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JPH04279033A - 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

Publication number
JPH04279033A
JPH04279033A JP3042076A JP4207691A JPH04279033A JP H04279033 A JPH04279033 A JP H04279033A JP 3042076 A JP3042076 A JP 3042076A JP 4207691 A JP4207691 A JP 4207691A JP H04279033 A JPH04279033 A JP H04279033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
impurity concentration
semiconductor layer
resist
insulating film
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
JP3042076A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Ueda
徹 上田
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp 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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP3042076A priority Critical patent/JPH04279033A/ja
Publication of JPH04279033A publication Critical patent/JPH04279033A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置のスイッ
チング素子、スタティックRAMのメモリセル内の負荷
等に用いられる薄膜トランジスタ(以下では「TFT」
と称す)の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】TFTには、リーク電流が低いことが要
求されている。例えばアクティブマトリクス型液晶表示
装置に用いられるスイッチング用TFTでは、液晶層を
挟む電極に蓄積された電荷を十分に保持するために、低
リーク電流特性が要求される。また、スタティックRA
Mに用いられるTFTでは、消費電流を低減するために
は、低リーク電流特性が要求される。
【0003】このような低リーク電流特性を得るために
、図8に示すようなTFTが用いられている。このTF
TはNMOSタイプであり、LDD(Lightly 
Diffused Drain)構造を有している。絶
縁性基板1上に形成された多結晶シリコン層等の半導体
層2の一部に、チャネル層9と高不純物濃度領域(N+
領域)10a、10bと低不純物濃度領域(N−領域)
11a、11bとが形成されている。チャネル層9の上
方にはゲート絶縁膜3を挟んでゲート電極4が設けられ
ている。ゲート電極4及びゲート絶縁膜3上には層間絶
縁膜6が形成され、高不純物濃度領域10a、10b上
のゲート絶縁膜3及び層間絶縁膜6を貫いてコンタクト
ホール7a、7bがそれぞれ形成されている。高不純物
濃度領域10a、10bにはAl−Siからなる電極8
a、8bがそれぞれコンタクトホール7a、7bを介し
て電気的に接続されている。
【0004】図8の薄膜トランジスタの製造工程を図3
〜図7に示す。まず、絶縁性基板1上に多結晶シリコン
が、50〜100nmの厚さに堆積される。この多結晶
シリコン層がホトリソグラフィ法及びドライエッチング
法によってパターニングされ、半導体層2が形成される
(図3)。
【0005】次に、シリコン酸化物からなるゲート絶縁
膜3が、基板1上の全面に50〜100nmの厚さに形
成される(図4)。ゲート絶縁膜3はCVD法又は半導
体層2の上面の酸化によって形成されている。更に絶縁
膜3上にゲート電極4がパターン形成される(図5)。 ゲート電極4の幅は約6μmである。ゲート電極4はn
+型多結晶シリコンからなり、その膜厚は約300nm
である。このゲート電極4をマスクとして、イオン注入
法によってチャネル層9以外の部分に、5×1013c
m−2の低濃度で不純物がドープされる(図6)。不純
物としては、例えばP(リン)、As(ヒ素)等を挙げ
ることができる。
【0006】次に、ゲート電極4及びゲート電極4の側
方を覆ってレジスト5がパターン形成される。このレジ
スト5をマスクとして、イオン注入法によって高不純物
濃度領域10a、10bとなる部分に、1〜5×101
5cm−2の高濃度で不純物がドープされる。用い得る
不純物は、上述と同様に、P(リン)、As(ヒ素)等
である。これにより、高不純物濃度領域10a、10b
、及び低不純物濃度領域11a、11bが形成される(
図7)。尚、この例ではゲート電極4の両側に低不純物
