[go: up one dir, main page]

JPH02234438A - Manufacture of thin-film transistor - Google Patents

Manufacture of thin-film transistor

Info

Publication number
JPH02234438A
JPH02234438A JP5528989A JP5528989A JPH02234438A JP H02234438 A JPH02234438 A JP H02234438A JP 5528989 A JP5528989 A JP 5528989A JP 5528989 A JP5528989 A JP 5528989A JP H02234438 A JPH02234438 A JP H02234438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
insulating film
gate electrode
gate insulating
gate
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
JP5528989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohiro Konya
紺屋 直弘
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 JP5528989A priority Critical patent/JPH02234438A/en
Publication of JPH02234438A publication Critical patent/JPH02234438A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は8111}ランジスタおよびその製造方法に
関する. [従来技術とその問題点] 従来、fiill!}ランジスタとして,第4図に示す
逆スタガー型のものが知られている.この種の薄膜トラ
ンジスタは電界効果型のトランジスタであり,以下のよ
うに構成されている.すなわち、ガラス基板l上にはゲ
ート電極2がパターン形成されているとともに、このゲ
ート電極2を覆ってゲート絶縁膜3が形成されている.
このゲート絶縁膜3上にはプラズマC V D (Ch
t++sical VaporDeposition)
法によりa−Si(7モル77ス●シリコン)よりなる
半導体M4がゲート電極2と対応してパターン形成され
ているとともに,この半導体層4の縁部を覆ってソース
電極5およびドレイン電極6がパターン形成されている
.この場合、ソース電極5およびドレイン電極6は半導
体層4の縁部においてn’−a−Si層7,7により半
導体層4との導通が図られている. このようなQl!}ランジスタにおいては、ゲート電極
2に電圧が印加されると半導体層4を通してソース電極
5からドレイン電極6に電流が流れて応答するが、半導
体層4がa−Siにより形成されているので、電気移動
度が小さく,応答速度が遅いという問題がある. 一方,応答速度を早くするために,半導体層にポリシリ
コン(多結晶シリコン)を用いたプレーナ型の薄膜トラ
ンジスタも開発されている.この種のE!J膜トランジ
スタは,第5図に示すように構成されている.すなわち
、石英基板8上にはポリシリコンよりなる半導体層9が
プラズマCVD法により形成され,この半導体層9内に
は不純物をドープしてなる一対のP型もしくはN型の不
活性領域lO、lOが形成されている.この半導体層9
の表面には不活性領域10.10を除いてゲート絶縁I
’llが形成されている.このゲート絶縁Ilgll上
にはゲート電極l2が不活性領域10、10間と対応し
てパターン形成されているとともに、その両側にはそれ
ぞれ各不活性領域10、IOと導通するソース電極l3
およびドレイン電極l4がパターン形成されている. このような薄型トランジスタにおいては,ゲート電極l
2に電圧が印加されると半導体層9内の不活性領域lO
、10の間でソース電極l3からドレイン電極14に電
流が流れて応答するが、半導体層9がポリシリコンより
なるので、生成後の欠陥密度を減らすために,水素化処
理を行なう必要があり、しかもポリシリコンの半導体層
9内に一対の不活性領域10、lOを形成するためには
、イオン注入法等によりリンイオンやポロンイオン等の
不純物をドープする技術が必要であり,製造工程が複雑
になるという問題がある.また、ポリシリコンはプラズ
マCVD法で生成するため、生成温度が800〜700
℃と高い.そのため,融点の低いガラス基板等の上に形
成することが難しく,融点の高い高価な石英基板8を用
いなければならないという問題もある. [発明の目的1 この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、応答速度を高めることができ、し
かも製造工程の@素化を図り、容易に製作することので
きるg膜トランジスタおよびその製造方法を提供するこ
とにある.[発明の要点] この発明の薄膜トタンジスタは、ガラス基板上にゲート
電極をパターン形成するとともに,このゲート電極を覆
って前記基板上に窒化シリコンよりなるゲート絶縁膜を
形成し、このゲート絶縁膜上に多結晶シリコンよりなる
半導体層を前記ゲート電極と対向させて形成し、この半
導体層もしくは前記ゲート絶縁膜上にソース及びドレイ
ン電極を前記ゲート電極と対向する箇所においてパター
ン形成したものである. また,この発明に係る薄膜トランジ、スタの製造方法は
,ガラス基板上にゲート電極をパターン形成した後、こ
のゲート電極を覆って前記基板上に窒化シリコンよりな
るゲート絶縁膜を形成し、この後、ゲート絶縁膜トに多
結品シリコンよりなる半導体層を形成し、この半導体層
上にソース及びドレイン電極を前記ゲート電極と対向す
る箇所においてパターン形成するか,あるいはゲート絶
縁膜上にソース及びドレイン電極を前記ゲート電極と対
向する箇所においてパターン形成し、このソース及びド
レイン電極間における前記ゲート絶縁膜上に少なくとも
前記ソース及びドレイン電極の上縁部を覆って多結晶シ
リコンよりなる半導体層を形成する方法である. [第1実施例J 以下,第1図および第2図を参照して、この発明の第1
実施例を説明する. 第1図は逆スタガー型の薄膜トランジスタの構成を示す
.図中20はガラスノ^板である.このガラス基板20
の上面にはゲート電極2lがパターン形成されている.
