で、原子レベルで連続的な構造を持つ。これにより、CGS膜は電子移動速度が非晶質シリコン膜や低温ポリシリコン膜に比べて高く、単結晶シリコン膜に匹敵する。したがって、CGS膜は液晶駆動素子としてだけでなく、ドライバIC(集積回路)としての利用も可能であるので、CGS膜を有する基板上に液晶駆動素子とドライバICを形成することができる。すなわち、狭額縁化や製造コストの削減が可能となる。   Among thin and low power consumption liquid crystal display devices that use TFTs (thin film transistors) as liquid crystal drive elements have high performance such as high contrast and high response speed, so they are used for mobile phone displays and televisions. Has been. Some of the TFT channel region semiconductors use CGS ((continuous grain boundary crystal silicon) film. The CGS film is a regular arrangement of silicon crystals, and the arrangement of the crystal interface is regular. As a result, the CGS film has a higher electron transfer rate than an amorphous silicon film or a low-temperature polysilicon film, and is comparable to a single crystal silicon film. Since it can be used not only as a driving element but also as a driver IC (integrated circuit), a liquid crystal driving element and a driver IC can be formed on a substrate having a CGS film, that is, a narrow frame and a manufacturing cost. Can be reduced.

特許文献1には、CGS膜の製造方法が開示されている。具体的には、非晶質シリコン膜にニッケル等の金属触媒を添加した後、加熱処理を行なうことが開示されている。しかし、この方法により得られたCGS膜は金属触媒を含んでいる。金属触媒を含むCGS膜を用いてTFTを作製すると、TFTのチャネル領域を形成するシリコン結晶中において金属触媒が不純物として作用して順位を形成するので、TFTの閾値の経時変化やOFF電流の増大などといった重大な悪影響が発生するおそれがある。   Patent Document 1 discloses a method for producing a CGS film. Specifically, it is disclosed that a heat treatment is performed after adding a metal catalyst such as nickel to an amorphous silicon film. However, the CGS film obtained by this method contains a metal catalyst. When a TFT is manufactured using a CGS film containing a metal catalyst, the metal catalyst acts as an impurity in the silicon crystal forming the channel region of the TFT to form an order, so that the threshold value of the TFT changes with time and the OFF current increases. There is a risk of serious adverse effects such as.

上記金属触媒を取り除く方法が特許文献2に開示されている。具体的には、CGS膜の一部にリンを高濃度にドーピングした後、加熱処理を行うことによって、リンをドーピングした領域に金属触媒をゲッタリングして、TFTのチャネル領域から金属触媒を取り除いている。
特開平6-244103号公報 特開平10-223533 号公報
Patent Document 2 discloses a method for removing the metal catalyst. Specifically, after a portion of the CGS film is doped with phosphorus at a high concentration, heat treatment is performed to getter the metal catalyst in the phosphorus-doped region and remove the metal catalyst from the channel region of the TFT. ing.
JP-A-6-244103 JP-A-10-223533

リンをドーピングしたシリコン膜にTFTを形成した場合、TFTの閾値がマイナスにシフトするので、TFTのチャネル領域にボロンを注入して、チャネル領域を真性(イントリンシック)にする必要がある。また、典型的には、ゲート電極に重なるチャネル領域に、微量の不純物を含む層(例えばn型トランジスタではn層)を形成して、トランジスタの信頼性を確保する構造が採用されている。しかし、このような構造を有するTFTを製造するには、二枚のマスクを用いて二回のパターニングを行なう必要がある。 When a TFT is formed on a silicon film doped with phosphorus, the threshold value of the TFT shifts to minus. Therefore, it is necessary to implant boron into the channel region of the TFT to make the channel region intrinsic. Typically, a structure is employed in which a layer containing a small amount of impurities (for example, an n layer in an n-type transistor) is formed in a channel region overlapping with the gate electrode to ensure the reliability of the transistor. However, in order to manufacture a TFT having such a structure, it is necessary to perform patterning twice using two masks.

本発明は、トランジスタを製造する工程において、マスク枚数の低減化および製造工程の短縮化を図ることを目的とする。   An object of the present invention is to reduce the number of masks and shorten the manufacturing process in the process of manufacturing a transistor.

