JPH08236774A - Thin film transistor and manufacturing method thereof - Google Patents
Thin film transistor and manufacturing method thereofInfo
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- JPH08236774A JPH08236774A JP7037379A JP3737995A JPH08236774A JP H08236774 A JPH08236774 A JP H08236774A JP 7037379 A JP7037379 A JP 7037379A JP 3737995 A JP3737995 A JP 3737995A JP H08236774 A JPH08236774 A JP H08236774A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オン電流を低くすることなくオフ時のリーク
電流を下げるようにする。
【構成】 ソース領域7およびドレイン領域7の基板1
側に形成された高抵抗層6が絶縁機能を有するため、ソ
ース−ドレイン間電圧に対するリーク電流が低くなる。
また、そのリーク電流を低減する高抵抗層6は、ソース
領域7およびドレイン領域7の基板1側だけに形成する
のではなく、チャネル領域2aの基板1側にも形成する
のがよい。このようにすると、ソース−ドレイン間電圧
に対するリーク電流をより低くできる。
(57) [Summary] [Purpose] To reduce the leak current at the time of OFF without lowering the ON current. [Structure] Substrate 1 of source region 7 and drain region 7
Since the high resistance layer 6 formed on the side has an insulating function, the leakage current with respect to the source-drain voltage becomes low.
The high resistance layer 6 for reducing the leak current is preferably formed not only on the substrate 1 side of the source region 7 and the drain region 7 but also on the substrate 1 side of the channel region 2a. With this, the leak current with respect to the source-drain voltage can be further reduced.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコン薄膜を
用いた薄膜トランジスタおよびその製造方法に関し、特
に液晶表示装置のスイッチング素子として好適に用いら
れる薄膜トランジスタおよびそ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 transistor using a polycrystalline silicon thin film and a manufacturing method thereof, and more particularly to a thin film transistor preferably used as a switching element of a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、多結晶シリコン薄膜からなる半導
体層を用いた薄膜トランジスタ(以下TFTと称する)
は、液晶表示装置(以下LCDと称する)の画素をスイ
ッチングする画素スイッチング素子や周辺駆動回路に用
いられている。しかし、この多結晶シリコンTFTにお
いては、多結晶シリコン薄膜の結晶粒界に多くのトラッ
プ準位が局在していることから、このトラップ準位を介
してオフ時に多量のリーク電流が流れてしまうという欠
点があった。特に、TFT−LCDの画素スイッチング
素子として多結晶シリコンTFTを用いる場合には、上
記欠点は深刻である。2. Description of the Related Art In recent years, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) using a semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film
Are used in a pixel switching element for switching pixels of a liquid crystal display device (hereinafter referred to as an LCD) and a peripheral drive circuit. However, in this polycrystalline silicon TFT, since many trap levels are localized at the crystal grain boundaries of the polycrystalline silicon thin film, a large amount of leak current flows through the trap levels at the time of off. There was a drawback. Especially, when a polycrystalline silicon TFT is used as a pixel switching element of a TFT-LCD, the above-mentioned drawback is serious.
【0003】そこで、この欠点を克服すべく、従来にお
いて、オフセットゲート構造やLDD(Lightly
Doped Drain)構造等にすることによりド
レイン端の電界集中を緩和する方法が提案されている
(特公平3−38755号や特開平5−136418
号)。Therefore, in order to overcome this drawback, conventionally, an offset gate structure or an LDD (Lightly) structure is used.
A method of relaxing the electric field concentration at the drain end by adopting a doped drain structure or the like has been proposed (Japanese Patent Publication No. 3-38755 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-136418).
issue).
【0004】ところで、多結晶シリコンTFTのオフ時
のリーク電流には、大きく分けて以下の2つがある。図
7(a)に示すTFTのVg−Id曲線および図7
(b)に示すTFTのVds−Id曲線から理解される
ように、 ゲート電圧Vgおよびドレイン電圧が低電圧の時、ソ
ース−ドレイン間電圧Vdsに対するオーミックなリー
ク電流と ゲート電圧Vgおよびドレイン電圧が高電圧の時、ソ
ース−ドレイン間電圧Vdsに対する非線形なリーク電
流とである。By the way, the leak current when the polycrystalline silicon TFT is off is roughly classified into the following two. The Vg-Id curve of the TFT shown in FIG.
As can be understood from the Vds-Id curve of the TFT shown in (b), when the gate voltage Vg and the drain voltage are low, the ohmic leakage current with respect to the source-drain voltage Vds and the gate voltage Vg and the drain voltage are high. In the case of voltage, it is a non-linear leak current with respect to the source-drain voltage Vds.
【0005】上記の非線形なリーク電流は、チャネル
領域とドレイン領域との間にオフセット領域を設けるこ
とにより低減できる。しかし、上記のオーミックなリ
ーク電流は、オフセット領域を設けても低減できない。
また、のオーミックなリーク電流は、真性半導体層の
膜厚が厚いと高くなるので、真性半導体層を薄膜化し
て、のオーミックなリーク電流を低減する方法が考え
られる。The above-mentioned non-linear leakage current can be reduced by providing an offset region between the channel region and the drain region. However, the above ohmic leak current cannot be reduced even if the offset region is provided.
Further, since the ohmic leakage current of 1 increases as the film thickness of the intrinsic semiconductor layer increases, a method of reducing the ohmic leakage current of 1) by thinning the intrinsic semiconductor layer can be considered.
【0006】以上の理由から、従来、チャネル領域とし
て用いられる真性半導体層を20nm〜30nm程度に
薄膜化する方法と、オフセット長1μm以上のオフセッ
ト領域を形成する方法とを組み合わせて、TFTを形成
することが行われている。For the above reasons, a TFT is formed by combining a method of thinning an intrinsic semiconductor layer conventionally used as a channel region to about 20 nm to 30 nm and a method of forming an offset region having an offset length of 1 μm or more. Is being done.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多結晶
シリコン薄膜を低温にて形成する場合、チャネル領域と
して用いられる真性半導体層を薄く成膜すると、多結晶
シリコン膜の膜質が悪くなる。このため、真性半導体層
の薄膜化によりソース−ドレイン間電圧に対してオーミ
ックなリーク電流は減少できるものの、非線形なリーク
電流が現れるゲート電圧およびドレイン電圧が小さくな
る。それを防ぐためにはオフセット長を長くする必要が
あり、その結果オン電流が低くなるという問題がある。However, when the polycrystalline silicon thin film is formed at a low temperature, if the intrinsic semiconductor layer used as the channel region is thinly formed, the quality of the polycrystalline silicon film deteriorates. Therefore, although the ohmic leakage current with respect to the source-drain voltage can be reduced by thinning the intrinsic semiconductor layer, the gate voltage and the drain voltage at which the nonlinear leakage current appears are reduced. In order to prevent this, it is necessary to lengthen the offset length, and as a result, there is a problem that the on-current becomes low.