このゲート電極2lは耐熱性を有する金属、例えば40
0゜C程度の熱に耐えられるチタン(〒1)、クロム(
Cr)等よりなる.また,ガラス基板20上にはゲート
電極21を覆ってゲート絶縁1?u22が形成されてい
る.このゲート絶縁膜22は窒化シリコン(Si3N4
)よりなり,プラズマCVD法により成膜され、膜厚が
3000λ程度に形成されている.このゲート絶縁膜2
2上にはポリシリコンよりなる半導体層23が形成され
ている.この半導体層23は400℃程度の低温エビタ
キシャル蒸看法(MBE)により超真空状態で成膜され
、その膜厚が1000〜3000λ程度に形成される.
この半導体層23の上面にはn”−a−Si層24.2
4がパターン形成され,このn”−a−Sr層24.2
4上にはそれぞれソース電極25およびドレイン電極2
6がパターン形成されている.この場合,n’−a−S
i層24、24は半導体層23とソース電極25および
ドレイン電極26との導通を図るものであり、プラズマ
CVD法により形成される.ソース電極25およびドレ
イン電極26は電気抵抗値の低い金屈,例えばアルミニ
ウム(AI)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、アル
ミーチタン合金(AI−Tr)等を用いる.なお,この
ソース電極25、ドレイン1!極26、および半導体層
23は窒化シリコン(Si38m)や酸化シリコン(S
iO2)?の絶#&膜(図示せず)により覆われて保護
される. 次に、第2図を参照して、上述したような逆スタガー型
の薄膜トランジスタを製造する場合について説明する. まず、第2図(A)に示すように、ガラス基板20のL
面に400℃程度の熱に耐えられるチタン(Ti)、ク
ロム(Cr)等よりなるゲート電極2lをパターン形成
する.すなわち、このゲート電極2lを形成する場合に
は、まず,ガラス基板20の上面に蒸着またはスパッタ
リングにより金属層を形成する.そして、この金属層の
表面にフォトリングラフィ法によりフォトレジスト層を
パターン形成し,このフォトレジスト層をマスクとして
金属層をエッチングし不要な部分を除去する.これによ
り,ガラス基板20の上面に金属層よりなるゲート電極
21がパターン形成される.なお、ゲート″:rL極2
lを形成した後は,その上面からフォトレジスト層を除
去する. 次に,第2図(B)に示すように、ガラス基板20上に
ゲート電極2lを覆って窒化シリコンよりなるゲート絶
縁膜22をプラズマCVD法により生成し、厚さ300
0λ程度に形成する.このプラズマCvD法では反応ガ
スとしてモノシラン(SiHa).アンモニア(NH3
) ,窒素(N2)等のガスを用いて行なう.そのため
,生成されたゲート絶縁[22は窒化シリコン中に水素
が含まれる.そして,第2図(C)に示すように、ゲー
ト絶縁膜22上にポリシリコンよりなる半導体層23を
 400℃以下の低温エピタ・キシャル蒸着法(MBE
)により生成し、1000〜3000λ程度の膜厚に形
成する.このようして半導体層23を生成するときには
、ゲート絶縁膜22の窒化シリコン中に含まれている水
素が拡散するので、ポリシリコンよりなる半導体層23
は生成と同時に水素化される. この後、:jSz図(D)に示すように、半導体層23
の上面にプラズマCVD法によりn’−a−Si層24
を250〜500λ程度の厚さに形成し,このn’−a
−Si層24上に金属層27を蒸着またはスパッタリン
グにより形成する.そして、この金属M27およびn”
−a−Si層24をフォトエッチングにより順次不要な
部分を除去する.これにより、半導体層23の上面にn
”−a−Si層24、24を介してソース電極25およ
びドレイン電極26がゲート電極2lと対応する箇所に
おいて互いに対向してパターン形成される. 最後に、フォトレジスト層を除去すれば,第1図に示す
逆スタガー型の薄膜トランジスタが得られる.なお,ソ
ース電極25、ドレイン電極26,および半導体層23
の上面に窒化シリコン(Si3Ns)や酸化シリコン(
Si02)等の絶縁膜(図示せず)を形成して保護する
. したがって,このような薄膜トランジスタは,ゲート電
極2lに電圧が印加されると、ポリシリコンよりなる半
導体層23を通してソース電極25からドレン電極26
に電流が流れて応答する.この場合、半導体層23はポ
リシリコンで形成されているので、電気移動度がよく、
応答速度を高めることができる.また,半導体層23は
窒化シリコンよりなるゲート絶縁IFu21を形成した
後に,そのゲート絶縁W221上にポリシリコンを生成
することにより形成されるので,その生成時に窒化シリ
コン中に含まれている水素が拡散し,水素化される.そ
のため、半導体層23は生成後に別工程で水素化処理を
行なう必要がなく、生成と同時に水素化処理を行なうこ
とができ,この水素化処理により欠陥密度を減少させる
ことができる.しかも、このような薄膜トランジスタは
,ポリシリコンを用いて半導体層23を形成しても,従
来のプレーナ型のように半導体層9内に不純物をドープ
する必要がないので,製造工程が簡単となり,容易に製
造することができる.また,半導体M23は低温エビタ
キシャル蒸着法により400℃以下で生成されるので、
融点の高い高価な石英基板8等を用いる必要がなく、融
点の低い安価なガラス基板20を用いることができる.
[第2実施例1 次に、第3図を参照して、この発明の第2実施例を説明
する.この場合、上述した第1実施例と同一部分には同
一符号を付し、その説明は省略する. 第3図は逆コプラナ型の薄膜トランジスタを示したもの
で、ガラス基板20の上面には第1実施例と同様に、ゲ
ート電極2lがパターン形成されているとともに、この
