JP2001102592A - Thin film transistor and method for fabrication thereof - Google Patents
Thin film transistor and method for fabrication thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス方式の液晶ディスプレイ(LCD)やメモリ集積回
路に利用される薄膜トランジスタ(Thin Film Transist
or:以下、TFTと略記する)およびその製造方法に属
する。The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display (LCD) and a thin film transistor (Thin Film Transistor) used for a memory integrated circuit.
or: hereinafter abbreviated as TFT) and its manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶TVやパソコンの画像表示のための
駆動に用いられるTFTには、アモルファスシリコン
(a−Si)を用いるものと、多結晶シリコン(p−S
i)を用いるものがある。p−SiTFTは、a−Si
TFTよりも特性上高精細化が可能であり、またドライ
バー回路を基板上に作り込めるため、低価格化が実現で
きると期待されている。2. Description of the Related Art A TFT using amorphous silicon (a-Si) and a polycrystalline silicon (p-S) are used for a TFT used for driving an image display of a liquid crystal TV or a personal computer.
Some use i). p-Si TFT is a-Si TFT
It is expected that a higher definition can be achieved in terms of characteristics than a TFT, and a driver circuit can be formed on a substrate, so that a reduction in cost can be realized.
【0003】p−SiTFTにはSiを多結晶化すると
きの温度によって、高温型と低温型がある。低温型では
ガラス基板を用いるため、大面積化が可能である。その
大面積化を実現するためには低抵抗配線材料が必要であ
り、AlやCuなどがそれに該当する。Alを配線材料
に用いた場合のTFTアレイのゲート配線構造を図3の
TFTアレイの構造断面図を用いて説明する。There are a high temperature type and a low temperature type p-Si TFT depending on the temperature at which Si is polycrystallized. Since a low-temperature type uses a glass substrate, it is possible to increase the area. In order to realize the large area, a low-resistance wiring material is required, and Al, Cu, and the like correspond thereto. A gate wiring structure of a TFT array when Al is used as a wiring material will be described with reference to a cross-sectional view of the TFT array shown in FIG.
【0004】ガラスなどの透光性基板1上にSiO2か
らなる下地絶縁膜2が形成されており、a−Siを所定
の形状にパターニングした後エキシマレーザーを用いて
結晶化を行って、半導体層となるポリシリコン3が形成
されている。その上にSiO 2からなるゲート絶縁膜4
が常圧CVD法にて製膜され、Alからなる導電膜が所
定の形状に加工されてゲート電極5となる。ポリシリコ
ン層3にイオンドーピング法にて不純物をイオン注入す
ることにより、ポリシリコン層3にチャンネル領域31
をはさんでソース領域32及びドレイン領域33が形成
されている。その上にSiO2からなる層間絶縁膜6が
製膜され、コンタクトホール7を開孔してAlからなる
ソース・ドレイン電極8と9が形成されている。[0004] SiO 2 is formed on a light-transmitting substrate 1 such as glass.TwoOr
A base insulating film 2 made of
Using an excimer laser
Crystallization to form polysilicon 3 to be a semiconductor layer
Have been. SiO on top TwoGate insulating film 4 made of
Is formed by atmospheric pressure CVD, and a conductive film made of Al
The gate electrode 5 is processed into a predetermined shape. Polysilico
Is implanted into the impurity layer 3 by ion doping.
As a result, the channel region 31 is formed in the polysilicon layer 3.
Source region 32 and drain region 33 are formed
Have been. An interlayer insulating film 6 made of SiO2 is formed thereon.
A film is formed, and a contact hole 7 is opened and made of Al
Source / drain electrodes 8 and 9 are formed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の従来構造
では、ゲート電極を形成しイオンドーピング法にて不純
物をイオン注入しているため、注入時にSi膜にダメー
ジが入り本来のTFT特性が得られないという問題があ
った。また注入した不純物は、そのままではドーパント
としての機能を示さないという問題点があった。However, in the above-mentioned conventional structure, since the gate electrode is formed and impurities are ion-implanted by the ion doping method, the Si film is damaged at the time of the implantation and the original TFT characteristics can be obtained. There was no problem. Further, there is a problem that the implanted impurity does not show a function as a dopant as it is.
