JPH05218428A - Thin film semiconductor element, thin film semiconductor device, and method of manufacturing the same - Google Patents
Thin film semiconductor element, thin film semiconductor device, and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 半導体層30全面に表面から深さ方向に指数
関数的に減少するような濃度分布のn型不純物を導入
し、半導体層30のうちソ−ス電極15、ドレイン電極
14と接触しないチャネル領域には、同じく表面から深
さ方向に指数関数的に減少するような濃度分布のp型不
純物を導入して上記のn型不純物をコンペンセイトする
ことによりソ−ス電極15とドレイン電極14を電気的
に分離する構造とした。
【効果】従来ソ−ス電極15とドレイン電極14を電気
的に分離するために必要であったエッチング工程が不要
となるため、半導体層30を薄膜化できると同時に、従
来半導体層30を薄膜化すると避けられなかったホトマ
クス数の増加がないので製造コストを低減できる。
(57) [Summary] [Structure] An n-type impurity having a concentration distribution that exponentially decreases in the depth direction from the surface is introduced into the entire surface of the semiconductor layer 30, and the source electrode 15 and the drain of the semiconductor layer 30 are included. Into the channel region which is not in contact with the electrode 14, p-type impurities having a concentration distribution that also decreases exponentially in the depth direction from the surface are introduced to compensate for the n-type impurities described above. The drain electrode 14 is electrically separated from the drain electrode 14. [Effect] Since the etching step, which was required to electrically separate the source electrode 15 and the drain electrode 14 from each other, is not required, the semiconductor layer 30 can be thinned and at the same time the conventional semiconductor layer 30 can be thinned. Then, there is no unavoidable increase in the number of Photomax, so that the manufacturing cost can be reduced.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜半導体素子並びに
これを用いて構成される薄膜半導体装置及び薄膜半導体
素子の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film semiconductor element, a thin film semiconductor device constructed using the same, and a method of manufacturing a thin film semiconductor element.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガラス等の絶縁基板上に形成された薄膜
トランジスタ(以下、TFTと記す。)は、アクティブ
マトリックス型の液晶フラットパネルディスプレイやフ
ァクシミリ用のラインイメ−ジセンサ等への応用が進展
しており、各方面で開発が進められている。2. Description of the Related Art Thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) formed on an insulating substrate such as glass have been applied to active matrix liquid crystal flat panel displays and line image sensors for facsimiles. , Is being developed in various fields.
【0003】これらの応用においては、現在のところ低
温で大面積に形成が容易であることから、非晶質Si
(以下、a−Siと記す。)を用いたTFTが広く用い
られている。図18及び図19は、a−SiTFTの代
表的な素子構造の断面図である。図19の構造(以下、
NSI型と記す。)は、ゲ−ト電極10を形成後、ゲ−
ト絶縁膜20、a−Si膜30、n型a−Si膜31を
連続形成し、ドレイン電極14及びソ−ス電極15形成
後、n型a−Si膜31をエッチオフし、ドレイン電極
14とソ−ス電極15を電気的に分離する工程により製
造される。In these applications, amorphous Si is currently easy to form in large areas at low temperatures.
A TFT using (hereinafter referred to as a-Si) is widely used. 18 and 19 are sectional views of a typical device structure of an a-Si TFT. The structure of FIG. 19 (hereinafter,
Described as NSI type. ) Is a gate after forming the gate electrode 10.
The insulating film 20, the a-Si film 30, and the n-type a-Si film 31 are continuously formed, and after the drain electrode 14 and the source electrode 15 are formed, the n-type a-Si film 31 is etched off to form the drain electrode 14. And the source electrode 15 are electrically separated from each other.
【0004】一方、図19の構造(以下、ISI型と記
す。)では、ゲ−ト電極10を形成後、ゲ−ト絶縁膜2
0、a−Si膜30、チャネル保護絶縁膜22を連続形
成し、チャネル保護絶縁膜22をエッチングした後、n
型a−Si膜31、ドレイン電極14、ソ−ス電極15
形成する製造工程が採られる。On the other hand, in the structure of FIG. 19 (hereinafter referred to as ISI type), the gate insulating film 2 is formed after the gate electrode 10 is formed.
0, an a-Si film 30, a channel protection insulating film 22 are continuously formed, and the channel protection insulating film 22 is etched.
Type a-Si film 31, drain electrode 14, source electrode 15
The manufacturing process of forming is taken.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記2つのTFT構造
にはそれぞれに利害得失がある。NSI型はISI型に
比べ保護絶縁膜21をエッチングするためのマスクが不
要なため、マスク数がISI型に比べ1枚少ないという
利点を持つ。しかし、NSI型ではn型a−Si膜31
をエッチングする際に、a−Si膜30とのエッチング
選択比がとれないため、a−Si膜30もある程度エッ
チングされてしまうことからa−Si膜30の膜厚を薄
くすることが難しい。Each of the above two TFT structures has its own advantages and disadvantages. Since the NSI type does not require a mask for etching the protective insulating film 21 as compared with the ISI type, it has an advantage that the number of masks is one less than that of the ISI type. However, in the NSI type, the n-type a-Si film 31
It is difficult to reduce the film thickness of the a-Si film 30 because the a-Si film 30 is also etched to some extent because an etching selection ratio with the a-Si film 30 cannot be obtained when etching is performed.
【0006】このため、NSI型ではa−Si膜の光電
流によるTFTのオフ抵抗の低下が起こりやすくなる。
TFTのオフ抵抗の低下は表示装置への応用の際には画
像のコントラスト比の低下、画像の焼き付け等の致命的
な影響を与える。また、a−Si膜30が厚いため、形
成に要する時間が必然的に長くなりスル−プットがあが
らないという問題もある。Therefore, in the NSI type, the off-resistance of the TFT is apt to decrease due to the photocurrent of the a-Si film.
The decrease in the off-resistance of the TFT has a fatal effect such as a decrease in the contrast ratio of the image and the printing of the image when applied to a display device. Further, since the a-Si film 30 is thick, the time required for the formation is inevitably long and the throughput does not rise.
【0007】一方、ISI型ではn型a−Si膜31を
エッチングする必要がないためa−Si膜30の膜厚を
薄くすることができるが、上述のようにホトマスク数が
一枚多くなり、チャネル保護膜のパタ−ニング工程が必
要となる。マスク数、工程数の増加は製造コストの増
加、歩留まりの低下をもたらすという問題がある。On the other hand, in the ISI type, since it is not necessary to etch the n-type a-Si film 31, the thickness of the a-Si film 30 can be reduced, but the number of photomasks increases by one as described above, A patterning process of the channel protective film is required. There is a problem that an increase in the number of masks and the number of steps causes an increase in manufacturing cost and a decrease in yield.