本発明のトランジスタ製造用マスクは、遮光領域と、透過領域と、光透過率が前記遮光領域よりも高くかつ前記透過領域よりも低いグレートーン領域とを有する。本発明のトランジスタ製造用マスクを用いて、半導体層上に形成されたレジストに対して露光を行なうことにより、段差がある階段状のレジストパターンを形成することができる。このレジストパターンを介してn型不純物を半導体層に注入した後に、膜厚が小さい方のレジストを除去する。これにより、レジストの開口パターンを変えることができる。さらに、p型不純物を半導体層に注入して、トランジスタを製造する。 The transistor manufacturing mask of the present invention includes a light shielding region, a transmission region, and a gray tone region having a light transmittance higher than that of the light shielding region and lower than that of the transmission region. By using the transistor manufacturing mask of the present invention to expose the resist formed on the semiconductor layer, a stepwise resist pattern having a step can be formed. After injecting n-type impurities into the semiconductor layer through this resist pattern, the resist having the smaller film thickness is removed. Thereby, the opening pattern of the resist can be changed. Further, a p-type impurity is implanted into the semiconductor layer to manufacture a transistor.

本発明によれば、n型不純物の注入工程およびp型不純物の注入工程に用いるレジストパターンを一枚のマスクにより形成することができる。すなわち、トランジスタを製造する工程において、マスク枚数の低減化および製造工程の短縮化が図られる。 According to the present invention, the resist pattern used in the n-type impurity implantation step and the p-type impurity implantation step can be formed by a single mask. That is, in the process of manufacturing a transistor, the number of masks can be reduced and the manufacturing process can be shortened.

図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態ではn型TFTを製造する場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。注入する不純物の導電型を変更することにより、p型TFTを製造することができる。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a case where an n-type TFT is manufactured will be described, but the present invention is not limited to this. A p-type TFT can be manufactured by changing the conductivity type of the impurity to be implanted.

(実施形態1)
図1は本実施形態に用いられるマスクを模式的に示す平面図であり、図2は本実施形態によるTFT製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図1では、簡略化のために、1つのTFTを形成するためのパターンを示しているが、典型的なマスクは複数のTFTを形成するための複数のパターンを有する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view schematically showing a mask used in this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a TFT manufacturing process according to this embodiment. Note that FIG. 1 shows a pattern for forming one TFT for simplification, but a typical mask has a plurality of patterns for forming a plurality of TFTs.

まず、図2(d)を参照しながら、本実施形態により製造されるTFTについて説明する。図2(d)に示すTFTは絶縁性基板10上に形成されている。TFTは、真性層20aと、真性層20aを面方向に挟み、かつ真性層20aよりも高濃度の不純物を含む第1導電型層20bと、第1導電型層20bを面方向に挟み、かつ第1導電型層20bよりも高濃度の不純物を含む第2導電型層20s,20dとを有する。真性層20aおよび第1導電型層20bはゲート絶縁膜60を介してゲート電極70が重なっている。なお、一方の第2導電型層20sがソース電極となり、他方の第2導電型層20dがドレイン電極となる。   First, the TFT manufactured according to this embodiment will be described with reference to FIG. The TFT shown in FIG. 2D is formed on the insulating substrate 10. The TFT has an intrinsic layer 20a, an intrinsic layer 20a sandwiched in the plane direction, a first conductivity type layer 20b containing impurities at a higher concentration than the intrinsic layer 20a, a first conductivity type layer 20b sandwiched in the plane direction, and And second conductive type layers 20s and 20d containing impurities at a higher concentration than the first conductive type layer 20b. The intrinsic layer 20 a and the first conductivity type layer 20 b are overlapped with the gate electrode 70 through the gate insulating film 60. One second conductivity type layer 20s serves as a source electrode, and the other second conductivity type layer 20d serves as a drain electrode.

図1に示すマスク1は、図2(d)に示すTFTに対応する3つの領域を有する。具体的には、第2導電型層20s,20dに対応する領域に形成された遮光領域11と、第1導電型層20bに対応する領域に形成された透過領域12と、真性層20aに対応する領域に形成されたグレートーン領域13とを有する。グレートーン領域13は、光透過率が遮光領域11よりも高くかつ透過領域12よりも低い領域である。   The mask 1 shown in FIG. 1 has three regions corresponding to the TFT shown in FIG. Specifically, it corresponds to the light shielding region 11 formed in the region corresponding to the second conductivity type layers 20s and 20d, the transmission region 12 formed in the region corresponding to the first conductivity type layer 20b, and the intrinsic layer 20a. And a gray tone region 13 formed in the region to be processed. The gray tone region 13 is a region having a light transmittance higher than that of the light shielding region 11 and lower than that of the transmission region 12.

