JP2004327977A - 薄膜トランジスタ及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の薄膜トランジスタの作製方法は、素子分離していない半導体膜の上に少なくともゲート絶縁膜を成膜した状態で加熱処理を行い、ゲート絶縁膜と半導体膜を同時に素子構造に分離し、露出した半導体膜の側面を覆う絶縁膜を形成し、半導体膜とゲート電極との短絡を防ぐことを特徴としている。加熱処理後にゲート絶縁膜と半導体膜を同時に素子形状に加工するため、加熱時のガラス基板の膨張、収縮がパターニングのアライメントずれに影響を及ぼさないことを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
本実施の形態において適用可能な基板には、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラスなどを素材とするガラス基板等が挙げられる。代表的にはコーニング社製の1737ガラス基板(歪み点667℃)、旭硝子社製のAN100(歪み点670℃)などが適用可能であるが、勿論他の同様な基板であれば特段の限定はない。
実施の形態1において図1(C)、(G)のように島状に加工された結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28、ゲート絶縁膜26、ゲート絶縁膜29および第1の導電性膜27、第1の導電性膜30を500℃でオゾンを用いて酸化する。こうして、図3(A)、(C)に示すように、露出した結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28側面に酸化膜を形成し、当該酸化膜の実効的な厚さをゲート絶縁膜26、ゲート絶縁膜29の実効的な厚さ以上とすることで、その後に形成するゲート電極と結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28側面との短絡を防止することができる。なお、結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28側面に形成される絶縁膜としては、酸化膜、窒化膜、酸化窒化膜などを適用することが可能である。酸化方法としては、オゾンガスを用いる方法の他に、酸素を含んだプラズマを用いてプラズマ酸化することも可能である。また、酸化方法としてオゾン水による洗浄を行ってもよく、このとき紫外光をガラス基板20表面に照射すると効率よく酸化を行うことができる。窒化方法としては、窒素ガスを含んだプラズマを用いたプラズマ窒化を利用できる。また島状の結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28、ゲート絶縁膜26、ゲート絶縁膜29および第1の導電性膜27、第1の導電性膜30をパターニングする際に用いたレジストマスクを残したままで、酸素または窒素をドーピングすることにより、結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28の側面だけを選択的に絶縁体膜化することも可能である。
実施の形態1において図1(C)、(G)のようにように島状に加工された結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28、ゲート絶縁膜26、ゲート絶縁膜29および第1の導電性膜27、第1の導電性膜30形成後に、結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28、ゲート絶縁膜26、ゲート絶縁膜29を覆うように、ガラス基板20全面に絶縁膜を形成する。絶縁膜としてはCVD法によって50〜100nmの膜厚で形成された酸化珪素膜を用いる。もちろん当該絶縁膜はCVD法による酸化珪素膜に限らず、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜等を用いることも可能である。成膜方法もCVD法に限らずスパッタ法等を用いることもできる。その後、図3(B)、(D)に示すように絶縁膜のパターニングを行い、絶縁層54〜57を形成する。絶縁層54〜57は、島状の結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28の少なくとも後に形成されるゲート電極と重なる領域における側面を覆う形状とし、当該絶縁層54〜57の実効的な厚さをゲート絶縁膜26、ゲート絶縁膜29の実効的な厚さ以上とすることで、結晶性半導体膜25、結晶性半導体膜28とその後に形成されるゲート電極との短絡を防止することができる。
11 下地膜
12 半導体膜
13 トランジスタ作製領域
14 トランジスタ作製領域
15 ゲート絶縁膜
16 導電性膜
17 ゲート絶縁膜
18 ゲート電極
20 ガラス基板
21 第1無機絶縁体層
22 結晶性半導体膜
23 ゲート絶縁膜
24 第1の導電性膜
25 結晶性半導体膜
26 ゲート絶縁膜
27 第1の導電性膜
28 結晶性半導体膜
29 ゲート絶縁膜
30 第1の導電性膜
31 絶縁膜
32 サイドウォール
33 サイドウォール
34 第2の導電性膜
35a サイドウォール
35b サイドウォール
36 ゲート絶縁膜
37 第1の導電層
38 第2の導電層
39 ゲート絶縁膜
40 第1の導電層
41 ソースまたはドレイン
42 ゲート電極
43 チャネル領域
44 ソースまたはドレイン
45 ゲート電極
46 チャネル領域
47 配線
48 配線
49 配線
50 配線
51 絶縁膜
52 層間絶縁膜
53 バリア膜
54 絶縁層
55 絶縁層
56 絶縁層
57 絶縁層
500 基板
501 第1の電極
502 発光層
503 第2の電極
504 絶縁膜
505 保護膜
506 発光素子
507 配線
508 ソース線
509 ゲート線
510 電源線