【0008】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、オン電流を低くすること
なくオフ時のリーク電流を下げることができる薄膜トラ
ンジスタおよびその製造方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and provides a thin film transistor capable of reducing the leak current at the time of turning off without lowering the on current and a method of manufacturing the same. With the goal.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タは、基板上に、多結晶シリコン薄膜からなる半導体
層、ゲート絶縁膜およびゲート電極が該基板側からこの
順に形成された薄膜トランジスタにおいて、該半導体層
がチャネル領域を挟んでソース領域およびドレイン領域
を有し、該半導体層の該ソース領域およびドレイン領域
の該基板側に高抵抗層が形成され、そのことにより上記
目的が達成される。A thin film transistor of the present invention is a thin film transistor in which a semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film and a gate electrode are formed in this order from the substrate side on the substrate. Has a source region and a drain region with a channel region sandwiched therebetween, and a high resistance layer is formed on the substrate side of the source region and the drain region of the semiconductor layer, whereby the above object is achieved.
【0010】本発明の薄膜トランジスタにおいて、前記
チャネル領域の厚みが前記ソース領域およびドレイン領
域の厚みより厚く形成されている構成とすることができ
る。In the thin film transistor of the present invention, the channel region may be thicker than the source region and the drain region.
【0011】本発明の薄膜トランジスタは、基板上に、
多結晶シリコン薄膜からなる半導体層、ゲート絶縁膜お
よびゲート電極が該基板側からこの順に形成された薄膜
トランジスタにおいて、該半導体層がチャネル領域を挟
んでソース領域およびドレイン領域を有し、該半導体層
の該基板側全域に高抵抗層が形成され、そのことにより
上記目的が達成される。The thin film transistor of the present invention is provided on a substrate,
In a thin film transistor in which a semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed in this order from the substrate side, the semiconductor layer has a source region and a drain region with a channel region interposed therebetween, and the semiconductor layer A high resistance layer is formed on the entire area of the substrate side, whereby the above object is achieved.
【0012】本発明の薄膜トランジスタにおいて、前記
高抵抗層は、窒素または炭素が混入された多結晶シリコ
ン薄膜からなる構成とすることができる。In the thin film transistor of the present invention, the high resistance layer may be composed of a polycrystalline silicon thin film mixed with nitrogen or carbon.
【0013】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
基板上に、多結晶シリコン薄膜からなる半導体層、ゲー
ト絶縁膜およびゲート電極が該基板側からこの順に形成
され、該半導体層がチャネル領域を挟んでソース領域お
よびドレイン領域を有する薄膜トランジスタの製造方法
において、基板上に、半導体層、ゲート絶縁膜およびゲ
ート電極をこの順に形成する工程と、該ゲート電極をマ
スクとして該半導体層に窒素または炭素を注入し、該半
導体層の基板寄り部分に高抵抗層を形成する工程と、該
ゲート電極をマスクとして該半導体層に不純物を注入
し、かつ、活性化処理を行うことにより、該高抵抗層の
上側の半導体層部分にソース領域およびドレイン領域を
形成する工程とを含み、そのことにより上記目的が達成
される。The method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention comprises:
In a method of manufacturing a thin film transistor, a semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed on a substrate in this order from the substrate side, and the semiconductor layer has a source region and a drain region with a channel region interposed therebetween. A step of forming a semiconductor layer, a gate insulating film and a gate electrode in this order on a substrate, and nitrogen or carbon is injected into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask, and a high resistance layer is provided in a portion of the semiconductor layer near the substrate. Forming a source region and a drain region in the semiconductor layer portion above the high resistance layer by injecting impurities into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask and performing an activation process. The above-mentioned object is achieved by including a process.
【0014】本発明の薄膜トランジスタの製造方法にお
いて、前記半導体層に窒素または炭素を注入する際、前
記高抵抗層の形成部分に窒素または炭素を1021ato
ms/cm3以上混入し、前記ソース領域およびドレイ
ン領域の形成部分に窒素または炭素を1021atoms
/cm3未満混入するように行うようにするのがよい。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, when nitrogen or carbon is injected into the semiconductor layer, nitrogen or carbon is introduced into the portion where the high resistance layer is formed by 10 21 atto.
ms / cm 3 or more, and nitrogen or carbon is added to the formation region of the source region and the drain region at 10 21 atoms.
It is advisable to carry out so as to mix less than / cm 3 .
【0015】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
基板上に、多結晶シリコン薄膜からなる半導体層、ゲー
ト絶縁膜およびゲート電極が該基板側からこの順に形成
され、該半導体層がチャネル領域を挟んでソース領域お
よびドレイン領域を有する薄膜トランジスタの製造方法
において、基板上に窒素または炭素が混入された多結晶
シリコン薄膜を成膜し、または多結晶シリコン薄膜の成
膜後に窒素または炭素を注入することにより高抵抗層を
形成する工程と、該高抵抗層の上に、該半導体層、ゲー
ト絶縁膜およびゲート電極をこの順に形成する工程と、
該ゲート電極をマスクとして該半導体層に不純物を注入
し、かつ、不純物を活性化することによりソース領域お
よびドレイン領域を形成する工程とを含み、そのことに
より上記目的が達成される。The method of manufacturing a thin film transistor of the present invention comprises:
In a method of manufacturing a thin film transistor, a semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed on a substrate in this order from the substrate side, and the semiconductor layer has a source region and a drain region with a channel region interposed therebetween. Forming a high resistance layer by forming a polycrystalline silicon thin film mixed with nitrogen or carbon on a substrate or by implanting nitrogen or carbon after forming the polycrystalline silicon thin film; and the high resistance layer. A step of forming the semiconductor layer, the gate insulating film, and the gate electrode in this order on the above,
A step of implanting an impurity into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask and activating the impurity to form a source region and a drain region, whereby the above object is achieved.
【0016】本発明の薄膜トランジスタの製造方法にお
いて、前記ソース領域およびドレイン領域を形成すべく
前記半導体層に不純物を注入する際、前記ゲート電極に
加えて該ゲート電極の表面に形成されている絶縁膜をも
マスクとして用いるようにしてもよい。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, when an impurity is injected into the semiconductor layer to form the source region and the drain region, an insulating film formed on the surface of the gate electrode in addition to the gate electrode. May also be used as a mask.
