JP2505662B2 - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタの製造方法Info
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- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタの製造
方法に関する。
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜トランジスタは、低電圧、低消費電
力、軽量および高画質を実現することができるという長
所のために、活性マトリックス液晶表示装置の素子とし
てよく用いられている。
力、軽量および高画質を実現することができるという長
所のために、活性マトリックス液晶表示装置の素子とし
てよく用いられている。
【0003】一般に、この薄膜トランジスタの製造方法
においては、図2に示すように、ガラス基板1上にIT
O(Indium Tin Oxide)をコーティング(coating )し
た後、所定のマスクを用いてゲート電極2を形成し、こ
のゲート電極2上に化学反応気相装置[Plasma Enhance
ment Chemical Vapor Deposition(PECVD) ]を用いてゲ
ート絶縁層3を3000オングストロームの厚さに蒸着
し、前記ゲート絶縁層3をエッチングして再び化学反応
気相装置を用いて1500オングストロームの厚さに非
晶質半導体層4とn+ オーミック層5を順次蒸着した
後、透明導電膜である画素電極8をゲート絶縁層3上に
蒸着する。次いで、スパッタ装置を用いて4000オン
グストローム程度の厚さに蒸着してソース電極6とドレ
イン電極7を形成する。
においては、図2に示すように、ガラス基板1上にIT
O(Indium Tin Oxide)をコーティング(coating )し
た後、所定のマスクを用いてゲート電極2を形成し、こ
のゲート電極2上に化学反応気相装置[Plasma Enhance
ment Chemical Vapor Deposition(PECVD) ]を用いてゲ
ート絶縁層3を3000オングストロームの厚さに蒸着
し、前記ゲート絶縁層3をエッチングして再び化学反応
気相装置を用いて1500オングストロームの厚さに非
晶質半導体層4とn+ オーミック層5を順次蒸着した
後、透明導電膜である画素電極8をゲート絶縁層3上に
蒸着する。次いで、スパッタ装置を用いて4000オン
グストローム程度の厚さに蒸着してソース電極6とドレ
イン電極7を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように形成された薄膜トランジスタでは非晶質半導体層
4とソース/ドレイン電極6、7とのオーミック接触の
ためのオーミック層の形成の際、チャンネルの上部に残
っているn+ オーミック層5の残滓をエッチングで除去
する際に困難さがあり、汚れによる薄膜トランジスタの
破損が生ずるという問題点があり、さらに、この薄膜ト
ランジスタのオフ電流の減少に限界があった。
ように形成された薄膜トランジスタでは非晶質半導体層
4とソース/ドレイン電極6、7とのオーミック接触の
ためのオーミック層の形成の際、チャンネルの上部に残
っているn+ オーミック層5の残滓をエッチングで除去
する際に困難さがあり、汚れによる薄膜トランジスタの
破損が生ずるという問題点があり、さらに、この薄膜ト
ランジスタのオフ電流の減少に限界があった。
【0005】本発明は前記のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、薄膜トランジスタの製造の際
に別途にn+ オーミック層を形成する必要がない方法を
提供するものである。
ものであり、その目的は、薄膜トランジスタの製造の際
に別途にn+ オーミック層を形成する必要がない方法を
提供するものである。
【0006】
【問題点を解決するための手段】前記目的を達成するた
めに、請求項1に記載の本発明の薄膜トランジスタの製
造方法は、基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体と
ドレイン電極およびソース電極を有するTFTの前記半
導体上にドレイン電極およびソース電極を形成する薄膜
トランジスタの製造方法において、前記半導体上にAr
とPH3 を所定の比率に混合して、前記半導体層とオー
ミック接触するように第1の金属層を所定の厚さに蒸着
形成する段階と、前記蒸着された第1の金属層上に第2
の金属層を所定の時間前記蒸着形成する段階を備えて、
前記第1および第2金属層がドレイン電極あるいはソー
ス電極を形成することを特徴とする。
めに、請求項1に記載の本発明の薄膜トランジスタの製
造方法は、基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体と
ドレイン電極およびソース電極を有するTFTの前記半
導体上にドレイン電極およびソース電極を形成する薄膜
トランジスタの製造方法において、前記半導体上にAr
とPH3 を所定の比率に混合して、前記半導体層とオー
ミック接触するように第1の金属層を所定の厚さに蒸着
形成する段階と、前記蒸着された第1の金属層上に第2
の金属層を所定の時間前記蒸着形成する段階を備えて、
前記第1および第2金属層がドレイン電極あるいはソー
ス電極を形成することを特徴とする。
【0007】また、請求項2に記載の本発明の薄膜トラ
ンジスタの製造方法は、第1の金属層の形成段階におい
てArとPH3 のガス混合比率は99:1であることを
特徴とする。
ンジスタの製造方法は、第1の金属層の形成段階におい
てArとPH3 のガス混合比率は99:1であることを
特徴とする。
【0008】また、請求項3に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法は、第1の金属層は、ArとPH3 の混合ガ
ス雰囲気下で、Al、Cr、Mo、Tiの中でいずれか
の一つの金属材質で蒸着形成されることを特徴とする。
の製造方法は、第1の金属層は、ArとPH3 の混合ガ
