JPH10261802A - Thin film transistor array substrate and its manufacture - Google Patents
Thin film transistor array substrate and its manufactureInfo
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- JPH10261802A JPH10261802A JP6588997A JP6588997A JPH10261802A JP H10261802 A JPH10261802 A JP H10261802A JP 6588997 A JP6588997 A JP 6588997A JP 6588997 A JP6588997 A JP 6588997A JP H10261802 A JPH10261802 A JP H10261802A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板上に薄
膜トランジスタを形成して成る薄膜トランジスタアレイ
基板及び薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法に関す
る。The present invention relates to a thin film transistor array substrate having a thin film transistor formed on a glass substrate and a method for manufacturing the thin film transistor array substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、大画面、高密度、高精細化を実現
するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の画素部の
スイッチング素子として、あるいは画素部スイッチング
素子の駆動回路として、多結晶シリコン(以下p−Si
と略称する。)をチャネル層に使用して成る薄膜トラン
ジスタ(以下TFTと略称する。)が多用されている。2. Description of the Related Art In recent years, polycrystalline silicon (hereinafter referred to as p-type) has been used as a switching element in a pixel portion of an active matrix type liquid crystal display device realizing a large screen, a high density, and a high definition, or as a driving circuit for a switching device in a pixel portion. -Si
Abbreviated. ) As a channel layer (hereinafter, abbreviated as TFT) is frequently used.
【0003】そしてこのようなTFTにあっては、一般
に不純物を出来るだけ含まない高純度p−Siを用いる
事がTFT特性の向上につながるとされている。又その
低価格化のために、TFTを形成する基板には、通常安
価なガラス基板を用いている。しかしながらこのガラス
基板はナトリウム(Na)等種々の不純物が混入してお
り、これ等不純物によりp−Siからなるチャネル層が
汚染され、TFTの性能を劣化させるという問題を有し
ていた。In such a TFT, it is generally said that the use of high-purity p-Si containing as little impurities as possible leads to an improvement in TFT characteristics. In order to reduce the cost, a substrate on which a TFT is formed is usually formed of an inexpensive glass substrate. However, this glass substrate is mixed with various impurities such as sodium (Na), and these impurities contaminate the channel layer made of p-Si, which has a problem of deteriorating the performance of the TFT.
【0004】そこで従来は、ガラス基板及びTFTの間
にチッ化シリコン(SiNx)膜あるいは酸化シリコン(Si
O2 )膜等からなるバリア層を設け、TFTの信頼性に
大きな影響を与えるナトリウム(Na)等のアルカリ金属
を主としてブロックし、チャネル層の汚染防止を図って
いる。Therefore, conventionally, a silicon nitride (SiNx) film or a silicon oxide (Si
A barrier layer made of an O 2 ) film or the like is provided to mainly block an alkali metal such as sodium (Na) which greatly affects the reliability of the TFT, thereby preventing contamination of the channel layer.
【0005】しかしながらチッ化シリコン(SiNx)膜に
あっては、ナトリウム(Na)の拡散係数が非常に小さく
ナトリウム(Na)をブロックする機能は良好であるもの
の、ガラス基板との間に大きな応力を生じ、製造過程に
おける加熱により生じる歪みにより、クラックを発生
し、ガラス基板の破壊を生じる惧れを有している。一
方、酸化シリコン(SiO2 )膜にあっては、ガラス基板
との間に応力は生じないものの、ナトリウム(Na)の拡
散係数が大きく、ナトリウム(Na)を効果的にブロック
できないという問題を有している。However, in a silicon nitride (SiNx) film, although the diffusion coefficient of sodium (Na) is very small and the function of blocking sodium (Na) is good, a large stress is applied to the glass substrate. There is a concern that cracks may be generated due to distortion caused by heating during the manufacturing process and the glass substrate may be broken. On the other hand, a silicon oxide (SiO 2 ) film has a problem that although a stress does not occur between the film and the glass substrate, the diffusion coefficient of sodium (Na) is large and sodium (Na) cannot be effectively blocked. doing.
