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JPS61252667A - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタ及びその製造方法

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Publication number
JPS61252667A
JPS61252667A JP60094106A JP9410685A JPS61252667A JP S61252667 A JPS61252667 A JP S61252667A JP 60094106 A JP60094106 A JP 60094106A JP 9410685 A JP9410685 A JP 9410685A JP S61252667 A JPS61252667 A JP S61252667A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
film transistor
region
semiconductor layer
transistor according
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
JP60094106A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Mano
真野 敏彦
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson 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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP60094106A priority Critical patent/JPS61252667A/ja
Publication of JPS61252667A publication Critical patent/JPS61252667A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜トランジスタ(以下TPTと略す)及びそ
の製造方法に関し、さらに詳述すれば高性能の特性を提
供するTPTに関する。
〔従来の技術〕
従来のTPTの構造、製造方法、及びその特性について
説明する。
第2凶は従来のTPTの断面図である。
第2図(alで、透明絶縁基板200に、多結晶シソコ
ン層201t−形成、所定のパターンに加工する。
$2図11)lで、熱酸化工程により、ゲート酸化膜2
02を形成後、N型(P型)の不純物を有する多結晶シ
リコンくよりゲート電極205t−形成する。しかる後
に、該ゲート電極をマスクとして、イオン注入法により
、N凰(Pa)の不純物を注入することにより、ソース
領域、ドレイン領域204t−形成する。
第2図(clで、cvD法により全面にNH3膜等の層
間絶縁膜205會形成、高温の熱処理工程和より前述の
イオン注入した不純物を活性化した後、=ンタクトをと
る為の窓を形成する@ 第21傾で、例えばAt、At−81等の配線材料20
6により配線形成する。
第2図(61に上述した製造方法忙より形成した72丁
の特性について示す。トランジスタのサイズはチャンネ
ル長りが20μm、チャンネル幅Wが10μmである。
X@にチャンネル領域の多結晶シリコン層の厚みT(H
會、Y+m+にドレイン電流tOgより(Al?示す。
データーは、ドレイン・ソース関VDBK4Vt−印加
した状態で、ゲート電圧va8が20’V、OVの時の
11ER,値として示す。これによれば、vGB ” 
OVでの電流値工Offは、多結晶シリコン層の膜厚が
小さくなるに従って、減少する。
これは膜厚が小さくなると、チャンネル領域の膜抵抗が
大きくなる為である。Vcia=20Vでの電流値工す
は、膜厚が60OAまでは、膜厚に比例して工OHは減
少するが6ooa以下になると、工ONは増加傾向を示
す。これは次に述べるような理由による。多結晶シリコ
ン膜の欠陥密度、約10目〜10”/cs”から、既知
の方法で空乏層の最大厚みを求めるとほぼ600aとな
る。従って膜厚が600A以下になると空乏層の厚みも
同様に小さくなり、TPT’i動作するに必要なスレツ
シエホールド電圧も比例して小さくなる。従って、■O
Nは膜厚が600′Aよりも小さくなるに従い大きくな
る。
以上の結果から、多結晶シリコン漕の厚みを600A以
下にすることにより、0N10FF比のより大きな高性
11のTPT’i得ることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、前述の従来技術では以下のような問題点を有す
る。即ち、特性の同上を図る為、半導体層である多結晶
シリコンの膜厚を小さくしていくと、ソース領域、ドレ
イン領域の膜厚も小さくなるから、配線用材料との良好
なコンタクトを得ることが困難になり、第2区telに
示すように工ONが減少する。例えばA4AtSi等の
場合は、多結晶シリコンNIヲ突き抜けることが考えら
れるし、又、例えばITO等、透明導電膜の場合は、ソ
ース領域、ドレイン領域のシート抵抗とコンタクト抵抗
が比例関係にある為、ある提度の膜厚は、必ず確保され
ねばならない。従って、従来の技術では、半導体層の膜
厚をより小さくすること和より特性の向上全図る可能性
が有りながら、結局ソース領域、ドレイン領域と配線用
材料とのコンタクトの問題から、膜厚が制限されてしま
う。
本発明はこのような問題点上解決するもので、その目的
とするところは、良好なコンタクト特性を有し、かつ、
高性能の特性忙有するTFTt−提供するところにある
〔問題点t−解決するための手段〕
本発明によるTPTは、ソース領域、ドレイン領域と、
配線用材料とのコンタク)’t−!する領域あるいは、
前記領域を含めた、ソース領域、ドレイン領域の−f5
領域、あるいは、ソース領域、ドレイン領域1に2層の
半導体層で形成し、かつ、チャンネル領域金有する半導
体層は、前記、2層の半導体層のどちらか1層であるこ
とケ特徴とする。
この時、当然のことであるが、チャンネル領域金有する
半導体層の膜厚は、もう1万の半導体層の膜厚よりも小
さい。
〔作用〕
本発明の上記の構造によれば、ソース領域、ドレイン領
域と配線用材料とのコンタクトを有する領域は、より良
好なコンタクト特性が得られる十分な膜厚の半導体層を
有し、かつ、もう1層の半導体層26ooX以下にする
ことにより、より0N10FF比の大きい、扁性1毛の
TFτ′5t4ることかできる。本構造によるTPTの
