JPH0677485A - 逆スタッガ型薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

逆スタッガ型薄膜トランジスタおよびその製造方法

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JPH0677485A
JPH0677485A JP22623592A JP22623592A JPH0677485A JP H0677485 A JPH0677485 A JP H0677485A JP 22623592 A JP22623592 A JP 22623592A JP 22623592 A JP22623592 A JP 22623592A JP H0677485 A JPH0677485 A JP H0677485A
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JP
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concentration impurity
impurity region
region
medium
semiconductor layer
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JP22623592A
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English (en)
Inventor
Takashi Itoga
隆志 糸賀
Takayoshi Nagayasu
孝好 永安
Masaki Fujiwara
正樹 藤原
Hiroshi Aida
洋 合田
Tsuguyoshi Hirata
貢祥 平田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オフ電流を低減できるTFTを簡略な工程で
得る。 【構成】 真性アモルファスシリコン膜からなるチャネ
ル領域5とソース電極9aおよびドレイン電極9bの下
に形成される高濃度不純物領域7aおよび7bとの間に
中濃度不純物領域6が形成されている。中濃度不純物領
域6では高濃度不純物領域7a,7bに比べて抵抗が高
いため、TFTのオフ電流を少なくすることができる。
また、チャネル領域5、中濃度不純物領域6、高濃度不
純物領域7aおよび7bは、アモルファスシリコンから
なる半導体層に不純物をイオンドーピングすることによ
り形成されている。よって、TFT製造工程を簡略なも
のとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置などに利用
される逆スタッガ型薄膜トランジスタおよびその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アモルファスシリコンを用いた薄
膜トランジスタ(以下TFTと称する)の1つとして、
ゲート電極がチャネル領域の下に形成された逆スタッガ
構造が知られている。
【0003】図3に従来の逆スタッガ型TFTを示す。
このTFTは、透明ガラス基板31上に、ゲート電極32が
形成され、その上に第1のゲート絶縁膜33が形成されて
いる。この状態で基板31全体を覆って、第2のゲート絶
縁膜34が形成されている。第2のゲート絶縁膜34上のゲ
ート電極32の上にあたる部分には、真性アモルファスシ
リコンからなる半導体層35が形成されている。チャネル
領域となる半導体層35の中央部の上には、エッチングス
トッパ38が形成され、エッチングストッパ38の端部と半
導体層35の一部を覆って、n+ドープアモルファスシリ
コン膜からなる半導体層37a、37bが形成されている。
+半導体層37a上には、金属薄膜からなるソース電極3
9aが形成され、n+半導体層37b上には、金属薄膜から
なるドレイン電極39bが形成されている。ドレイン電極
39b上には、絵素電極である透明電極40が形成されてい
る。さらに、保護膜41が形成されて、逆スタッガ型TF
Tとなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のTFTにおい
て、ゲート電極32は、チャネル領域より幅広く形成され
ている。これは、バックライトにより照射されて半導体
層35のアモルファスシリコンの特性が変化し、TFTの
オフ電流が上昇するのを防ぐためである。また、上記T
FTには保護膜41が形成されている。これは、空気が触
れて半導体層35のアモルファスシリコンの特性が変化
し、TFTのオフ電流が上昇するのを防ぐためである。
【0005】しかし、このようなTFTでは、n+ドー
プアモルファスシリコン膜からなる半導体層37a、37b
を積層し、パターニングする工程および保護膜41を積層
し、パターニングする工程が必要であり、TFT製造工
程を複雑なものとしていた。
【0006】本発明はこの問題点を解決するためになさ
れたものであり、オフ電流が低減でき、製造工程を簡略
化できる逆スタッガ型TFTおよびその製造方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の逆スタッガ型T
