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JPH0777264B2 - 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

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JPH0777264B2
JPH0777264B2 JP61077413A JP7741386A JPH0777264B2 JP H0777264 B2 JPH0777264 B2 JP H0777264B2 JP 61077413 A JP61077413 A JP 61077413A JP 7741386 A JP7741386 A JP 7741386A JP H0777264 B2 JPH0777264 B2 JP H0777264B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は透明基板上に形成する薄膜トランジスタ（以
下、TFTと称す）の製造方法に関し、特にその半導体活
性層の新しい形成方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年TFTは液晶表示素子、三次元回路素子等への応用に
関する開発が活発に行なわれている。特に液晶表示素子
への応用においては、低電圧駆動，低消費電力の液晶表
示素子における、マトリクス状に分割した各画素の中に
このTFTを組込むことにより表示画質の良好な平面ディ
スプレイを実現することが可能となり、将来この液晶画
像表示素子がCRTに替わるものとして広く普及すること
が期待されている。
第４図はTFTの一応用例である液晶表示素子の中の分割
した１画素の等価回路を示すもので、21は走査信号を送
るゲート線、22はビデオ信号を送るソース線で、これら
によって必要な画素が選択され、この画素の集合により
画像が表示される。27はTFTで、このTFT27のゲート25は
ゲート線21に、ソース23はソース線22に、ドレイン24は
液晶層26にそれぞれ接続されている。
この応用例においてTFTに要求される性能は、基本的に
は短い書き込み時間内に液晶層26に充分な電位を与えら
れる大きなオン電流（I ON）と、１回の選択から次の選
択迄の周期（フレーム時間）の間信号を保持するための
小さなオフ電流（I OFF）特性を有することである。
第５図はこのTFTのスイッチング特性であるID（ドレイ
ン電流）−VG（ゲート電圧）特性を示したもので、31は
通常の特性曲線で、33がI OFFに相当する。ところがこ
のTFTのチャネル部に外部から入射光が照射されると、
この入射光によりキャリアが励起され、光電流が流れて
特性32の如くになり、I OFFは点34に上昇してしまい、
上記のようなフレーム周期内の信号の保持が困難とな
り、表示画質は著しく低下する。
このような欠点を除去する為にTFTには入射光遮蔽層を
形成する。
第３図は従来のTFTの構造の一例を示すもので、例えば
石英等の透明基板１上に、例えばスパッタ等で堆積し
た、クロム等からなる薄膜をフォトリソグラフィ，エッ
チングによりパターニングして入射光遮蔽層２を形成
し、この入射光遮蔽層２上に、例えばシリコン酸化膜等
からなる絶縁層３を全面に形成し、さらにその上部に例
えば減圧CVD法（化学的気相成長法）により多結晶シリ
コン層を全面に堆積し、その多結晶シリコン層を複雑な
フォトリソグラフィ，選択酸化法を用いて島状に形成
し、半導体活性層６を得る。このTFTの性能向上のため
には、この半導体活性層６を例えばアルゴンレーザによ
り再結晶化する方法もある。なお第３図中、８はゲート
酸化膜、９は例えば多結晶シリコンからなるゲート、10
はソース電極、11はドレイン電極、12はゲート電極であ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように入射光遮蔽層２を用いた高性能なTFTを形成
するためには、フォトリソグラフィ，エッチングにより
入射光遮蔽層を形成した上に、さらに複雑なフォトリソ
グラフィ，選択酸化法の技術を用いて半導体活性層を形
成する必要があり、さらにはレーザ再結晶化プロセスを
とる等の複雑な形成過程を必要とするという問題があっ
た。
本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、簡単なプロ
セスにより高性能なTFTを製造できるTFTの製造方法を得
ることを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明にかかる薄膜トランジスタの製造方法は、透明基
板上に金属薄膜を所要の形状に形成したものの上に絶縁
層を設け、さらにその上部にレーザCVD法により半導体
薄膜を上記金属薄膜上に選択形成し、その半導体薄膜を
活性層としたものである。
〔作用〕
本発明においては、上述のように構成したことにより、
従来のように複雑なフォトリソグラフィ，選択酸化，レ
ーザ再結晶化法等を用いることなく、非常に簡単な方法
で高性能のTFTを製造できるTFTの製造方法が得られる。
〔実施例〕
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第２図は本発明の一実施例によるTFTの製造方法におい