マスク1は、透明基板と、透明基板上に形成された2種類の膜14,15を有する。一方の膜14は遮光領域11に形成された遮光膜14であり、他方の膜15はグレートーン領域13に形成されたグレートーン膜15である。   The mask 1 has a transparent substrate and two types of films 14 and 15 formed on the transparent substrate. One film 14 is a light shielding film 14 formed in the light shielding region 11, and the other film 15 is a gray tone film 15 formed in the gray tone region 13.

遮光膜14およびグレートーン膜15は、クロム膜、酸化クロム膜、酸化ケイ化モリブデン膜、ポリシリコン膜、シリコン窒化膜、タングステン膜やアルミニウム膜を用いて形成することができる。グレートーン膜15は遮光膜14よりも透過率が高くなるように形成されている。グレートーン膜15の透過率の調整は、膜材料の種類や膜厚を変更することにより行なうことができる。あるいは、グレートーン膜15に開口部を形成し、開口部の密度や径を調整することによっても透過率を調整することができる。なお、開口部の大きさはステッパ光学系の分解能の限界よりも小さいことが好ましい。グレートーン膜の具体的なパターンは、例えば特開平8-250446号公報に開示されている。   The light shielding film 14 and the gray tone film 15 can be formed using a chromium film, a chromium oxide film, a molybdenum oxide silicide film, a polysilicon film, a silicon nitride film, a tungsten film, or an aluminum film. The gray tone film 15 is formed to have a higher transmittance than the light shielding film 14. The transmittance of the gray tone film 15 can be adjusted by changing the type and film thickness of the film material. Alternatively, the transmittance can be adjusted by forming openings in the gray tone film 15 and adjusting the density and diameter of the openings. Note that the size of the opening is preferably smaller than the resolution limit of the stepper optical system. A specific pattern of the gray tone film is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-250446.

次に、図2を参照しながら、マスク1を用いて本実施形態のTFTを製造する工程について説明する。まず、絶縁性基板10上にCGS膜20を形成する。CGS膜20は微量のn型不純物を含有する。言い換えれば、CGS膜20は余分な電子を有する。CGS膜20上にポジ型レジスト30を形成する。マスク1を介してポジ型レジスト30に露光を行なった後に現像して、図2(b)に示すパターンを有するレジスト31を形成する。マスク1の透過領域12に対応するレジスト30は除去されて、CGS膜20が露出する。一方、マスク1の遮光領域11およびグレートーン領域13に対応するレジスト30は現像後も残存する。但し、グレートーン領域13に対応する現像後のレジスト31は、遮光領域11に対応する現像後のレジスト31の約半分の膜厚となる。   Next, a process of manufacturing the TFT of this embodiment using the mask 1 will be described with reference to FIG. First, the CGS film 20 is formed on the insulating substrate 10. The CGS film 20 contains a small amount of n-type impurities. In other words, the CGS film 20 has extra electrons. A positive resist 30 is formed on the CGS film 20. The positive resist 30 is exposed through the mask 1 and then developed to form a resist 31 having a pattern shown in FIG. The resist 30 corresponding to the transmission region 12 of the mask 1 is removed, and the CGS film 20 is exposed. On the other hand, the resist 30 corresponding to the light shielding region 11 and the gray tone region 13 of the mask 1 remains even after development. However, the developed resist 31 corresponding to the gray tone region 13 has a film thickness approximately half that of the developed resist 31 corresponding to the light shielding region 11.

図2(b)に示すように、露出したCGS膜20にn型不純物としてのリンイオン40を注入する。リンイオン40の注入濃度は、例えば5×1013原子/cm程度である。これにより、n型不純物が低濃度にドープされた第1導電型層20bが形成される。 As shown in FIG. 2B, phosphorus ions 40 as n-type impurities are implanted into the exposed CGS film 20. The implantation concentration of phosphorus ions 40 is, for example, about 5 × 10 13 atoms / cm 3 . Thereby, the first conductivity type layer 20b doped with the n-type impurity at a low concentration is formed.