【0008】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
マスク数、工程数を増やすことなく半導体膜を薄膜化で
きる薄膜半導体素子の構造並びにこれを用いて構成され
る薄膜半導体装置、および薄膜半導体素子製造方法を提
供することにある。The object of the present invention is to solve the above problems,
A structure of a thin film semiconductor element capable of thinning a semiconductor film without increasing the number of masks and the number of steps, a thin film semiconductor device configured using the same, and a method of manufacturing a thin film semiconductor element.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は以下の手段を採用することを特徴とす
る。 (1) 絶縁基板上に形成された第1の電極と、前記第
1の電極上に形成されたゲ−ト絶縁膜と、前記ゲート絶
縁膜を介して前記第1の電極上に形成された半導体膜
と、前記半導体膜上に互いに分離されて形成された第2
の電極及び第3の電極とを備えた薄膜半導体素子におい
て、前記半導体膜にはn型の不純物が導入され、且つ前
記半導体膜の内、第2の電極及び第3の電極と接触しな
い領域には、少なくとも前記n型の不純物と同濃度以上
のp型不純物が導入された構造を採用した。In order to solve the above problems, the present invention is characterized by adopting the following means. (1) A first electrode formed on an insulating substrate, a gate insulating film formed on the first electrode, and a gate insulating film formed on the first electrode. A semiconductor film and a second film formed on the semiconductor film and separated from each other.
In a thin film semiconductor device having an electrode and a third electrode, an n-type impurity is introduced into the semiconductor film, and in a region of the semiconductor film that is not in contact with the second electrode and the third electrode. Is a structure in which at least a p-type impurity having a concentration equal to or higher than that of the n-type impurity is introduced.
【0010】(2) 上記(1)において、上記半導体
膜またはn型半導体膜中のn型およびp型不純物の一方
もしくは両方の濃度分布は、膜表面から深さ方向に略指
数関数的に減少する濃度分布とした。(2) In the above (1), the concentration distribution of one or both of the n-type and p-type impurities in the semiconductor film or the n-type semiconductor film decreases substantially exponentially from the film surface in the depth direction. Concentration distribution.
【0011】(3) 上記(1)において、上記半導体
膜および真性半導体膜の膜厚を、20nm以上、100
nm以下とした。(3) In the above (1), the thickness of the semiconductor film and the intrinsic semiconductor film is 20 nm or more and 100
nm or less.
【0012】(4) 上記(1)において、上記半導体
膜を水素化非晶質Si,水素化非晶質Si−Ge,水素
化非晶質Geのいずれかで構成した。(4) In the above (1), the semiconductor film is made of any one of hydrogenated amorphous Si, hydrogenated amorphous Si-Ge, and hydrogenated amorphous Ge.
【0013】(5) 透明絶縁基板上にマトリックス状
に形成された第1の電極と、前記第1の電極上に形成さ
れたゲ−ト絶縁膜と、前記ゲ−ト絶縁膜を介して前記第
1の電極上に形成された半導体膜と、前記半導体膜上に
互いに分離されてに形成された第2及び第3の電極とを
備えた複数の薄膜半導体素子と、前記複数の半導体素子
の第1の電極間を接続する第1の配線と、前記複数の半
導体素子の第2の電極間を接続する第2の配線と、前記
複数の半導体素子各々の第3の電極に接続された透明電
極からなる画素電極とを有する薄膜半導体装置におい
て、上記複数の薄膜半導体素子を、上記(1)〜(4)
記載の薄膜半導体素子で構成した。(5) First electrodes formed in a matrix on a transparent insulating substrate, a gate insulating film formed on the first electrode, and the gate insulating film interposed between the first electrodes. A plurality of thin film semiconductor elements each including a semiconductor film formed on a first electrode, and second and third electrodes formed on the semiconductor film and separated from each other; A first wire connecting between the first electrodes, a second wire connecting between the second electrodes of the plurality of semiconductor elements, and a transparent wire connected to the third electrode of each of the plurality of semiconductor elements. In a thin film semiconductor device having a pixel electrode composed of an electrode, the plurality of thin film semiconductor elements are replaced by the above (1) to (4).
The thin film semiconductor element described above was used.
【0014】(6) 上記(5)において、透明電極か
らなる画素電極をゲ−ト絶縁膜の下層に配置した。(6) In the above (5), the pixel electrode made of a transparent electrode is arranged below the gate insulating film.
【0015】(7) 透明絶縁基板上にマトリックス状
に形成された第1の電極と、前記第1の電極上に形成さ
れたゲ−ト絶縁膜と、前記ゲ−ト絶縁膜を介して前記第
1の電極上に形成された半導体膜と、前記半導体膜上に
互いに分離されてに形成された第2の電極及び第3の電
極とを備えた複数の薄膜半導体素子と、前記複数の半導
体素子の第1の電極間を接続する第1の配線と、前記複
数の半導体素子の第2の電極間を接続する第2の配線
と、前記複数の半導体素子各々の第3の電極に接続され
た光導電体とを有する薄膜半導体装置において、上記複
数の薄膜半導体素子を、上記(1)〜(4)記載の薄膜
半導体素子で構成した。(7) First electrodes formed in a matrix on a transparent insulating substrate, a gate insulating film formed on the first electrode, and the gate insulating film interposed between the first electrodes. A plurality of thin film semiconductor elements each including a semiconductor film formed on a first electrode, and a second electrode and a third electrode formed on the semiconductor film so as to be separated from each other, and the plurality of semiconductors. A first wiring connecting between first electrodes of the element, a second wiring connecting between second electrodes of the plurality of semiconductor elements, and a third electrode of each of the plurality of semiconductor elements In the thin film semiconductor device having the photoconductor, the plurality of thin film semiconductor elements are configured by the thin film semiconductor elements described in (1) to (4) above.
【0016】(8) 絶縁基板上に第1の電極を形成す
る工程と、上記第1の電極上に絶縁膜及び第1の半導体
膜を形成する工程と、上記第1の半導体膜にn型不純物
を含んだ、質量分離しないイオンビ−ムによりn型不純
物を導入する工程と、上記第1の半導体膜をパタ−ニン
グする工程と、上記第1の半導体膜上の一部に互いに分
離された第2の電極及び第3の電極を形成する工程と、
上記第2および第3の電極をマスクとして第1の半導体
膜にp型不純物を含んだ、質量分離しないイオンビ−ム
によりp型不純物を導入する工程とを有することを特徴
とする製造方法を採用した。(8) A step of forming a first electrode on an insulating substrate, a step of forming an insulating film and a first semiconductor film on the first electrode, and an n-type on the first semiconductor film. A step of introducing an n-type impurity by an ion beam containing impurities and not mass-separated, a step of patterning the first semiconductor film, and a part of the first semiconductor film separated from each other A step of forming a second electrode and a third electrode,
And a step of introducing the p-type impurity into the first semiconductor film by an ion beam containing the p-type impurity without mass separation using the second and third electrodes as a mask. did.