【0006】このため従来は、両者の長所を取り入れた
ものとして、図9に示す様に、ガラス基板1上にチッ化
シリコン(SiNx)膜2及び酸化シリコン(SiO2 )膜3
を積層してバリア層4を形成した上にp−Siからなる
チャネル層6更にはゲート電極7を有するTFT8を形
成し、不純物のブロックを行っていた。Conventionally, as shown in FIG. 9, a silicon nitride (SiNx) film 2 and a silicon oxide (SiO 2 ) film 3
Are stacked to form a barrier layer 4, and then a TFT 8 having a channel layer 6 made of p-Si and a gate electrode 7 is formed to block impurities.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バリア層のチッ化シリコン(SiNx)膜は、ナトリウム
(Na)を効率的にブロックするとはいうものの、クラッ
クを生じさせず、ガラス基板の破壊を防止しなければな
らないため十分な厚さを得られず、その分ナトリウム
(Na)のブロック効果が低減されてしまう一方、一般に
ガラス基板はナトリウム(Na)の含有量が極めて多く、
ガラス基板を使用した場合には、チッ化シリコン(SiN
x)膜に更に酸化シリコン(SiO2 )膜を積層したとし
ても不純物のブロック効果を十分得られず、p−SiT
FTの特性の劣化を生じてしまうという問題を依然とし
て残していた。However, although the conventional silicon nitride (SiNx) film of the barrier layer effectively blocks sodium (Na), it does not cause cracks and damages the glass substrate. In order to prevent this, a sufficient thickness cannot be obtained, and the blocking effect of sodium (Na) is reduced accordingly. On the other hand, the glass substrate generally has a very high sodium (Na) content,
When a glass substrate is used, silicon nitride (SiN
x) Even if a silicon oxide (SiO 2 ) film is further laminated on the film, the effect of blocking impurities cannot be sufficiently obtained, and p-SiT
The problem that the characteristics of the FT are deteriorated still remains.
【0008】そこで本発明は上記課題を除去するもの
で、低価格のガラス基板を用いるTFTにおいて、ガラ
ス基板からの不純物によるTFTの汚染を確実に防止
し、TFTの特性向上を図ると共に、ガラス基板の歪み
によってもクラックを生じる事が無くガラス基板の破壊
を防止し、製造歩留まりの向上による一層の低価格化を
図り、ひいては、大画面、高密度、高精細の液晶表示装
置の駆動素子としての適用を可能とする薄膜トランジス
タアレイ基板及び薄膜トランジスタアレイ基板の製造方
法を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In a TFT using a low-cost glass substrate, contamination of the TFT by impurities from the glass substrate is surely prevented, the characteristics of the TFT are improved, and the glass substrate is improved. The glass substrate is prevented from being broken without causing cracks due to the distortion of the glass, and the price is further reduced by improving the production yield, and as a result, as a driving element of a large-screen, high-density, high-definition liquid crystal display device. It is an object of the present invention to provide a thin film transistor array substrate and a method for manufacturing the thin film transistor array substrate that can be applied.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、ガラス基板上にてバリア層の直上に半導体層
を積層して成る薄膜トランジスタアレイ基板において、
前記バリア層が、ボロン(B)及びリン(P)の混合イ
オン、もしくはリン(P)イオンを含有する酸化シリコ
ン(SiO2 )膜から成るものである。According to the present invention, there is provided a thin film transistor array substrate comprising a glass substrate and a semiconductor layer laminated immediately above a barrier layer on a glass substrate.
The barrier layer is formed of a mixed oxide of boron (B) and phosphorus (P) or a silicon oxide (SiO 2 ) film containing phosphorus (P) ions.
【0010】又本発明は上記課題を解決するため、ガラ
ス基板上にてバリア層を形成した後、前記バリア層の直
上に半導体層を積層して薄膜トランジスタを形成する薄
膜トランジスタアレイ基板の製造方法において、前記ガ
ラス基板上に酸化シリコン(SiO2 )膜を成膜する工程
と、前記酸化シリコン(SiO2 )膜にボロン(B)及び
リン(P)の混合イオン、もしくはリン(P)イオンを
ドーピングする工程とを実施し前記バリア層を形成した
後、前記バリア層の直上に前記半導体層を形成し前記薄
膜トランジスタを形成するものである。そして本発明は
上記構成により、バリア層として、ボロン(B)及びリ
ン(P)の混合イオン、もしくはリン(P)イオンを含
有する酸化シリコン(SiO2 )膜を用いる事により、ガ
ラス基板との間に応力を生じる事が無く、且つ不純物を
効率的にブロックする事により、不純物による汚染の無
い良好な特性を有するTFTを得られ、しかもガラス基
板の破壊を生じる惧れがなく、製造歩留まりを向上しT
FTのより一層の低価格化を図り、大画面、高密度、高
精細の液晶表示装置の駆動素子への適用を可能とするこ