ス雰囲気下で、Al、Cr、Mo、Tiの中でいずれか
の一つの金属材質で蒸着形成されることを特徴とする。
【0009】また、請求項4に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法は、第2の金属層は、Al、Cr、Mo、T
iの中でいずれかの一つの金属材質で形成されることを
特徴とする。
の製造方法は、第2の金属層は、Al、Cr、Mo、T
iの中でいずれかの一つの金属材質で形成されることを
特徴とする。
【0010】また、請求項5に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法は、第1の金属層の厚さは、500オングス
トローム乃至1000オングストロームであることを特
徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。
の製造方法は、第1の金属層の厚さは、500オングス
トローム乃至1000オングストロームであることを特
徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。
【0011】また、請求項6に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法は、第2の金属層の厚さは、3000オング
ストローム乃至5000オングストロームであることを
特徴とする。
の製造方法は、第2の金属層の厚さは、3000オング
ストローム乃至5000オングストロームであることを
特徴とする。
【0012】また、請求項7に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法は、第2の金属層の厚さは、第1の金属層の
厚さより厚く形成されることを特徴とする。
の製造方法は、第2の金属層の厚さは、第1の金属層の
厚さより厚く形成されることを特徴とする。
【0013】また、請求項8に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法は、形成された金属層の全厚さは、3500
オングストローム乃至6000オングストロームである
ことを特徴とする。
の製造方法は、形成された金属層の全厚さは、3500
オングストローム乃至6000オングストロームである
ことを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明によれば、PH3 およびArガスを一定
の比率に混合した雰囲気中にて一定の厚さの第1の金属
層を蒸着してその第1の金属層に少量のPH3 が含まれ
るようにし、次いでArガス雰囲気下でその第1の金属
層上に一定の厚さの第2の金属層を蒸着するようにした
ので、ソースおよびドレイン電極n+ オーミック層の役
割を同時にすることができる。
の比率に混合した雰囲気中にて一定の厚さの第1の金属
層を蒸着してその第1の金属層に少量のPH3 が含まれ
るようにし、次いでArガス雰囲気下でその第1の金属
層上に一定の厚さの第2の金属層を蒸着するようにした
ので、ソースおよびドレイン電極n+ オーミック層の役
割を同時にすることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図1を参照
して詳細に説明する。図1において、従来と同一部分に
は同一符号を付してある。
して詳細に説明する。図1において、従来と同一部分に
は同一符号を付してある。
【0016】図1は、本発明が適用された薄膜トランジ
スタの一実施を示す断面図であって、ガラス基板1上に
ITOをコーティングした後、所定のマスクを用いてゲ
ート電極2を形成し、このゲート電極2上に化学反応気
相装置を用いてゲート絶縁層3を3000オングストロ
ームの厚さに蒸着し、前記ゲート絶縁層3をエッチング
して再び化学反応気相装置を用いて1500オングスト
ロームの厚さに例えば水素化アモルファスSiからなる
非晶質半導体層4を蒸着し、透明導電膜である画素電極
8をゲート絶縁層3上に蒸着する。
スタの一実施を示す断面図であって、ガラス基板1上に
ITOをコーティングした後、所定のマスクを用いてゲ
ート電極2を形成し、このゲート電極2上に化学反応気
相装置を用いてゲート絶縁層3を3000オングストロ
ームの厚さに蒸着し、前記ゲート絶縁層3をエッチング
して再び化学反応気相装置を用いて1500オングスト
ロームの厚さに例えば水素化アモルファスSiからなる
非晶質半導体層4を蒸着し、透明導電膜である画素電極
8をゲート絶縁層3上に蒸着する。
【0017】次いで、スパッタ装置のミキシングチャン
バで、Ar99%とPH3 1%を混合したガス雰囲気中
で、前記のように形成された非晶質半導体層4上に一定
時間第1の金属層を蒸着(deposition)して、500オ
ングストローム〜1000オングストローム程度の厚さ
に保持する。この第1の金属層の材質としては、ゲート
絶縁層3との間で電子の移動を可能とするものであれば
よく、例えば次の第2の金属層と同様のAl、Cr、M
o、Ti等を用いることができる。また、Arに対する
PH 3 の割合は、前記1%以外でもよく、この割合を変
化させることにより、前記第1の金属層のオーミック層
として作用する部分の状態を調整することができる。そ
の後、Al、Cr、Mo、Ti等の金属ターゲットを用
いて、Ar雰囲気中で第2の金属層を一定時間蒸着して
3000オングストローム〜5000オングストローム
の厚さを有するようにする。同時に形成されるこの金属
層の断面は第1および第2の金属層の区分なしに図面に
示されている。このとき、第1の金属層は通常の金属電
極材質にPH3 が少量含まれた層として形成され、第2
の金属層は通常の金属層と同様な型である。したがっ
て、第1の金属層はオーミック層のような効果を有する
ために、従来のようにn+ オーミック層の形成のために
別途の工程が必要ではない。
バで、Ar99%とPH3 1%を混合したガス雰囲気中
で、前記のように形成された非晶質半導体層4上に一定
時間第1の金属層を蒸着(deposition)して、500オ
ングストローム〜1000オングストローム程度の厚さ