【0017】(9) 上記(8)記載の薄膜半導体素子
の製造方法において、上記の質量分離をしないイオンビ
−ム中のイオンの加速エネルギ−は2500eV以下と
した。(9) In the method of manufacturing a thin film semiconductor device described in (8), the acceleration energy of ions in the ion beam without mass separation is set to 2500 eV or less.
【0018】[0018]
【作用】上記(1)のように、透明絶縁基板上に形成さ
れた第1の電極(ゲ−ト電極)と、前記第1の電極上に
形成されたゲ−ト絶縁膜と、前記絶縁膜を介して前記第
1の電極上に形成された半導体膜と、前記半導体膜上に
互いに分離されて形成された第2の電極及び第3の電極
とを備えたNSI型のTFTにおいて、半導体膜全体に
n型の不純物を導入し、第2及び第3の電極(ソ−ス・
ドレイン電極)をマスクとして、半導体膜のうちソ−ス
電極とドレイン電極の間の領域に、上記n型の不純物と
同濃度以上のp型不純物を導入してコンペンセイトする
ことで高抵抗化されるので、従来必要であったn型a−
Si膜のエッチングをすることなしにソ−ス、ドレイン
電極を電気的に分離できる。従って、本構造ではNSI
型のTFTでありながら半導体膜を薄膜化することが可
能となる。As described in (1) above, the first electrode (gate electrode) formed on the transparent insulating substrate, the gate insulating film formed on the first electrode, and the insulation An NSI type TFT comprising a semiconductor film formed on the first electrode via a film, and a second electrode and a third electrode formed on the semiconductor film so as to be separated from each other. By introducing n-type impurities into the entire film, the second and third electrodes (source,
The drain electrode) is used as a mask to introduce a p-type impurity having a concentration equal to or higher than that of the n-type impurity into a region of the semiconductor film between the source electrode and the drain electrode to enhance resistance. Therefore, the n-type a-
The source and drain electrodes can be electrically separated without etching the Si film. Therefore, in this structure, NSI
The semiconductor film can be thinned even though it is a TFT of the type.
【0019】また、上記の構造においては活性層の半導
体膜にn型、p型不純物が導入されることになるが、水
素化a−Si膜においては伝導率制御のためにn型また
は、p型不純物を一方だけド−プすると、膜中の構造欠
陥が増加し、n型およびp型不純物の両方をド−プする
と欠陥の増加は抑えられることが知られている。半導体
膜中の欠陥は、TFTのしきい電圧の増大やオフ電流の
増大等の望ましくない影響を及ぼすので、できる限り少
なくすることが必要である。上記の構造ではn型およ
び、p型不純物の両方を導入するので欠陥の増加を防止
できる。しかし、過度に不純物をド−プするとn型不純
物とp型不純物の複合欠陥が生成され素子特性は低下す
る。一方、ソ−ス、ドレイン電極と半導体膜の間のコン
タクトを良好に保つためにはソ−ス、ドレイン電極と接
触する半導体膜の表面層にある程度以上の不純物がド−
プされている必要がある。Further, in the above structure, n-type and p-type impurities are introduced into the semiconductor film of the active layer, but in the hydrogenated a-Si film, n-type or p-type is used for controlling conductivity. It is known that when only one type impurity is doped, structural defects in the film increase, and when both n-type and p-type impurities are doped, the increase in defects is suppressed. Since defects in the semiconductor film have an undesired effect such as an increase in the threshold voltage of the TFT and an increase in off current, it is necessary to reduce the defects as much as possible. In the above structure, since both n-type and p-type impurities are introduced, it is possible to prevent an increase in defects. However, if impurities are excessively doped, a composite defect of an n-type impurity and a p-type impurity is generated and the device characteristics are deteriorated. On the other hand, in order to maintain good contact between the source / drain electrode and the semiconductor film, the surface layer of the semiconductor film, which is in contact with the source / drain electrode, should be doped with impurities of a certain amount or more.
Must be enabled.
【0020】上記の2つの要件を満たすためには、上記
(2)のように表面から深さ方向に指数関数的に減少す
るような急峻な濃度分布とし、さらに上記(3)のよう
に半導体膜の膜厚を20〜100nmの範囲とすればよ
い。このようにすることにより、電極との接触部には充
分な濃度の不純物が存在し、キャリアが走行する半導体
膜とゲ−ト絶縁膜の界面付近には上記の複合欠陥が形成
されないような濃度の不純物しか存在しないようにでき
るので良好な素子特性を実現できる。In order to satisfy the above two requirements, a steep concentration distribution that exponentially decreases from the surface in the depth direction as in (2) above, and a semiconductor as in (3) above is used. The film thickness may be in the range of 20 to 100 nm. By doing so, a sufficient concentration of impurities is present in the contact portion with the electrode, and a concentration such that the above-mentioned compound defects are not formed near the interface between the semiconductor film on which carriers travel and the gate insulating film. Since it is possible to make only the impurities described above exist, good device characteristics can be realized.
【0021】また、上記(5)のように、上記の構造を
持つTFTを透明絶縁基板上にマトリックス状に形成
し、前記TFTの第1の電極間を接続する第1の配線
と、第2の電極間を接続する第2の配線と、前記複数の
半導体素子各々の第3の電極に接続された透明電極から
なる画素電極とにより、液晶画像表示装置用のTFTア
クティブマトリックスを構成することにより、TFTの
オフ抵抗を高く出来ることから良質な画像を得ることが
出来る。また、ホトマスク数の増加を伴わずに、TFT
の半導体層を薄膜化できるので、歩留まりが向上し、さ
らに半導体層形成に要する時間が短縮でき、スル−プッ
トを向上させられることから、製造コストを低減できる
という効果がある。Further, as in the above (5), the TFT having the above structure is formed in a matrix on the transparent insulating substrate, and the first wiring for connecting between the first electrodes of the TFT and the second wiring. By configuring the TFT active matrix for the liquid crystal image display device by the second wiring connecting between the electrodes of and the pixel electrode formed of the transparent electrode connected to the third electrode of each of the plurality of semiconductor elements. Since the off resistance of the TFT can be increased, a high quality image can be obtained. In addition, without increasing the number of photomasks, the TFT
Since the semiconductor layer can be thinned, the yield can be improved, the time required to form the semiconductor layer can be shortened, and the throughput can be improved, so that the manufacturing cost can be reduced.