濃度領域11a、11bが形成されているが、図10の
ように、ゲート電極4の一方の側にのみ低不純物濃度領
域11が形成されている構成のTFTも知られている。
【0007】次に、レジスト5が除去され、基板1上の
全面にCVD法によってシリコン酸化物からなる層間絶
縁膜6が600nmの厚さに形成される。次に、ドープ
した不純物を活性化させるために、この基板は例えば窒
素雰囲気中で950℃に30分間熱処理される。更に、
高不純物濃度領域10a及び10b上の層間絶縁膜6の
部分にそれぞれコンタクトホール7a、7bが形成され
、コンタクトホール7a及び7b上にそれぞれ電極8a
、8bが形成される。(図8)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような製造方法で
TFTを作製すると、レジスト5のパターンの位置ずれ
により、図9に示すように、一方の低不純物濃度領域1
0aの長さL1と、もう一方の低不純物濃度領域11b
の長さL2とが一定しない。L1及びL2の長さが一定
しないと、高不純物濃度領域10a、10bの長さも一
定しない。このように高不純物濃度領域10a及び10
bがゲート電極4に対して非自己整合的に形成されるた
め、得られるTFTの特性のばらつき、特にオン電流の
ばらつきが大きくなるという問題点がある。
【0009】本発明はこのような問題点を解決するもの
であり、本発明の目的は、特性のばらつきの小さいTF
Tの製造方法を提供することである。
【0010】
【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、表面が絶縁性の基板上に半導体層をパ
ターニングする工程と、該半導体層を覆って絶縁膜を形
成する工程と、該絶縁膜上に、複数のゲート電極部を有
するゲート電極を形成する工程と、該ゲート電極をマス
クとして該半導体層に不純物イオンを注入し、該ゲート
電極部の間に低不純物濃度領域を自己整合的に形成する
工程と、該ゲート電極部の間にレジストを形成する工程
と、該ゲート電極部及び該レジストをマスクとして該半
導体層に不純物イオンを注入し、該ゲート電極の外側に
高不純物濃度領域を自己整合的に形成する工程と、を包
含しており、そのことによって上記目的が達成される。
【0011】また、半導体層が多結晶シリコンである構
成とすることもできる。
【0012】
【作用】本発明のTFTの製造方法によれば、ゲート電
極は複数のゲート電極部によって構成される。これらの
ゲート電極部をマスクとして半導体層にイオン注入すれ
ば、ゲート電極部の間に低不純物濃度領域が自己整合的
に形成される。更に、ゲート電極部の間にレジストを形
成し、ゲート電極部とレジストとをマスクとして不純物
イオンを注入することにより、ゲート電極に対して高不
純物濃度領域が自己整合的に形成される。
【0013】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。図
1(a)〜(c)に本発明のTFTの製造工程を示す。 また、図1(c)のTFTの平面図を図2に示す。図1
(c)に示すTFTはNMOSタイプである。図1(c
)のTFTでは、絶縁性基板1上に形成された多結晶シ
リコン層等の半導体層2の一部に、チャネル層9a、9
b、9cと低不純物濃度領域(N−領域)11a、11
bとが交互に形成されている。低不純物濃度領域11a
、11bの両外側には、高不純物濃度領域(N+領域)
10a、10bが形成されている。半導体層2上にはゲ
ート絶縁膜3を挟んでゲート電極4が設けられている。 ゲート電極4は等間隔で並ぶ3つのゲート電極部4a、
4b、4cから構成されている。各ゲート電極部の幅は
約2μmであり、これらの幅の合計は、前述の図8の従
来のTFTのゲート電極4の幅に等しくなっている。上
述のチャネル層9a、9b、9cは、各ゲート電極部4
a、4b、4cに対して、後に述べるように自己整合的
に形成されている。
【0014】ゲート電極4及びゲート絶縁膜3上には層
間絶縁膜6が形成され、高不純物濃度領域10a、10
b上のゲート絶縁膜3及び層間絶縁膜6を貫いてコンタ
クトホール7a、7bがそれぞれ形成されている。高不
純物濃度領域10a、10bにはAl−Siからなる電
極8a、8bがそれぞれコンタクトホール7a、7bを
介して電気的に接続されている。
【0015】図1(c)のTFTの製造方法について説
明する。まず、絶縁性基板1上に多結晶シリコンが、5
0〜100nmの厚さに堆積される。この多結晶シリコ
ン層がホトリソグラフィ法及びドライエッチング法によ
ってパターニングされ、半導体層2が形成される。
【0016】次に、シリコン酸化物からなるゲート絶縁
膜3が、基板1上の全面に50〜100nmの厚さに形
成される。ゲート絶縁膜3はCVD法又は半導体層2の
上面の酸化によって形成されている。更に絶縁膜3上に
ゲート電極4がパターン形成される。3つのゲート電極
部4a、4b、4cからなるゲート電極4は、n+型多
結晶シリコンからなり、その膜厚は約300nmである
。このゲート電極4をマスクとして、イオン注入法によ
って5×1013cm−2の低濃度で不純物がドープさ
れる。不純物としては、例えばP(リン)、As(ヒ素
)等を挙げることができる。これにより、チャネル層9