【0006】これらを解決するためにイオン注入した
後、ゲート配線上から500℃以上620℃以下の熱処
理を行うことによってイオン注入時のSiダメージの解
除と、ドーパントの活性化が行われているが、Alをゲ
ート配線材料に用いた場合、Alの融点が低いために5
00℃以上の熱処理をおこなうことが困難であった。ま
た500℃以上の耐熱性を有する高融点金属として、T
aやTiをゲート電極として用いるの場合、620℃の
アニールは可能であるが、Alよりも約1桁程度高抵抗
であるため、10インチ以上の高精細大面積のTFTア
レイを作成することは困難であった。また、高融点でか
つ低抵抗のAgやAg−Pdを用いた場合、ゲート絶縁
膜であるSiO2との密着性が悪いという問題点があっ
た。In order to solve these problems, after performing ion implantation, heat treatment at 500 ° C. or more and 620 ° C. or less is performed from above the gate wiring to release Si damage at the time of ion implantation and activate the dopant. When Al is used for the gate wiring material, the melting point of Al is low.
It was difficult to perform a heat treatment at a temperature of 00 ° C. or higher. As a high melting point metal having a heat resistance of 500 ° C. or more, T
When a or Ti is used as a gate electrode, annealing at 620 ° C. is possible, but since the resistance is about one digit higher than that of Al, it is not possible to create a high-resolution large-area TFT array of 10 inches or more. It was difficult. Further, when Ag or Ag-Pd having a high melting point and a low resistance is used, there is a problem that adhesion to SiO2 as a gate insulating film is poor.
【0007】本発明はこれら従来技術の問題点を解決
し、動作特性が良好で安定性の高い、即ち高歩留まりの
大面積ディスプレイの作成可能な薄膜トランジスタのゲ
ート配線構造を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a gate wiring structure of a thin film transistor capable of forming a large-area display having good operation characteristics and high stability, that is, a high yield. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タは上記目的を達成するため、活性層とソース・ドレイ
ン領域からなるSi半導体層とSiO2からなるゲート
絶縁膜とAlを主成分とするソース・ドレイン電極とを
備えた薄膜トランジスタにおいて、Agを主成分とする
導電性薄膜材料をゲート電極とし、かつゲート電極の下
にはTaやSiNxなどの中間層を介してゲート絶縁膜
SiO2が存在する構成を持つ。Agを主成分とする導
電性薄膜を用いることにより、低抵抗でかつ620℃ア
ニールでも変質しないゲート電極が形成できる。また、
中間層の存在により、Agを主成分とする導電性薄膜と
ゲート絶縁膜の密着性が良好となる。In order to achieve the above object, a thin film transistor according to the present invention has a Si semiconductor layer comprising an active layer and a source / drain region, a gate insulating film comprising SiO 2, and a source / aluminum comprising Al as a main component. In a thin film transistor having a drain electrode, a conductive thin film material containing Ag as a main component is used as a gate electrode, and a gate insulating film SiO 2 exists below the gate electrode via an intermediate layer such as Ta or SiN x. Have a configuration. By using a conductive thin film containing Ag as a main component, it is possible to form a gate electrode which has low resistance and is not deteriorated by annealing at 620 ° C. Also,
The presence of the intermediate layer improves the adhesion between the conductive thin film containing Ag as a main component and the gate insulating film.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載のTFTア
レイのゲート配線は、不純物を殆ど含まない活性層と、
ドナーまたはアクセプタとなる不純物を含むソース・ド
レイン領域からなる半導体層と、ゲート電極およびゲー
ト絶縁層とソース・ドレイン電極とを備えた薄膜トラン
ジスタであって、前記ゲート絶縁層SiO2上にTaや
Tiなどの金属膜が積層されその上にAgを主成分とす
る導電性薄膜が形成されており、このAgを主成分とす
る導電性薄膜材料が、第一の添加物としてZn,Cu,
Ni,Co,Fe,Cr,Mn,Tiより選ばれる1種
類以上と、第2の添加物としてPdの、合わせて2種類
以上の添加物を含む事を特徴とするものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A gate wiring of a TFT array according to claim 1 of the present invention comprises an active layer containing almost no impurities,
A thin film transistor including a semiconductor layer including a source / drain region containing an impurity serving as a donor or an acceptor, a gate electrode, a gate insulating layer, and a source / drain electrode, wherein Ta, Ti, or the like is formed on the gate insulating layer SiO 2. And a conductive thin film containing Ag as a main component is formed thereon. The conductive thin film material containing Ag as a main component is Zn, Cu,
It is characterized in that it contains at least two kinds of additives, that is, one or more kinds selected from Ni, Co, Fe, Cr, Mn, and Ti, and Pd as a second additive.
