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JPS6315471A - 薄膜トランジスタとその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタとその製造方法

Info

Publication number
JPS6315471A
JPS6315471A JP61159253A JP15925386A JPS6315471A JP S6315471 A JPS6315471 A JP S6315471A JP 61159253 A JP61159253 A JP 61159253A JP 15925386 A JP15925386 A JP 15925386A JP S6315471 A JPS6315471 A JP S6315471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
semiconductor thin
conductivity type
films
film transistor
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
JP61159253A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Shinpo
新保 雅文
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 Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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 Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP61159253A priority Critical patent/JPS6315471A/ja
Publication of JPS6315471A publication Critical patent/JPS6315471A/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

  • Recrystallisation Techniques (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、レーザアニール等で再結晶化された半導体薄
膜を用いた絶縁ゲート型薄膜トランジスタ(II”IN
の(8造ど製;’j−7J法に門11ろL)のである。
(発明の概要) 本発明によるTPTは多チャンネルをもったもので、絶
縁基板上の複数個のストライプ形の島状高抵抗で一導電
型もしくは逆導電型の第1半導体薄膜と、ストライプ形
の良さ方向に互いに離間し、島状第1半導体薄膜を束ね
る様に設けた低抵抗で−M! rlf型の第2半尋体薄
膜から成るソース及びドレイン領域と、第1半導体薄膜
上のゲート絶縁膜と、その上のゲート電極から成る。第
1半導体薄膜は、複数個のストライプ状島状領域どして
設【プられるので、ビームアニール走査によって生活晶
化しやすい。
(従来の技術) 非晶質絶縁物上の結晶シリコン技術いわゆるSOI技術
は、将来の三次元集積回路の重要な部分を占める。So
l技術は、半導体薄膜をレーザビーム、電子ビーム、赤
外線等のいわゆるエネルギービームで溶融・再結晶化す
るものが多い。再結晶膜を再現性良く均一に形成するた
めに番ま多くの方法があり、例えば日経エレクトロニク
ス1985年10月7日号 229頁(特に250頁)
に2戎されている。その中で(1)ビーム強度を変化さ
せる方法は、基板上全面に堆積された半導体膜を用い、
ビーム強度分布の精密な制御と安定性が必要である。(
2)半導体WA表面に反則膜や吸収膜を設はビーム強度
分布をbたUる方法は、反射膜等の形成工程が多くなる
問題がある。(3)熱の逃げ方に差をつける方法も(2
)と同様に工程が多い。
以上の問題点に加えて、これらの方法は基本的にビーム
の照)1された部分の半導体膜内にTPTを形成するも
ので、そのサイズはビーム径以下である。それ以上大き
くする場合には、2回のビームアニールの重ね合わ辺部
分を用いる必要があり、結晶粒界等が入りやすい。また
、再結晶時にはビーム照射された部分づべての熱を放散
する必要があるため、基板への影響は無視できない。特
に基板が低融点ガラス等の場合には、これは重要な問題
である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は以上の問題点を改善するためのもので、均一性
の良い特性をもったTPTを大面積基板上に形成でき、
基板に影響を与えにくいビームアニールTFT構造とそ
の容易な製造方法を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明においては、(1)絶縁基板上の高抵抗第1半導
体薄膜をストライプ形の複数の島状領域とする工程(2
)ストライプの長さ方向のビームアニール(3)ストラ