【0017】[0017]
【作用】本発明にあっては、ソース領域およびドレイン
領域の基板側に形成された高抵抗層が絶縁機能を有する
ため、ソース−ドレイン間電圧に対するリーク電流が低
くなる。また、そのリーク電流を低減する高抵抗層は、
ソース領域およびドレイン領域の基板側だけに形成する
のではなく、チャネル領域の基板側にも形成するのがよ
い。このようにすると、ソース−ドレイン間電圧に対す
るリーク電流をより低くできる。但し、前者のように、
ソース領域およびドレイン領域の基板側に高抵抗層を形
成する場合は、ソース領域およびドレイン領域よりもチ
ャネル領域の方が厚く、基板側に突出した状態であるの
で、チャネル領域のバックゲート側を流れる電流が低減
されるという理由により、このことによっても、ソース
−ドレイン間電圧に対するリーク電流を低くできる。In the present invention, since the high resistance layer formed on the substrate side of the source region and the drain region has an insulating function, the leak current with respect to the source-drain voltage becomes low. The high resistance layer that reduces the leak current is
It is preferable to form not only the source region and the drain region on the substrate side but also the channel region on the substrate side. With this, the leak current with respect to the source-drain voltage can be further reduced. However, like the former,
When the high resistance layer is formed on the substrate side of the source region and the drain region, the channel region is thicker than the source region and the drain region and is in a state of protruding toward the substrate, and therefore flows on the back gate side of the channel region. This also reduces the leakage current for the source-drain voltage because the current is reduced.
【0018】このような高抵抗層としては、窒素または
炭素が混入された多結晶シリコン薄膜を用いることがで
きる。As such a high resistance layer, a polycrystalline silicon thin film mixed with nitrogen or carbon can be used.
【0019】高抵抗層をソース領域およびドレイン領域
の基板側に形成する場合は、ゲート電極をマスクとして
半導体層に窒素または炭素を注入することにより、半導
体層の基板寄り部分に自己整合的に高抵抗層を形成し、
その高抵抗層の上にソース領域およびドレイン領域を形
成することができる。このとき、上記高抵抗層には、窒
素または炭素が1021atoms/cm3以上混入さ
れ、ソース領域およびドレイン領域には窒素または炭素
が1021atoms/cm3未満混入されるように注入
を行うのが望ましい。高抵抗層に混入される窒素または
炭素が1021atoms/cm3未満の場合には、所望
の高抵抗が得られない。一方、ソース領域およびドレイ
ン領域に窒素または炭素が1021atoms/cm3以
上混入されている場合には、トランジスタが動作しな
い。When the high resistance layer is formed on the substrate side of the source region and the drain region, nitrogen or carbon is injected into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask, so that the high resistance layer is self-aligned to the portion of the semiconductor layer near the substrate. Forming a resistive layer,
A source region and a drain region can be formed on the high resistance layer. At this time, implantation is performed so that nitrogen or carbon is mixed in the high resistance layer at 10 21 atoms / cm 3 or more, and nitrogen or carbon is mixed in the source region and the drain region at less than 10 21 atoms / cm 3. Is desirable. If nitrogen or carbon mixed in the high resistance layer is less than 10 21 atoms / cm 3 , desired high resistance cannot be obtained. On the other hand, when nitrogen or carbon is mixed in the source region and the drain region at 10 21 atoms / cm 3 or more, the transistor does not operate.
【0020】高抵抗層を、ソース領域およびドレイン領
域の基板側だけに形成するのではなく、チャネル領域の
基板側にも形成する場合は、基板上に高抵抗層を形成し
た後にチャネル領域、ソース領域およびドレイン領域を
構成する半導体層を形成するとよい。この場合における
高抵抗層の形成は、窒素または炭素が混入された多結晶
シリコン薄膜(または非単結晶シリコン)を成膜するこ
とにより、または多結晶シリコン薄膜(または非単結晶
シリコン)の成膜後に窒素または炭素を注入することに
より行うことができる。When the high resistance layer is formed not only on the substrate side of the source region and the drain region but also on the substrate side of the channel region, after the high resistance layer is formed on the substrate, the channel region and the source are formed. A semiconductor layer that forms the region and the drain region may be formed. In this case, the high resistance layer is formed by forming a polycrystalline silicon thin film (or non-single-crystal silicon) mixed with nitrogen or carbon, or forming a polycrystalline silicon thin film (or non-single-crystal silicon). This can be done later by injecting nitrogen or carbon.
【0021】また、ソース領域およびドレイン領域を形
成すべく前記半導体層に不純物を注入する際、ゲート電
極に加えて該ゲート電極の表面に形成されている絶縁膜
(たとえば、以下の実施例で用いている陽極酸化膜な
ど)をもマスクとして用いる場合には、その絶縁膜がゲ
ート電極より基板表面に沿って突出している厚み分のオ
フセット領域を形成することができる。このオフセット
領域は、非線形のリーク電流の低減に寄与する。When implanting impurities into the semiconductor layer to form the source region and the drain region, an insulating film formed on the surface of the gate electrode in addition to the gate electrode (for example, used in the following examples) If an anodic oxide film) is also used as a mask, it is possible to form an offset region having a thickness such that the insulating film projects from the gate electrode along the substrate surface. This offset region contributes to the reduction of non-linear leakage current.
【0022】[0022]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0023】(実施例1)図2(j)に本実施例のTF
Tの断面図を示す。このTFTは、絶縁性基板1の上に
多結晶シリコンからなる半導体層2が形成されている。
この半導体層2は、真性半導体層であるチャネル領域2
a、不純物が注入されてn+層またはp+層となっている
ソース領域7およびドレイン領域7に区分されている。
ソース領域7およびドレイン領域7の下部には、窒素ま
たは炭素が混入された多結晶シリコンからなる高抵抗層
6が形成されている。上記半導体層2のチャネル領域2
aの上には、ゲート絶縁膜3およびゲート電極4がこの
順に形成されている。ゲート電極4の表面には陽極酸化
膜5が形成されている。(Embodiment 1) FIG. 2 (j) shows the TF of this embodiment.
A sectional view of T is shown. In this TFT, a semiconductor layer 2 made of polycrystalline silicon is formed on an insulating substrate 1.
This semiconductor layer 2 is a channel region 2 which is an intrinsic semiconductor layer.
a, a source region 7 and a drain region 7 which are implanted with impurities to form an n + layer or a p + layer.
A high resistance layer 6 made of polycrystalline silicon mixed with nitrogen or carbon is formed under the source region 7 and the drain region 7. Channel region 2 of the semiconductor layer 2
A gate insulating film 3 and a gate electrode 4 are formed in this order on a. An anodized film 5 is formed on the surface of the gate electrode 4.
【0024】この状態の基板の上には、上記陽極酸化膜
5などを覆うように層間絶縁膜8が形成され、この層間
絶縁膜8における上記ソース領域7およびドレイン領域
7の各々の上には、ソース領域7およびドレイン領域7
に達するコンタクトホールが形成されている。層間絶縁
膜8の上には、コンタクトホールに一部充填した状態で
ソース電極9およびドレイン電極9が形成され、さらに
その上に保護膜10が形成されている。An interlayer insulating film 8 is formed on the substrate in this state so as to cover the anodic oxide film 5 and the like, and on each of the source region 7 and the drain region 7 in the interlayer insulating film 8, the interlayer insulating film 8 is formed. , Source region 7 and drain region 7
Contact holes are formed. A source electrode 9 and a drain electrode 9 are formed on the interlayer insulating film 8 while partially filling the contact holes, and a protective film 10 is further formed thereon.