a、9b、9c、及び低不純物濃度領域11a、11b
がゲート電極4に対して自己整合的に形成される(図1
(a))。
【0017】次に、各ゲート電極部4a、4b、4cの
間にレジスト5がパターン形成される。このレジスト5
及びゲート電極部4a、4cをマスクとして、イオン注
入法によって高不純物濃度領域10a、10bとなる部
分に、1〜5×1015cm−2の高濃度で不純物がド
ープされる。用い得る不純物としては、上述と同様に、
P(リン)、As(ヒ素)等を挙げることができる。こ
れにより、高不純物濃度領域10a、10bがゲート電
極4に対して自己整合的に形成される(図1(b))。 レジスト5はゲート電極部4aと4bとの間、及びゲー
ト電極部4bと4cとの間の部分を覆って形成されてい
ればよく、ゲート電極部4a及び4cの幅は約2μmな
ので、±1μmの範囲内でレジスト5のパターンの位置
ずれが生じても、高不純物濃度領域10a、10bをゲ
ート電極4に対して自己整合的に形成することができる
【0018】次に、レジスト5が除去され、基板1上の
全面にCVD法によってシリコン酸化物からなる層間絶
縁膜6が600nmの厚さに形成される。次に、ドープ
した不純物を活性化させるために、この基板は例えば窒
素雰囲気中で950℃に30分間熱処理される。更に、
高不純物濃度領域10a及び10b上の層間絶縁膜6の
部分にそれぞれコンタクトホール7a、7bが形成され
、コンタクトホール7a及び7b上にそれぞれ電極8a
、8bが形成される。(図1(c))。
【0019】本実施例のTFTの製造方法によれば、高
不純物濃度領域10a、10bがゲート電極4に対して
自己整合的に形成されているので、特性のばらつきが小
さいTFTが得られる。
【0020】本実施例ではゲート電極4は3つのゲート
電極部で構成されているが、更に多くのゲート電極部で
構成されていてもよい。
【0021】
【発明の効果】本発明の薄膜トランジスタの製造方法に
よれば、ゲート電極の下方のチャネル層の側方に形成さ
れる高不純物濃度領域が、ゲート電極に対して自己整合
的に形成されるので、特性ばらつきの小さい薄膜トラン
ジスタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は、本発明の薄膜トランジスタ
の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図2】図1(c)の薄膜トランジスタの平面図である
【図3】従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す工程
図である。
【図4】従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す工程
図である。
【図5】従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す工程
図である。
【図6】従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す工程
図である。
【図7】従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す工程
図である。
【図8】従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す工程
図である。
【図9】従来の薄膜トランジスタの低不純物濃度領域及
び高不純物濃度領域の大きさをばらつきを説明するため
の図である。
【図10】従来の他の薄膜トランジスタを示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1  絶縁性基板 2  半導体層 3  ゲート絶縁膜 4  ゲート電極 4a,4b,4c  ゲート電極部 5  レジスト 6  層間絶縁膜 7a,7b  コンタクトホール 8a,8b  電極 9a,9b,9c  チャネル層 10a,10b  高不純物濃度領域 11a,11b  低不純物濃度領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面が絶縁性の基板上に半導体層をパター
    ニングする工程と、該半導体層を覆って絶縁膜を形成す
    る工程と、該絶縁膜上に、複数のゲート電極部を有する
    ゲート電極を形成する工程と、該ゲート電極をマスクと
    して該半導体層に不純物イオンを注入し、該ゲート電極
    部の間に低不純物濃度領域を自己整合的に形成する工程
    と、該ゲート電極部の間にレジストを形成する工程と、
    該ゲート電極部及び該レジストをマスクとして該半導体
    層に不純物イオンを注入し、該ゲート電極の外側に高不
    純物濃度領域を自己整合的に形成する工程と、を包含す
    る薄膜トランジスタの製造方法。
JP3042076A 1991-03-07 1991-03-07 薄膜トランジスタの製造方法 Pending JPH04279033A (ja)

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Effective date: 19970811