とを目的とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor array substrate, comprising: forming a barrier layer on a glass substrate; and laminating a semiconductor layer immediately above the barrier layer to form a thin film transistor. Forming a silicon oxide (SiO 2 ) film on the glass substrate, and doping a mixed ion of boron (B) and phosphorus (P) or phosphorus (P) ion into the silicon oxide (SiO 2 ) film; And after forming the barrier layer, the semiconductor layer is formed immediately above the barrier layer to form the thin film transistor. According to the present invention, a silicon oxide (SiO 2 ) film containing mixed ions of boron (B) and phosphorus (P) or phosphorus (P) ions is used as a barrier layer to form a barrier layer. By avoiding stress between them and efficiently blocking impurities, a TFT having good characteristics without contamination by impurities can be obtained, and furthermore, there is no fear of destruction of the glass substrate and the production yield can be reduced. Improve T
It is an object of the present invention to further reduce the price of an FT and to enable application to a drive element of a large-screen, high-density, high-definition liquid crystal display device.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
乃至図3を参照して説明する。図1はp−SiTFT1
0の製造工程を示し、図1(a)に示す様にガラス基板
11上に酸化シリコン(SiO2 )膜12を2000オン
グストローム厚に成膜した後、イオンドーピング装置に
よりホスフィンガス(PH3 )を用い、ガラス基板11
から500オングストロームの地点に投影飛程(Rp)
が来るようにして、加速電圧300keV、ドーズ量5
E+14cm-2にて酸化シリコン(SiO2 )膜12にリン
(P)イオンをドーピングし、図2に示すリン(P)濃
度分布を有するバリア層13を形成する。これによりバ
リア層13のガラス基板11近傍側の高イオン濃度部1
3aは、リン(P)の濃度分布が1E+18atoms /cc
以上と成る一方、バリア層13のp−SiTFT10が
形成される表面近傍側の低イオン濃度部13bは、リン
(P)の濃度分布が1E+17atoms /cc以下と成って
いる。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a p-Si TFT 1
1A, a silicon oxide (SiO 2 ) film 12 having a thickness of 2000 Å was formed on a glass substrate 11 as shown in FIG. 1A, and then a phosphine gas (PH 3 ) was supplied by an ion doping apparatus. Used, glass substrate 11
Projected range (Rp) at 500 Angstroms from
With an acceleration voltage of 300 keV and a dose of 5
The silicon oxide (SiO 2 ) film 12 is doped with phosphorus (P) ions at E + 14 cm −2 to form a barrier layer 13 having a phosphorus (P) concentration distribution shown in FIG. Thereby, the high ion concentration portion 1 near the glass substrate 11 of the barrier layer 13 is formed.
3a shows that the concentration distribution of phosphorus (P) is 1E + 18 atoms / cc.
On the other hand, the low ion concentration portion 13b of the barrier layer 13 near the surface where the p-Si TFT 10 is formed has a phosphorus (P) concentration distribution of 1E + 17 atoms / cc or less.
【0012】この後図1(c)に示す様にバリア層13
上に非晶質シリコン(以下a−Siと略称する。)膜を
成膜し、レーザアニーリングによりa−Si膜を結晶化
し、p−Si膜14を形成した後、パターニング形成す
る。次いで常圧Chemical−Vapor−Dep
osition(以下CVDと略称する。)法により、
図1(d)に示す様に酸化シリコン(SiO2 )膜からな
るゲート絶縁膜16を成膜した上にモリブデンタングス
テン(MoW)膜を2000オングストローム成膜し、
更にパターニングして図1(e)に示す様にゲート電極
17を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 1C, the barrier layer 13 is formed.
An amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si) film is formed thereon, the a-Si film is crystallized by laser annealing, and a p-Si film 14 is formed, followed by patterning. Then normal pressure Chemical-Vapor-Dep
By the position (hereinafter abbreviated as CVD) method,
As shown in FIG. 1D, a molybdenum tungsten (MoW) film is formed to a thickness of 2000 Å on a gate insulating film 16 made of a silicon oxide (SiO 2 ) film.
Further, patterning is performed to form a gate electrode 17 as shown in FIG.
【0013】次に図1(f)に示す様にゲート電極17
をマスクにしてホスフィンガス(PH3 )を用い、パタ
ーニングされたp−Si膜14にリン(P)イオンをド
ーピングし、チャネル層18を挟みp−Si膜14両側
に不純物高濃度領域20a、20bを形成する。更に常
圧CVD法により、層間絶縁膜21を成膜した後、コン
タクトホールを形成し、図1(g)に示す様にアルミニ
ウム(Al)成膜後、エッチングにより信号線22、23
を形成して、p−SiTFT10を製造する。このよう
にして成るp−SiTFT10のバリア層13にあって
は、酸化シリコン(SiO2 )に含有されるリン(P)イ
オンが酸化シリコン(SiO2 )の網目構造に入り、リン
(P)と酸素(O)との親和力差から、負に帯電した酸
素(O)原始がクーロン相互作用でナトリウム(Na+)
イオンをトラップする。これによりガラス基板11から
発散されるナトリウム(Na)イオンは、p−Si側への
拡散を防止される。Next, as shown in FIG.