【0025】次に、このTFTの製造方法について説明
する。Next, a method of manufacturing this TFT will be described.
【0026】まず、図1(a)に示すように、ガラス等
からなる透明絶縁性基板1上に減圧CVD(Chemi
cal Vapour Deposition)装置ま
たはプラズマCVD装置を用いてアモルファスシリコン
膜を成膜する。First, as shown in FIG. 1 (a), low pressure CVD (Chemi) is performed on a transparent insulating substrate 1 made of glass or the like.
An amorphous silicon film is formed using a cal vapor deposition device or a plasma CVD device.
【0027】次に、このアモルファスシリコン膜を、S
PC(Solid Phase Crystaization)またはエキシマレ
ーザーアニールまたはSPCとエキシマレーザーとの組
合せにより多結晶シリコン膜とし、所定の形状に加工し
て半導体層2を得る。なお、多結晶シリコン膜の厚み
は、良好な膜質を得るために、20nm〜100nm程
度が望ましい。この半導体層2の部分に、上述したチャ
ネル領域2、ソース領域7、ドレイン領域7および高抵
抗層6が形成される。Next, this amorphous silicon film is replaced with S
A polycrystalline silicon film is formed by PC (Solid Phase Crystaization) or excimer laser annealing or a combination of SPC and an excimer laser, and processed into a predetermined shape to obtain the semiconductor layer 2. The thickness of the polycrystalline silicon film is preferably about 20 nm to 100 nm in order to obtain good film quality. In the portion of the semiconductor layer 2, the above-mentioned channel region 2, source region 7, drain region 7 and high resistance layer 6 are formed.
【0028】次に、図1(b)に示すように、例えばプ
ラズマTEOS装置を用い、半導体層2を覆う状態で膜
厚100nmのSiO2膜を成膜する。このSiO2膜
は、後述するエッチング加工によりゲート絶縁膜3とさ
れるものである。Next, as shown in FIG. 1B, a 100 nm-thickness SiO 2 film is formed to cover the semiconductor layer 2 using, for example, a plasma TEOS device. This SiO 2 film is to be the gate insulating film 3 by the etching process described later.
【0029】次に、上記SiO2膜の上に、例えばスパ
ッタリング装置を用いてTiを含有したAl膜を膜厚3
00nmに成膜し、所定の形状に加工してゲート電極4
を形成する。Next, an Al film containing Ti is formed on the SiO 2 film with a film thickness of 3 using a sputtering apparatus, for example.
The gate electrode 4 is formed by forming a film with a thickness of 00 nm and processing it into a predetermined shape.
To form.
【0030】次に、図1(c)に示すように、3%酒石
酸アンモニウムとエチレングリコールとを前者:後者=
1:9の割合で混ぜ合わせた溶液を用いてゲート電極4
を陽極酸化することにより、ゲート電極4表面に0.2
μm以下の陽極酸化膜5を形成する。この陽極酸化膜5
の厚みはオフセット長さとなる。Next, as shown in FIG. 1 (c), 3% ammonium tartrate and ethylene glycol were added to the former: the latter =
The gate electrode 4 was prepared by using the mixed solution of 1: 9.
Is anodized to form 0.2 on the surface of the gate electrode 4.
An anodic oxide film 5 having a thickness of less than μm is formed. This anodized film 5
Is the offset length.
【0031】次に、図1(d)に示すように、ゲート電
極4および陽極酸化膜5をマスクとして前記SiO2膜
を所定の形状にエッチング加工し、これによりゲート絶
縁膜3を得る。Next, as shown in FIG. 1D, the SiO 2 film is etched into a predetermined shape using the gate electrode 4 and the anodic oxide film 5 as a mask, thereby obtaining the gate insulating film 3.
【0032】次に、図1(e)に示すように、ゲート電
極4および陽極酸化膜5をマスクとして、質量分離型イ
オン注入装置またはイオンシャワードーピング装置によ
り半導体層2に窒素または炭素を注入する。これによ
り、前記高抵抗層6が形成される。この注入は、高抵抗
層6には窒素または炭素が1021atoms/cm3以
上混入され、その高抵抗層6の上の部分、つまり後の工
程によりソース領域7およびドレイン領域7が形成され
る半導体層2部分には窒素または炭素が1021atom
s/cm3未満混入されるように行うのが望ましい。Next, as shown in FIG. 1E, nitrogen or carbon is implanted into the semiconductor layer 2 by a mass separation type ion implantation apparatus or an ion shower doping apparatus using the gate electrode 4 and the anodic oxide film 5 as a mask. . Thereby, the high resistance layer 6 is formed. In this implantation, nitrogen or carbon is mixed into the high resistance layer 6 at 10 21 atoms / cm 3 or more, and a portion above the high resistance layer 6, that is, a source region 7 and a drain region 7 are formed by a later step. Nitrogen or carbon is 10 21 atom in the semiconductor layer 2 part.
It is desirable to carry out so that less than s / cm 3 is mixed.
【0033】次に、図1(f)に示すように、ゲート電
極4および陽極酸化膜5をマスクとして、質量分離型イ
オン注入装置またはイオンシャワードーピング装置によ
り高抵抗層6の上部の半導体層2部分に、リンまたはボ
ロンを、例えば1020atoms/cm3以上注入す
る。Next, as shown in FIG. 1F, the semiconductor layer 2 above the high resistance layer 6 is formed by a mass separation type ion implantation apparatus or an ion shower doping apparatus using the gate electrode 4 and the anodic oxide film 5 as a mask. Phosphorus or boron is implanted into the portion, for example, 10 20 atoms / cm 3 or more.
【0034】次に、熱アニールまたはレーザーアニール
を行うことにより不純物イオンを活性化する。これによ
り、n+層またはp+層であるソース領域7およびドレイ
ン領域7が形成される(図2(g)参照)。よって、陽
極酸化膜5の下部の半導体層2部分はオフセット領域に
なる。Next, thermal annealing or laser annealing is performed to activate the impurity ions. As a result, the source region 7 and the drain region 7 which are n + layers or p + layers are formed (see FIG. 2G). Therefore, the semiconductor layer 2 portion below the anodic oxide film 5 becomes an offset region.
【0035】次に、図2(h)に示すように、例えばプ
ラズマTEOS装置を用いて膜厚400nmのSiO2
からなる層間絶縁膜8を成膜する。Next, as shown in FIG. 2H, a SiO 2 film having a thickness of 400 nm is formed by using, for example, a plasma TEOS device.