イプの長さ方向の両側に第1半導体膜を束ねる形で低抵
抗第2半導体膜でソース及びドレイン領域を選択形式 
(4)ゲート絶縁膜を少なく共第1半導体膜上に設ける
工程(5)ゲート電極を複数の第1半導体膜のストライ
プを横断する形で設ける工程 より成る製造方法であり
、構造を右する。
(作用) ビームアニールさるべき第1半導体膜は幅Wをもつスト
ライプ状になっているので、アニール走査はストライプ
の長さ方向に行える。ADDIiedPhysics 
1.etters 34 N 12号(1979年> 
pp。
831〜833によれば、Wが狭い程島状半導体膜は単
結晶化しやすくなる。我々の実験ではWが5珈以下が実
用的であった。この様に、ストライプ状第1半導体膜を
ビームアニールすることにより、均一性の良い再結晶膜
が得られ、結果として均一な特性をもつTPTを得るこ
とができる。また、本発明では加熱されるのはストライ
プ状の第1半導体膜なので、単位面積あたりの平均放熱
Mは小さくて済み、ガラス基板等の使用が容易になり、
結果として大面積基板化ができる。
(実施例) a、実施例1  TFT構造(11図)第1図は本発明
によるTPTの構造例で第1図(a)は平面図、第1図
(b)、(c)及び(d)はそれぞれ第1図(a>のA
−A’線、[3−8’線、c−c’線に沿った断面図で
ある。絶縁↓J板1上にストライプ形状をした′I2数
の島状第1崖導体膜(例えばP−3i1PJ)20がヂ
ャンネル長方向と並行に設けられ、Pチャンネル領域2
1,22゜23を形成している。n゛ソースびドレイン
領域32.31は低抵抗第2半導体膜30(例えばn+
多結晶Si )により複数のPチャンネル領域21〜2
3を束ねる様にそれらの両側に配され、ゲート絶縁IQ
 40 G、t Pヂャンネル領域21〜23上を′l
iNし、ざらにその上にゲート電8A53が複数のPブ
ヤンネル領域21〜23を横切る様に設けられている。
必要に応じソース及びトレイン電極52.51はゲート
絶縁膜40に設【ノたコンタクト窓62.61を介して
n+ソース及びドレイン領域32.31に接して形成さ
れる。基板1には、石英、ガラス等の絶縁物や絶縁膜]
−トされたSL基基板厚用いられる。ガラス基板を用い
る場合には必要に応じ表面に5jO2等がバッファ絶縁
膜として挿入される。第1半々体膜2oは、ストライプ
の長さ方向にビームアニール走査された再結晶半導体膜
が最適である。ゲート絶縁膜40にはCVD等によりM
i積された3102や3N膜や熱酸化膜を用いることが
できる。
この構造では、第1半導体膜20のストライプ幅をW、
水攻をnとすれば、本TPTのチャンネル幅W =Fn
 Wとなる。また、Wは各ストライプによって等しい必
要はない。
b、実施例2 製造工程例(第2図) 第2図には実施例1のT F T Mi造を実現するた
めの製璋工程に沿った平面図を示寸。第2図(a)は基
板1上に多結晶Siやa−3t等の高抵抗第1半導体膜
20を複数個ストライプ状に形成した平面図である。各
ストライプは幅W9間隔Sを有し、例えばWは31JI
R,Sは2JJI!である。ビームアニールにArCW
レーザを用いる場合、ビーム系を40usとけるとスト
ライプは7〜8本アニールできるが、用いるのはその中
心部の3〜4本のストライプが望ましい。Wは最大5趨
、Sは最大ビーム停の172の程度に選ぶのが望ましい
。ストライプの長さは、TPTのチャンネル艮以上であ
れば任意に選べるが、この例の場合!!根1のサイズ(
直径または幅)と同程度にしている。第2図(a>の状
態でビームアニールした後、第2図(b)の如く第1半
導体膜20を所定の長さくチャンネル艮以上)に選択エ
ッチする。第2図(c)は、低抵抗第2半導体膜(n+
多結晶3+ )をM1積・選択エッチによって複数の第
1半導体膜2oの両側にn+ソース及びドレイン領域3
2.31を設【ノだ平面図を示す。n+ソース及びドレ
イン領域1域32゜31の形成は、n4多結晶szヤn
 ” a −3itFJ(7)KL積2選択エッチ、ビ
ームや炉によるアニールによる低抵抗化が望ましい。ま
た、第1半導体膜はこの段階でチャンネル領域21.2
2となるが、その導電型やキャリア密度は第2図(a)
の段階の第1半導体膜堆積時、堆積後から第2図(c)
の段階のいずれかの工程に不純物添加やイオン注入を付
加することにより制御される。第2図(d)は、ゲート
絶縁膜40の堆積後、コンタクト窓61.62をiil
孔し、金属膜等でゲート′l¥lf極53゜ドレイン及
びソース電極51.52を設けた平面図である。
第2図(c)の第2半導体膜30の選択エッチ工程は、
例えばn+31とP型Stに対し選択比の大きいc12
2系のドライエッチやウェットエッチと共に両者の膜質
の差(例えば非晶質と単結晶)を利用すると容易である
C1実施例3  TFT構造(第3図)第3図にはセル
ファライン工程ができるTPT構造構造水し、第3図(
a)は平面図、そのD−D′線に沿った断面を第3図(
b)に示す。この例では、ゲート電極(例えばn++結
晶膜)53とn+ソースまたはn+ドレインff域32
.31は平面的に重畳せずにオフセット部がある。その
オフセット部の第1半導体膜はn領域311゜312.