Using a mask as a mask, phosphine gas (PH3) is used to dope the patterned p-Si film 14 with phosphorus (P) ions, and the impurity high concentration regions 20a and 20b are formed on both sides of the p-Si film 14 with the channel layer 18 interposed therebetween. Form. Further, after forming an interlayer insulating film 21 by a normal pressure CVD method, a contact hole is formed, and as shown in FIG. 1 (g), after forming an aluminum (Al) film, the signal lines 22 and 23 are etched.
Is formed, and the p-Si TFT 10 is manufactured. In the barrier layer 13 of the p-Si TFT 10 thus formed, phosphorus (P) ions contained in silicon oxide (SiO 2 ) enter the network structure of silicon oxide (SiO 2 ), and phosphorus (P) and oxygen From the affinity difference with (O), the negatively charged oxygen (O) primitive becomes sodium (Na +) due to Coulomb interaction
Trap ions. Thus, the diffusion of sodium (Na) ions from the glass substrate 11 to the p-Si side is prevented.
【0014】尚、p−SiTFT10のバリア層13に
おけるナトリウム(Na)イオンのブロッキング状況を調
べるため濃度分布を測定したところ、図3に示す様に低
イオン濃度部13bに比し、高イオン濃度部13aにお
けるナトリウム(Na)イオン濃度が著しく高く、十分な
ブロッキング効果を果たしている事が判明した。When the concentration distribution was measured to check the blocking state of sodium (Na) ions in the barrier layer 13 of the p-Si TFT 10, as shown in FIG. 3, the concentration distribution was higher than that of the low ion concentration portion 13b. It was found that the sodium (Na) ion concentration in 13a was remarkably high and a sufficient blocking effect was achieved.
【0015】この様に構成すれば、低価格なガラス基板
11を用いた場合に、ガラス基板11及びp−Siから
なるチャネル層18の間に、リン(P)イオンをドーピ
ングして成る酸化シリコン(SiO2 )膜12をバリア層
13として形成する事により、バリア層13中でナトリ
ウム(Na+)イオンをトラップでき、ガラス基板11か
ら発散されるナトリウム(Na)イオンのp−Si側への
拡散を防止出来、不純物による汚染の無い良好な特性を
有するp−SiTFTを得られる。しかも従来不純物の
ブロックに好適とされたチッ化シリコン(SiNx)に
代え、ガラス基板11との間に大きな応力を生じない酸
化シリコン(SiO2 )膜を用いる事により、製造工程
における加熱によりクラックを生じ、ガラス基板の破壊
を生じる惧れが低減され、製造歩留まりの向上によりp
−SiTFT10のより一層の低価格化を図れ、大画
面、高密度、高精細の液晶表示装置の駆動素子への適用
を可能とするものである。According to this structure, when a low-cost glass substrate 11 is used, silicon oxide doped with phosphorus (P) ions is provided between the glass substrate 11 and the channel layer 18 made of p-Si. By forming the (SiO 2 ) film 12 as the barrier layer 13, sodium (Na +) ions can be trapped in the barrier layer 13, and sodium (Na) ions emitted from the glass substrate 11 diffuse to the p-Si side. Can be prevented, and a p-Si TFT having good characteristics without contamination by impurities can be obtained. Moreover, by using a silicon oxide (SiO 2 ) film which does not generate a large stress between the glass substrate 11 and the silicon nitride (SiNx) which is conventionally suitable for the block of impurities, cracks are generated by heating in the manufacturing process. And the risk of glass substrate destruction is reduced.
-It is possible to further reduce the price of the SiTFT 10 and to apply it to a driving element of a large-screen, high-density, high-definition liquid crystal display device.
【0016】しかもバリア層13のp−SiTFT10
が形成される側の低イオン濃度部13は、リン(P)の
濃度分布が1E+17atoms /cc以下と低減されること
から、酸化シリコン(SiO2 )膜12にドーピングされ
たリン(P)イオンによりp−SiTFT10が影響さ
れる事も無く、より良好な特性を得られる。Moreover, the p-Si TFT 10 of the barrier layer 13
In the low ion concentration portion 13 on the side where is formed, since the concentration distribution of phosphorus (P) is reduced to 1E + 17 atoms / cc or less, phosphorus (P) ions doped into the silicon oxide (SiO 2 ) film 12 The p-SiTFT 10 is not affected and a better characteristic can be obtained.