工oNの特性t−g2図(elに破線で示す。
〔実施例〕
第1図(al (blは、本発明の1実施例におけるT
PTの構造断面図である。ここで100は透明絶縁基板
、101は、多結晶シリコン層、102は、多結晶シリ
コン層、103は、ゲート酸化膜、104は多結晶シリ
コンで形成されるゲート電極、105はCVD法によっ
て形成されるI−絶縁縁膜、106はAt、 At−8
1等の配線用金属である。
第3図に従って、第1図(alの詳細な製造方法全説明
する。
第3図(alで、透明絶縁基板100に、ソース領域、
ドレイン領域の一部分となる位置に1層目の多結晶シリ
コン層101を形成、所定のパターンに加工する。第3
図Cblで、チャンネル領域が形成される2層目の多結
晶シリコン層102を形成、所定のパターンに加工する
第51g (atで、熱酸化工程により、ゲート酸化膜
103t−形成後、N型(P型)の不純物を有する多結
晶シリコンによりゲート電極104′t−形成する。し
かる後に、該ゲート電極をマスクとして、イオン注入法
により、N型(P型)の不純物上注入することにより、
ソース領域、ドレイン領域107t−形成する。この時
、チャンネルの形bY、される半導体層の膜厚t−60
0A以下にする。
@3図(+11で、O’VD法により全面にNSG膜等
の眉間絶縁膜105を形成、高温の熱処理工程により前
述のイオン注入した不純物ヲ活性化した後、コンタクト
をとる為の窓を形成する。
@3図telで、例えばAt、At−81等の配線材料
106により配線形成する。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、2層の半導体層全ソ
ース領域、ドレイン領域と配線用材料とのコンタクトを
有する領域に形成すること、又、チャンネルの形成され
る半導体層の膜厚を600λ以下にすることにより、よ
り高性能なTFTt得ることができる。従って、本構造
によるTPTは、三次元素子、あるいはアクティブマス
トリックスパネルに於ける、画素′wL極駆動用スイッ
チング素子、サラには、シフトレジスタ等の駆動用集積
回路素子として十分使用可能な特性を有するものである
【図面の簡単な説明】
第1図(a+、(1)lは、本発明のTF”rの実施例
を示す主要断面図。 @2図(a1〜(+11は従来の’rlFT’i示す工
程断面図、第2図(elは、TF’Tの電気的な特性図
、43図(aJ〜(elは、本発明のTIFTを示す工
程断面図。 100 透明絶縁基板 101.102  多結晶シリコン層 103 ゲート酸化膜 104 ゲート電極105 層
間絶縁膜  106 配線用金属。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ソース領域、ドレイン領域、ゲート絶縁膜、ゲート
    絶縁膜に接するゲート電極を有する薄膜トランジスタに
    於いて、少なくとも、該ソース領域、ドレイン領域と、
    配線用材料とのコンタクトを有する領域が、2層の半導
    体層で形成されかつ、チャンネル領域の形成される半導
    体層は前記2層の半導体層のどちらか1層であることを
    特徴とする薄膜トランジスタ。 2)前記ソース領域ドレイン領域と、配線用材料とのコ
    ンタクトを有する領域を含む一部領域が、2層の半導体
    層で形成されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の薄膜トランジスタ。 3)前記ソース領域及びドレイン領域が2層の半導体層
    で形成されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の薄膜トランジスタ。 4)2層の半導体層が同一の半導体層で形成されること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジ
    スタ。 5)2層の半導体層が多結晶シリコン層で形成されるこ
    とを特許請求の範囲第1項記載の特徴とする薄膜トラン
    ジスタ。 6)チャンネル領域の形成される半導体層の膜厚が、も
    う一方の半導体層の膜厚よりも小さいことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジスタ。 7)チャンネル領域の形成される半導体層の膜厚が60
    0Å以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の薄膜トランジスタ。 8)アクティブマトリックス型液晶表示装置の画素電極
    駆動用スイッチング素子として用いられることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジスタ。 9)前記薄膜トランジスタは、駆動用集積回路を同一基
    板上に有するアクティブマトリックス型液晶表示装置の
    画素電極駆動用スイッチング素子、及び、駆動用集積回
    路として用いられることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の薄膜トランジスタ。 10)電気絶縁基板上に、ソース領域及びドレイン領域
    の一部となる第1層の半導体層を形成、所定のパターン
    に加工する工程と、チャンネル領域の形成される第2層
    の半導体層を積層、所定のパターンに加工する工程と、
    熱酸化によりゲート絶縁膜を形成し、該ゲート絶縁膜に
    接するよう導電層を積層してゲート電極を形成する工程
    と、イオン注入法、あるいは、熱拡散法によりN型ある
    いはP型の不純物をチャンネル領域を除く、第1層及び
    第2層の半導体層に拡散し、ソース、及び、ドレイン領
    域を形成する工程を含むことを特徴とする薄膜トランジ
    スタの製造方法。 11)電気絶縁基板上に、チャンネル領域の形成される
    第1層の半導体層を形成、所定のパターンに加工する工
    程と、ソース領域及びドレイン領域の一部となる第2層
    の半導体層を形成、所定のパターンに加工する工程と、
    熱酸化によりゲート絶縁膜を形成し、該ゲート絶縁膜に
    接するよう導電層を積層してゲート電極を形成する工程
    もイオン注入法、あるいは、熱拡散法によりN型あるい
    はP型の不純物をチャンネル領域を除く第1層及び第2
    層の半導体層に拡散し、ソース及びドレイン領域を形成
    する工程を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製
    造方法。
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