321.322に形成され、その間にPチャンネル領域
21.22が設けられている。n領域311,312,
321.322の形成は、グー1〜電極53をマスクに
したn型不純物のイオン注入等1行なえ、後で詳述する
d、実施例4 ¥l造工程例(第4図)第4図には第3
図の実施例3のTPT構造の製造工程断面図を示す。第
4図(a)はストライプ状第1半イ)体膜をビームアニ
ールして再結品P型3膜22を形成した断面、第4図(
b)は第2半導体膜であるn+多多結晶S模膜n+ンー
ス及びドレイン領域32.31を形成した高面、第4図
(c)はゲート絶縁膜40堆gI後さらにゲート電極5
3を形成した高面であるゲート電極53には多結晶Sj
やa−’31の他に高融点金属等が用いられる。第4図
(d)はゲート電極53をマスクにn型不純物をイオン
注入してP型SLMIA22内にn型領域312,32
2を設けた状態を示す。ゲート絶縁膜40がイオン注入
に対し厚すぎる場合にはゲート電極53をマスクにゲー
ト絶縁膜40を選択エッチし厚みを薄くするか除去する
。後者の場合、イオン注入の他に、n型不純物の堆積・
ビームアニールまたはn型不純物雰囲気でのビームアニ
ール等のレーザドーピングも適用できる。第4図(e)
は、コンタクト窓を開孔し、ソース・ドレイン電極52
.51を形成し完成した断面を示す。第3図(f)の例
の様に、フィールド絶縁膜70を第4図(d)の工程後
に堆積することもできる。
以上nチャンネルTPTを例に述べたが、Pチャンネル
、デプレッション型等も各領域の導電型キャリア密度の
選択で可能である。
(発明の効果) 本発明は大面積にかつ均一なTPTを得ることができる
ので、液晶表示〃青用TFTu板や大面積のアクティブ
マトリクス表示装置等に適用できる。特に、基板への熱
の影響が小ざく、かつ基板上に1列ずつTPTを形成で
きることも上記装置への応用を容易にする。また透明基
板を用いる場合にはエネル丁−ビームに光を用い基板裏
面からのアニールも容易で、イオン注入層の活性生簀に
有効である。本発明によるTPTはストライプ状のチャ
ンネル領域を有するので、従来のビームアニール法によ
るチャンネル領域の形成にも適用でき、細いストライプ
の採用により再結晶層の単結晶化がより容易になる利点
をも有する。そのため、2層ICや三次元ICへの応用
も容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明によるrFT構造の平面図、第1
図(b)〜(d)はそれぞれ第1図(a)の△−A′線
、B−B’線及びc−c’線に沿った断面図、第2図(
a)〜(d)は第1図のTPTの製3mI程順平面図、
第3図(a)は他の実施例によるTPT構造の平面図、
第3図(b)は第3図(a)のD−D’線に沿った断面
図、第4図(a)〜(e)は第3図のTPTの製造工程
順断面図である。 1・・・基板、20・・・第1半導体薄膜、21.22
゜23・・・Pチャンネル領域、30・・・第2半導体
薄膜、31・・・n+ドレイン領域、32・・・n+ソ
ース領域、40・・・ゲート絶縁膜、51・・・ドレイ
ン電極、52・・・ソース電極、53・・・ゲート電極
。 (催1名) 未発af3.の丁FT構造例と元−C図木発β月のTP
T構造例を示す図 第1図 第2図 TFT構造構造水を図 第3図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板上に設けられた複数個で互いに離間し、
    かつ平行なストライプ形状の一導電型もしくは逆導電型
    の高抵抗第1半導体薄膜と、複数の第1半導体薄膜をは
    さんで該薄膜を束ねる様に両側に設けられ互いに離間し
    た一導電型低抵抗第2半導体薄膜より成るソース領域及
    びドレイン領域と複数の第1半導体薄膜上に形成された
    ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられ、前記複数
    の第1半導体薄膜をチャンネル領域とする様にしたゲー
    ト電極とから成る薄膜トランジスタ。
  2. (2)複数個の第1半導体薄膜がエネルギービームによ
    って溶融再結晶された結晶膜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。
  3. (3)複数個の第1半導体薄膜の各々のチャンネル幅方
    向の幅が5μm以下であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項もしくは第2項記載の薄膜トランジスタ。