511 容量素子
512 スイッチング用TFT
513 駆動用TFT
601 基板
602 画素部
603 信号線駆動回路
604a 走査線駆動回路
604b 走査線駆動回路
606 シール材
607 シーリング材
608 密閉空間
609 吸湿剤
610 カバー材
611 入力端子部
612 FPC
613 入力配線
615 配線
616 導電体
617 樹脂
620 カラーフィルタ
621 対向基板
622 密閉空間
623 保護膜
2001 筐体
2002 支持台
2003 表示部
2004 スピーカー部
2005 ビデオ入力端子
2101 本体
2102 表示部
2103 受像部
2104 操作キー
2105 外部接続ポート
2106 シャッター
2201 本体
2202 筐体
2203 表示部
2204 キーボード
2205 外部接続ポート
2206 ポインティングマウス
2301 本体
2302 表示部
2303 スイッチ
2304 操作キー
2305 赤外線ポート
2401 本体
2402 筐体
2403 表示部A
2404 表示部B
2405 記録媒体読込部
2406 操作キー
2407 スピーカー部
2501 本体
2502 表示部
2503 アーム部
2601 本体
2602 表示部
2603 筐体
2604 外部接続ポート
2605 リモコン受信部
2606 受像部
2607 バッテリー
2608 音声入力部
2609 操作キー
2701 本体
2702 筐体
2703 表示部
2704 音声入力部
2705 音声出力部
2706 操作キー
2707 外部接続ポート
2708 アンテナ
Claims (17)
- 絶縁基板上に、同一のフォトマスクを用いてパターニングされた島状の半導体膜及び島状のゲート絶縁膜と、前記島状の半導体膜の側面に形成された絶縁材料でなるサイドウォールと、前記島状のゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、前記ゲート電極は、前記サイドウォールを介して前記島状の半導体膜の側面と重なっていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
- 絶縁基板上に、同一のフォトマスクを用いてパターニングされた島状の半導体膜及び島状のゲート絶縁膜と、前記島状の半導体膜及び前記島状のゲート絶縁膜の側面に形成された絶縁材料でなるサイドウォールと、前記島状のゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、前記ゲート電極は、前記サイドウォールを介して前記島状の半導体膜の側面と重なっていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
- 絶縁表面上に、同一のフォトマスクを用いてパターニングされた島状の半導体膜及び島状のゲート絶縁膜と、前記島状のゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、前記島状の半導体膜の側面は絶縁化され、前記ゲート電極は、前記絶縁化された島状の半導体膜の側面と重なっていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
- 絶縁基板上に、同一のフォトマスクを用いてパターニングされた島状の半導体膜及び島状のゲート絶縁膜と、前記島状の半導体膜及び前記島状のゲート絶縁膜の側面と前記島状のゲート絶縁膜の上面の周辺部のみとを覆うようにパターニングされた絶縁膜と、前記島状のゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、前記ゲート電極は、前記島状の半導体膜及び前記島状のゲート絶縁膜の側面と前記島状のゲート絶縁膜の上面の周辺部のみとを覆うようにパターニングされた絶縁膜を介して、前記島状の半導体膜の側面と重なっていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
- 請求項1または請求項2において、
前記島状の半導体膜の側面を覆う部分における前記サイドウォールの当該側面に垂直な方向の実効的な厚さを、前記島状のゲート絶縁膜の実効的な厚さ以上とすることを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 請求項3において、
前記島状の半導体膜の側面の絶縁化した部分の当該側面に垂直な方向の実効的な厚さを、前記島状のゲート絶縁膜の実効的な厚さ以上とすることを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 請求項4において、
前記島状の半導体膜及び前記島状のゲート絶縁膜の側面と前記島状のゲート絶縁膜の上面の周辺部のみとを覆うようにパターニングされた絶縁膜の実効的な厚さを、前記島状のゲート絶縁膜の実効的な厚さ以上とすることを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 絶縁基板上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に第1の絶縁膜を形成し、
前記半導体膜と前記第1の絶縁膜とを加熱処理し、
当該加熱処理の後、同一のフォトマスクを用いて前記半導体膜と前記第1の絶縁膜とを島状にパターニングして、島状の半導体膜と島状のゲート絶縁膜とを形成し、
前記島状のゲート絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜を異方性エッチングして、前記島状の半導体膜の側面及び前記島状のゲート絶縁膜の側面を覆うサイドウォールを自己整合的に形成し、
前記サイドウォールを形成した後、前記島状のゲート絶縁膜上に導電性膜を形成し、