ゲート電極21を世ってゲート絶縁822が形成されて
いる.この場合、ゲート電極2lは第1実施例と同様な
耐熱性を有する金属よりなり、またゲート絶縁1122
−は窒化シリコン(Si3N4)よりなり、プラズマC
VD法により成膜される.このゲート絶縁g22上には
それぞれソース電極25およびドレイン電極26がゲー
ト電極2lと対応する箇所において互いに対向してパタ
ーン形成されている.この各電極25、26の対向面に
はその各上級部に亘ってn・一a−S i層24、24
がパターン形成され、この” n” ”a二Si層24
、24を介して各電極25.26間のゲート絶縁膜22
上にはポリシリコンよりなる半導体層23が形成されて
いる.この半導体層23は第1実施例と同様に、400
’C程度の低温エビタキシャル蒸着法により超真空状態
で成膜される.なお、各電極25、26は第1実施例と
同じ金属よりなり,また各電極25.26および半導体
層23も、窒化シリコンや酸化シリコン等の絶縁膜(図
示せず)により覆われて保護される.このような逆コプ
ラナ型の薄膜トランジスタを製造する場合には,第1実
施例と同様に、まず、ガラス基板20上にゲート電極2
lをパターン形成するとともに,このゲート電極2lを
覆って窒化シリコンよりなるゲート絶縁膜22をプラズ
マCVD法により形成する.この場合,プラズマCVD
法に用いる反応ガスは第1実施例と同じモノシラン、ア
ンモニア,窒素等のガスを用いる.そのため、生成され
たゲート絶縁膜22は窒化シリコン中に水素が含まれる
.この後,ゲート絶縁膜22の上面に金属膜を蒸着また
はスパッタリングにより形成し、この金属膜をフォトエ
ッチングにより不要な部分を除去することにより、ゲー
ト絶縁膜22.Lにソース電極25およびドレイン電極
26をパターン形成する.しかる後、ソース電極25お
よびドレイン電極26の表面にn・−a−Si層24を
プラズマCVD法により成膜し、このn゛−a−SiM
2 4をフォトエッチングにより不要な部分を除去する
ことにより.ソース電極25およびドレイン電極26の
対向面にその上縁部に亘ってn’−a−Si層24、2
4をパターン形成する.この後、各電極25、26およ
びその間のゲート絶縁[22hにポリシリコンよりなる
半導体膜を400℃以下の低温エビタキシャル1着法に
より超真空状態でr#:,膜する.この成膜時にはゲー
ト絶縁膜22の窒化シリコン中の水素が拡散し、半導体
膜を水素化する.そして,この半導体膜をフォトエッチ
ングにより不要な部分を除去することにより、ソース電
極25およびドレイン電極26間におけるゲート絶縁膜
22上にポリシリコンよりなる半導体層23をパターン
形成する.この半導体層23はゲート電極21と対応し
、かつn”−a−Si層24、24を介して各電極25
、26の対向部分に亘って形成される. したがって,このような逆コプラナ型のt[}ランジス
タにおいても,窒化シリコンよりなるゲート絶縁鱒22
上にゲート電極2lと対応してポリシリコンよりなる半
導体層23を400℃以下の低温エビタキシャル蒸着法
により超真空状態で成膜するようにしたので、前述した
第1実施例と同様の効果がある. なお、上述した各実施例ではポリシリコンよりなる半導
体層23を低温エビタキシャル蒸着法により生成したが
、これに限らず、プラズマCVD法等で生成してもよい
。また、ゲート絶縁膜22は窒化シリコンの1層硝造で
ある必要はなく、窒化シリコン層上にTa205等の絶
縁層を積層した2層構造でもよく,シかもその上下の順
序を入れ替えてもよい. [発明の効果1 以上詳細に説明したように、この発明によれば、半導体
層を多結晶シリコンにより形成したので,電気移動度が
早く、応答速度を高めることができる.また、半導体層
は窒化シリコンよりなるゲート絶縁膜上に形成されるた
め,その成形時に窒化シリコン中の水素が拡散し、これ
により半導体層の水素化処理を後工程で行なう必要がな
く、成形と同時に行なうことができ,これにより半導体
層の欠陥密度を減少させることができる.しかも、この
半導体層はその内部に不純物をドープする必要がないの
で,製造工程の簡素化を図ることができ、容易に製作す
ることができる.また、半導体層を低温エビタキシャル
蒸着法により成膜すれば、融点の高い高価な石英基板等
を用いる必要がなく,融点の低い安価なガラス基板を用
いることができる. の製造過程を示す各断面図、第3図はこの発明のrfS
2実施例における逆コプラナ型の薄膜トランジスタの構
成を示す断面図,第4図は従来の逆スタガー型の薄膜ト
ランジスタの4I成を示す断面図,:55図は従来のプ
レーナ型の薄膜トランジスタの構成を示す断面図である
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an 8111} transistor and a method for manufacturing the same. [Prior art and its problems] Conventionally, fill! }An inverted stagger type transistor shown in Figure 4 is known as a transistor. This type of thin film transistor is a field effect transistor and is configured as follows. That is, a gate electrode 2 is patterned on a glass substrate l, and a gate insulating film 3 is formed to cover this gate electrode 2.
