JPH0521798A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

Info

Publication number
JPH0521798A
JPH0521798A JP2361191A JP2361191A JPH0521798A JP H0521798 A JPH0521798 A JP H0521798A JP 2361191 A JP2361191 A JP 2361191A JP 2361191 A JP2361191 A JP 2361191A JP H0521798 A JPH0521798 A JP H0521798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
layer
film transistor
mixed crystal
thin film
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
JP2361191A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Murota
淳一 室田
Shoichi Ono
昭一 小野
Nobuo Mikoshiba
宣夫 御子柴
Manabu Kato
加藤  学
Chisato Iwasaki
千里 岩崎
Yasuhiko Kasama
泰彦 笠間
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.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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 Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP2361191A priority Critical patent/JPH0521798A/ja
Publication of JPH0521798A publication Critical patent/JPH0521798A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78696Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 絶縁体上1に、ゲート電極3と、チャンネル
部を有する半導体層10と、ソース電極6、ドレイン電
極7とを備えた薄膜トランジスタにおいて、前記のチャ
ンネル部を有する半導体層10を、ゲルマニウムを含む
シリコン混晶層11と、その上に積層されたシリコン層
12とで形成した。ゲルマニウムを含むシリコン混晶層
11は600℃以下の温度で優れた結晶性を示すので、
この上のシリコン層は、600℃以下の温度でも混晶層
11を核としてエピタキシャル成長し、多結晶体にな
る。 【効果】 低融点ガラス基板の耐熱温度範囲である60
0℃以下の温度で形成しても、動作速度が速い薄膜トラ
ンジスタを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路あるい
は液晶ディスプレイのマトリックス・スイッチ等に使用
される薄膜トランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】図11は、従来の薄膜トランジスタの構
造を示すものである。
【0003】図中、符号1は低融点ガラス等の絶縁体か
らなる基板1である。この基板1の上にはSiO2,リン
ドープガラス,Si34等からなるパシベーション膜2が
形成されている。パシベーション膜2上の一部には、ゲ
ート電極3が設けられている。このゲート電極3には、
リンやボロンをドープした多結晶シリコンあるいはW,
Mo,Cr等の低抵抗金属が用いられる。ゲート電極3の
上には、ゲート絶縁膜4が被覆されている。このゲート
絶縁膜4は、ゲート電極3を酸化することにより、ある
いはゲート電極3上にSiO2,Si34等を成膜すること
により形成される。ゲート絶縁膜4上には、アモルファ
スシリコンからなる半導体層5がゲート絶縁膜4を覆っ
て形成されている。さらに半導体層5の図中左上、右上
には、それぞれソース電極6、ドレイン電極7が設けら
れている。このソース電極6、ドレイン電極7には、オ
ーミック電極が形成できるリンやボロンをドープした多
結晶シリコンまたはアモルファスシリコンが用いられ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の薄膜
トランジスタにあっては、基板1に低融点ガラスを用い
ているため、基板が変形しない600℃以下の温度で製
造する必要があった。ところが半導体層5を600℃以
下の温度で形成すると、半導体層5をなすシリコンはア
モルファス状態となってしまう。このため従来の薄膜ト
ランジスタは動作速度が遅いという欠点があった。
【0005】さらに、電子が電流キャリアとなるNチャ
ンネルトランジスタでなく正孔が電流キャリアとなるP
チャンネルトランジスタでは、シリコンの正孔の移動度
が電子の移動度に比べて小さいため、動作速度がNチャ
ンネルトランジスタよりも遅いという欠点があった。
【0006】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、600℃以下の温度で製造可能であり、動作速度の
速い薄膜トランジスタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の薄膜トランジ
スタでは、ゲルマニウムを含むシリコン混晶からなる層
と、その上に積層されたシリコンからなる層とでチャン
ネル部を有する半導体層を形成することを課題解決の手
段とした。
【0008】請求項2の薄膜トランジスタでは、前記ゲ
ルマニウムを含むシリコン混晶を点在させることを課題
解決の手段とした。
【0009】ここで、ゲルマニウムを含むシリコン混晶
は、化学式SiGeで表せるものでCVD法によって形成
できる。このゲルマニウムを含むシリコン混晶を形成さ
せるには、SiH4(シラン)とGeH4(ゲルマン)の混合ガ
スを用い、基板温度500〜550℃の条件で反応させ
ると良い。
【0010】また前記チャンネル部は電子または正孔が
移動する部分であり、トランジスタの能動部である半導
体層の中でゲート電極近傍に形成される部分である。前