に保持する。この第1の金属層の材質としては、ゲート
絶縁層3との間で電子の移動を可能とするものであれば
よく、例えば次の第2の金属層と同様のAl、Cr、M
o、Ti等を用いることができる。また、Arに対する
PH 3 の割合は、前記1%以外でもよく、この割合を変
化させることにより、前記第1の金属層のオーミック層
として作用する部分の状態を調整することができる。そ
の後、Al、Cr、Mo、Ti等の金属ターゲットを用
いて、Ar雰囲気中で第2の金属層を一定時間蒸着して
3000オングストローム〜5000オングストローム
の厚さを有するようにする。同時に形成されるこの金属
層の断面は第1および第2の金属層の区分なしに図面に
示されている。このとき、第1の金属層は通常の金属電
極材質にPH3 が少量含まれた層として形成され、第2
の金属層は通常の金属層と同様な型である。したがっ
て、第1の金属層はオーミック層のような効果を有する
ために、従来のようにn+ オーミック層の形成のために
別途の工程が必要ではない。
【0018】このように、本発明によるとn+ オーミッ
ク層を別途に形成する必要なくソース電極6とドレイン
電極7だけを形成することにより、半導体層と金属層と
のオーミック接触の効果が得られる。また、本発明によ
ると、非晶質半導体層4とソース電極6およびドレイン
電極7とのオーミック接触特性が向上され、カットオフ
電流が大きく減少され(10-12 オングストローム以
下)、従来のn+ オーミック層の形成に従う汚染により
薄膜トランジスタが破損されることを防止することがで
きる。
ク層を別途に形成する必要なくソース電極6とドレイン
電極7だけを形成することにより、半導体層と金属層と
のオーミック接触の効果が得られる。また、本発明によ
ると、非晶質半導体層4とソース電極6およびドレイン
電極7とのオーミック接触特性が向上され、カットオフ
電流が大きく減少され(10-12 オングストローム以
下)、従来のn+ オーミック層の形成に従う汚染により
薄膜トランジスタが破損されることを防止することがで
きる。
【0019】本発明は、半導体層とドレイン電極、ソー
ス電極とオーミック層を有するすべての薄膜トランジス
タに適用できるものであって、特許請求の範囲を逸脱し
ない範囲内で前記した実施例の外のすべての修正例を含
めることができる。
ス電極とオーミック層を有するすべての薄膜トランジス
タに適用できるものであって、特許請求の範囲を逸脱し
ない範囲内で前記した実施例の外のすべての修正例を含
めることができる。
【0020】
【発明の効果】このように本発明の薄膜トランジスタの
製造方法は構成され作用するものであるから、薄膜トラ
ンジスタの製造の際に、別途にn+ オーミック層を形成
する手段を設けることなく前記n+ オーミック層を形成
することができる等の効果を奏する。
製造方法は構成され作用するものであるから、薄膜トラ
ンジスタの製造の際に、別途にn+ オーミック層を形成
する手段を設けることなく前記n+ オーミック層を形成
することができる等の効果を奏する。
【図1】本発明による薄膜トランジスタの構成を示す断
面図
面図
【図2】従来による薄膜トランジスタの構成を示す断面
図
図
1 ガラス基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁層 4 非晶質半導体 5 n+ オーミック層 6 ソース電極 7 ドレイン電極 8 画素電極
Claims (8)
- 【請求項1】 基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導
体とドレイン電極およびソース電極を有するTFTの前
記半導体上にドレイン電極およびソース電極を形成する
薄膜トランジスタの製造方法において、前記半導体上に
ArとPH3を所定の比率に混合して、前記半導体層と
オーミック接触するように第1の金属層を所定の厚さに
蒸着形成する段階と、前記蒸着された第1の金属層上に
第2の金属層を所定の時間前記蒸着形成する段階を備え
て、前記第1および第2金属層がドレイン電極あるいは
ソース電極を形成することを特徴とする薄膜トランジス
タの製造方法。 - 【請求項2】 第1の金属層の形成段階においてArと
PH3 のガス混合比率は99:1であることを特徴とす
る、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項3】 第1の金属層は、ArとPH3 の混合ガ
ス雰囲気下で、Al、Cr、Mo、Tiの中でいずれか
の一つの金属材質で蒸着形成されることを特徴とする、
請求項1または請求項2に記載の薄膜トランジスタの製
造方法。 - 【請求項4】 第2の金属層は、Al、Cr、Mo、T
iの中でいずれかの一つの金属材質で形成されることを
特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。 - 【請求項5】 第1の金属層の厚さは、500オングス
トローム乃至1000オングストロームであることを特
徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。 - 【請求項6】 第2の金属層の厚さは、3000オング
ストローム乃至5000オングストロームであることを
特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。 - 【請求項7】 第2の金属層の厚さは、第1の金属層の
厚さより厚く形成されることを特徴とする請求項1に記
載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項8】 形成された金属層の全厚さは、3500
オングストローム乃至6000オングストロームである
ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタの
製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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