て用いる入射光遮蔽層と半導体活性層を形成する方法を
説明するための概略図である。図において、例えば石英
等の透明基板１の表面に、例えばスパッタ等でクロム等
の薄膜を全面に形成し、これをフォトリソグラフィ，エ
ッチングにより島状に形成する（第２図の２）。さらに
その上に例えばシリコン酸化膜よりなる絶縁層３を全面
に堆積し、このようにして構成した基板を例えばSiH4雰
囲気のチャンバ内にセットし、この基板に垂直にアルゴ
ンレーザ光13を走査方向14に走査しながら照射する。照
射したアルゴンレーザ光13は先に形成した薄膜層２で吸
収されて発熱し、その熱が絶縁層３内を伝導し、絶縁層
３の表面近傍のSiH4ガスを加熱，分解し、これにより薄
膜層２の上部のみに選択的にシリコン６を堆積させるこ
とができる。
このようなアルゴンレーザ光によるレーザCVD法でシリ
コン酸化膜の上に形成したシリコンは結晶化しているこ
とが確認されており（石津他第７回ドライプロセスシン
ポジウム １−3,1985年10月）、この構成による金属膜
2,結晶化シリコン層６が複雑な形成プロセス，レーザア
ニール等を経ることなく、そのままTFT形成時の入射光
遮蔽層，半導体活性層に利用できる。
以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例による製造方法により得られ
た薄膜トランジスタを示す概略図である。
本実施例の製造方法によるTFTは以下のようにして形成
される。
即ち、石英等からなる透明基板１の上部にスパッタ，フ
ォトリソグラフィ，エッチング等により例えばクロム等
よりなる島状の入射光遮蔽層２を形成し、該層２の上に
さらにシリコン酸化膜等の絶縁層３を全面に堆積し、前
記アルゴンレーザCVDにより結晶化シリコン層６を入射
光遮蔽層２の上部のみにセルフアライン方式で選択的に
形成し、その上部にゲート酸化膜８、例えば多結晶シリ
コンからなるゲート9,および酸化膜５を形成し、最後に
例えばアルミからなるソース電極10,ドレイン電極11,ゲ
ート電極12の各電極メタルを形成してTFTが形成され
る。
このようにして透明基板上に１回のフォトリソグラフィ
で形成した入射光遮蔽層をレーザCVDの光吸収層として
用い、セルフアライン方式で結晶化シリコン層６を形成
することにより、従来の複雑なフォトリソグラフィ，選
択酸化，レーザ再結晶化法等を用いる方法に比較して非
常に簡略な方法で高性能のTFTを形成することができ
る。
なお、上記実施例では、液晶表示素子の画素のスイッチ
ングに用いるトランジスタに応用した場合について説明
を行なったが、本発明は液晶表示素子の駆動回路を周辺
に一体化して形成する場合の駆動回路用のトランジスタ
にも応用可能であり、その他にもSOI（Silicon on Insu
lator）構造の三次元回路素子，ファクシミリ読み取り
センサの制御回路用のトランジスタ等各種電子部品への
応用が可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る薄膜トランジスタの製造
方法によれば、透明基板上に金属薄膜を所要の形状に形
成したものの上に絶縁層を設け、さらにその上部にレー
ザCVD法により半導体薄膜を上記金属薄膜上に選択形成
し、その半導体薄膜を活性層とするようにしたので、従
来の複雑なフォトリソグラフィ，選択酸化，レーザ再結
晶化法等を用いる方法に比較して非常に簡略な方法で高
性能のTFTを形成できるTFTの製造方法が得られる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による製造方法により得られ
たTFTの断面図、第２図は本発明の一実施例によるTFTの
製造方法において用いるレーザCVD法による薄膜の形成
方法を説明する図、第３図は従来のTFT構造の一例を示
す断面図、第４図は一般のTFTを液晶表示素子に応用し
た場合の等価回路を示す図、第５図はTFTのスイッチン
グ特性を示すID-VG特性を説明する図である。 １……透明基板、２……入射光遮蔽層、３……絶縁膜、
4,5……シリコン酸化膜、６……半導体層、８……ゲー
ト酸化膜、９……ゲート、10……ソース電極、11……ド
レイン電極、12……ゲート電極、13……アルゴンレーザ
光ビーム、14……レーザ光走査方向。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明基板上に金属薄膜を所要の形状に形成
    したものの上に絶縁層を設け、さらにその上部にレーザ
    CVD法により半導体薄膜を上記金属薄膜上に選択形成
    し、 その半導体薄膜を活性層としたことを特徴とする薄膜ト
    ランジスタの製造方法。
  2. 【請求項２】上記金属薄膜が上記半導体活性層への入射
    光を遮蔽する遮光層であることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
JP61077413A 1986-04-02 1986-04-02 薄膜トランジスタの製造方法 Expired - Lifetime JPH0777264B2 (ja)

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