前記導電性膜をパターニングしてゲート電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 絶縁基板上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に絶縁膜を形成し、
前記半導体膜と前記絶縁膜とを加熱処理し、
当該加熱処理の後、同一のレジストマスクを用いて前記半導体膜と前記絶縁膜とを島状にパターニングして、島状の半導体膜と島状のゲート絶縁膜とを形成し、
前記レジストマスクを除去せずに、前記島状の半導体膜の側面に酸素または窒素を添加し前記半導体膜の側面を絶縁化させ、
その後、前記島状のゲート絶縁膜上に導電性膜を形成し、
前記導電性膜をパターニングしてゲート電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 絶縁基板上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に第1の絶縁膜を形成し、
前記半導体膜と前記第1の絶縁膜とを加熱処理し、
当該加熱処理の後、同一のフォトマスクを用いて前記半導体膜と前記第1の絶縁膜とを島状にパターニングして、島状の半導体膜と島状のゲート絶縁膜とを形成し、
前記島状のゲート絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成し、
前記島状の半導体膜及び前記島状のゲート絶縁膜の端部と前記島状のゲート絶縁膜の上面の周辺部のみとを覆うように、前記第2の絶縁膜をパターニングし、
その後、前記島状のゲート絶縁膜上に導電性膜を形成し、
前記導電性膜をパターニングしてゲート電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 絶縁基板上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜上に第1の導電性膜を形成し、
前記半導体膜と前記第1の絶縁膜と前記第1の導電性膜とを加熱処理し、
当該加熱処理の後、同一のフォトマスクを用いて前記半導体膜と前記第1の絶縁膜と前記第1の導電性膜とを島状にパターニングして、島状の半導体膜と島状のゲート絶縁膜と島状の第1の導電性膜とを形成し、
前記島状の第1の導電性膜上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜を異方性エッチングして、前記島状の半導体膜の側面、前記島状のゲート絶縁膜の側面及び前記島状の第1の導電性膜の側面を覆うサイドウォールを自己整合的に形成し、
前記サイドウォールを形成した後、前記島状の第1の導電性膜上に第2の導電性膜を形成し、
前記島状の第1の導電性膜及び前記第2の導電性膜をパターニングしてゲート電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 絶縁基板上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に第1の導電性膜を形成し、
前記半導体膜と前記絶縁膜と前記第1の導電性膜とを加熱処理し、
当該加熱処理の後、同一のレジストマスクを用いて、前記半導体膜と前記絶縁膜と前記第1の導電性膜とを島状にパターニングして、島状の半導体膜と島状のゲート絶縁膜と島状の第1の導電性膜とを形成し、
前記レジストマスクを除去せずに、前記島状の半導体膜の側面に酸素または窒素を添加し前記半導体膜の側面を絶縁化させ、
その後、前記島状の第1の導電性膜上に第2の導電性膜を形成し、
前記島状の第1の導電性膜及び前記第2の導電性膜をパターニングしてゲート電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 絶縁基板上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に第1の絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に第1の導電性膜を形成し、
前記半導体膜と前記第1の絶縁膜と前記第1の導電性膜とを加熱処理し、
当該加熱処理の後、同一のフォトマスクを用いて前記半導体膜と前記第1の絶縁膜と前記第1の導電性膜とを島状にパターニングして、島状の半導体膜と島状のゲート絶縁膜と島状の第1の導電性膜とを形成し、
前記島状の第1の導電性膜上に第2の絶縁膜を形成し、
前記島状の半導体膜、前記島状のゲート絶縁膜及び前記島状の第1の導電性膜の端部と前記島状の第1の導電性膜の上面の周辺部のみとを覆うように、前記第2の絶縁膜をパターニングし、
その後、前記島状のゲート絶縁膜上に第2の導電性膜を形成し、
前記第1の導電性膜及び前記第2の導電性膜をパターニングしてゲート電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 請求項8、請求項10、請求項11、請求項13のいずれか一項において、
前記半導体膜と前記第1の絶縁膜の前記加熱処理は、600〜800℃で行うことを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 請求項9または請求項12において、
前記半導体膜と前記絶縁膜の前記加熱処理は、600〜800℃で行うことを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 請求項14または請求項15において、
前記絶縁基板の歪み点は、600℃以下であることを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 請求項8乃至請求項16のいずれか一項において、
前記ゲート電極は、前記島状の半導体膜の外へ引き回されていることを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
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