図2(c)に示すように、レジスト31のアッシングを行なう。アッシングは、例えばプラズマエッチングにより行なうことができる。具体的には、絶縁性基板10を真空中に保持し、真空中に酸素ガスを導入し、高周波によって酸素ガスをプラズマ化して、その酸素プラズマでレジスト31をエッチングする。これにより、マスク1の遮光領域11に対応するレジスト31が約半分の膜厚となり、マスク1のグレートーン領域13に対応するレジスト31が除去される。露出したCGS膜20に対して、ボロンイオン50を注入する。ボロンイオン50の注入濃度は、例えば1×1013原子/cm程度である。ボロンはシリコンに対してp型不純物であるので、微量のn型不純物を含有するCGS膜20が真性層20aとなる。一方、ボロンイオン50の注入濃度はリンイオン40の注入濃度よりも低いので、層20bはn型不純物が低濃度にドープされた第1導電型層となる。 As shown in FIG. 2C, ashing of the resist 31 is performed. Ashing can be performed by plasma etching, for example. Specifically, the insulating substrate 10 is held in a vacuum, oxygen gas is introduced into the vacuum, oxygen gas is turned into plasma by high frequency, and the resist 31 is etched with the oxygen plasma. As a result, the resist 31 corresponding to the light shielding region 11 of the mask 1 has a film thickness of about half, and the resist 31 corresponding to the gray tone region 13 of the mask 1 is removed. Boron ions 50 are implanted into the exposed CGS film 20. The implantation concentration of boron ions 50 is, for example, about 1 × 10 13 atoms / cm 3 . Since boron is a p-type impurity with respect to silicon, the CGS film 20 containing a small amount of n-type impurity becomes the intrinsic layer 20a. On the other hand, since the implantation concentration of boron ions 50 is lower than the implantation concentration of phosphorus ions 40, the layer 20b is a first conductivity type layer doped with an n-type impurity at a low concentration.

図2(d)に示すように、レジスト32を除去した後、フォトリソグラフィ法などによりゲート絶縁膜60およびゲート電極70を形成する。ゲート電極70をマスクとして、高濃度(5×1015原子/cm程度)のリンイオンを注入する。これにより、第2導電型層としてのソース電極20sおよびドレイン電極20dが形成される。 As shown in FIG. 2D, after removing the resist 32, a gate insulating film 60 and a gate electrode 70 are formed by a photolithography method or the like. High concentration (about 5 × 10 15 atoms / cm 3 ) phosphorus ions are implanted using the gate electrode 70 as a mask. Thereby, the source electrode 20s and the drain electrode 20d as the second conductivity type layer are formed.

本実施形態によれば、一枚のマスク1を用いてTFTを製造できるので、製造コストを削減できる。また、レジストのパターニング工程を1回にすることができるので、製造工程が短縮化される。   According to the present embodiment, since the TFT can be manufactured using one mask 1, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the resist patterning process can be performed only once, the manufacturing process is shortened.

以上、図2を参照しながら、トップゲート型TFTの製造工程を説明したが、マスク1を用いてボトムゲート型TFTを製造することもできる。図3はボトムゲート型TFTの製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図3ではTFTのみが図2と異なり、その他の構成は図2と同じであるので、図2に示す構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号で示し、その説明を省略する。   The manufacturing process of the top gate type TFT has been described above with reference to FIG. 2, but the bottom gate type TFT can also be manufactured using the mask 1. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the manufacturing process of the bottom gate type TFT. In FIG. 3, only the TFT is different from that in FIG. 2 and the other configurations are the same as those in FIG. 2. Therefore, components having substantially the same functions as those shown in FIG. Is omitted.

図3に示すTFTはボトムゲート型であるので、ゲート電極70をマスクとして高濃度のリンイオンを注入することができない。そのため、真性層20aおよび第1導電型層20bを覆うレジストを別途形成して、高濃度のリンイオンを注入する必要がある。しかし、一枚のマスクを用いて形成されたレジストパターンによって真性層20aおよび第1導電型層20bが形成されるので、マスク枚数の低減化および製造工程の短縮化はボトムゲート型TFTの製造工程においても達成される。   Since the TFT shown in FIG. 3 is a bottom gate type, high concentration phosphorus ions cannot be implanted using the gate electrode 70 as a mask. Therefore, it is necessary to separately form a resist that covers the intrinsic layer 20a and the first conductivity type layer 20b and to implant high-concentration phosphorus ions. However, since the intrinsic layer 20a and the first conductive type layer 20b are formed by a resist pattern formed using a single mask, the number of masks and the manufacturing process can be reduced by manufacturing the bottom gate TFT. Is also achieved.