On this gate insulating film 3, plasma C V D (Ch
t++sical VaporDeposition)
A semiconductor M4 made of a-Si (7 mol 77 silicon) is patterned to correspond to the gate electrode 2 by a method, and a source electrode 5 and a drain electrode 6 are formed to cover the edges of this semiconductor layer 4. A pattern is formed. In this case, the source electrode 5 and the drain electrode 6 are electrically connected to the semiconductor layer 4 by n'-a-Si layers 7, 7 at the edge of the semiconductor layer 4. Ql like this! }In a transistor, when a voltage is applied to the gate electrode 2, a current flows from the source electrode 5 to the drain electrode 6 through the semiconductor layer 4 in response, but since the semiconductor layer 4 is made of a-Si, the electric current The problem is that the mobility is small and the response speed is slow. On the other hand, planar thin film transistors that use polysilicon (polycrystalline silicon) for the semiconductor layer have also been developed to increase response speed. This kind of E! The J membrane transistor is constructed as shown in Figure 5. That is, a semiconductor layer 9 made of polysilicon is formed on a quartz substrate 8 by plasma CVD, and a pair of P-type or N-type inactive regions 1O and 1O doped with impurities are formed in this semiconductor layer 9. is formed. This semiconductor layer 9
The surface of the gate insulator I except for the inactive region 10.10
'll is formed. On this gate insulation Ilgll, a gate electrode l2 is patterned to correspond to the inactive regions 10, 10, and on both sides thereof, a source electrode l3 conductive to each inactive region 10 and IO, respectively.
and a drain electrode l4 are patterned. In such a thin transistor, the gate electrode l
When a voltage is applied to 2, the inactive region lO in the semiconductor layer 9
, 10, a current flows from the source electrode l3 to the drain electrode 14 in response, but since the semiconductor layer 9 is made of polysilicon, it is necessary to perform a hydrogenation treatment to reduce the defect density after generation. Moreover, in order to form the pair of inactive regions 10 and IO in the polysilicon semiconductor layer 9, a technique for doping impurities such as phosphorus ions and poron ions by ion implantation is required, which complicates the manufacturing process. There is a problem that. In addition, since polysilicon is produced using the plasma CVD method, the production temperature is 800 to 700.