FTは、ゲート絶縁膜の一方側に設けられたゲート電極
と、該ゲート絶縁膜の他方側に5つの領域に区分されて
形成され、両側の最外部が高濃度不純物領域、該高濃度
不純物領域の内側が中濃度不純物領域、各々の中濃度不
純物領域で挟まれた領域がチャネル領域である半導体層
と、該高濃度不純物領域の各々の部分を覆って、分断さ
れた状態で設けられたソース電極およびドレイン電極
と、該チャネル領域上に設けられたエッチングストッパ
と、を有し、そのことにより上記目的が達成される。
【0008】好ましくは、前記中濃度不純物領域の不純
物濃度がNn=1018cm-3程度であり、前記高濃度不
純物領域の不純物濃度がNn=1021cm-3程度であ
る。
【0009】本発明の逆スタッガ型TFTの製造方法
は、ゲート絶縁膜の一方側に設けられたゲート電極と、
該ゲート絶縁膜の他方側に5つの領域に区分されて形成
され、両側の最外部が高濃度不純物領域、該高濃度不純
物領域の内側が中濃度不純物領域、各々の中濃度不純物
領域で挟まれた領域がチャネル領域である半導体層と、
該高濃度不純物領域の各々の部分を覆って、分断された
状態で設けられたソース電極およびドレイン電極と、該
チャネル領域上に設けられたエッチングストッパと、を
有する逆スタッガ型薄膜トランジスタの製造方法であっ
て、該チャネル領域の上にエッチングストッパを形成す
る工程と、該エッチングストッパをマスクとして、該半
導体層の中濃度不純物領域および高濃度不純物領域に不
純物をドーピングする工程と、該エッチングストッパお
よび該中濃度不純物領域を覆うようにしてフォトレジス
トを形成する工程と、該フォトレジストをマスクとし
て、該半導体層の高濃度不純物領域に不純物をドーピン
グする工程と、該フォトレジストを除去して該ソース電
極およびドレイン電極を形成する工程と、を有し、その
ことにより上記目的が達成される。
【0010】
【作用】TFTのソース電極およびドレイン電極の下に
形成されている高濃度不純物領域とTFTのチャネル領
域との間に、高濃度不純物領域に比べて抵抗が高い中濃
度不純物領域が形成されている。このことにより、TF
Tのオフ電流が低減できる。また、上記中濃度不純物領
域および高濃度不純物領域は、アモルファスシリコンか
らなる半導体層に不純物をドーピングすることにより形
成されている。よって、TFT製造工程を簡略化するこ
とができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例である逆スタッガ
型TFTの断面図である。このTFTは、基板1上に、
ゲート電極2が形成され、その上に第1のゲート絶縁膜
3が形成されている。この状態で基板1全体を覆って、
第2のゲート絶縁膜4が形成されている。第2のゲート
絶縁膜4上のゲート電極2の上にあたる部分にはアモル
ファスシリコンからなる半導体層が形成され、その中央
部は真性アモルファスシリコンからなるチャネル領域5
となっている。チャネル領域5の両側は中濃度不純物領
域6とされ、その外側は高濃度不純物領域7a、7bと
されている。チャネル領域5の上にはエッチングストッ
パ8が形成されており、高濃度不純物領域7aの上には
ソース電極9aが形成され、高濃度不純物領域7bの上
にはドレイン電極9bが形成されている。ドレイン電極
9b上には、絵素電極である透明電極10が形成されてい
る。
【0013】このTFTの製造方法を以下に示す。
【0014】まず、図2(a)に示すように、透明ガラ
スなどからなる基板1上に、金属薄膜などを約3450
オングストロームの厚みに積層する。この金属薄膜を所
望の形状、サイズにエッチングして、表面を陽極酸化す
る。このことにより、約1800オングストロームの厚
みのゲート電極2と、約2200オングストロームの厚
みの陽極酸化膜からなる第1のゲート絶縁膜3が形成さ
れる。次に、この状態の基板1全体を覆うように、シリ
コン酸化膜やシリコン窒化膜からなる約3000オング
ストロームの厚みの第2の絶縁膜4をCVD法などによ
り形成する。第1のゲート絶縁膜3がゲート電極2上に
形成されているので、第2のゲート絶縁膜4にピンホー
ルなどが存在しても、TFTのリークによる表示不良が
生じることはない。
【0015】その後、第2のゲート絶縁膜4上のゲート
電極2の上方にあたる部分に、CVD法により真性アモ
ルファスシリコンからなる300〜1000オングスト
ロームの厚みの半導体層を積層し、パターニングする。
この半導体層の上に、n+型アモルファスシリコン膜か
らなる薄膜を1000〜3000オングストロームの厚
みに積層し、パターニングしてエッチングストッパ8を
形成する。
【0016】次に、上記半導体層からチャネル領域5、
中濃度不純物領域6、高濃度不純物領域7a、7bを形
成する。中濃度不純物領域および高濃度不純物領域は、
以下に示すように、イオンドーピング装置またはイオン
注入装置などを用いて、半導体層に不純物を混入するこ
とにより形成される。まず、図2(b)に示すように、
エッチングストッパ8をマスクとして、半導体層を燐
(P)イオンやヒ素(As)イオンでドープする。例え
ば、加速電圧を20〜80keV、ドーズ量を1〜5×
1013cm-2とすることにより、中濃度不純物領域の不
純物濃度をNn=1018cm-3程度とすることができ