【0010】本発明の請求項2記載のTFTアレイのゲ
ート配線は、ゲート絶縁膜SiO2上にSiNxやSiO
Nなどの絶縁膜が積層され、さらにその上にAgを主成
分とする導電性薄膜が形成されていることを特徴とする
ものである。前記の配線構造とすることで、歩留まりの
よい薄膜トランジスタが得られる。[0010] The gate wiring of a TFT array according to a second aspect of the present invention, SiN x or SiO is formed on the gate insulating film SiO 2
An insulating film such as N is laminated, and a conductive thin film mainly composed of Ag is formed thereon. With the above wiring structure, a thin film transistor with a high yield can be obtained.
【0011】本発明の請求項3記載のTFTアレイのゲ
ート配線は、Agを主成分とする導電性薄膜が、第1の
添加物としてCuを0.5at%以上2.0at%以
下、第2の添加物としてPdを0.5at%以上1.0
at%以下含むことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the gate wiring of the TFT array, the conductive thin film mainly composed of Ag contains Cu as a first additive in an amount of 0.5 at% to 2.0 at%, Pd is added as an additive of 0.5 at% or more to 1.0 at%.
at% or less.
【0012】本発明の請求項4記載のTFTアレイのゲ
ート配線は、500℃以上620℃以下の熱処理によっ
て、Agを主成分とする導電性薄膜材料の電気抵抗を4
μΩ・cm以下とすることを特徴とする、請求項1から
3記載のゲート配線構造の製造方法である。600℃ア
ニールを行うことでドーピング材の活性化とドーピング
ダメージが除かれ、移動度の大きい低温ポリシリコンT
FTアレイが作成できる。According to a fourth aspect of the present invention, the gate wiring of the TFT array has an electric resistance of 4% by a heat treatment at 500 ° C. or more and 620 ° C. or less.
4. The method for manufacturing a gate wiring structure according to claim 1, wherein the resistance is set to μΩ · cm or less. By performing the annealing at 600 ° C., the activation of the doping material and the doping damage are removed, and the low-temperature polysilicon T having high mobility is removed.
An FT array can be created.
【0013】請求項5記載の液晶表示装置は前記配線構
造をもつTFTアレイを有するもので、大面積でもコン
トラストなど表示品質のよいものが得られる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device having a TFT array having the above-mentioned wiring structure.
【0014】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて
説明する。図1は実施の形態1及び2についての工程断
面図であり、図3は従来の実施の形態を示すTFTアレ
イの断面図である。図2は従来方法で作製した薄膜トラ
ンジスタの電流電圧特性と本発明の実施の形態1および
2で作製した薄膜トランジスタの電流電圧特性である。
なお、本実施の形態では、ソース・ドレイン電極にはA
lを用いる例を示した。このため、熱処理はソース・ド
レイン電極形成前に行った。しかしながら、本発明は、
これに限定される物ではなく、ソース・ドレイン電極
に、高融点金属を用いる事も可能で、その場合には、熱
処理はソース・ドレイン電極形成後であってもかまわな
い。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a process sectional view of Embodiments 1 and 2, and FIG. 3 is a sectional view of a TFT array showing a conventional embodiment. FIG. 2 shows current-voltage characteristics of a thin-film transistor manufactured by a conventional method and current-voltage characteristics of thin-film transistors manufactured in Embodiments 1 and 2 of the present invention.
In the present embodiment, the source / drain electrodes have A
An example using l has been shown. Therefore, the heat treatment was performed before forming the source / drain electrodes. However, the present invention
The material is not limited to this, and a high melting point metal can be used for the source / drain electrodes. In that case, the heat treatment may be performed after the source / drain electrodes are formed.