【0022】また、本発明のTFTは上記の液晶画像表
示装置用のTFTアクティブマトリックスだけではな
く、(7)のように、上記のTFTアクティブマトリッ
クスにおいて透明電極からなる画素電極をa−Si等か
らなる光導電材料におきかえることにより画像読み取り
用のラインイメ−ジセンサ等の他の薄膜半導体装置にも
応用できる。この場合にも、上記(5)と同様の理由に
より製造コストを低減でき、高精度の画像読み取りが可
能となる。Further, the TFT of the present invention is not limited to the TFT active matrix for the liquid crystal image display device described above, and as shown in (7), the pixel electrode formed of a transparent electrode in the TFT active matrix is formed of a-Si or the like. It can be applied to other thin film semiconductor devices such as a line image sensor for image reading by replacing the photoconductive material. Also in this case, the manufacturing cost can be reduced and the image can be read with high accuracy for the same reason as described in (5) above.
【0023】後述するように、上記の不純物導入には質
量分離をしないイオンビ−ムを用いることが、生産性や
素子性能の点から不可欠となるが、このような、非質量
分離のイオンビ−ム、特にHを含むイオンビ−ムを透明
電極へ照射すると透明電極表面が還元され、失透する。
この時透明電極をSiO2等の絶縁膜で保護すればこの
ような透明電極の損傷は防止できる。従って、上記
(5)の構造をもつ薄膜半導体装置において上記(6)
のように、透明電極からなる画素電極をゲ−ト絶縁膜の
下層に配置することにより、p型不純物を導入する工程
において、ゲ−ト絶縁膜によりイオンビ−ムによる透明
電極への損傷を防止できる。As will be described later, it is indispensable to use the ion beam without mass separation for the introduction of the impurities from the viewpoint of productivity and device performance. However, such non-mass separation ion beam is used. In particular, when the transparent electrode is irradiated with an ion beam containing H, the transparent electrode surface is reduced and devitrified.
At this time, if the transparent electrode is protected by an insulating film such as SiO 2, such damage of the transparent electrode can be prevented. Therefore, in the thin film semiconductor device having the above structure (5), the above (6)
As described above, by arranging the pixel electrode composed of the transparent electrode in the lower layer of the gate insulating film, the gate insulating film prevents the transparent electrode from being damaged by the ion beam in the step of introducing the p-type impurity. it can.
【0024】以上述べたTFTの構造は半導体膜とし
て、最も一般的な水素化非晶質Siを用いた素子にとど
まらず、水素化非晶質Si−Ge、水素化非晶質Ge、
を用いた素子においても全く同様に適用できる。The structure of the TFT described above is not limited to the most general element using hydrogenated amorphous Si as a semiconductor film, but hydrogenated amorphous Si--Ge, hydrogenated amorphous Ge,
The same can be applied to the element using.
【0025】上記の構造を持つ薄膜半導体素子は、以下
の製造方法を採用することにより実現できる。上記
(8)のように半導体膜全面にn型不純物を導入し、半
導体膜をパタ−ニングし第2、第3の電極(ソ−ス、ド
レイン電極)を形成後、この第2、第3の電極をマスク
としてp型不純物を導入する工程により、上記(1)の
構造が得られる。また、半導体膜にn型あるいはp型不
純物を導入する際、これらの不純物のイオンを含んだ質
量分離しないイオンビ−ムを用いることにより、不純物
導入工程の生産性を飛躍的に向上させることが出来る。The thin film semiconductor device having the above structure can be realized by adopting the following manufacturing method. After the n-type impurities are introduced into the entire surface of the semiconductor film and the semiconductor film is patterned to form the second and third electrodes (source and drain electrodes) as in the above (8), the second and third electrodes are formed. The structure of (1) above is obtained by the step of introducing the p-type impurity using the electrode of (1) as a mask. Further, when n-type or p-type impurities are introduced into the semiconductor film, the productivity of the impurity introduction step can be dramatically improved by using an ion beam containing ions of these impurities and not subjected to mass separation. ..
【0026】従来、LSIプロセスで広く用いられてい
るイオン注入法では、あらかじめ質量分離した細いイオ
ンビ−ムを10keV以上の加速エネルギ−で引出し、
基板を移動することによりイオンビ−ムを基板全面に照
射する方法がとられているが、このような方法では、画
像表示装置等のように大面積の基板を用いる場合には、
基板全面にイオンビ−ムを照射するためには多大の時間
を要することになり、製造上大きな問題となる。さらに
上記(3)のような半導体膜の膜厚が100nm以下で
あるような場合、半導体膜内に正確に不純物を注入する
ためにはイオンの加速エネルギ−を下げることが必要と
なるが、従来のイオン注入法では加速エネルギ−を下げ
るとイオン電流が低下し、生産性が更に低下する。ま
た、上記(2)記載のような、深さ方向に指数関数的に
減少するような特殊な不純物濃度分布は従来のイオン注
入法では実現困難である。Conventionally, in the ion implantation method widely used in the LSI process, a thin ion beam previously mass-separated is extracted with an acceleration energy of 10 keV or more,
Although a method of irradiating the entire surface of the substrate with the ion beam by moving the substrate is adopted, in such a method, when a large-area substrate is used such as an image display device,
It takes a lot of time to irradiate the entire surface of the substrate with the ion beam, which is a serious problem in manufacturing. Further, in the case where the thickness of the semiconductor film is 100 nm or less as in the above (3), it is necessary to lower the acceleration energy of the ions in order to accurately implant the impurities into the semiconductor film. In the ion implantation method (1), when the acceleration energy is lowered, the ion current is lowered and the productivity is further lowered. In addition, it is difficult to realize the special impurity concentration distribution that exponentially decreases in the depth direction as described in (2) above by the conventional ion implantation method.