本実施形態では、ポジ型レジスト30を用いた場合について説明したが、ポジ型レジスト30に代えてネガ型レジストを用いても良い。この場合、使用するマスクは図1に示すものと異なる。図4はネガ型レジスト用のマスクを模式的に示す平面図である。図4に示すマスク2は、図1に示すマスク1の遮光領域11と透過領域12とが入れ替わったパターンを有する。具体的には、マスク2は、遮光膜14がTFTの第1導電型層20bに対応する領域に形成され、透過領域12が第2導電型層20s,20dに対応する領域に形成されている。図4に示すマスク2を用いてネガ型レジストに露光を行い、現像することにより、図2(b)に示すパターンのレジスト31を形成することができる。   Although the case where the positive resist 30 is used has been described in the present embodiment, a negative resist may be used instead of the positive resist 30. In this case, the mask used is different from that shown in FIG. FIG. 4 is a plan view schematically showing a negative resist mask. The mask 2 shown in FIG. 4 has a pattern in which the light shielding region 11 and the transmission region 12 of the mask 1 shown in FIG. 1 are interchanged. Specifically, in the mask 2, the light shielding film 14 is formed in a region corresponding to the first conductive type layer 20b of the TFT, and the transmissive region 12 is formed in a region corresponding to the second conductive type layers 20s and 20d. . By exposing the negative resist using the mask 2 shown in FIG. 4 and developing it, a resist 31 having a pattern shown in FIG. 2B can be formed.

(実施形態2)
実施形態1では、不純物を含有するCGS膜20を用いてTFTを製造する場合について説明したが、本実施形態では、真性(イントリンシック)な半導体膜を用いてTFTを製造する場合について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where a TFT is manufactured using the CGS film 20 containing impurities has been described. In this embodiment, a case where a TFT is manufactured using an intrinsic semiconductor film will be described.

図5は本実施形態に用いられるマスクを模式的に示す平面図であり、図6は本実施形態によるTFT製造工程を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態により製造されるTFTは、図2(d)に示す実施形態1のものと同様であるので、本実施形態により製造されるTFTについての説明を省略する。   FIG. 5 is a plan view schematically showing a mask used in this embodiment, and FIG. 6 is a sectional view schematically showing a TFT manufacturing process according to this embodiment. Note that the TFT manufactured according to this embodiment is the same as that according to Embodiment 1 shown in FIG. 2D, and therefore the description of the TFT manufactured according to this embodiment is omitted.

図5に示すマスク3は、真性層21aに対応する領域に形成された遮光領域11と、第2導電型層21s,21dに対応する領域に形成された透過領域12と、第1導電型層21bに対応する領域に形成されたグレートーン領域13とを有する。実施形態1と同様に、遮光領域11には遮光膜14が形成され、グレートーン領域13にはグレートーン膜15が形成されている。   The mask 3 shown in FIG. 5 includes a light shielding region 11 formed in a region corresponding to the intrinsic layer 21a, a transmissive region 12 formed in regions corresponding to the second conductivity type layers 21s and 21d, and a first conductivity type layer. And a gray tone region 13 formed in a region corresponding to 21b. As in the first embodiment, a light shielding film 14 is formed in the light shielding region 11, and a gray tone film 15 is formed in the gray tone region 13.

図6を参照しながら、マスク3を用いて本実施形態のTFTを製造する工程について説明する。まず、絶縁性基板10上に真性な半導体膜(例えば、非晶質シリコン膜や低温ポリシリコン膜)21を形成する。半導体膜21上にポジ型レジスト30を形成する。マスク3を介してポジ型レジスト30に露光を行なった後に現像して、図6(b)に示すパターンを有するレジスト31を形成する。マスク3の透過領域12に対応するレジスト30は除去されて、半導体膜21が露出する。一方、マスク3の遮光領域11およびグレートーン領域13に対応するレジスト30は現像後も残存する。但し、グレートーン領域13に対応する現像後のレジスト31は、遮光領域11に対応する現像後のレジスト31の約半分の膜厚となる。   With reference to FIG. 6, a process of manufacturing the TFT of the present embodiment using the mask 3 will be described. First, an intrinsic semiconductor film (for example, an amorphous silicon film or a low-temperature polysilicon film) 21 is formed on the insulating substrate 10. A positive resist 30 is formed on the semiconductor film 21. The positive resist 30 is exposed through the mask 3 and then developed to form a resist 31 having a pattern shown in FIG. The resist 30 corresponding to the transmission region 12 of the mask 3 is removed, and the semiconductor film 21 is exposed. On the other hand, the resist 30 corresponding to the light shielding region 11 and the gray tone region 13 of the mask 3 remains even after development. However, the developed resist 31 corresponding to the gray tone region 13 has a film thickness approximately half that of the developed resist 31 corresponding to the light shielding region 11.