【0017】次に本発明を図4乃至図6に示す第2の実
施の形態を参照して説明する。尚本実施の形態は、第1
の実施の形態における、バリア層の製造方法が異なるも
のの他は第1の実施の形態と同一である事から第1の実
施の形態と同一部分については同一符号を付しその説明
を省略する。即ち本実施の形態にあっては、図4に示す
様にガラス基板11上に濃度1E+21atoms /ccのリ
ン(P)ドープド酸化シリコン(SiO2 )膜を2000
オングストローム厚に成膜し、続いてノンドープド酸化
シリコン(SiO2 )膜を2000オングストローム厚に
成膜し、図5に示すリン(P)濃度分布を有し、高イオ
ン濃度部27a及び低イオン濃度部27bから成るバリ
ア層27を形成する。Next, the present invention will be described with reference to a second embodiment shown in FIGS. In this embodiment, the first
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals except for the difference in the method of manufacturing the barrier layer, and the description thereof is omitted. That is, in this embodiment, a phosphorus (P) -doped silicon oxide (SiO 2 ) film having a concentration of 1E + 21 atoms / cc is formed on a glass substrate 11 as shown in FIG.
An undoped silicon oxide (SiO 2) film is formed to a thickness of 2000 Å, has a phosphorus (P) concentration distribution shown in FIG. 5, and has a high ion concentration portion 27a and a low ion concentration portion 27b. Is formed.
【0018】この後は、第1の実施の形態の図1(c)
乃至図1(f)に示すのと同様にして、バリア層27上
にてp−Si膜14を、パターン形成し、ゲート絶縁膜
16を成膜した上にゲート電極17を設け、これをマス
クにリン(P)イオンをドーピングしてチャネル層18
を挟みp−Si膜14両側に不純物高濃度領域20a、
20bを形成する。更に信号線22、23を形成して、
図6に示す様にガラス基板11上に、2層構造のバリア
層27を介しp−SiTFT28を完成する。Thereafter, FIG. 1C of the first embodiment is used.
1F, a p-Si film 14 is patterned on the barrier layer 27, a gate insulating film 16 is formed, and a gate electrode 17 is provided. Doped with phosphorus (P) ions into the channel layer 18
High impurity concentration regions 20a on both sides of the p-Si film 14
20b is formed. Further, signal lines 22 and 23 are formed,
As shown in FIG. 6, a p-Si TFT 28 is completed on a glass substrate 11 with a two-layer barrier layer 27 interposed therebetween.
【0019】このようにして成るp−SiTFT28に
あっては、第1の実施の形態と同様、バリア層27中の
酸素(O)原始がクーロン相互作用でナトリウム(Na
+)イオンをトラップし、ガラス基板11から発散され
るナトリウム(Na)イオンのp−Si側への拡散を防止
出来る。In the p-Si TFT 28 thus constructed, as in the first embodiment, the primordial oxygen (O) in the barrier layer 27 is changed to sodium (Na) by Coulomb interaction.
+) Ions can be trapped, and diffusion of sodium (Na) ions emitted from the glass substrate 11 to the p-Si side can be prevented.
【0020】この様に構成すれば、特にバリア層27の
高イオン濃度部27a中でナトリウム(Na+)イオンを
トラップでき、ガラス基板11から発散されるナトリウ
ム(Na)イオンのp−Si側への拡散を防止出来、不純
物による汚染の無い良好な特性を有するp−SiTFT
28を得られる。しかも、ガラス基板11との間に大き
な応力を生じない酸化シリコン(SiO2 )膜を用いる事
により、ガラス基板の破壊を生じる惧れが無くなり、製
造歩留まりの向上によりp−SiTFT28のより一層
の低価格化を図れ、大画面、高密度、高精細の液晶表示
装置の駆動素子への適用を可能とするものである。With this configuration, sodium (Na +) ions can be trapped particularly in the high ion concentration portion 27 a of the barrier layer 27, and sodium (Na) ions emitted from the glass substrate 11 can be trapped on the p-Si side. P-Si TFT which can prevent diffusion and has good characteristics without contamination by impurities
28 are obtained. Moreover, by using a silicon oxide (SiO 2 ) film that does not generate a large stress between the glass substrate 11 and the glass substrate 11, there is no fear of the glass substrate being broken, and the p-Si TFT 28 can be further reduced by improving the manufacturing yield. The present invention can be applied to a driving element of a large-screen, high-density, high-definition liquid crystal display device at a high price.
【0021】しかもバリア層27が高イオン濃度部27
aと低イオン濃度部27bの2層からなり、p−SiT
FT28が形成される側には低イオン濃度部27bが設
けられることから、バリア層27中のリン(P)イオン
がp−SiTFT28への影響を生じる事も無く、より
良好な特性を得られる。In addition, the barrier layer 27 has a high ion concentration portion 27.
a and a low ion concentration portion 27b.
Since the low ion concentration portion 27b is provided on the side on which the FT 28 is formed, phosphorus (P) ions in the barrier layer 27 do not affect the p-Si TFT 28, and better characteristics can be obtained.