An interlayer insulating film 8 made of is formed.
【0036】次に、図2(i)に示すように、層間絶縁
膜8に、ソース領域7およびドレイン領域7に達するよ
うに2カ所のコンタクトホールを開口した後、例えばス
パッタリング装置を用いてTiを含有したAl膜を膜厚
350nmに成膜し、コンタクトホールに一部充填して
ソース電極9およびドレイン電極9を形成する。Next, as shown in FIG. 2I, two contact holes are formed in the interlayer insulating film 8 so as to reach the source region 7 and the drain region 7, and then Ti is formed by using, for example, a sputtering device. An Al film containing Al is formed to a film thickness of 350 nm, and the contact hole is partially filled to form the source electrode 9 and the drain electrode 9.
【0037】最後に、図2(j)に示すように、TFT
の上部にプラズマCVD装置を用いて窒化シリコン膜を
成膜し、保護膜10を形成する。Finally, as shown in FIG. 2 (j), the TFT
A silicon nitride film is formed on the upper part of the substrate using a plasma CVD apparatus to form a protective film 10.
【0038】(実施例2)図4(i)に本実施例のTF
Tの断面図を示す。(Embodiment 2) FIG. 4 (i) shows the TF of this embodiment.
A sectional view of T is shown.
【0039】このTFTは、絶縁性基板11の上に、窒
素または炭素が混入された多結晶シリコンからなる高抵
抗層12および多結晶シリコンからなる半導体層13が
この順に形成されている。半導体層13は、真性半導体
層であるチャネル領域13a、不純物が注入されてn+
層またはp+層となっているソース領域17およびドレ
イン領域17に区分されている。In this TFT, a high resistance layer 12 made of polycrystalline silicon mixed with nitrogen or carbon and a semiconductor layer 13 made of polycrystalline silicon are formed in this order on an insulating substrate 11. The semiconductor layer 13 is a channel region 13a which is an intrinsic semiconductor layer, and n +
It is divided into a source region 17 and a drain region 17 which are layers or p + layers.
【0040】上記半導体層13のチャネル領域13aの
上には、ゲート絶縁膜14およびゲート電極15がこの
順に形成され、ゲート電極15の表面には陽極酸化膜1
6が形成されている。A gate insulating film 14 and a gate electrode 15 are formed in this order on the channel region 13a of the semiconductor layer 13, and the anodic oxide film 1 is formed on the surface of the gate electrode 15.
6 is formed.
【0041】この状態の基板上には、陽極酸化膜16な
どを覆うように層間絶縁膜18が形成され、この層間絶
縁膜18にはソース領域17およびドレイン領域17に
達するコンタクトホールが形成されている。層間絶縁膜
18の上には、コンタクトホールに一部充填した状態で
ソース電極19およびドレイン電極19が形成され、さ
らにその上に保護膜20が形成されている。An interlayer insulating film 18 is formed on the substrate in this state so as to cover the anodic oxide film 16 and the like, and contact holes reaching the source region 17 and the drain region 17 are formed in the interlayer insulating film 18. There is. A source electrode 19 and a drain electrode 19 are formed on the interlayer insulating film 18 in a state where the contact holes are partially filled, and a protective film 20 is further formed thereon.
【0042】次に、このTFTの製造方法について説明
する。Next, a method of manufacturing this TFT will be described.
【0043】まず、図3(a)に示すように、ガラス等
からなる透明絶縁性基板11上に減圧CVD装置または
プラズマCVD装置を用いてアモルファスシリコン膜を
成膜する。このアモルファスシリコン膜に、質量分離型
イオン注入装置またはイオンシャワードーピング装置に
より窒素または炭素を注入し、高抵抗層12を形成す
る。この注入は、高抵抗層12に窒素または炭素が10
21atoms/cm3以上混入されるように行うのが望
ましい。First, as shown in FIG. 3A, an amorphous silicon film is formed on a transparent insulating substrate 11 made of glass or the like by using a low pressure CVD apparatus or a plasma CVD apparatus. Nitrogen or carbon is implanted into this amorphous silicon film by a mass separation type ion implantation apparatus or an ion shower doping apparatus to form a high resistance layer 12. This implantation is performed on the high resistance layer 12 by adding nitrogen or carbon 10
It is desirable to carry out so as to mix at least 21 atoms / cm 3 .
【0044】次に、図3(b)に示すように、高抵抗層
12の上に、減圧CVD装置またはプラズマCVD装置
を用いてアモルファスシリコン膜を成膜する。このアモ
ルファスシリコン膜をSPCまたはエキシマレーザーア
ニールまたはSPCとエキシマレーザーとの組合せによ
り多結晶シリコン膜とし、所定の形状に加工して半導体
層13を得る。なお、多結晶シリコン膜の厚みは、良好
な膜質を得るために、20nm〜100nm程度が望ま
しい。Next, as shown in FIG. 3B, an amorphous silicon film is formed on the high resistance layer 12 by using a low pressure CVD apparatus or a plasma CVD apparatus. This amorphous silicon film is made into a polycrystalline silicon film by SPC or excimer laser annealing or a combination of SPC and excimer laser, and processed into a predetermined shape to obtain the semiconductor layer 13. The thickness of the polycrystalline silicon film is preferably about 20 nm to 100 nm in order to obtain good film quality.
【0045】次に、図3(c)に示すように、この状態
の基板上に、半導体層13を覆うようにして、例えばプ
ラズマTEOS装置を用いて膜厚100nmのSiO2
からなるゲート絶縁膜14を成膜する。Next, as shown in FIG. 3C, a 100 nm thick SiO 2 film is formed on the substrate in this state so as to cover the semiconductor layer 13 using, for example, a plasma TEOS device.
A gate insulating film 14 made of is formed.
【0046】次に、ゲート絶縁膜14の上に、例えばス
パッタリング装置を用いてTiを含有したAl膜を膜厚
300nmに成膜し、所定の形状に加工してゲート電極
15を形成する。Next, an Al film containing Ti is formed to a film thickness of 300 nm on the gate insulating film 14 by using, for example, a sputtering device, and processed into a predetermined shape to form the gate electrode 15.
【0047】次に、図3(d)に示すように、3%酒石
酸アンモニウムとエチレングリコールとを前者:後者=
1:9の割合で混ぜ合わせた溶液を用い、ゲート電極1
5を陽極酸化して、ゲート電極15表面に0.2μm以
下の陽極酸化膜16を形成する。この陽極酸化膜16の
厚みはオフセット長さとなる。Next, as shown in FIG. 3D, 3% ammonium tartrate and ethylene glycol were added to the former: the latter =
Using the solution mixed in the ratio of 1: 9, the gate electrode 1
5 is anodized to form an anodized film 16 of 0.2 μm or less on the surface of the gate electrode 15. The thickness of this anodic oxide film 16 becomes the offset length.