図6(b)に示すように、露出した半導体膜21にn型不純物としてのリンイオン40を高濃度に注入する。リンイオン40の注入濃度は、例えば5×1015原子/cm程度である。これにより、n型不純物が高濃度にドープされた第2導電型層として、ソース電極21sおよびドレイン電極21dが形成される。 As shown in FIG. 6B, phosphorus ions 40 as n-type impurities are implanted into the exposed semiconductor film 21 at a high concentration. The implantation concentration of phosphorus ions 40 is, for example, about 5 × 10 15 atoms / cm 3 . Thereby, the source electrode 21s and the drain electrode 21d are formed as the second conductivity type layer doped with the n-type impurity at a high concentration.

図6(c)に示すように、レジスト31のアッシングを行なう。アッシングは、例えば実施形態1と同様にプラズマエッチングにより行なうことができる。これにより、マスク3の遮光領域11に対応するレジスト31が約半分の膜厚となり、マスク3のグレートーン領域13に対応するレジスト31が除去される。露出した半導体膜21にn型不純物としてのリンイオン41を低濃度に注入する。リンイオン41の注入濃度は、例えば5×1013原子/cm程度である。これにより、n型不純物が低濃度にドープされた第1導電型層21bが形成される。 As shown in FIG. 6C, ashing of the resist 31 is performed. Ashing can be performed by plasma etching, for example, as in the first embodiment. As a result, the resist 31 corresponding to the light shielding region 11 of the mask 3 has a film thickness of about half, and the resist 31 corresponding to the gray tone region 13 of the mask 3 is removed. Phosphorus ions 41 as n-type impurities are implanted into the exposed semiconductor film 21 at a low concentration. The implantation concentration of phosphorus ions 41 is, for example, about 5 × 10 13 atoms / cm 3 . As a result, a first conductivity type layer 21b doped with n-type impurities at a low concentration is formed.

真性層21a上のレジスト32を除去した後、フォトリソグラフィ法などによりゲート絶縁膜60およびゲート電極70を形成することによって、本実施形態のTFTが製造される。   After removing the resist 32 on the intrinsic layer 21a, the gate insulating film 60 and the gate electrode 70 are formed by photolithography or the like, whereby the TFT of this embodiment is manufactured.

本実施形態によれば、実施形態1と同様に、製造コストを削減できるとともに、製造工程が短縮化される。図6では、トップゲート型TFTの製造工程について説明したが、ボトムゲート型TFTについても同様に製造することができる。本実施形態では、第1導電型層21bを形成する前にソース電極21sおよびドレイン電極21dが形成されるので、ボトムゲート型TFTの製造工程において、真性層21aおよび第1導電型層21bを覆うレジストを形成する必要がない。したがって、レジストを形成するためのマスクや工程が不要になる。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing process can be shortened. Although the manufacturing process of the top gate type TFT has been described with reference to FIG. 6, the bottom gate type TFT can also be manufactured in the same manner. In the present embodiment, since the source electrode 21s and the drain electrode 21d are formed before the first conductivity type layer 21b is formed, the intrinsic layer 21a and the first conductivity type layer 21b are covered in the manufacturing process of the bottom gate TFT. There is no need to form a resist. Therefore, a mask and a process for forming a resist are not necessary.

本実施形態では、ポジ型レジスト30を用いた場合について説明したが、ポジ型レジスト30に代えてネガ型レジストを用いても良い。この場合、使用するマスクは図5に示すものと異なる。図7はネガ型レジスト用のマスクを模式的に示す平面図である。図7に示すマスク4は、図5に示すマスク3の遮光領域11と透過領域12とが入れ替わったパターンを有する。具体的には、マスク4は、遮光領域14がTFTの第2導電型層21s,21dに対応する領域に形成され、透過領域12が真性層21aに対応する領域に形成されている。図7に示すマスク4を用いてネガ型レジストに露光を行い、現像することにより、図6(b)に示すパターンのレジスト31を形成することができる。   Although the case where the positive resist 30 is used has been described in the present embodiment, a negative resist may be used instead of the positive resist 30. In this case, the mask used is different from that shown in FIG. FIG. 7 is a plan view schematically showing a negative resist mask. The mask 4 shown in FIG. 7 has a pattern in which the light shielding region 11 and the transmission region 12 of the mask 3 shown in FIG. 5 are interchanged. Specifically, in the mask 4, the light shielding region 14 is formed in a region corresponding to the second conductive type layers 21 s and 21 d of the TFT, and the transmission region 12 is formed in a region corresponding to the intrinsic layer 21 a. By exposing and developing the negative resist using the mask 4 shown in FIG. 7, the resist 31 having the pattern shown in FIG. 6B can be formed.