【0015】(実施の形態1)以下本発明の一実施例に
おける薄膜トランジスタの製造方法について、図面を参
照しながら説明する。(Embodiment 1) A method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0016】ガラスなどの透光性基板1上にSiO2か
らなる下地絶縁膜2を常圧CVD法において450℃で
膜厚200nmになるように製膜した後、a−Si:H
をプラズマCVD装置にて270℃で膜厚50nmとな
るように製膜し、エッチングして所定の形状にパターニ
ングする。波長308nmのXeClエキシマレーザー
を用いて結晶化を行い、半導体層となるポリシリコン3
を形成する(図1(a))。After a base insulating film 2 made of SiO 2 is formed on a light-transmitting substrate 1 such as glass by a normal pressure CVD method so as to have a thickness of 200 nm at 450 ° C., a-Si: H
Is formed at 270 ° C. with a plasma CVD apparatus so as to have a film thickness of 50 nm, and is etched and patterned into a predetermined shape. Crystallization is performed using a XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm, and polysilicon 3 serving as a semiconductor layer is
Is formed (FIG. 1A).
【0017】次に、前記多結晶シリコン半導体層3上に
SiO2からなるゲート絶縁膜4をECR−CVD法に
て300℃で100nm製膜する。Ta膜5をスパッタ
法にて50nmの厚さに形成した後、続けてAg−1%
Pd−1%Cu膜を150nm形成する。前記Ag合金
と下地膜Taをフォトリソグラフィーとエッチングにて
所定の形状にしてゲート電極6を形成する(図1
(b))。Next, a gate insulating film 4 made of SiO 2 is formed on the polycrystalline silicon semiconductor layer 3 at 300 ° C. to a thickness of 100 nm by ECR-CVD. After a Ta film 5 is formed to a thickness of 50 nm by sputtering, Ag-1%
A Pd-1% Cu film is formed to a thickness of 150 nm. The Ag electrode and the base film Ta are formed into a predetermined shape by photolithography and etching to form the gate electrode 6 (FIG. 1).
(B)).
【0018】ゲート電極6をマスクとして多結晶シリコ
ン層3にイオンドーピング法にてリンやボロン等の不純
物をイオン注入することにより、多結晶シリコン層3に
チャンネル領域31をはさんでソース領域32及びドレ
イン領域33を形成する。その後窒素雰囲気で600℃
1時間の熱処理を行う(図1(c))。Impurities such as phosphorus and boron are ion-implanted into the polycrystalline silicon layer 3 by ion doping using the gate electrode 6 as a mask, so that the source region 32 and the source region 32 are sandwiched between the polycrystalline silicon layer 3 with the channel region 31 interposed therebetween. A drain region 33 is formed. Then 600 ℃ in nitrogen atmosphere
Heat treatment is performed for one hour (FIG. 1C).
【0019】その後SiO2からなる層間絶縁膜7を常
圧CVD法にて400nm製膜する。コンタクトホール
8を開孔し(図1(d))、最後に、Ti膜及びAl膜
をそれぞれ80nm・350nmになるように製膜す
る。前記TiおよびAl膜を各々ドライエッチングとウ
ェットエッチングで所定の形状に形成してソース・ドレ
イン電極9とし、多結晶シリコンTFTが完成する(図
1(e))。Thereafter, an interlayer insulating film 7 made of SiO 2 is formed to a thickness of 400 nm by a normal pressure CVD method. A contact hole 8 is opened (FIG. 1 (d)). Finally, a Ti film and an Al film are formed to have a thickness of 80 nm and 350 nm, respectively. The Ti and Al films are formed into a predetermined shape by dry etching and wet etching, respectively, to form source / drain electrodes 9, thereby completing a polycrystalline silicon TFT (FIG. 1E).
【0020】本発明については、種々の変形が可能であ
る。たとえば、半導体として多結晶シリコンを用いたが
単結晶シリコン、Si−Ge化合物の多結晶体や単結晶
でも良い。膜厚は50nmとしたが、これに制約される
訳ではなくチャネルが形成される10nm以上であれば
良い。但し、製膜の安定性と光導電性を考えると20n
mから150nmが望ましい。Various modifications of the present invention are possible. For example, although polycrystalline silicon is used as the semiconductor, single crystal silicon, a polycrystal of an Si—Ge compound, or a single crystal may be used. Although the film thickness is set to 50 nm, the thickness is not limited to this and may be 10 nm or more for forming a channel. However, considering film forming stability and photoconductivity, 20n
m to 150 nm is desirable.