【0027】以上のような問題は、質量分離しない大口
径のイオンビ−ムをもちいることにより解決できる。す
なわち、質量分離しないイオンビ−ムを用いることによ
り、低加速エネルギ−でも大きなイオン電流を確保でき
る。また、大口径のイオンビ−ムを用いることにより基
板の走査が不要となるので短時間で処理が可能となる。
また、上記(9)のように2500eV以下の低エネル
ギ−で不純物イオンを導入することにより、上記(2)
のような深さ方向に指数関数的に減少する濃度分布を容
易に実現できる。このような、低エネルギ−領域では、
不純物イオンの質量によるイオンの半導体膜中での飛程
の違いが小さいので質量の異なるn型不純物とp型不純
物の濃度分布をほとんど同じにできるので、逆導電型の
不純物を上手くコンペンセイションすることができる。
さらに、低エネルギ−のイオンを用いることによりイオ
ン衝撃による半導体膜の損傷を低減できるので素子特性
を劣化させることがない。The above problems can be solved by using a large-diameter ion beam that does not undergo mass separation. That is, by using an ion beam that does not undergo mass separation, a large ion current can be secured even with low acceleration energy. Further, by using a large-diameter ion beam, it is not necessary to scan the substrate, so that processing can be performed in a short time.
Further, by introducing the impurity ions at a low energy of 2500 eV or less as in the above (9), the above (2)
A concentration distribution that decreases exponentially in the depth direction can be easily realized. In such a low energy region,
Since the difference in the range of the ions in the semiconductor film due to the mass of the impurity ions is small, the concentration distributions of the n-type impurities and the p-type impurities having different masses can be made almost the same, so that the impurities of the opposite conductivity type are well compensated. be able to.
Further, by using low energy ions, damage to the semiconductor film due to ion bombardment can be reduced, so that device characteristics are not deteriorated.
【0028】[0028]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1〜図6は、本発明の第1の実施例の製造工程を
示す断面図である。ガラス基板1上にCrをスパッタ法
により堆積し、パタ−ニングしてゲ−ト電極10とす
る。続いて、プラズマCVD法によりシリコン窒化(S
iN)膜20を400nm、水素化非晶質シリコン(a
−Si:H)膜30を60nmを連続して堆積する。次
に、基板を200℃程度の温度に保持しながらフォスフ
ィン(PH3)ガスのプラズマから引き出したP+,PH
+,PH2+ 等のリン(P)を含む大口径イオンビ−ム5
0を1.0kVの加速エネルギ−で5×1015(/c
m2)注入し、a−Si:H膜30を所定の形状にパタ−
ニングする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention. Cr is deposited on the glass substrate 1 by the sputtering method and patterned to form the gate electrode 10. Then, silicon nitride (S
iN) film 20 of 400 nm, hydrogenated amorphous silicon (a
-Si: H) film 30 is continuously deposited to a thickness of 60 nm. Next, while maintaining the substrate at a temperature of about 200 ° C., P + and PH extracted from the plasma of phosphine (PH 3 ) gas
Large-diameter ion beam 5 containing phosphorus (P) such as + and PH 2 +
0 at an acceleration energy of 1.0 kV is 5 × 10 15 (/ c
m 2 ), and pattern the a-Si: H film 30 into a predetermined shape.
To learn.
【0029】このような低エネルギ−、非質量分離型の
イオン注入を行う技術としては、たとえば特開平2−1
99824号公報に磁気バケット型イオン源を用いた例
が示されている。また、特開昭63−234519号公
報においては高周波プラズマ型のイオン源を用いた不純
物導入方法が開示されている。このうち磁気バケット型
イオン源は高周波プラズマ型のイオン源に比べて、1k
V以下程度の低加速電圧でも大電流のイオンビ−ムを引
き出せるという特長を有するので、2.5kV以下の低
エネルギ−のイオンビ−ムを必要とする本発明の素子の
製造には、前者のバケット型イオン源がより有利であ
る。たとえば、1.0kVの加速エネルギ−で5×10
15(/cm2)を注入するのに要する時間は、10s以内
と極めて高スル−プットとなる。A technique for performing such low energy, non-mass separation type ion implantation is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-1.
Japanese Patent Publication No. 99824 discloses an example using a magnetic bucket ion source. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 63-234519 discloses an impurity introduction method using a high frequency plasma type ion source. Among them, the magnetic bucket type ion source is 1 k compared to the high frequency plasma type ion source.
Since the ion beam having a large current can be extracted even at a low accelerating voltage of about V or less, the former bucket is used for manufacturing the element of the present invention which requires an ion beam of low energy of 2.5 kV or less. Type ion sources are more advantageous. For example, 5 × 10 at an acceleration energy of 1.0 kV
The time required to inject 15 (/ cm 2 ) is within 10 s, which is an extremely high throughput.
【0030】次に、スパッタ法によりMoおよびAlを
続けて形成し、パタ−ニングしてソ−ス電極14及びド
レイン電極15とする。次に、基板を200℃程度の温
度に保持しながらジボラン(B2H6)ガスのプラズマか
ら引出したボロン(B)を含む大口径イオンビ−ム51
を1.0kVの加速エネルギ−で5×1015(/cm2)
注入する。この場合も、上記と同様に磁気バケット型イ
オン源を用いることができる。最後に、パッシベ−ショ
ン膜23としてSiN膜を形成して素子は完成する。Next, Mo and Al are successively formed by the sputtering method and patterned to form the source electrode 14 and the drain electrode 15. Next, while maintaining the substrate at a temperature of about 200 ° C., a large-diameter ion beam 51 containing boron (B) extracted from plasma of diborane (B 2 H 6 ) gas.
5 × 10 15 (/ cm 2 ) at an acceleration energy of 1.0 kV
inject. Also in this case, the magnetic bucket ion source can be used as in the above case. Finally, a SiN film is formed as the passivation film 23 to complete the device.
【0031】本実施例によれば、ホトマスク数の少ない
NSI型のTFTにおいてn型半導体層のエッチング工
程が必要ないので活性層の半導体膜の薄膜化が達成され
る。これにより半導体膜の成膜時の生産性を向上させる
ことができる。さらに、光電流によるTFTのオフ抵抗
の低下を抑えることができるので、本素子を用いて表示
装置を構成した場合良好な画質を実現できる。According to this embodiment, in the NSI type TFT having a small number of photomasks, the step of etching the n type semiconductor layer is not necessary, so that the thinning of the semiconductor film of the active layer can be achieved. This can improve the productivity during the formation of the semiconductor film. Further, since it is possible to suppress the decrease in the off resistance of the TFT due to the photocurrent, it is possible to realize a good image quality when a display device is configured using this element.