As high as ℃. Therefore, it is difficult to form on a glass substrate or the like with a low melting point, and there is also the problem that an expensive quartz substrate 8 with a high melting point must be used. [Objective of the Invention 1 This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to improve the response speed, simplify the manufacturing process, and make it easy to manufacture. The purpose of the present invention is to provide a G-film transistor that can be used as a G-film transistor and a method for manufacturing the same. [Summary of the Invention] In the thin film transistor of the present invention, a gate electrode is patterned on a glass substrate, a gate insulating film made of silicon nitride is formed on the substrate to cover the gate electrode, and a gate insulating film made of silicon nitride is formed on the substrate to cover the gate electrode. A semiconductor layer made of polycrystalline silicon is formed to face the gate electrode, and source and drain electrodes are patterned on the semiconductor layer or the gate insulating film at locations facing the gate electrode. Further, in the method for manufacturing a thin film transistor or transistor according to the present invention, a gate electrode is patterned on a glass substrate, and then a gate insulating film made of silicon nitride is formed on the substrate to cover the gate electrode. A semiconductor layer made of polycrystalline silicon is formed on the gate insulating film, and source and drain electrodes are patterned on the semiconductor layer at locations facing the gate electrode, or source and drain electrodes are formed on the gate insulating film. An electrode is patterned at a location facing the gate electrode, and a semiconductor layer made of polycrystalline silicon is formed on the gate insulating film between the source and drain electrodes, covering at least the upper edges of the source and drain electrodes. It is a method. [First Embodiment J Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, the first embodiment of the present invention will be described.
An example will be explained. Figure 1 shows the configuration of an inverted staggered thin film transistor. 20 in the figure is a glass plate. This glass substrate 20
A gate electrode 2l is patterned on the upper surface.
The gate electrode 2l is made of a heat-resistant metal, for example, 40
Titanium (〒1) and chromium (
Cr) etc. Also, on the glass substrate 20 is a gate insulator 1? covering the gate electrode 21? u22 is formed. This gate insulating film 22 is silicon nitride (Si3N4
), and is formed into a film by plasma CVD method, with a film thickness of approximately 3000λ. This gate insulating film 2
A semiconductor layer 23 made of polysilicon is formed on top of the semiconductor layer 2 . This semiconductor layer 23 is formed in an ultra-vacuum state by low-temperature epitaxial evaporation (MBE) at about 400° C., and has a thickness of about 1000 to 3000λ.
On the upper surface of this semiconductor layer 23 is an n''-a-Si layer 24.2.
4 is patterned and this n''-a-Sr layer 24.2
4 have a source electrode 25 and a drain electrode 2, respectively.
6 is patterned. In this case, n'-a-S
The i-layers 24, 24 provide electrical conduction between the semiconductor layer 23, the source electrode 25, and the drain electrode 26, and are formed by plasma CVD. The source electrode 25 and the drain electrode 26 are made of metal having a low electrical resistance value, such as aluminum (AI), chromium (Cr), titanium (Ti), aluminum-titanium alloy (AI-Tr), or the like. Note that this source electrode 25, drain 1! The pole 26 and the semiconductor layer 23 are made of silicon nitride (Si38m) or silicon oxide (S
iO2)? It is covered and protected by an insulation film (not shown). Next, with reference to FIG. 2, the case of manufacturing an inverted stagger type thin film transistor as described above will be described. First, as shown in FIG. 2(A), the L of the glass substrate 20 is
A gate electrode 2l made of titanium (Ti), chromium (Cr), etc. that can withstand heat of about 400°C is patterned on the surface. That is, when forming the gate electrode 2l, a metal layer is first formed on the upper surface of the glass substrate 20 by vapor deposition or sputtering. A photoresist layer is then patterned on the surface of this metal layer by photolithography, and the metal layer is etched using this photoresist layer as a mask to remove unnecessary portions. As a result, a gate electrode 21 made of a metal layer is patterned on the upper surface of the glass substrate 20. In addition, gate ″: rL pole 2
After forming the photoresist layer, the photoresist layer is removed from its top surface. Next, as shown in FIG. 2(B), a gate insulating film 22 made of silicon nitride is formed on the glass substrate 20 by plasma CVD to cover the gate electrode 2l, and has a thickness of 300 mm.
Form around 0λ. In this plasma CvD method, monosilane (SiHa) is used as a reactive gas. Ammonia (NH3
), using a gas such as nitrogen (N2). Therefore, the generated gate insulation [22] contains hydrogen in silicon nitride. Then, as shown in FIG. 2(C), a semiconductor layer 23 made of polysilicon is deposited on the gate insulating film 22 by low-temperature epitaxial deposition (MBE) at 400°C or less.