記ゲルマニウムを含むシリコン混晶は、このチャンネル
部に設けることが望ましい。
【0011】さらに、ゲルマニウムを含むシリコン混晶
とその上に積層されたシリコンからなる層は、必要に応
じてボロンまたはリン等の不純物を添加してP型または
N型の層を形成することにより、回路上必要とされる薄
膜トランジスタの特性に調整することができる。
【0012】
【作用】本発明の薄膜トランジスタの半導体層をなすゲ
ルマニウムを含むシリコン混晶層は、600℃以下の低
温で優れた結晶性を示す。この上に形成されたシリコン
層は結晶化したゲルマニウムを含むシリコン混晶層を核
としてエピタキシャル成長するので、600℃以下の温
度でも多結晶体になる。従ってこの半導体層は、従来の
アモルファスシリコン層のみからなる半導体層に比べて
移動度が高くなる。
【0013】また前記ゲルマニウムを含むシリコン混晶
層は、それ自体高い移動度を有している。このため、こ
の点からもアモルファスシリコン層のみを用いた場合よ
り半導体層の移動度が高くなる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の薄膜トランシ
スタを詳しく説明する。なお前記従来例と同一構成部分
には、同一符号を付して説明を簡略化する。
【0015】( 実施例1 )図1は、本発明の薄膜トラン
ジスタの一実施例を示すものである。
【0016】この薄膜トランジスタでは、低融点ガラス
からなる基板1上にパシベーション膜2と、ゲート電極
3と、ゲート絶縁膜4と、半導体層10と、ソース電極
6と、ドレイン電極7が形成されている。前記半導体層
10は、ゲート絶縁膜4側に形成されたシリコン・ゲル
マニウム混晶層11とその上に形成されたシリコン層1
2とから構成されている。
【0017】この薄膜トランジスタを製造する方法を図
6ないし図10に沿って説明する。
【0018】まず、図6に示すようにガラス基板1とし
て低融点ガラス基板を用意した。この基板1上に化学気
相成長法(以下、CVD法と略記する)により窒化珪素を
形成し、図7に示すパッシベーション膜2とした。さら
にこの上にリンをドープした多結晶シリコンをCVD法
により成膜後、パターニングを行い、図8に示すような
ゲート電極3を形成した。次いでゲート電極3に酸化処
理を施して、図9に示すようにゲート電極3表面にゲー
ト絶縁膜4を形成した。
【0019】次いでこの上に、CVD法により温度55
0℃、圧力27Paの条件下で、SiH4−GeH4の混合
ガスを分解させてシリコン・ゲルマニウム混晶層11を
成膜した。さらにこの上にCVD法により温度550
℃、圧力13Paの条件下で、SiH4ガスのみを分解さ
せてシリコン層12を形成した後、パターニングした。
こうして、図10に示すようなシリコン・ゲルマニウム
混晶層11およびシリコン層12からなる半導体層10
を形成した。
【0020】さらにこの上にリンをドープした多結晶シ
リコンをCVD法により成膜後、パターニングを行うこ
とにより、ソース電極6およびドレイン電極7を設け
て、図1に示すような薄膜トランジスタを形成した。
【0021】以上説明したように、この薄膜トランジス
タの半導体層10をなすシリコン・ゲルマニウム混晶層
11は、600℃以下の低温で優れた結晶性を示す。こ
の上に形成されたシリコン層12は結晶化したシリコン
・ゲルマニウム混晶層11を核としてエピタキシャル成
長するので、600℃以下の温度でも多結晶体になる。
従ってこの半導体層10は、従来のアモルファスシリコ
ン層のみからなる半導体層5に比べて移動度が高い層に
なる。
【0022】従ってこの薄膜トランジスタによれば、低
融点ガラス基板の耐熱温度範囲である600℃以下でも
従来より動作速度が高い薄膜トランジスタを製造でき
る。
【0023】またこの薄膜トランジスタの半導体層10
を形成するシリコン・ゲルマニウム混晶層11は、それ
自体でも高い移動度を有している。
【0024】従ってこの薄膜トランジスタによれば、こ
の点でも動作速度が速い薄膜トランジスタを実現でき
る。
【0025】( 実施例2 )図2は、本発明の薄膜トラン
ジスタの第2実施例を示すものである。
【0026】この実施例が第1実施例と異なる点は、半
導体層10内のゲート絶縁膜4近傍側に連続層ではなく
点在した状態でシリコン・ゲルマニウム混晶13が形成
されている点である。
【0027】このシリコン・ゲルマニウム混晶13の大
きさおよび個数は、CVD法において、SiH4−GeH4
の混合ガス比および処理条件を調整することにより、制
御可能であった。
【0028】このようにシリコン・ゲルマニウム混晶1
3が分散している場合にも、600℃以下の処理温度で
すでに結晶化したシリコン・ゲルマニウム混晶13を核
としてシリコン層12中のシリコン粒子が結晶化し、さ
らに粒成長するため、粒径が大きく、欠陥の少ない多結
晶シリコンが形成される。
【0029】従って、この実施例の薄膜トランジスタに
おいても、低融点ガラス基板の耐熱温度範囲である60
0℃以下の温度で製造可能で、動作速度が速い薄膜トラ
ンジスタを提供できる。
【0030】( 他の実施例 )図3ないし図5に本発明の
薄膜トランジスタの他の構造例を示す。
【0031】図3に示す薄膜トランジスタが第1実施例
のトランジスタの構造と異なる点は、パシベーション膜
2上に設けられたゲート電極3を覆うように形成された
ゲート絶縁膜4と、その上に設けられたソース電極6お
よびドレイン電極7との上に半導体層10が形成されて
いる点である。
【0032】図4に示す薄膜トランジスタが第1実施例
のトランジスタの構造と異なる点は、パシベーション膜
2上に形成された半導体層10の両端にソース電極6お
よびドレイン電極7が設けられ、前記半導体層10、ソ
ース電極6およびドレイン電極7上には絶縁膜14が形
成され、その上にはゲート電極3が形成されている点で
ある。
【0033】図5に示す薄膜トランジスタが図4に示す
実施例のトランジスタの構造と異なる点は、パシベーシ
ョン膜2上に形成された半導体層10の両端がソース電
極6、ドレイン電極7となっており、このソース電極
6、ドレイン電極7の横に配線膜15が設けられている
点である。
【0034】図3ないし図5に示した構造の薄膜トラン
ジスタにおいても、他の実施例のものと同様の作用、効
果が得られる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明の薄膜トラン