【0032】図7は、上記第1の実施例のチャネル領域
のa−Si:H膜30内での、不純物の深さ方向(図6
のA−A’)濃度プロファイルを示したものである。注
入したリンとボロンは、いずれも膜の表面付近で1021
(1/cm2)以上の高濃度で、深さ方向に指数関数的に
減少し、ゲ−トSiN膜20との界面付近では10
18(1/cm2)の濃度にまで低下する急俊な濃度分布と
なっている。また、リンとボロンの分布はほとんど重な
っている。発明者らの実験によれば、このリンとボロン
を注入したa−Si:H膜の抵抗率は、109(Ωc
m)以上の高い値になっており、両不純物はコンペイセ
イションされていることを確認している。また、キャリ
アの蓄積層となるゲ−トSiN膜20との界面付近での
不純物濃度は、十分小さいので、リンとボロンの複合欠
陥は生成されず良好な素子特性が実現できる。FIG. 7 shows the depth direction of impurities (FIG. 6) in the a-Si: H film 30 in the channel region of the first embodiment.
A-A ') concentration profile of FIG. Both the implanted phosphorus and boron are 10 21 near the surface of the film.
At a high concentration of (1 / cm 2 ) or more, the concentration decreases exponentially in the depth direction, and is 10 near the interface with the gate SiN film 20.
It has a rapid concentration distribution that drops to a concentration of 18 (1 / cm 2 ). Also, the distributions of phosphorus and boron almost overlap. According to the experiments by the inventors, the resistivity of the a-Si: H film implanted with phosphorus and boron is 10 9 (Ωc).
m) and higher values, confirming that both impurities are condensed. Further, since the impurity concentration in the vicinity of the interface with the gate SiN film 20 serving as a carrier accumulation layer is sufficiently low, composite defects of phosphorus and boron are not generated, and good device characteristics can be realized.
【0033】a−Si:H膜30の膜厚が20nm以下
になると、加速電圧を可能な限り下げてもゲ−トSiN
膜20との界面付近での不純物濃度は1019(1/c
m2)以上となってリンとボロンの複合欠陥生成により特
性は低下する。このため、a−Si:H膜30の膜厚は
20nm以上とすることが望ましい。When the thickness of the a-Si: H film 30 is 20 nm or less, the gate SiN is obtained even if the acceleration voltage is lowered as much as possible.
The impurity concentration near the interface with the film 20 is 10 19 (1 / c
Above m 2 ), the characteristics deteriorate due to the formation of complex defects of phosphorus and boron. Therefore, it is desirable that the thickness of the a-Si: H film 30 be 20 nm or more.
【0034】図8はド−ピング時のイオンの加速エネル
ギ−と、作成したTFTのしきい電圧の関係を示す。加
速電圧を2.5kV以上にすると、しきい電圧は急激に
増大する。これはイオン衝撃によるa−Si:H膜30
およびゲ−トSiN膜20の損傷によるものと考えられ
る。従って、ド−ピング時のイオンの加速エネルギ−
は、少なくとも2.5kV以下、できれば1.0kV以
下とすることが有効である。FIG. 8 shows the relationship between the acceleration energy of ions at the time of doping and the threshold voltage of the produced TFT. When the acceleration voltage is 2.5 kV or more, the threshold voltage rapidly increases. This is an a-Si: H film 30 by ion bombardment.
It is considered that this is due to damage to the gate SiN film 20. Therefore, the acceleration energy of the ions during doping
Is at least 2.5 kV or less, preferably 1.0 kV or less.
【0035】図9〜図16は、本発明の第2の実施例の
製造工程を示す断面図である。ガラス基板1上にAlを
スパッタ法により堆積しパタ−ニングしてゲ−ト電極1
0とする。つぎに、陽極酸化法によりゲ−ト電極10の
表面及び側面にアルミナ(Al2O3)膜21を形成す
る。次に、スパッタ法によりインジウム−スズ酸化膜
(ITO)を100nm堆積し、パタ−ニングして画素
電極13とする。続いて、プラズマCVD法によりSi
N膜20を400nm、a−Si:H膜30を60nm
を連続して堆積する。9 to 16 are sectional views showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention. Gate electrode 1 is formed by depositing Al on the glass substrate 1 by sputtering and patterning.
Set to 0. Next, an alumina (Al 2 O 3 ) film 21 is formed on the surface and side surfaces of the gate electrode 10 by the anodic oxidation method. Next, an indium-tin oxide film (ITO) having a thickness of 100 nm is deposited by a sputtering method and patterned to form the pixel electrode 13. Then, Si is formed by the plasma CVD method.
N film 20 is 400 nm, a-Si: H film 30 is 60 nm
Are continuously deposited.
【0036】次に、フォスフィン(PH3)ガスのプラ
ズマから引き出したP+,PH+,PH2+ 等のリン
(P)を含む大口径イオンビ−ム50を1.0kVの加
速エネルギ−で5×1015(/cm2)注入する。次にa
−Si:H膜30を所定の形状にパタ−ニングし、上記
の画素電極13上のSiN膜20の一部を開孔する。次
に、スパッタ法によりMoおよびAlを続けて形成し、
パタ−ニングしてソ−ス電極14及びドレイン電極15
とする。ジボラン(B2H6)ガスのプラズマから引出し
たボロン(B)を含む大口径イオンビ−ム51を1.0
kVの加速エネルギ−で5×1015(/cm2)注入し、
250℃〜300℃で60分熱処理して、注入したリン
とボロンを活性化する。最後にパッシベ−ション膜23
としてSiN膜を形成して表示装置用のTFTアクティ
ブマトリックス基板が完成する。[0036] Next, P + drawn from the plasma of phosphine (PH 3) gas, PH +, large diameter ion beam containing phosphorus (P) of the PH 2 +, etc. - the beam 50 acceleration energy of 1.0 kV - 5 × 10 15 (/ cm 2 ) is injected. Then a
The -Si: H film 30 is patterned into a predetermined shape, and a part of the SiN film 20 on the pixel electrode 13 is opened. Next, Mo and Al are successively formed by the sputtering method,
Source electrode 14 and drain electrode 15 by patterning
And A large-diameter ion beam 51 containing boron (B) extracted from a plasma of diborane (B 2 H 6 ) gas was added to 1.0.
5 × 10 15 (/ cm 2 ) injection with acceleration energy of kV,
Heat treatment is performed at 250 ° C. to 300 ° C. for 60 minutes to activate the implanted phosphorus and boron. Finally, the passivation film 23
As a result, a SiN film is formed to complete a TFT active matrix substrate for a display device.
【0037】本実施例では、上記の第1の実施例と同様
の効果が得られるだけではなく、ITO膜からなる画素
電極13をSiN膜20の下層に配置したので、ボロン
(B)を含むイオンビ−ム51を照射する際にイオンビ
−ムが画素電極13に直接照射されないので、イオンビ
−ム中に含まれるHによる画素電極13の白濁を防止で
きる効果がある。In the present embodiment, not only the same effect as in the first embodiment described above is obtained, but since the pixel electrode 13 made of the ITO film is arranged in the lower layer of the SiN film 20, boron (B) is included. When the ion beam 51 is irradiated, the pixel electrode 13 is not directly irradiated with the ion beam, so that it is possible to prevent clouding of the pixel electrode 13 due to H contained in the ion beam.