), and is formed to a film thickness of approximately 1000 to 3000λ. When the semiconductor layer 23 is formed in this way, hydrogen contained in the silicon nitride of the gate insulating film 22 is diffused, so that the semiconductor layer 23 made of polysilicon is
is hydrogenated at the same time as it is produced. After this, as shown in Figure (D):jSz, the semiconductor layer 23
An n'-a-Si layer 24 is formed on the upper surface of the
is formed to a thickness of about 250 to 500λ, and this n'-a
- Form a metal layer 27 on the Si layer 24 by vapor deposition or sputtering. And this metal M27 and n”
- Unnecessary portions of the a-Si layer 24 are sequentially removed by photo-etching. As a result, n is formed on the upper surface of the semiconductor layer 23.
A source electrode 25 and a drain electrode 26 are patterned to face each other at a location corresponding to the gate electrode 2l via the -a-Si layers 24 and 24.Finally, if the photoresist layer is removed, the first The inverted staggered thin film transistor shown in the figure is obtained.The source electrode 25, the drain electrode 26, and the semiconductor layer 23 are
Silicon nitride (Si3Ns) or silicon oxide (
An insulating film (not shown) such as Si02) is formed for protection. Therefore, in such a thin film transistor, when a voltage is applied to the gate electrode 2l, the source electrode 25 is connected to the drain electrode 26 through the semiconductor layer 23 made of polysilicon.
A current flows and responds. In this case, since the semiconductor layer 23 is made of polysilicon, it has good electrical mobility and
Response speed can be increased. Furthermore, since the semiconductor layer 23 is formed by forming the gate insulating IFu21 made of silicon nitride and then generating polysilicon on the gate insulating W221, hydrogen contained in the silicon nitride is diffused during the formation. and hydrogenated. Therefore, it is not necessary to hydrogenate the semiconductor layer 23 in a separate process after the semiconductor layer 23 is formed, and the hydrogenation process can be performed at the same time as the semiconductor layer 23 is formed, and the defect density can be reduced by this hydrogenation process. Moreover, in such a thin film transistor, even if the semiconductor layer 23 is formed using polysilicon, there is no need to dope impurities into the semiconductor layer 9 unlike the conventional planar type, so the manufacturing process is simple and easy. It can be manufactured to In addition, since the semiconductor M23 is produced at a temperature below 400°C by a low-temperature epitaxial deposition method,
There is no need to use an expensive quartz substrate 8 or the like with a high melting point, and an inexpensive glass substrate 20 with a low melting point can be used.
[Second Embodiment 1 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this case, the same parts as in the first embodiment described above are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. FIG. 3 shows an inverted coplanar thin film transistor, in which a gate electrode 2l is patterned on the upper surface of a glass substrate 20, as in the first embodiment, and a gate electrode 2l is formed on the upper surface of a glass substrate 20. Insulation 822 is formed. In this case, the gate electrode 2l is made of a metal having the same heat resistance as in the first embodiment, and the gate insulator 1122
- is made of silicon nitride (Si3N4), and plasma C
The film is formed using the VD method. On this gate insulator g22, a source electrode 25 and a drain electrode 26 are patterned to face each other at locations corresponding to the gate electrode 2l. On the opposing surfaces of each of the electrodes 25 and 26, an n.1a-Si layer 24 and 24 is formed over the upper portion thereof.
is patterned, and this "n""a2 Si layer 24
, 24 between the gate insulating film 22 between each electrode 25 and 26.
A semiconductor layer 23 made of polysilicon is formed thereon. This semiconductor layer 23 has a thickness of 400 nm as in the first embodiment.
The film is formed in an ultra-vacuum state using the low-temperature epitaxial deposition method at a temperature of about 1000 yen. Note that each electrode 25, 26 is made of the same metal as in the first embodiment, and each electrode 25, 26 and semiconductor layer 23 are also covered and protected with an insulating film (not shown) such as silicon nitride or silicon oxide. Ru. When manufacturing such an inverse coplanar thin film transistor, first, a gate electrode 2 is formed on a glass substrate 20, as in the first embodiment.
At the same time, a gate insulating film 22 made of silicon nitride is formed by plasma CVD to cover the gate electrode 2l. In this case, plasma CVD
The reaction gas used in the method is the same gas as monosilane, ammonia, nitrogen, etc. as in the first embodiment. Therefore, the generated gate insulating film 22 contains hydrogen in silicon nitride. Thereafter, a metal film is formed on the upper surface of the gate insulating film 22 by vapor deposition or sputtering, and unnecessary portions of this metal film are removed by photo-etching, thereby forming the gate insulating film 22. A source electrode 25 and a drain electrode 26 are patterned on L. Thereafter, an n-a-Si layer 24 is formed on the surfaces of the source electrode 25 and drain electrode 26 by plasma CVD, and this n-a-SiM
2 4 by removing unnecessary parts by photo-etching. n'-a-Si layers 24 and 2 are formed on the opposing surfaces of the source electrode 25 and the drain electrode 26 over their upper edges.