【0021】また、ゲート絶縁層の製膜方法としてEC
R−CVD法を用いたが、常圧CVD、スパッタ、減圧
CVD、プラズマCVD法などでもSiO2は堆積可能
である。また、ソース・ドレイン電極としては上記以外
にも、Al合金、Ta、Cr、Ti、Mo、Mo−Ta
合金、Mo−W合金、Cu、各種のシリサイドなどの金
属やそれらの積層膜でも良いが、抵抗値の観点からはA
l合金やCuを含むことが望ましい。Further, as a method of forming a gate insulating layer, EC is used.
Although the R-CVD method was used, SiO 2 can be deposited by normal pressure CVD, sputtering, low pressure CVD, plasma CVD, or the like. In addition, as the source / drain electrodes, in addition to the above, Al alloy, Ta, Cr, Ti, Mo, Mo-Ta
Alloys, Mo-W alloys, Cu, various metals such as silicide, and their laminated films may be used, but from the viewpoint of resistance value, A
It is desirable to contain an alloy and Cu.
【0022】ゲート電極の下地膜として今回はTaを用
いたがTiNやCrを用いても良い。Although Ta was used as a base film of the gate electrode this time, TiN or Cr may be used.
【0023】比較のため、従来構成として、ゲート電極
をAlとしたもの、及びゲート電極をAgとし、SiO
2の上に直接積層したものも作製した。前者は、600
℃アニールしたところ、ゲート電極のAlが表面変質や
クラックを発生し、電極として使用できない状態であっ
た。よってアニール温度を450℃に下げてTFTアレ
イを作製する必要があった。また後者は、下地膜がSi
O2であるため、TFTアレイプロセス中にゲート電極
のAg合金膜が剥離した。これらに対して、本実施例の
構成で作製した場合には、600℃アニール後もゲート
電極のAg−Pd−Cu膜が表面変質やクラックを発生
することなくTFTアレイが完成できた。よって基板内
のトランジスタ特性も安定し、歩留まりが向上した。ま
た信頼性試験によるトランジスタ特性の劣化もほとんど
なかった。For comparison, as a conventional configuration, the gate electrode was made of Al, the gate electrode was made of Ag, and the gate electrode was made of SiO.
Those directly laminated on 2 were also prepared. The former is 600
After annealing at ℃, Al of the gate electrode was deteriorated on the surface or cracked, and could not be used as an electrode. Therefore, it was necessary to lower the annealing temperature to 450 ° C. to manufacture a TFT array. In the latter case, the underlying film is made of Si.
Because of O 2 , the Ag alloy film of the gate electrode peeled off during the TFT array process. On the other hand, in the case of manufacturing with the configuration of this example, even after annealing at 600 ° C., the TFT array could be completed without the surface deterioration or cracking of the Ag—Pd—Cu film of the gate electrode. Therefore, the transistor characteristics in the substrate were stabilized, and the yield was improved. Also, there was almost no deterioration in transistor characteristics due to the reliability test.
【0024】表1は600℃の真空熱処理を行った後の
各種Ag合金の評価結果である。Table 1 shows the evaluation results of various Ag alloys after the vacuum heat treatment at 600 ° C.
【0025】[0025]
【表1】 [Table 1]
【0026】表1より明らかなように、Pdの含有量が
0.5at%以上1.5at%以下であり,Cuの含有
量が0.5at%以上2.0at%である場合に600
℃以上の熱処理工程後、電気抵抗が4μΩ・cm以下で
耐食性や加工性が良好である。As apparent from Table 1, when the content of Pd is 0.5 at% or more and 1.5 at% or less and the content of Cu is 0.5 at% or more and 2.0 at%, 600
After the heat treatment step at a temperature of not less than ° C., the electric resistance is 4 μΩ · cm or less, and the corrosion resistance and workability are good.
【0027】なお、本発明で、熱処理温度を500℃以
上、620℃以下に限定する理由は、500℃未満で
は、熱処理の効果が殆ど認められなくなり、また620
℃以上では、ガラス基板の耐熱性が問題となるためであ
る。In the present invention, the reason why the heat treatment temperature is limited to 500 ° C. or more and 620 ° C. or less is that if the heat treatment temperature is less than 500 ° C., the effect of the heat treatment is hardly observed.