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Those skilled in the art will understand that the above-described embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.

本発明により製造されるトランジスタは、例えば液晶表示装置のなどの表示装置における駆動素子として、あるいは駆動素子を制御するドライバICとして利用することができる。   The transistor manufactured according to the present invention can be used as a drive element in a display device such as a liquid crystal display device or as a driver IC that controls the drive element.

実施形態1に用いられるマスク1を模式的に示す平面図である。2 is a plan view schematically showing a mask 1 used in Embodiment 1. FIG. 実施形態1によるTFT製造工程を模式的に示す断面図である。5 is a cross-sectional view schematically showing a TFT manufacturing process according to Embodiment 1. FIG. ボトムゲート型TFTの製造工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of bottom gate type TFT typically. ネガ型レジスト用のマスク2を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the mask 2 for negative resists. 実施形態2に用いられるマスク3を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the mask 3 used for Embodiment 2. FIG. 実施形態2によるTFT製造工程を模式的に示す断面図である。6 is a cross-sectional view schematically showing a TFT manufacturing process according to Embodiment 2. FIG. ネガ型レジスト用のマスク4を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the mask 4 for negative resists.

1,2,3,4 マスク
10 絶縁性基板
11 遮光領域
12 透過領域
13 グレートーン領域
14 遮光膜
15 グレートーン膜
20 CGS膜
20a 真性層
20b 第1導電型層
20d 第2導電型層(ドレイン電極)
20s 第2導電型層(ソース電極)
21 半導体膜
21a 真性層
21b 第1導電型層
21d 第2導電型層(ドレイン電極)
21s 第2導電型層(ソース電極)
30,31,32 ポジ型レジスト
40,41 リンイオン
50 ボロンイオン
60 ゲート絶縁膜
70 ゲート電極
1, 2, 3, 4 Mask 10 Insulating substrate 11 Light shielding region 12 Transmission region 13 Gray tone region 14 Light shielding film 15 Gray tone film 20 CGS film 20a Intrinsic layer 20b First conductivity type layer 20d Second conductivity type layer (drain electrode) )
20s Second conductivity type layer (source electrode)
21 Semiconductor film 21a Intrinsic layer 21b First conductivity type layer 21d Second conductivity type layer (drain electrode)
21s Second conductivity type layer (source electrode)
30, 31, 32 Positive resist 40, 41 Phosphorus ion 50 Boron ion 60 Gate insulating film 70 Gate electrode

Claims (5)