【0048】次に、図3(e)に示すように、ゲート電
極15および陽極酸化膜16をマスクとしてゲート絶縁
膜14を所定の形状にエッチング加工する。Next, as shown in FIG. 3E, the gate insulating film 14 is etched into a predetermined shape by using the gate electrode 15 and the anodic oxide film 16 as a mask.
【0049】次に、図3(f)に示すように、ゲート電
極15および陽極酸化膜16をマスクとして、質量分離
型イオン注入装置またはイオンシャワードーピング装置
により半導体層13にリンまたはボロンを、例えば10
20atoms/cm3以上注入する。その後、熱アニー
ルまたはレーザーアニールを行うことにより不純物イオ
ンを活性化する。これにより、n+層またはp+層である
ソース領域17およびドレイン領域17を形成する。こ
のとき、陽極酸化膜16下部の半導体層はオフセット領
域(図示せず)になる。Next, as shown in FIG. 3F, with the gate electrode 15 and the anodic oxide film 16 as a mask, phosphorus or boron, for example, phosphorus is added to the semiconductor layer 13 by a mass separation type ion implantation apparatus or an ion shower doping apparatus. 10
Inject at least 20 atoms / cm 3 . Then, thermal annealing or laser annealing is performed to activate the impurity ions. As a result, the source region 17 and the drain region 17 which are n + layers or p + layers are formed. At this time, the semiconductor layer below the anodic oxide film 16 becomes an offset region (not shown).
【0050】次に、図4(g)に示すように、例えばプ
ラズマTEOS装置を用いて膜厚400nmのSiO2
からなる層間絶縁膜18を成膜する。Next, as shown in FIG. 4G, a SiO 2 film having a thickness of 400 nm is formed by using, for example, a plasma TEOS device.
An interlayer insulating film 18 made of is formed.
【0051】次に、図4(h)に示すように、層間絶縁
膜18に、ソース領域17およびドレイン領域17に達
するように2カ所のコンタクトホールを開口した後、例
えばスパッタリング装置を用いてTiを含有したAl膜
を膜厚350nmに成膜し、コンタクトホールに一部充
填してソース電極19およびドレイン電極19を形成す
る。Next, as shown in FIG. 4 (h), two contact holes are formed in the interlayer insulating film 18 so as to reach the source region 17 and the drain region 17, and then Ti is deposited by using, for example, a sputtering apparatus. An Al film containing Al is formed to a film thickness of 350 nm, and the contact hole is partially filled to form the source electrode 19 and the drain electrode 19.
【0052】最後に、図4(i)に示すように、TFT
上部にプラズマCVD装置を用いて窒化シリコン膜を成
膜し、保護膜20を形成する。Finally, as shown in FIG. 4 (i), the TFT
A silicon nitride film is formed on the upper portion using a plasma CVD device to form a protective film 20.
【0053】(実施例3)図6(i)に本実施例のTF
Tの断面図を示す。(Embodiment 3) FIG. 6I shows the TF of this embodiment.
A sectional view of T is shown.
【0054】このTFTは、絶縁性基板21の上に、窒
素または炭素が混入された多結晶シリコンからなる高抵
抗層22および多結晶シリコンからなる半導体層23が
この順に形成されている。半導体層23は、真性半導体
層であるチャネル領域23a、不純物が注入されてn+
層またはp+層となっているソース領域27およびドレ
イン領域27に区分されている。In this TFT, a high resistance layer 22 made of polycrystalline silicon mixed with nitrogen or carbon and a semiconductor layer 23 made of polycrystalline silicon are formed in this order on an insulating substrate 21. The semiconductor layer 23 is a channel region 23a which is an intrinsic semiconductor layer, and n +
It is divided into a source region 27 and a drain region 27 which are layers or p + layers.
【0055】上記半導体層23のチャネル領域23aの
上には、ゲート絶縁膜24およびゲート電極25がこの
順に形成され、ゲート電極25の表面には陽極酸化膜2
6が形成されている。A gate insulating film 24 and a gate electrode 25 are formed in this order on the channel region 23a of the semiconductor layer 23, and the anodic oxide film 2 is formed on the surface of the gate electrode 25.
6 is formed.
【0056】この状態の基板上には、陽極酸化膜26等
を覆う状態で層間絶縁膜28が形成され、この層間絶縁
膜28にはソース領域27およびドレイン領域27に達
するコンタクトホールが形成されている。層間絶縁膜2
8の上には、コンタクトホールに一部充填した状態でソ
ース電極29およびドレイン電極29が形成され、さら
にその上に保護膜30が形成されている。An interlayer insulating film 28 is formed on the substrate in this state so as to cover the anodic oxide film 26 and the like, and contact holes reaching the source region 27 and the drain region 27 are formed in the interlayer insulating film 28. There is. Interlayer insulation film 2
A source electrode 29 and a drain electrode 29 are formed on the electrode 8 in a state where the contact hole is partially filled, and a protective film 30 is further formed on the source electrode 29 and the drain electrode 29.
【0057】次に、このTFTの製造方法を説明する。Next, a method of manufacturing this TFT will be described.
【0058】まず、図5(a)に示すように、ガラス等
からなる透明絶縁性基板21上にプラズマCVD装置ま
たはスパッタリング装置を用いて窒素または炭素を含有
した非単結晶シリコンからなる高抵抗層22を成膜す
る。高抵抗層22には、窒素が1021atoms/cm
3以上混入されているのが望ましい。First, as shown in FIG. 5A, a high resistance layer made of non-single-crystal silicon containing nitrogen or carbon is formed on a transparent insulating substrate 21 made of glass or the like by using a plasma CVD apparatus or a sputtering apparatus. 22 is formed into a film. The high resistance layer 22 contains 10 21 atoms / cm 2 of nitrogen.
It is desirable that 3 or more are mixed.
【0059】次に、図5(b)に示すように、高抵抗層
22の上に、減圧CVD装置またはプラズマCVD装置
を用いてアモルファスシリコン膜を成膜する。続いて、
このアモルファスシリコン膜をSPCまたはエキシマレ
ーザーアニールまたはSPCとエキシマレーザーとの組
合せにより熱処理を施すことにより、多結晶シリコン膜
とし、所定の形状に加工して半導体層23を得る。半導
体層23の厚みは、良好な膜質を得るために、20nm
〜100nm程度が望ましい。なお、上記窒素または炭
素を含有した非単結晶シリコンからなる高抵抗層22
は、上記熱処理により多結晶シリコンとなる。高抵抗層
として機能させるには、窒素または炭素を含有した非単
結晶シリコンのままの膜質でもよく、本実施例では半導
体層23の形成の際、および後述するソース領域および
ドレイン領域の形成の際に行う熱処理により、非単結晶
シリコンが多結晶シリコンに組織変化が生じている。Next, as shown in FIG. 5B, an amorphous silicon film is formed on the high resistance layer 22 by using a low pressure CVD apparatus or a plasma CVD apparatus. continue,
The amorphous silicon film is heat-treated by SPC or excimer laser annealing or a combination of SPC and excimer laser to form a polycrystalline silicon film, which is processed into a predetermined shape to obtain the semiconductor layer 23. The thickness of the semiconductor layer 23 is 20 nm in order to obtain good film quality.