If the temperature is higher than ° C., the heat resistance of the glass substrate becomes a problem.
【0028】(実施の形態2)以下本発明の一実施例に
おける薄膜トランジスタの製造方法について、図面を参
照しながら説明する。(Embodiment 2) A method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0029】ガラスなどの透光性基板1上にSiO2か
らなる下地絶縁膜2を常圧CVD法において450℃で
膜厚200nmになるように製膜した後、a−Si:H
をプラズマCVD装置にて270℃で膜厚50nmとな
るように製膜し、エッチングして所定の形状にパターニ
ングする。波長308nmのXeClエキシマレーザー
を用いて結晶化を行い、半導体層となるポリシリコン3
を形成する(図1(a))。After a base insulating film 2 made of SiO 2 is formed on a light-transmitting substrate 1 such as glass by a normal pressure CVD method so as to have a thickness of 200 nm at 450 ° C., a-Si: H
Is formed at 270 ° C. with a plasma CVD apparatus so as to have a film thickness of 50 nm, and is etched and patterned into a predetermined shape. Crystallization is performed using a XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm, and polysilicon 3 serving as a semiconductor layer is
Is formed (FIG. 1A).
【0030】次に、前記多結晶シリコン半導体層3上に
SiO2からなるゲート絶縁膜4をECR−CVD法に
て300℃で100nm製膜する。SiNx膜5をプラ
ズマCVDにて50nmの厚さに形成した後、続けてA
g−1%Pd−1%Cu膜を150nm形成する。前記
Ag合金とSiNx膜をフォトリソグラフィーとエッチ
ングにて所定の形状にしてゲート電極6を形成する(図
1(b))。Next, a gate insulating film 4 made of SiO 2 is formed on the polycrystalline silicon semiconductor layer 3 by ECR-CVD at 100 ° C. to a thickness of 100 nm. After forming a SiN x film 5 to a thickness of 50 nm by plasma CVD,
A g-1% Pd-1% Cu film is formed to a thickness of 150 nm. The Ag electrode and the SiN x film are formed into a predetermined shape by photolithography and etching to form the gate electrode 6 (FIG. 1B).
【0031】ゲート電極6をマスクとして多結晶シリコ
ン層3にイオンドーピング法にてリンやボロン等の不純
物をイオン注入することにより、多結晶シリコン層3に
チャンネル領域31をはさんでソース領域32及びドレ
イン領域33を形成する。その後窒素雰囲気で600℃
1時間の熱処理を行う(図1(c))。Impurities such as phosphorus and boron are ion-implanted into the polycrystalline silicon layer 3 by ion doping using the gate electrode 6 as a mask, so that the source region 32 and the source region 32 are sandwiched between the polycrystalline silicon layer 3 with the channel region 31 interposed therebetween. A drain region 33 is formed. Then 600 ℃ in nitrogen atmosphere
Heat treatment is performed for one hour (FIG. 1C).
【0032】その後SiO2からなる層間絶縁膜7を常
圧CVD法にて400nm製膜する。コンタクトホール
8を開孔し(図1(d))、最後に、Ti膜及びAl膜
をそれぞれ80nm・350nmになるように製膜す
る。前記TiおよびAl膜を各々ドライエッチングとウ
ェットエッチングで所定の形状に形成してソース・ドレ
イン電極9とし、多結晶シリコンTFTが完成する(図
1(e))。After that, an interlayer insulating film 7 made of SiO 2 is formed to a thickness of 400 nm by a normal pressure CVD method. A contact hole 8 is opened (FIG. 1 (d)). Finally, a Ti film and an Al film are formed to have a thickness of 80 nm and 350 nm, respectively. The Ti and Al films are formed into a predetermined shape by dry etching and wet etching, respectively, to form source / drain electrodes 9, thereby completing a polycrystalline silicon TFT (FIG. 1E).
【0033】本発明については、ゲート電極の下地膜と
して今回はSiNxを用いたがSiONを用いても良
い。In the present invention, SiN x is used as the base film of the gate electrode in this case, but SiON may be used.