ジスタは、半導体層がゲルマニウムを含むシリコン混晶
層と、その上に設けられたシリコン層とからなるもので
ある。ゲルマニウムを含むシリコン混晶層は、600℃
以下の低温で優れた結晶性を示す。この上に形成された
シリコン層は結晶化したゲルマニウムを含むシリコン混
晶層を核としてエピタキシャル成長するので、600℃
以下の温度でも多結晶体になる。よってこの半導体層
は、従来のアモルファスシリコン層のみからなる半導体
層に比べて移動度が高くなる。
【0036】従って本発明の薄膜トランジスタによれ
ば、低融点ガラス基板の耐熱温度範囲である600℃以
下の温度でも動作速度が速い薄膜トランジスタを製造で
きる。
【0037】また本発明の薄膜トランジスタは、半導体
層内にそれ自体高い移動度を示すゲルマニウムを含むシ
リコン混晶層を有している。
【0038】従って本発明の薄膜トランジスタによれ
ば、この点からも動作速度が速い薄膜トランジスタを実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の薄膜トランジスタを示す断面図で
ある。
【図2】第2実施例の薄膜トランジスタを示す断面図で
ある。
【図3】本発明の薄膜トランジスタの他の実施例を示す
断面図である。
【図4】本発明の薄膜トランジスタの他の実施例を示す
断面図である。
【図5】本発明の薄膜トランジスタの他の実施例を示す
断面図である。
【図6】第1実施例の薄膜トランジスタの製造方法を説
明するための断面図である。
【図7】第1実施例の薄膜トランジスタの製造方法を説
明するための断面図である。
【図8】第1実施例の薄膜トランジスタの製造方法を説
明するための断面図である。
【図9】第1実施例の薄膜トランジスタの製造方法を説
明するための断面図である。
【図10】第1実施例の薄膜トランジスタの製造方法を
説明するための断面図である。
【図11】従来の薄膜トランジスタを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 3 ゲート電極 5 半導体層 6 ソース電極 7 ドレイン電極 10 半導体層 11 シリコン・ゲルマニウム混晶層 12 シリコン層 13 シリコン・ゲルマニウム混晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 千里 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 笠間 泰彦 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁体上にゲート電極と、このゲート電
    極上に形成されたチャンネル部を有する半導体層と、こ
    の半導体層上に形成されたソース電極およびドレイン電
    極とを備えた薄膜トランジスタにおいて、前記チャンネ
    ル部を有する半導体層が、ゲルマニウムを含むシリコン
    混晶からなる層と、その上に積層されたシリコンからな
    る層とから形成されたものであることを特徴とする薄膜
    トランジスタ。
  2. 【請求項2】 前記ゲルマニウムを含むシリコン混晶か
    らなる層が点在していることを特徴とする請求項1記載
    の薄膜トランジスタ。
JP2361191A 1991-02-18 1991-02-18 薄膜トランジスタ Pending JPH0521798A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2361191A JPH0521798A (ja) 1991-02-18 1991-02-18 薄膜トランジスタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2361191A JPH0521798A (ja) 1991-02-18 1991-02-18 薄膜トランジスタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0521798A true JPH0521798A (ja) 1993-01-29

Family

ID=12115412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2361191A Pending JPH0521798A (ja) 1991-02-18 1991-02-18 薄膜トランジスタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0521798A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0825638A2 (de) * 1996-08-14 1998-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung feiner Strukturen
US5901383A (en) * 1993-12-27 1999-05-11 Toto Ltd. Support structure for a toilet cover unit
JP2008235658A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタ及びそれを用いた有機el表示装置
JP2009088106A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Hitachi Ltd 半導体層とこの半導体層を用いた半導体装置および表示装置
JP2010171406A (ja) * 2008-12-26 2010-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置、その半導体装置の作製方法及びその半導体装置を有する電子機器
JP2010199566A (ja) * 2009-01-30 2010-09-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5499576A (en) * 1978-01-23 1979-08-06 Sharp Corp Thin-film transistor and its manufacture
JPS6098680A (ja) * 1983-11-04 1985-06-01 Seiko Instr & Electronics Ltd 電界効果型薄膜トランジスタ