Approximately 100 nm is desirable. The high resistance layer 22 made of non-single crystal silicon containing nitrogen or carbon as described above.
Becomes polycrystalline silicon by the above heat treatment. In order to function as a high resistance layer, the film quality of non-single crystal silicon containing nitrogen or carbon may be used as it is. In this embodiment, when the semiconductor layer 23 is formed and when the source region and the drain region which will be described later are formed. The heat treatment performed on the non-single-crystal silicon causes a structural change in the polycrystalline silicon.
【0060】次に、図5(c)に示すように、例えばプ
ラズマTEOS装置を用いて膜厚100nmのSiO2
からなるゲート絶縁膜24を、半導体層23を覆うよう
に成膜する。その上に、例えばスパッタリング装置を用
いてTiを含有したAl膜を膜厚300nmに成膜し、
所定の形状に加工してゲート電極25を形成する。Next, as shown in FIG. 5C, a SiO 2 film having a thickness of 100 nm is formed by using, for example, a plasma TEOS device.
A gate insulating film 24 made of is formed so as to cover the semiconductor layer 23. An Al film containing Ti is formed thereon with a film thickness of 300 nm by using, for example, a sputtering device,
The gate electrode 25 is formed by processing into a predetermined shape.
【0061】次に、図5(d)に示すように、3%酒石
酸アンモニウムとエチレングリコールとを前者:後者=
1:9の割合で混ぜ合わせた溶液を用いてゲート電極2
5を陽極酸化し、ゲート電極25表面に0.2μm以下
の陽極酸化膜26を形成する。この陽極酸化膜26の厚
みはオフセット長さとなる。Next, as shown in FIG. 5 (d), 3% ammonium tartrate and ethylene glycol were added to the former: the latter =
The gate electrode 2 using the solution mixed in the ratio of 1: 9
5 is anodized to form an anodized film 26 of 0.2 μm or less on the surface of the gate electrode 25. The thickness of this anodic oxide film 26 becomes the offset length.
【0062】次に、図5(e)に示すように、ゲート電
極25および陽極酸化膜26をマスクとしてゲート絶縁
膜24を所定の形状にエッチング加工する。Next, as shown in FIG. 5E, the gate insulating film 24 is etched into a predetermined shape by using the gate electrode 25 and the anodic oxide film 26 as a mask.
【0063】次に、図5(f)に示すように、ゲート電
極25および陽極酸化膜26をマスクとして、質量分離
型イオン注入装置またはイオンシャワードーピング装置
により半導体層23にリンまたはボロンを、例えば10
20atoms/cm3以上注入する。その後、熱アニー
ルまたはレーザーアニールを行うことにより不純物イオ
ンを活性化してn+層またはp+層であるソース領域27
およびドレイン領域27を形成する。このとき、陽極酸
化膜26下部の半導体層はオフセット領域(図示せず)
になる。Next, as shown in FIG. 5F, with the gate electrode 25 and the anodic oxide film 26 as a mask, the semiconductor layer 23 is doped with phosphorus or boron, for example, by a mass separation type ion implantation apparatus or an ion shower doping apparatus. 10
Inject at least 20 atoms / cm 3 . After that, thermal annealing or laser annealing is performed to activate the impurity ions and to form the source region 27 which is the n + layer or the p + layer.
And the drain region 27 is formed. At this time, the semiconductor layer below the anodic oxide film 26 has an offset region (not shown).
become.
【0064】次に、図6(g)に示すように、例えばプ
ラズマTEOS装置を用いて膜厚400nmのSiO2
からなる層間絶縁膜28を成膜する。Next, as shown in FIG. 6G, for example, a plasma TEOS apparatus is used to form a SiO 2 film having a thickness of 400 nm.
An interlayer insulating film 28 made of is formed.
【0065】次に、図6(h)に示すように、層間絶縁
膜28に、ソース領域27およびドレイン領域27に達
するように2カ所のコンタクトホールを開口した後、例
えばスパッタリング装置を用いてTiを含有したAl膜
を膜厚350nmに成膜し、コンタクトホールに一部充
填してソース電極29およびドレイン電極29を形成す
る。Next, as shown in FIG. 6H, two contact holes are formed in the interlayer insulating film 28 so as to reach the source region 27 and the drain region 27, and then Ti is formed by using, for example, a sputtering device. An Al film containing Al is formed to a film thickness of 350 nm, and the contact hole is partially filled to form a source electrode 29 and a drain electrode 29.
【0066】最後に、図6(i)に示すように、TFT
上部にプラズマCVD装置を用いて窒化シリコン膜を成
膜し、保護膜30を形成する。Finally, as shown in FIG. 6 (i), the TFT
A silicon nitride film is formed on the upper portion using a plasma CVD apparatus to form a protective film 30.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、オン電流をほとんど低減することなくオフ時
のリーク電流を低くすることができる多結晶シリコンT
FTを、簡単な製造工程により作製することができる。
TFT−LCDにおいて、周辺駆動回路のドライバー素
子として十分高いオン電流と、画素スイッチング素子と
して十分低いオフ電流とを備えたTFTが実現できるの
で、ドライバー素子と画素スイッチング素子とを同一プ
ロセスおよび同一構造で作製できる生産性に優れた製造
工程が可能となる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the polycrystalline silicon T capable of reducing the leak current at the time of off with almost no decrease in the on-current.
The FT can be manufactured by a simple manufacturing process.
In a TFT-LCD, a TFT having a sufficiently high on-current as a driver element of a peripheral drive circuit and a sufficiently low off-current as a pixel switching element can be realized, so that the driver element and the pixel switching element can be formed by the same process and the same structure. A manufacturing process with excellent productivity that can be manufactured becomes possible.
【図1】(a)〜(f)は実施例1のTFTの製造工程
を示す断面図である。1A to 1F are cross-sectional views showing a manufacturing process of a TFT according to a first embodiment.
【図2】(g)〜(j)は実施例1のTFTの製造工程
を示す断面図である。2 (g) to (j) are cross-sectional views showing the manufacturing process of the TFT of Example 1. FIG.
【図3】(a)〜(f)は実施例2のTFTの製造工程
を示す断面図である。3A to 3F are cross-sectional views showing the manufacturing process of the TFT of the second embodiment.