【0034】本発明の製造方法で薄膜トランジスタを作
製した場合、図3の従来方法で作製したものと比較する
と図2に示すようにnチャネル部のオン時(ゲート電圧
10V)の電流が1桁向上し、立ち上がり曲線の角度が
急峻になっていた。When a thin film transistor is manufactured by the manufacturing method of the present invention, as shown in FIG. 2, the current when the n-channel portion is turned on (gate voltage 10 V) is improved by one digit as compared with that manufactured by the conventional method of FIG. And the angle of the rising curve was steep.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明は、ゲート電極にAg合金を用い
るため低抵抗且つ耐熱性があり、ゲート電極形成後に6
00℃付近の温度でアニールを行うことができる。さら
にAg合金の下地膜をTaやSiNxなどとして下地と
の密着性をよくすることでプロセスの歩留まりが向上す
る。アニールをおこなうことで半導体層のドーピング時
のダメージの回復と活性化ができ、ポリシリコン膜とゲ
ート絶縁膜SiO2界面も良質になる。よってトランジ
スタ特性や信頼性を向上することができる。According to the present invention, since an Ag alloy is used for the gate electrode, it has low resistance and heat resistance.
Annealing can be performed at a temperature around 00 ° C. Further, the yield of the process is improved by using a base film of an Ag alloy such as Ta or SiN x to improve the adhesion to the base. By performing the annealing, the damage at the time of doping of the semiconductor layer can be recovered and activated, and the interface between the polysilicon film and the gate insulating film SiO 2 can be improved. Therefore, transistor characteristics and reliability can be improved.
【図1】本発明の実施の形態1と2を説明する主要工程
ごとの概略断面図FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of each of main processes for describing Embodiments 1 and 2 of the present invention.
【図2】従来例と本発明によるによる薄膜トランジスタ
の電流電圧特性を示す図FIG. 2 is a diagram showing current-voltage characteristics of a thin film transistor according to a conventional example and the present invention.
【図3】従来の技術を説明する主要工程ごとの概略断面
図FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of each main process for explaining a conventional technique.
1 透光性ガラス基板 2 下地絶縁膜 3 ポリSi半導体層 4 ゲート絶縁膜(SiO2) 5 下地膜TaやSiNxなど 6 ゲート電極(Ag−Pd−CuまたはAg−Pd−
Ti) 7 層間絶縁膜(SiO2) 8 コンタクトホール 9 ソース・ドレイン電極(Al/Ti) 31 チャンネル領域 32 ソース領域 33 ドレイン領域1 translucent glass substrate 2 underlying insulating film 3 poly-Si semiconductor layer 4 a gate insulating film (SiO 2) 5 base film Ta and SiN x, etc. 6 gate electrode (Ag-Pd-Cu or Ag-Pd-
Ti) 7 Interlayer insulating film (SiO 2 ) 8 Contact hole 9 Source / drain electrode (Al / Ti) 31 Channel region 32 Source region 33 Drain region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 GA17 GA25 GA29 GA34 HA28 JA24 JA32 JA37 JA41 JA46 KA04 KA10 KB25 MA05 MA07 MA13 MA17 MA19 MA27 MA29 MA30 NA18 NA21 NA29 4M104 AA09 AA10 BB02 BB04 BB05 BB06 BB07 BB08 BB14 BB16 BB17 BB18 BB25 BB26 BB27 BB28 BB30 CC01 DD02 DD06 DD37 DD43 EE17 GG09 GG14 HH09 HH16 5F110 AA03 AA17 BB01 CC02 DD02 DD13 DD24 EE01 EE02 EE04 EE05 EE14 EE44 FF02 FF03 FF28 FF29 FF30 FF31 FF32 GG01 GG02 GG12 GG13 GG25 GG45 HJ01 HJ12 HJ22 HJ23 HL03 HL04 HL11 NN02 NN04 NN23 NN25 PP03 PP04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H092 GA17 GA25 GA29 GA34 HA28 JA24 JA32 JA37 JA41 JA46 KA04 KA10 KB25 MA05 MA07 MA13 MA17 MA19 MA27 MA29 MA30 NA18 NA21 NA29 4M104 AA09 AA10 BB02 BB04 BB05 BB06 BB18 BB18 BB18 BB17 BB25 BB26 BB27 BB28 BB30 CC01 DD02 DD06 DD37 DD43 EE17 GG09 GG14 HH09 HH16 5F110 AA03 AA17 BB01 CC02 DD02 DD13 DD24 EE01 EE02 EE04 EE05 EE14 EE44 FF02 FF03 FF28 FF29 GG01 FF30 GG30 NN04 NN23 NN25 PP03 PP04
Claims (6)
Si半導体層とSiO 2からなるゲート絶縁膜とAlを
主成分とするソース・ドレイン電極とを備えた薄膜トラ
ンジスタであって、前記ゲート絶縁膜上に金属膜が積層
され、前記金属膜の上に、Agを主成分とし、第1副成
分としてZn,Cu,Ni,Co,Fe,Cr,Mn,
Tiより選ばれる1種類以上と、第2副成分としてPd
を少なくとも含有する導電性薄膜用材料が、ゲート電極
として積層されていることを特徴とする薄膜トランジス
タ。1. An active layer and a source / drain region
Si semiconductor layer and SiO TwoGate insulating film consisting of
Thin film transistor with source and drain electrodes as main components
A metal film laminated on the gate insulating film.