【0022】次に本発明を図7及び図8に示す第3の実
施の形態を参照して説明する。尚本実施の形態は、第1
の実施の形態における、バリア層の製造方法が異なるも
のの他は第1の実施の形態と同一である事から第1の実
施の形態と同一部分については同一符号を付しその説明
を省略する。即ち本実施の形態にあっては、図7に示す
様にガラス基板11上に濃度1E+21atoms /ccのリ
ン(P)ドープド酸化シリコン(SiO2 )膜を2000
オングストローム厚に成膜しバリア層30とする。この
後は、第1の実施の形態の図1(c)乃至図1(f)に
示すのと同様にして、バリア層30上にてp−Si膜1
4を、パターン形成し、ゲート絶縁膜16を成膜した上
にゲート電極17を設け、これをマスクにリン(P)イ
オンをドーピングしてチャネル層18を挟みp−Si膜
14両側に不純物高濃度領域20a、20bを形成す
る。更に信号線22、23を形成して、図8に示す様に
ガラス基板11上に、高濃度及び低濃度の2層構造のバ
リア層30を介しp−SiTFT31を完成するこのよ
うにして成るp−SiTFT31にあっては、第1の実
施の形態と同様、バリア層30中の酸素(O)原始がク
ーロン相互作用でナトリウム(Na+)イオンをトラップ
し、ガラス基板11から発散されるナトリウム(Na)イ
オンのp−Si側への拡散を防止出来、不純物による汚
染の無い良好な特性を有するp−SiTFT31を得ら
れる。しかも、ガラス基板11との間に大きな応力を生
じない酸化シリコン(SiO2 )膜を用いる事により、ガ
ラス基板の破壊を生じる惧れが無く、製造歩留まりの向
上により、p−SiTFT31のより一層の低価格化を
図れ、大画面、高密度、高精細の液晶表示装置の駆動素
子への適用を可能とするものである。Next, the present invention will be described with reference to a third embodiment shown in FIGS. In this embodiment, the first
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals except for the difference in the method of manufacturing the barrier layer, and the description thereof is omitted. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, a phosphorus (P) -doped silicon oxide (SiO 2 ) film having a concentration of 1E + 21 atoms / cc is formed on a glass substrate 11 by 2,000.
The barrier layer 30 is formed to a thickness of Å. Thereafter, the p-Si film 1 is formed on the barrier layer 30 in the same manner as shown in FIGS. 1C to 1F of the first embodiment.
4 is patterned and a gate insulating film 16 is formed, and a gate electrode 17 is provided. Using this as a mask, phosphorus (P) ions are doped to form a high impurity on both sides of the p-Si film 14 with the channel layer 18 interposed therebetween. The concentration regions 20a and 20b are formed. Further, signal lines 22 and 23 are formed, and a p-Si TFT 31 is completed on the glass substrate 11 via a barrier layer 30 having a two-layer structure of high concentration and low concentration as shown in FIG. In the −Si TFT 31, as in the first embodiment, the oxygen (O) primitive in the barrier layer 30 traps sodium (Na +) ions due to Coulomb interaction, and the sodium (Na) emitted from the glass substrate 11. 3.) It is possible to prevent the diffusion of ions to the p-Si side, and obtain a p-Si TFT 31 having good characteristics without contamination by impurities. Moreover, by using a silicon oxide (SiO 2 ) film which does not generate a large stress between the p-Si TFT 31 and the glass substrate 11, there is no fear of the glass substrate being broken, and the p-Si TFT 31 is further improved by improving the production yield. The present invention can reduce the price and can be applied to a driving element of a large-screen, high-density, high-definition liquid crystal display device.
【0023】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えば、酸化シリコン(SiO2 )膜中に含有される
物質はリン(P)イオンに限定されず、ボロン(B)等
であっても良いし、含有濃度も任意であるが、ナトリウ
ム(Na)イオン等の不純物をより確実にトラップするに
は含有物質の含有濃度が1E+18atoms /cc以上であ
る事が好ましいし、含有物質によるTFTへの影響を低
減するには含有物質の含有濃度が1E+17atoms /cc
以下とされる事が好ましい。又、バリア層の厚さ等も、
不純物を確実にトラップ出来且つガラス基板の破損を生
じにくい範囲であれば任意である。更に酸化シリコン
(SiO2 )膜中にボロン(B)及びリン(P)の混合イ
オン、もしくはリン(P)イオンをドーピングする際の
ガスも、ジボラン(B2 H6 )等を用いても良い。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified without departing from the spirit thereof. For example, the substance contained in the silicon oxide (SiO 2 ) film is phosphorous. Not limited to (P) ions, boron (B) or the like may be used, and the content is arbitrary. However, in order to trap impurities such as sodium (Na) ions more reliably, the concentration of the contained material Is preferably not less than 1E + 18 atoms / cc, and in order to reduce the effect of the contained substance on the TFT, the concentration of the contained substance must be 1E + 17 atoms / cc.