Form 4 into a pattern. Thereafter, a semiconductor film made of polysilicon is formed on each electrode 25, 26 and the gate insulation between them [22h] in an ultra-vacuum state by a low-temperature epitaxial single deposition method at 400° C. or less. During this film formation, hydrogen in the silicon nitride of the gate insulating film 22 diffuses and hydrogenates the semiconductor film. Then, by removing unnecessary portions of this semiconductor film by photo-etching, a semiconductor layer 23 made of polysilicon is patterned on the gate insulating film 22 between the source electrode 25 and the drain electrode 26. This semiconductor layer 23 corresponds to the gate electrode 21 and is connected to each electrode 25 via the n''-a-Si layers 24, 24.
, 26 are formed across the opposing parts. Therefore, even in such an inverse coplanar type t[} transistor, the gate insulating mass 22 made of silicon nitride is
Since the semiconductor layer 23 made of polysilicon is formed on top of the gate electrode 2l by a low-temperature epitaxial deposition method at 400° C. or lower in an ultra-vacuum state, the same effect as in the first embodiment can be obtained. be. In each of the above-described embodiments, the semiconductor layer 23 made of polysilicon was produced by a low-temperature epitaxial deposition method, but the semiconductor layer 23 is not limited to this, and may be produced by a plasma CVD method or the like. Furthermore, the gate insulating film 22 does not need to be a single layer of silicon nitride, and may have a two-layer structure in which an insulating layer such as Ta205 is laminated on a silicon nitride layer, or the order of the upper and lower layers may be changed. .. [Advantageous Effects of the Invention 1] As described in detail above, according to the present invention, since the semiconductor layer is formed of polycrystalline silicon, the electrical mobility is fast and the response speed can be increased. In addition, since the semiconductor layer is formed on the gate insulating film made of silicon nitride, hydrogen in the silicon nitride diffuses during molding, which eliminates the need to hydrogenate the semiconductor layer in a post-process. This can be done simultaneously, thereby reducing the defect density in the semiconductor layer. Moreover, since this semiconductor layer does not need to be doped with impurities, the manufacturing process can be simplified and it can be manufactured easily. Furthermore, if the semiconductor layer is formed by low-temperature epitaxial deposition, there is no need to use an expensive quartz substrate with a high melting point, and an inexpensive glass substrate with a low melting point can be used. Each cross-sectional view showing the manufacturing process of the rfS of this invention, FIG.
Figure 4 is a cross-sectional view showing the configuration of an inverted coplanar thin film transistor in Example 2, Figure 4 is a cross-sectional view showing a 4I configuration of a conventional inverted staggered thin film transistor, and Figure 55 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional planar thin film transistor. This is a diagram.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ガラス基板と、 このガラス基板上にパターン形成されるゲート電極と、 このゲート電極を覆って前記ガラス基板上に形成される
窒化シリコンよりなるゲート絶縁膜と、このゲート絶縁
膜上に前記ゲート電極と対向して形成される多結晶シリ
コンよりなる半導体層と、 この半導体層上もしくは前記ゲート絶縁膜上に形成され
、前記ゲート電極と対向する箇所において前記半導体層
に電気的に導通されるソース及びドレイン電極と、 を備えてなる薄膜トランジスタ。
(1) a glass substrate; a gate electrode patterned on the glass substrate; a gate insulating film made of silicon nitride formed on the glass substrate covering the gate electrode; a semiconductor layer made of polycrystalline silicon formed facing the gate electrode; and a semiconductor layer formed on the semiconductor layer or the gate insulating film and electrically connected to the semiconductor layer at a location facing the gate electrode. A thin film transistor comprising source and drain electrodes.
(2)ガラス基板上にゲート電極をパターン形成する工
程と、 このゲート電極を覆って前記ガラス基板上に窒化シリコ
ンよりなるゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に多結晶シリコンよりなる半導体層
を形成する工程と、 この半導体層上にソース及びドレイン電極を前記ゲート
電極と対向する箇所にパターン形成する工程と、 よりなる薄膜トランジスタの製造方法。
(2) patterning a gate electrode on a glass substrate; forming a gate insulating film made of silicon nitride on the glass substrate to cover the gate electrode; and forming a gate insulating film made of polycrystalline silicon on the gate insulating film. A method for manufacturing a thin film transistor, comprising: forming a semiconductor layer on the semiconductor layer; patterning source and drain electrodes on the semiconductor layer at locations facing the gate electrode.