JPS61232675A (ja) * 1985-04-08 1986-10-16 Nec Corp 多結晶薄膜トランジスタとその製造方法
JPH0311618A (ja) * 1989-06-08 1991-01-18 Canon Inc 半導体の製造法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5499576A (en) * 1978-01-23 1979-08-06 Sharp Corp Thin-film transistor and its manufacture
JPS6098680A (ja) * 1983-11-04 1985-06-01 Seiko Instr & Electronics Ltd 電界効果型薄膜トランジスタ
JPS61232675A (ja) * 1985-04-08 1986-10-16 Nec Corp 多結晶薄膜トランジスタとその製造方法
JPH0311618A (ja) * 1989-06-08 1991-01-18 Canon Inc 半導体の製造法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5901383A (en) * 1993-12-27 1999-05-11 Toto Ltd. Support structure for a toilet cover unit
EP0825638A2 (de) * 1996-08-14 1998-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung feiner Strukturen
EP0825638A3 (de) * 1996-08-14 1998-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung feiner Strukturen
US5943571A (en) * 1996-08-14 1999-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing fine structures
JP2008235658A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタ及びそれを用いた有機el表示装置
JP2009088106A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Hitachi Ltd 半導体層とこの半導体層を用いた半導体装置および表示装置
JP2010171406A (ja) * 2008-12-26 2010-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置、その半導体装置の作製方法及びその半導体装置を有する電子機器
JP2010199566A (ja) * 2009-01-30 2010-09-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100429788C (zh) 用于提高mos性能的引入栅极的应变
US4597160A (en) Method of fabricating a polysilicon transistor with a high carrier mobility
US5318919A (en) Manufacturing method of thin film transistor
JPH0669434A (ja) 半導体集積回路装置及びその製造方法
US5591653A (en) Method of manufacturing Si-Ge thin film transistor
US20050186749A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JPH05283691A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
KR840001605B1 (ko) 박막 트랜지스터
JPS6313379A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH04271174A (ja) 光電変換装置
KR20020056114A (ko) 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
JPH0521798A (ja) 薄膜トランジスタ
JPH11163343A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100317639B1 (ko) 박막 트랜지스터와 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100317640B1 (ko) 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
JPH03289140A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07288323A (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタとその製法
JPH04286339A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3325664B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP2002185005A (ja) 混成tftアレー基板とその製造方法
JPS6313378A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH08203833A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3111488B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH036865A (ja) 薄膜半導体装置及びその製造方法
JP2585860B2 (ja) 半導体装置およびその作製方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970826