It is preferable that: Also, the thickness of the barrier layer, etc.
Any range is possible as long as impurities can be reliably trapped and the glass substrate is hardly damaged. Furthermore, diborane (B 2 H 6 ) or the like may be used as a gas for doping mixed ions of boron (B) and phosphorus (P) or phosphorus (P) ions in a silicon oxide (SiO 2 ) film. .
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ラス基板を用いて成るTFTにおいて、ガラス基板から
半導体チャネル層への不純物の混入を防止するためのバ
リア層として、酸化シリコン(SiO2 )膜中にボロン
(B)及びリン(P)の混合イオン、もしくはリン
(P)イオン等の不純物が含有される酸化シリコン(Si
O2 )膜を用いる事により、ガラス基板からチャネル層
への不純物の混入を確実に防止しTFTの特性向上を図
る一方、酸化シリコン(SiO2 )膜が、ガラス基板との
間に応力を生じない事から、製造工程中の温度上昇によ
る歪みによりにクラックを生じる事が無く、従来のチッ
化シリコン(SiNx)膜の様にガラス基板の破壊を招く事
が無く、製造歩留まりの向上による一層の低価格化を図
れ、ひいては、大画面、高密度、高精細の液晶表示装置
の駆動素子への適用を図れ、低価格で有りながら大型、
高精細なアクティブマトリクス型の液晶表示装置の実現
が可能となる。As described above, according to the present invention, in a TFT using a glass substrate, silicon oxide (SiO 2) is used as a barrier layer for preventing impurities from entering the semiconductor channel layer from the glass substrate. ) Silicon oxide (Si) containing impurities such as mixed ions of boron (B) and phosphorus (P) or phosphorus (P) ions in the film
By using the O 2 ) film, the contamination of impurities from the glass substrate into the channel layer is reliably prevented and the characteristics of the TFT are improved, while the silicon oxide (SiO 2 ) film causes stress between the glass substrate and the glass substrate. No cracks are caused by distortion due to temperature rise during the manufacturing process, and the glass substrate is not broken like the conventional silicon nitride (SiNx) film. It can be applied to the drive element of a large-screen, high-density, high-definition liquid crystal display device.
It is possible to realize a high-definition active matrix type liquid crystal display device.
【図1】本発明の第1の実施の形態のp−SiTFTの
製造工程を示す概略説明図であり、(a)はそのガラス
基板上に酸化シリコン(SiO2 )膜を成膜した状態を示
す説明図で有り、(b)は、その酸化シリコン(Si
O2 )膜にリン(P)イオンをドーピングする状態を示
す説明図であり、(c)はそのバリア層上にp−Si膜
を形成した状態を示す説明図で有り、(d)は、ゲート
絶縁膜を形成した状態を示す説明図であり、(e)はゲ
ート電極を形成した状態を示す説明図で有り、(f)
は、チャネル層両側に不純物高濃度領域を形成する状態
を示す説明図であり、(g)は、ガラス基板上に p−
SiTFTを形成した状態を示す説明図である 。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a manufacturing process of a p-Si TFT according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a state in which a silicon oxide (SiO 2 ) film is formed on a glass substrate. FIG. 3B is an explanatory diagram showing the state of the silicon oxide (Si).
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which phosphorus (P) ions are doped into an O 2 ) film, (c) is an explanatory view showing a state in which a p-Si film is formed on the barrier layer, and (d) is an explanatory view. It is an explanatory view showing a state where a gate insulating film is formed, (e) is an explanatory view showing a state where a gate electrode is formed, and (f) is an explanatory view showing a state where a gate electrode is formed.
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a high impurity concentration region is formed on both sides of a channel layer. FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a SiTFT is formed.
【図2】本発明の第1の実施の形態のバリア層のリン
(P)濃度分布を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a phosphorus (P) concentration distribution of a barrier layer according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態のバリア層における
ナトリウム(Na)イオンのブロッキング状況を示すグラ
フである。FIG. 3 is a graph showing a blocking state of sodium (Na) ions in the barrier layer according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施の形態のp−SiTFT
の、ガラス基板上にバリア層を形成した状態を示す説明
図である。FIG. 4 shows a p-Si TFT according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a barrier layer is formed on a glass substrate.
【図5】本発明の第2の実施の形態のバリア層のリン
(P)イオン濃度分布を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a phosphorus (P) ion concentration distribution of a barrier layer according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施の形態のガラス基板上にp
−SiTFTを形成した状態を示す説明図である。FIG. 6 is a view showing a state in which p
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state where a -Si TFT is formed.
【図7】本発明の第3の実施の形態のp−SiTFT
の、ガラス基板上にバリア層を形成した状態を示す説明
図である。FIG. 7 shows a p-Si TFT according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a barrier layer is formed on a glass substrate.