【図4】(g)〜(i)は実施例2のTFTの製造工程
を示す断面図である。4 (g) to (i) are cross-sectional views showing a manufacturing process of the TFT of Example 2. FIG.
【図5】(a)〜(f)は実施例3のTFTの製造工程
を示す断面図である。5A to 5F are cross-sectional views showing a manufacturing process of a TFT of Example 3.
【図6】(g)〜(i)は実施例3のTFTの製造工程
を示す断面図である。6 (g) to (i) are cross-sectional views showing manufacturing steps of the TFT of Example 3. FIG.
【図7】(a)はTFTのVg−Id曲線であり、
(b)はTFTのVds−Id曲線である。7A is a Vg-Id curve of a TFT, FIG.
(B) is a Vds-Id curve of the TFT.
1、11、21 絶縁性基板 2、13、23 多結晶シリコンからなる半導体層 3、14、24 ゲート絶縁膜 4、15、25 ゲート電極 5、16、26 陽極酸化膜 6、12、22 高抵抗層 7、17、27 ソース領域およびドレイン領域 8、18、28 層間絶縁膜 9、19、29 ソース電極およびドレイン電極 10、20、30 保護膜 1, 11, 21 Insulating substrate 2, 13, 23 Semiconductor layer made of polycrystalline silicon 3, 14, 24 Gate insulating film 4, 15, 25 Gate electrode 5, 16, 26 Anodized film 6, 12, 22 High resistance Layers 7, 17, 27 Source region and drain region 8, 18, 28 Interlayer insulating film 9, 19, 29 Source electrode and drain electrode 10, 20, 30 Protective film
Claims (8)
半導体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極が該基板側か
らこの順に形成された薄膜トランジスタにおいて、 該半導体層がチャネル領域を挟んでソース領域およびド
レイン領域を有し、該半導体層の該ソース領域およびド
レイン領域の該基板側に高抵抗層が形成されている薄膜
トランジスタ。1. A thin film transistor in which a semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed on a substrate in this order from the substrate side, wherein the semiconductor layer sandwiches a channel region between a source region and a drain. A thin film transistor having a region, in which a high resistance layer is formed on the substrate side of the source region and the drain region of the semiconductor layer.
域およびドレイン領域の厚みより厚く形成されている請
求項1に記載の薄膜トランジスタ。2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the channel region is formed thicker than the source region and the drain region.
半導体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極が該基板側か
らこの順に形成された薄膜トランジスタにおいて、 該半導体層がチャネル領域を挟んでソース領域およびド
レイン領域を有し、該半導体層の該基板側全域に高抵抗
層が形成されている薄膜トランジスタ。3. A thin film transistor in which a semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed on a substrate in this order from the substrate side, the semiconductor layer sandwiching a channel region between a source region and a drain. A thin film transistor having a region and a high resistance layer formed over the entire region of the semiconductor layer on the substrate side.
された多結晶シリコン薄膜からなる請求項1、2または
3に記載の薄膜トランジスタ。4. The thin film transistor according to claim 1, wherein the high resistance layer is made of a polycrystalline silicon thin film mixed with nitrogen or carbon.
半導体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極が該基板側か
らこの順に形成され、該半導体層がチャネル領域を挟ん
でソース領域およびドレイン領域を有する薄膜トランジ
スタの製造方法において、 基板上に、半導体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極を
この順に形成する工程と、 該ゲート電極をマスクとして該半導体層に窒素または炭
素を注入し、該半導体層の基板寄り部分に高抵抗層を形
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を注入
し、かつ、活性化処理を行うことにより、該高抵抗層の
上側の半導体層部分にソース領域およびドレイン領域を
形成する工程とを含む薄膜トランジスタの製造方法。5. A semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed on a substrate in this order from the substrate side, and the semiconductor layer has a source region and a drain region with a channel region interposed therebetween. In the method of manufacturing a thin film transistor, a step of forming a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode on a substrate in this order, and nitrogen or carbon is injected into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask so that the semiconductor layer is closer to the substrate. A step of forming a high resistance layer in a portion, and by implanting an impurity into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask and performing an activation process, a source region and a source region are formed in the semiconductor layer portion above the high resistance layer. A method of manufacturing a thin film transistor, comprising the step of forming a drain region.
る際、前記高抵抗層の形成部分に窒素または炭素を10
21atoms/cm3以上混入し、前記ソース領域およ
びドレイン領域の形成部分に窒素または炭素を1021a
toms/cm3未満混入するように行う請求項5に記
載の薄膜トランジスタの製造方法。6. When implanting nitrogen or carbon into the semiconductor layer, nitrogen or carbon is added to a portion where the high resistance layer is formed.
21 atoms / cm 3 or more is mixed, and nitrogen or carbon is added to the formation region of the source region and the drain region at 10 21 a
The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 5, wherein the method is performed so that the amount of less than toms / cm 3 is mixed.
半導体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極が該基板側か
らこの順に形成され、該半導体層がチャネル領域を挟ん
でソース領域およびドレイン領域を有する薄膜トランジ
スタの製造方法において、 基板上に窒素または炭素が混入された多結晶シリコン薄
膜を成膜し、または多結晶シリコン薄膜の成膜後に窒素
または炭素を注入することにより高抵抗層を形成する工
程と、 該高抵抗層の上に、該半導体層、ゲート絶縁膜およびゲ
ート電極をこの順に形成する工程と、 該ゲート電極をマスクとして該半導体層に不純物を注入
し、かつ、不純物を活性化することによりソース領域お
よびドレイン領域を形成する工程とを含む薄膜トランジ
スタの製造方法。7. A semiconductor layer made of a polycrystalline silicon thin film, a gate insulating film, and a gate electrode are formed on a substrate in this order from the substrate side, and the semiconductor layer has a source region and a drain region with a channel region interposed therebetween. In a method of manufacturing a thin film transistor, a step of forming a high resistance layer by forming a polycrystalline silicon thin film mixed with nitrogen or carbon on a substrate, or by injecting nitrogen or carbon after forming the polycrystalline silicon thin film. Forming a semiconductor layer, a gate insulating film and a gate electrode in this order on the high resistance layer, and injecting an impurity into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask and activating the impurity And a step of forming a source region and a drain region by the method.
成すべく前記半導体層に不純物を注入する際、前記ゲー
ト電極に加えて該ゲート電極の表面に形成されている絶
縁膜をもマスクとして用いる請求項5乃至7のいずれか
1つに記載の薄膜トランジスタの製造方法。8. The insulating film formed on the surface of the gate electrode in addition to the gate electrode is also used as a mask when implanting impurities into the semiconductor layer to form the source region and the drain region. 5. The method for manufacturing a thin film transistor according to any one of 5 to 7.
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