【0038】本発明の薄膜半導体素子は、図17に示す
ように液晶表示装置用のTFTアクティブマトリックス
基板として用いることができる。ガラス基板上に、ドレ
イン電極14とゲ−ト電極10とがマトリックス状に形
成され、その交差点近傍にTFT502が形成され、I
TO膜よりなる画素電極13を駆動する。液晶層503
を挾んで対向するガラス基板508上にはITO膜より
なる対向電極510およびカラ−フィルタ−507が形
成され、一対のガラス基板1,508を挾むように偏光
板505が設けられている。光源からの光の透過を画素
電極13部分で調節することによりTFT駆動型のカラ
−液晶表示装置が構成される。本発明によるTFTは、
半導体層を薄くできるので光電流によるオフ抵抗の低下
がないため、コントラスト比の高い良質な画像表示が可
能となる。また、薄膜化に伴うホトマスク数の増加がな
いのでアクティブマトリックス基板の製造コストを低減
することが可能となる。The thin film semiconductor element of the present invention can be used as a TFT active matrix substrate for a liquid crystal display device as shown in FIG. The drain electrode 14 and the gate electrode 10 are formed in a matrix on the glass substrate, and the TFT 502 is formed near the intersection of the drain electrode 14 and the gate electrode 10.
The pixel electrode 13 made of a TO film is driven. Liquid crystal layer 503
A counter electrode 510 made of an ITO film and a color filter 507 are formed on a glass substrate 508 facing each other with a polarizing plate 505 interposed between the pair of glass substrates 1 and 508. A TFT driving type color liquid crystal display device is configured by adjusting the transmission of light from the light source at the pixel electrode 13 portion. The TFT according to the present invention is
Since the semiconductor layer can be thinned, there is no reduction in off resistance due to photocurrent, and high-quality image display with a high contrast ratio is possible. Further, since the number of photomasks does not increase due to the thinning, it is possible to reduce the manufacturing cost of the active matrix substrate.
【0039】上記の実施例では表示装置用のTFTアク
ティブマトリックス基板を説明したが、上記のうち画素
電極13をa−Si膜等からなる光導電体で置き換える
ことにより、画像読み取り用のイメ−ジング素子として
も使用できる。Although the TFT active matrix substrate for a display device has been described in the above embodiment, by replacing the pixel electrode 13 of the above with a photoconductor made of an a-Si film or the like, an image reading image is obtained. It can also be used as an element.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホトマスク数を増やすことなく半導体層の薄膜化が実現
できるので、オフ抵抗の高い良好な特性を有するTFT
を低コストで製造することが可能となる。また、本発明
の薄膜半導体素子を用いることにより、表示装置等の薄
膜半導体装置の性能を向上させると同時に製造コストを
低減できる。As described above, according to the present invention,
Since a thin semiconductor layer can be realized without increasing the number of photomasks, a TFT having high off resistance and good characteristics
Can be manufactured at low cost. Further, by using the thin film semiconductor element of the present invention, the performance of the thin film semiconductor device such as a display device can be improved and at the same time the manufacturing cost can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施例の製造工程を示す断面図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例の製造工程を示す断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例の製造工程を示す断面図
である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例の製造工程を示す断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施例の製造工程を示す断面図
である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例の製造工程を示す断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.
【図7】図6中のA−A’断面における不純物濃度分布
を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an impurity concentration distribution in the AA ′ cross section in FIG. 6.
【図8】不純物注入時のイオンの加速電圧と作製したT
FTのしきい電圧の関係を示す図である。FIG. 8: Accelerating voltage of ions at the time of implanting impurities and T produced
It is a figure which shows the relationship of the threshold voltage of FT.
【図9】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面図
である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.
【図17】本発明の薄膜半導体素子を用いて構成した液
晶表示装置の斜視図である。FIG. 17 is a perspective view of a liquid crystal display device configured using the thin film semiconductor element of the present invention.
【図18】第1の従来技術の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of a first conventional technique.
【図19】第2の従来技術の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a second conventional technique.
1 ガラス基板 10 ゲ−ト電極 13 画素電極 14 ドレイン電極 15 ソ−ス電極 20 SiN膜 21 Al2O3膜 22 チャネル保護絶縁膜 23 パッシベ−ション膜 30 a−Si:H膜 31 n型a−Si:H膜 50 リンを含むイオンビ−ム 51 ボロンを含むイオンビ−ム 502 TFT 506 液晶層 507 カラ−フィルタ− 508 対向ガラス基板 510 対向電極 505 偏光板1 Glass Substrate 10 Gate Electrode 13 Pixel Electrode 14 Drain Electrode 15 Source Electrode 20 SiN Film 21 Al 2 O 3 Film 22 Channel Protection Insulation Film 23 Passivation Film 30 a-Si: H Film 31 n-type a- Si: H film 50 Ion beam containing phosphorus 51 Ion beam containing boron 502 TFT 506 Liquid crystal layer 507 Color filter 508 Counter glass substrate 510 Counter electrode 505 Polarizing plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8617−4M H01L 21/265 W ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location 8617-4M H01L 21/265 W
Claims (9)
前記第1の電極上に形成されたゲ−ト絶縁膜と、前記ゲ
ート絶縁膜を介して前記第1の電極上に形成された半導
体膜と、前記半導体膜上に互いに分離されて形成された
第2の電極及び第3の電極とを備えた薄膜半導体素子に
おいて、前記半導体膜にはn型の不純物が導入され、且
つ前記半導体膜の内、第2の電極及び第3の電極と接触
しない領域には、少なくとも前記n型の不純物と同濃度
以上のp型不純物が導入されたことを特徴とする薄膜半
導体素子。1. A first electrode formed on an insulating substrate,
A gate insulating film formed on the first electrode, a semiconductor film formed on the first electrode via the gate insulating film, and formed on the semiconductor film separately from each other. In a thin film semiconductor device including a second electrode and a third electrode, an n-type impurity is introduced into the semiconductor film, and does not contact the second electrode and the third electrode of the semiconductor film. A p-type impurity having a concentration of at least the same concentration as the n-type impurity is introduced into the region.