Then, on the metal film, Ag is used as a main component,
Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Cr, Mn,
At least one selected from Ti and Pd as a second subcomponent
The conductive thin film material containing at least
Thin film transistor characterized by being laminated as
Ta.
Si半導体層とSiO 2からなるゲート絶縁膜とAlを
主成分とするソース・ドレイン電極とを備えた薄膜トラ
ンジスタであって、前記ゲート絶縁膜上に絶縁膜が積層
され、前記絶縁膜の上に、Agを主成分とし、第1副成
分としてZn,Cu,Ni,Co,Fe,Cr,Mn,
Tiより選ばれる1種類以上と、第2副成分としてPd
を少なくとも含有する導電性薄膜用材料が、ゲート電極
として積層されていることを特徴とする薄膜トランジス
タ。2. An active layer and a source / drain region
Si semiconductor layer and SiO TwoGate insulating film consisting of
Thin film transistor with source and drain electrodes as main components
An insulating film laminated on the gate insulating film.
Then, on the insulating film, a first sub-product
Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Cr, Mn,
At least one selected from Ti and Pd as a second subcomponent
The conductive thin film material containing at least
Thin film transistor characterized by being laminated as
Ta.
上2.0at%以下、第2副成分としてPdを0.5a
t%以上1.5at%以下含むことを特徴とする、請求
項1または2記載の薄膜トランジスタ。3. Cu is 0.5 at% or more and 2.0 at% or less as a first subcomponent, and Pd is 0.5 a as a second subcomponent.
The thin film transistor according to claim 1, wherein the content of the thin film transistor is not less than t% and not more than 1.5 at%.
トランジスタのゲート配線を、500℃以上620℃以
下で熱処理する事により、Agを主成分とする導電性薄
膜材料の電気抵抗を4μΩ・cm以下とすることを特徴
とする、薄膜トランジスタの製造方法。4. An electric resistance of a conductive thin film material containing Ag as a main component is set to 4 μΩ · by heat-treating the gate wiring of the thin film transistor according to claim 1 at 500 ° C. or more and 620 ° C. or less. cm or less.
トランジスタを有する液晶表示装置。5. A liquid crystal display device comprising the thin film transistor according to claim 1.
トランジスタを具備した液晶表示装置を製造する方法で
あって、薄膜トランジスタのゲート配線を、500℃以
上620℃以下で熱処理する事により、Agを主成分と
する導電性薄膜材料の電気抵抗を4μΩ・cm以下とす
ることを特徴とする、液晶表示装置の製造方法。6. A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising the thin film transistor according to claim 1, wherein the gate wiring of the thin film transistor is subjected to a heat treatment at 500 ° C. or more and 620 ° C. or less to form Ag. A method for manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that the electrical resistance of a conductive thin film material mainly composed of: 4 μΩ · cm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27868599A JP2001102592A (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Thin film transistor and method for fabrication thereof |
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JP27868599A JP2001102592A (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Thin film transistor and method for fabrication thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003098641A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Idemitsu Kousan Co., Ltd. | Wiring material and wiring board using the same |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27868599A patent/JP2001102592A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003098641A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Idemitsu Kousan Co., Ltd. | Wiring material and wiring board using the same |
CN100365737C (en) * | 2002-05-17 | 2008-01-30 | 出光兴产株式会社 | Wiring material and wiring board using the same |
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