【図8】本発明の第3の実施の形態のガラス基板上にp
−SiTFTを形成した状態を示す説明図である。FIG. 8 shows a case where p is placed on a glass substrate according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state where a -Si TFT is formed.
【図9】従来の装置のp−SiTFTを示す概略説明図
である。FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a p-Si TFT of a conventional device.
10…p−SiTFT 11…ガラス基板 12…酸化シリコン(SiO2 )膜 13…バリア層 13a…高イオン濃度部 13b…低イオン濃度部 14…p−Si膜 16…ゲート絶縁膜 17…ゲート電極 18…チャネル層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... p-SiTFT 11 ... glass substrate 12 ... silicon oxide (SiO2) film 13 ... barrier layer 13a ... high ion concentration part 13b ... low ion concentration part 14 ... p-Si film 16 ... gate insulating film 17 ... gate electrode 18 ... Channel layer
Claims (5)
体層を積層して成る薄膜トランジスタアレイ基板におい
て、前記バリア層が、ボロン(B)及びリン(P)の混
合イオン、もしくはリン(P)イオンを含有する酸化シ
リコン(SiO2)膜から成る事を特徴とする薄膜トラン
ジスタアレイ基板。1. In a thin film transistor array substrate comprising a semiconductor layer laminated on a glass substrate immediately above a barrier layer, the barrier layer is formed by a mixed ion of boron (B) and phosphorus (P) or phosphorus (P). A thin film transistor array substrate comprising a silicon oxide (SiO 2 ) film containing ions.
ボロン(B)及びリン(P)の混合イオン、もしくはリ
ン(P)イオンの濃度分布の少なくとも一部が1E+1
8atoms /cc以上である事を特徴とする請求項1に記載
の薄膜トランジスタアレイ基板。2. A silicon oxide (SiO 2 ) film contains
The mixed ion of boron (B) and phosphorus (P) or at least a part of the concentration distribution of phosphorus (P) ion is 1E + 1
2. The thin film transistor array substrate according to claim 1, wherein said substrate is at least 8 atoms / cc.
ロン(B)及びリン(P)の混合イオン、もしくはリン
(P)イオンの濃度分布が前記酸化シリコン(SiO2 )
膜の厚さ方向に異なり、前記濃度分布が、半導体層側に
比しガラス基板側の方が濃い事を特徴とする請求項1又
は請求項2のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ
基板。3. A silicon oxide (SiO 2) film is mixed ion or phosphorus (P) ions at a concentration distribution said silicon oxide, boron containing (B) and phosphorus (P) (SiO 2)
3. The thin film transistor array substrate according to claim 1, wherein the concentration distribution differs in the thickness direction of the film, and the concentration distribution is higher on the glass substrate side than on the semiconductor layer side.
ボロン(B)及びリン(P)の混合イオン、もしくはリ
ン(P)イオンの濃度分布が、ガラス基板側では1E+
18atoms /cc以上であり、半導体層側では1E+17
atoms /cc以下である事を特徴とする請求項3に記載の
薄膜トランジスタアレイ基板。4. A silicon oxide (SiO 2 ) film contains
The concentration distribution of boron (B) and phosphorus (P) mixed ions or phosphorus (P) ions is 1E + on the glass substrate side.
18 atoms / cc or more, and 1E + 17 on the semiconductor layer side.
4. The thin film transistor array substrate according to claim 3, wherein the ratio is not more than atoms / cc.
後、前記バリア層の直上に半導体層を積層して薄膜トラ
ンジスタを形成する薄膜トランジスタアレイ基板の製造
方法において、 前記ガラス基板上に酸化シリコン(SiO2 )膜を成膜す
る工程と、前記酸化シリコン(SiO2 )膜にボロン
(B)及びリン(P)の混合イオン、もしくはリン
(P)イオンをドーピングする工程とを実施し前記バリ
ア層を形成した後、前記バリア層の直上に前記半導体層
を形成し前記薄膜トランジスタを形成する事を特徴とす
る薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。5. A method for manufacturing a thin film transistor array substrate, comprising: forming a barrier layer on a glass substrate; and laminating a semiconductor layer immediately above the barrier layer to form a thin film transistor. 2 ) a step of forming a film, and a step of doping a mixed ion of boron (B) and phosphorus (P) or phosphorus (P) ion into the silicon oxide (SiO 2 ) film to form the barrier layer. A method for manufacturing a thin film transistor array substrate, comprising: forming the semiconductor layer immediately above the barrier layer after forming the thin film transistor;
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6588997A JPH10261802A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Thin film transistor array substrate and its manufacture |
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JP (1) | JPH10261802A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-03-19 JP JP6588997A patent/JPH10261802A/en active Pending
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