n型不純物を含有する半導体層上に形成されたポジ型レジストに対して露光を行なうためのトランジスタ製造用マスクであって、
前記トランジスタは、真性層と、前記真性層を面方向に挟み、かつn型不純物を含む第1導電型層と、前記第1導電型層を面方向に挟み、かつ前記第1導電型層よりも高濃度のn型不純物を含む第2導電型層とを有しており、
前記第2導電型層に対応する領域に形成された遮光領域と、前記第1導電型層に対応する領域に形成された透過領域と、前記真性層に対応する領域に形成され、光透過率が前記遮光領域よりも高くかつ前記透過領域よりも低いグレートーン領域とを有するマスク。
A mask for manufacturing a transistor for exposing a positive resist formed on a semiconductor layer containing an n-type impurity,
The transistor includes an intrinsic layer, a first conductivity type layer sandwiching the intrinsic layer in the plane direction and including an n-type impurity, a first conductivity type layer sandwiched in the plane direction, and the first conductivity type layer. And a second conductivity type layer containing a high concentration of n-type impurities,
A light-shielding region formed in a region corresponding to the second conductivity type layer, a transmission region formed in a region corresponding to the first conductivity type layer, and a region corresponding to the intrinsic layer; And a gray tone region that is higher than the light shielding region and lower than the transmission region.
n型不純物を含有する半導体層上に形成されたネガ型レジストに対して露光を行なうためのトランジスタ製造用マスクであって、
前記トランジスタは、真性層と、前記真性層を面方向に挟み、かつn型不純物を含む第1導電型層と、前記第1導電型層を面方向に挟み、かつ前記第1導電型層よりも高濃度のn型不純物を含む第2導電型層とを有しており、
前記第1導電型層に対応する領域に形成された遮光領域と、前記第2導電型層に対応する領域に形成された透過領域と、前記真性層に対応する領域に形成され、光透過率が前記遮光領域よりも高くかつ前記透過領域よりも低いグレートーン領域とを有するマスク。
A mask for manufacturing a transistor for exposing a negative resist formed on a semiconductor layer containing an n-type impurity,
The transistor includes an intrinsic layer, a first conductivity type layer sandwiching the intrinsic layer in the plane direction and including an n-type impurity, a first conductivity type layer sandwiched in the plane direction, and the first conductivity type layer. And a second conductivity type layer containing a high concentration of n-type impurities,
A light shielding region formed in a region corresponding to the first conductivity type layer; a transmission region formed in a region corresponding to the second conductivity type layer; and a region corresponding to the intrinsic layer; And a gray tone region that is higher than the light shielding region and lower than the transmission region.
真性な半導体層上に形成されたネガ型レジストに対して露光を行なうためのトランジスタ製造用マスクであって、
前記トランジスタは、真性層と、前記真性層を面方向に挟み、かつn型不純物を含む第1導電型層と、前記第1導電型層を面方向に挟み、かつ前記第1導電型層よりも高濃度のn型不純物を含む第2導電型層とを有しており、
前記第2導電型層に対応する領域に形成された遮光領域と、前記真性層に対応する領域に形成された透過領域と、前記第1導電型層に対応する領域に形成され、光透過率が前記遮光領域よりも高くかつ前記透過領域よりも低いグレートーン領域とを有するマスク。
A transistor manufacturing mask for exposing a negative resist formed on an intrinsic semiconductor layer,
The transistor includes an intrinsic layer, a first conductivity type layer sandwiching the intrinsic layer in the plane direction and including an n-type impurity, a first conductivity type layer sandwiched in the plane direction, and the first conductivity type layer. And a second conductivity type layer containing a high concentration of n-type impurities,
A light-shielding region formed in a region corresponding to the second conductivity type layer, a transmission region formed in a region corresponding to the intrinsic layer, and a region corresponding to the first conductivity type layer; And a gray tone region that is higher than the light shielding region and lower than the transmission region.
請求項1または2に記載のマスクを用いてトランジスタを製造する方法であって、
前記半導体層上に前記レジストを形成する工程と、
前記マスクを介して前記レジストに露光を行なった後に現像することにより、前記透過領域に対応する部分が除去されたパターンを有する前記レジストを形成する工程と、
前記透過領域に対応する前記半導体層に対してn型不純物を注入する工程と、
前記n型不純物を注入した後に、前記グレートーン領域に対応する前記レジストを除去する工程と、
前記グレートーン領域に対応する前記半導体層に対して、p型不純物を注入する工程とを含む方法。
A method of manufacturing a transistor using the mask according to claim 1, comprising:
Forming the resist on the semiconductor layer;
Forming the resist having a pattern in which a portion corresponding to the transmissive region is removed by developing after exposing the resist through the mask ; and
Implanting n-type impurities into the semiconductor layer corresponding to the transmissive region;
Removing the resist corresponding to the gray tone region after implanting the n-type impurity;
Implanting a p-type impurity into the semiconductor layer corresponding to the gray tone region.
請求項に記載のマスクを用いてトランジスタを製造する方法であって、
前記半導体層上に前記レジストを形成する工程と、
前記マスクを介して前記レジストに露光を行なった後に現像することにより、前記透過領域に対応する部分が除去されたパターンを有する前記レジストを形成する工程と、
前記透過領域に対応する前記半導体層に対してn型不純物を注入する工程と、
前記n型不純物を注入した後に、前記グレートーン領域に対応する前記レジストを除去する工程と、
前記グレートーン領域に対応する前記半導体層に対して、n型不純物をより低濃度に注入する工程とを含む方法。
A method of manufacturing a transistor using the mask according to claim 3 , comprising:
Forming the resist on the semiconductor layer;
Forming the resist having a pattern in which a portion corresponding to the transmissive region is removed by developing after exposing the resist through the mask ; and
Implanting n-type impurities into the semiconductor layer corresponding to the transmissive region;
Removing the resist corresponding to the gray tone region after implanting the n-type impurity;
Injecting an n-type impurity at a lower concentration into the semiconductor layer corresponding to the gray tone region.
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