る。次に、図2(c)に示すように、フォトレジスト12
を形成し、これをマスクとして、半導体層をPイオンや
Asイオンでドープする。例えば、加速電圧を20〜8
0keV、ドーズ量を1〜5×1015cm-2とすること
により、高濃度不純物領域の不純物濃度をNn=1021
cm-3程度とすることができる。
【0017】その後、図2(d)に示すように、フォト
レジスト12を除去する。このことにより、チャネル領域
5、中濃度不純物領域6、高濃度不純物領域7a、7b
が得られる。
【0018】続いて、スパッタリングなどにより、金属
薄膜を約3000オングストロームの厚みに積層し、パ
ターニングしてソース電極9aおよびドレイン電極9b
を形成する。さらに、ITO膜などを3000〜500
0オングストロームの厚みに積層し、パターニングして
透明電極10とする。
【0019】このTFTにおいては、高濃度不純物領域
とチャネル領域との間に形成されている中濃度不純物領
域において、高濃度不純物領域に比べて抵抗が高くなっ
ている。このため、TFTのオフ電流を少なくすること
ができる。また、上記チャネル領域、中濃度不純物領域
および高濃度不純物領域は、アモルファスシリコンから
なる半導体層に不純物をイオンドーピングすることによ
り形成されているので簡略な工程によりTFTを製造す
ることができる。
【0020】この実施例では、さらに、チャネル領域は
ゲート電極の幅より狭くなるのでチャネル領域が遮光さ
れ、チャネル領域の上にエッチングストッパが形成され
るのでチャネル部分が空気に触れることはない。よっ
て、TFTのオフ電流の上昇を防ぐことができる。
【0021】この実施例では、不純物をn型としたが、
p型不純物としてホウ素(B)を用いることもできる。
【0022】
【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、オフ電流が低減でき、製造工程が簡略化でき
る逆スタッガ型TFTを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である逆スタッガ型TFTの
断面図である。
【図2】本発明の一実施例である逆スタッガ型TFTの
製造工程図である。
【図3】従来の逆スタッガ型TFTの断面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 ゲート電極 3 第1のゲート絶縁膜 4 第2のゲート絶縁膜 5 チャネル 6 中濃度不純物領域 7a、7b 高濃度不純物領域 8 エッチングストッパ 9a ソース電極 9b ドレイン電極 10 透明電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 合田 洋 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 平田 貢祥 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲート絶縁膜の一方側に設けられたゲー
    ト電極と、 該ゲート絶縁膜の他方側に5つの領域に区分されて形成
    され、両側の最外部が高濃度不純物領域、該高濃度不純
    物領域の内側が中濃度不純物領域、各々の中濃度不純物
    領域で挟まれた領域がチャネル領域である半導体層と、 該高濃度不純物領域の各々の部分を覆って、分断された
    状態で設けられたソース電極およびドレイン電極と、 該チャネル領域上に設けられたエッチングストッパと、 を有する逆スタッガ型薄膜トランジスタ。
  2. 【請求項2】 前記中濃度不純物領域の不純物濃度がN
    n=1018cm-3程度であり、前記高濃度不純物領域の
    不純物濃度がNn=1021cm-3程度である請求項1に
    記載の逆スタッガ型薄膜トランジスタ。
  3. 【請求項3】 ゲート絶縁膜の一方側に設けられたゲー
    ト電極と、 該ゲート絶縁膜の他方側に5つの領域に区分されて形成
    され、両側の最外部が高濃度不純物領域、該高濃度不純
    物領域の内側が中濃度不純物領域、各々の中濃度不純物
    領域で挟まれた領域がチャネル領域である半導体層と、 該高濃度不純物領域の各々の部分を覆って、分断された
    状態で設けられたソース電極およびドレイン電極と、 該チャネル領域上に設けられたエッチングストッパと、 を有する逆スタッガ型薄膜トランジスタの製造方法であ
    って、 該チャネル領域の上にエッチングストッパを形成する工
    程と、 該エッチングストッパをマスクとして、該半導体層の中
    濃度不純物領域および高濃度不純物領域に不純物をドー
    ピングする工程と、 該エッチングストッパおよび該中濃度不純物領域を覆う
    ようにしてフォトレジストを形成する工程と、 該フォトレジストをマスクとして、該半導体層の高濃度
    不純物領域に不純物をドーピングする工程と、 該フォトレジストを除去して該ソース電極およびドレイ
    ン電極を形成する工程と、 を有する逆スタッガ型薄膜トランジスタの製造方法。
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Effective date: 19990315