(3)請求項第2項において、 前記窒化シリコンよりなるゲート絶縁膜上にソース及び
ドレイン電極を前記ゲート電極と対向する箇所において
パターン形成する工程と、このソース及びドレイン電極
間における前記ゲート絶縁膜上に少なくとも前記ソース
及びドレイン電極の上縁部を覆って多結晶シリコンより
なる半導体層を形成する工程と、 よりなる薄膜トランジスタの製造方法。
(3) In claim 2, the step of patterning source and drain electrodes on the gate insulating film made of silicon nitride at locations facing the gate electrodes, and the gate insulating film between the source and drain electrodes. A method for manufacturing a thin film transistor, comprising: forming a semiconductor layer made of polycrystalline silicon over at least the upper edges of the source and drain electrodes.
JP5528989A 1989-03-08 1989-03-08 Manufacture of thin-film transistor Pending JPH02234438A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5528989A JPH02234438A (en) 1989-03-08 1989-03-08 Manufacture of thin-film transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5528989A JPH02234438A (en) 1989-03-08 1989-03-08 Manufacture of thin-film transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02234438A true JPH02234438A (en) 1990-09-17

Family

ID=12994424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5528989A Pending JPH02234438A (en) 1989-03-08 1989-03-08 Manufacture of thin-film transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02234438A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1017108A2 (en) * 1998-12-25 2000-07-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
US6891236B1 (en) 1999-01-14 2005-05-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
WO2010107027A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 凸版印刷株式会社 Thin film transistor array and image display device using thin film transistor array

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893276A (en) * 1981-11-30 1983-06-02 Toshiba Corp thin film semiconductor device
JPS60134470A (en) * 1983-12-22 1985-07-17 Seiko Epson Corp Semiconductor device
JPH01236655A (en) * 1988-03-17 1989-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thin film field effect transistor and its manufacturing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893276A (en) * 1981-11-30 1983-06-02 Toshiba Corp thin film semiconductor device
JPS60134470A (en) * 1983-12-22 1985-07-17 Seiko Epson Corp Semiconductor device
JPH01236655A (en) * 1988-03-17 1989-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thin film field effect transistor and its manufacturing method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1017108A2 (en) * 1998-12-25 2000-07-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
EP1017108A3 (en) * 1998-12-25 2001-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
US6891236B1 (en) 1999-01-14 2005-05-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
US7491655B2 (en) 1999-01-14 2009-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
WO2010107027A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 凸版印刷株式会社 Thin film transistor array and image display device using thin film transistor array
JP4743348B2 (en) * 2009-03-17 2011-08-10 凸版印刷株式会社 THIN FILM TRANSISTOR ARRAY AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THIN FILM TRANSISTOR ARRAY
JPWO2010107027A1 (en) * 2009-03-17 2012-09-20 凸版印刷株式会社 THIN FILM TRANSISTOR ARRAY AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THIN FILM TRANSISTOR ARRAY
US8742423B2 (en) 2009-03-17 2014-06-03 Toppan Printing Co., Ltd. Thin-film transistor array and image display device in which thin-film transistor array is used

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4746628A (en) Method for making a thin film transistor
KR100292922B1 (en) A thin film transistor, a method for manufacturing thereof and liquid crystal display
JP3500157B2 (en) Method of manufacturing MIS type field effect transistor
JPH05304171A (en) Thin-film transistor
US4704784A (en) Method of making thin film field effect transistors for a liquid crystal display device
JPH02234438A (en) Manufacture of thin-film transistor
JP2631476B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
JPH06275645A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH03185840A (en) Thin film transistor
JPH11274505A (en) Thin film transistor structure and its manufacture
JPH07193249A (en) Thin-film transistor and its manufacture
JP2563760B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3419073B2 (en) Thin film transistor, method of manufacturing the same, and active matrix liquid crystal display device
JPH10177968A (en) Thin film device, forming method thereof, and manufacturing method of this film transistor and liquid crystal display device
JP3574421B2 (en) Thin film semiconductor device
JPH02189935A (en) Manufacture of thin-film transistor
JPS62115868A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH11135727A (en) Semiconductor and its manufacture
JPH10135474A (en) Insulated gate field effect transistor and its manufacture
JP2635950B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS62124530A (en) Liquid crystal display element
JP3644977B2 (en) Method for manufacturing polycrystalline silicon thin film transistor
JPH0563195A (en) Ultrathin film transistor and manufacture thereof
JPH06216155A (en) Manufacture for thin-film transistor
JPH04268734A (en) Thin film transistor and manufacture thereof