  4. (4)前記ゲート電極と第2半導体薄膜はゲート絶縁膜
    をはさんだ平面的に重畳せずオフセット部があり、オフ
    セット部の第1半導体薄膜は一導電型に低抵抗化されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項
    いずれか記載の薄膜トランジスタ。
  5. (5)(a)前縁基板上に複数個で互いに平行なストラ
    イプ状の高抵抗第1半導体薄膜を設ける第1工程 (b)第1半導体薄膜を溶融再結晶化すべくエネルギー
    ビームで前記ストライプの長さ方向に走査してビームア
    ニールすると共に、第1半導体薄膜を一導電型もしくは
    逆導電型高抵抗結晶膜とする第2工程 (c)第1半導体薄膜のストライプの長さ方向に互いに
    離間し、該薄膜を束ねる様に一導電型低抵抗第2半導体
    薄膜を選択的に設け、ソース領域とドレイン領域を形成
    する第3工程 (d)ゲート絶縁膜を少なく共第1半導体薄膜上に形成
    する第4工程 (e)導電膜を堆積し、選択エッチによつてゲート絶縁
    膜上に複数の第1半導体薄膜をチャンネル領域とする様
    にゲート電極を形成する第5工程 より成る薄膜トランジスタの製造方法。
  6. (6)前記第1工程における第1半導体薄膜のストライ
    プ長さが前記基板の大きさと同程度に長く、前記第2工
    程のビームアニールの後、第1半導体薄膜を所望の長さ
    に選択エッチする工程を付加したことを特徴とする特許
    請求の範囲第5項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
  7. (7)前記第5工程においてゲート電極と第2半導体薄
    膜との間に平面的に重畳しない様にオフセット部を設け
    、第5工程の後にオフセット部の第1半導体薄膜にゲー
    ト電極をマスクに一導電型不純物をイオン注入する工程
    を付加したことを特徴とする特許請求の範囲第5項もし
    くは第6項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
JP61159253A 1986-07-07 1986-07-07 薄膜トランジスタとその製造方法 Pending JPS6315471A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996574A (en) * 1988-07-01 1991-02-26 Fujitsu Limited MIS transistor structure for increasing conductance between source and drain regions
JP2003289080A (ja) * 2002-01-24 2003-10-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
JP2007522683A (ja) * 2004-02-17 2007-08-09 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド マルチゲート構造の半導体素子及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996574A (en) * 1988-07-01 1991-02-26 Fujitsu Limited MIS transistor structure for increasing conductance between source and drain regions
JP2003289080A (ja) * 2002-01-24 2003-10-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
JP2007522683A (ja) * 2004-02-17 2007-08-09 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド マルチゲート構造の半導体素子及びその製造方法
US7838915B2 (en) 2004-02-17 2010-11-23 Samsung Electronics Co.. Ltd. Semiconductor device having multi-gate structure and method of manufacturing the same

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