て、前記半導体膜中のn型及びp型不純物は、膜表面か
ら深さ方向に略指数関数的に減少する濃度分布を有する
ことを特徴とする薄膜半導体素子。2. The thin-film semiconductor device according to claim 1, wherein the n-type and p-type impurities in the semiconductor film have a concentration distribution that decreases substantially exponentially from the film surface in the depth direction. Thin film semiconductor device.
て、前記半導体膜の膜厚は20nm以上、100nm以
下であることを特徴とする薄膜半導体素子。3. The thin film semiconductor element according to claim 1, wherein the thickness of the semiconductor film is 20 nm or more and 100 nm or less.
て、前記半導体膜は水素化非晶質Si、水素化非晶質S
i−Ge又は水素化非晶質Geのいずれかで構成された
薄膜半導体素子。4. The thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor film is hydrogenated amorphous Si or hydrogenated amorphous S.
A thin film semiconductor device composed of either i-Ge or hydrogenated amorphous Ge.
された第1の電極と、前記第1の電極上に形成されたゲ
−ト絶縁膜と、前記ゲ−ト絶縁膜を介して前記第1の電
極上に形成された半導体膜と、前記半導体膜上に互いに
分離されてに形成された第2の電極及び第3の電極とを
備えた複数の薄膜半導体素子と、前記複数の半導体素子
の第1の電極間を接続する第1の配線と、前記複数の半
導体素子の第2の電極間を接続する第2の配線と、前記
複数の半導体素子各々の第3の電極に接続された透明電
極からなる画素電極とを有する薄膜半導体装置におい
て、前記複数の薄膜半導体素子は、前記請求項1〜4の
いずれかに記載の薄膜半導体素子で構成されたことを特
徴とする薄膜半導体装置。5. A first electrode formed in a matrix on a transparent insulating substrate, a gate insulating film formed on the first electrode, and the first electrode via the gate insulating film. A plurality of thin film semiconductor elements including a semiconductor film formed on one electrode, and a second electrode and a third electrode formed on the semiconductor film and separated from each other, and the plurality of semiconductor elements A first wiring connecting the first electrodes of the plurality of semiconductor elements, a second wiring connecting the second electrodes of the plurality of semiconductor elements, and a third electrode of each of the plurality of semiconductor elements. A thin film semiconductor device having a pixel electrode formed of a transparent electrode, wherein the plurality of thin film semiconductor elements are constituted by the thin film semiconductor element according to any one of claims 1 to 4.
て、前記透明電極からなる画素電極は、前記ゲ−ト絶縁
膜の下層に配置されたことを特徴とする薄膜半導体装
置。6. The thin film semiconductor device according to claim 5, wherein the pixel electrode composed of the transparent electrode is arranged in a lower layer of the gate insulating film.
された第1の電極と、前記第1の電極上に形成されたゲ
−ト絶縁膜と、前記ゲ−ト絶縁膜を介して前記第1の電
極上に形成された半導体膜と、前記半導体膜上に互いに
分離されてに形成された第2の電極及び第3の電極とを
備えた複数の薄膜半導体素子と、前記複数の半導体素子
の第1の電極間を接続する第1の配線と、前記複数の半
導体素子の第2の電極間を接続する第2の配線と、前記
複数の半導体素子各々の第3の電極に接続された光導電
体とを有する薄膜半導体装置において、前記複数の薄膜
半導体素子は、前記請求項1〜4のいずれかに記載の薄
膜半導体素子で構成されたことを特徴とする薄膜半導体
装置。7. A first electrode formed in a matrix on a transparent insulating substrate, a gate insulating film formed on the first electrode, and the first electrode via the gate insulating film. A plurality of thin film semiconductor elements including a semiconductor film formed on one electrode, and a second electrode and a third electrode formed on the semiconductor film and separated from each other, and the plurality of semiconductor elements A first wiring connecting the first electrodes of the plurality of semiconductor elements, a second wiring connecting the second electrodes of the plurality of semiconductor elements, and a third electrode of each of the plurality of semiconductor elements. A thin film semiconductor device having a photoconductor, wherein the plurality of thin film semiconductor elements are constituted by the thin film semiconductor element according to any one of claims 1 to 4.
と、前記第1の電極上に絶縁膜及び第1の半導体膜を形
成する工程と、前記第1の半導体膜にn型不純物を含ん
だイオンビ−ムによりn型不純物を導入する工程と、前
記第1の半導体膜をパタ−ニングする工程と、前記第1
の半導体膜上の一部に互いに分離された第2の電極及び
第3の電極を形成する工程と、前記第2及び第3の電極
をマスクとして第1の半導体膜にp型不純物を含んだイ
オンビ−ムにより少なくとも前記n型の不純物と同濃度
以上のp型不純物を導入する工程とを有することを特徴
とする薄膜半導体素子の製造方法。8. A step of forming a first electrode on an insulating substrate, a step of forming an insulating film and a first semiconductor film on the first electrode, and an n-type impurity in the first semiconductor film. A step of introducing an n-type impurity with an ion beam containing a metal; a step of patterning the first semiconductor film;
Forming a second electrode and a third electrode separated from each other on a part of the semiconductor film, and using the second and third electrodes as a mask, the first semiconductor film contains a p-type impurity. And a step of introducing a p-type impurity at a concentration equal to or higher than that of the n-type impurity by an ion beam.
法において、前記のイオンビ−ム中のイオンの加速エネ
ルギ−は2500eV以下であることを特徴とする薄膜
半導体素子の製造方法。9. The method of manufacturing a thin film semiconductor element according to claim 8, wherein the acceleration energy of ions in the ion beam is 2500 eV or less.
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US08/008,359 US5559344A (en) | 1992-01-31 | 1993-01-22 | Thin-film semiconductor element, thin-film semiconductor device and methods of fabricating the same |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6479331B1 (en) * | 1993-06-30 | 2002-11-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
KR100797811B1 (en) * | 2000-04-17 | 2008-01-24 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Self-luminous device and electronic device using it |
US7622335B2 (en) | 1992-12-04 | 2009-11-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film transistor device |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4016672A patent/JPH05218428A/en active Pending
-
1993
- 1993-01-29 KR KR1019930001163A patent/KR930017198A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6872605B2 (en) | 1992-12-04 | 2005-03-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
US7622335B2 (en) | 1992-12-04 | 2009-11-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film transistor device |
US6479331B1 (en) * | 1993-06-30 | 2002-11-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
US7238558B2 (en) | 1993-06-30 | 2007-07-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
KR100797811B1 (en) * | 2000-04-17 | 2008-01-24 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Self-luminous device and electronic device using it |
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Publication number | Publication date |
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KR930017198A (en) | 1993-08-30 |
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