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JP3396508B2 - Method for manufacturing thin film transistor - Google Patents
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JP3396508B2 - Method for manufacturing thin film transistor - Google Patents

Method for manufacturing thin film transistor

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JP3396508B2
JP3396508B2 JP12686693A JP12686693A JP3396508B2 JP 3396508 B2 JP3396508 B2 JP 3396508B2 JP 12686693 A JP12686693 A JP 12686693A JP 12686693 A JP12686693 A JP 12686693A JP 3396508 B2 JP3396508 B2 JP 3396508B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばアクティブマ
トリックス型液晶表示素子のスイッチング素子として用
いられる薄膜トランジスタ(TFT)の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor (TFT) used as a switching element of an active matrix type liquid crystal display element, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶を用いた表示素子は、テレビ表示や
グラフィックディスプレイ等を指向した大容量、高密度
のアクティブマトリックス型液晶表示素子の開発及び実
用化が盛んである。このような表示素子では、クロスト
ークのない高コントラスト表示が行えるように、各画素
の駆動と制御を行う手段として半導体スイッチが用いら
れる。その半導体スイッチとしては、透過型表示が可能
であり大面積化も容易である等の理由から、透明絶縁基
板上に形成されたTFTが通常用いられている。また、
TFTの中では、低温プロセスが可能である等の理由か
ら、非晶質硅素(a−Si)を用いたものが一般的であ
る。
2. Description of the Related Art As a display element using liquid crystal, a large capacity and high density active matrix type liquid crystal display element directed to a television display, a graphic display or the like has been developed and put to practical use. In such a display element, a semiconductor switch is used as a means for driving and controlling each pixel so that high-contrast display without crosstalk can be performed. As the semiconductor switch, a TFT formed on a transparent insulating substrate is usually used because it can be used for transmissive display and can be easily enlarged. Also,
Among TFTs, those using amorphous silicon (a-Si) are generally used because a low temperature process is possible.

【0003】そして一般に、アクティブマトリックス型
液晶表示素子としては、ラビングによる配向処理がそれ
ぞれ施された2枚の基板を、配向方向が互いに90度を
なすように平行に対向させて配置し、これらの間にネマ
チックタイプの液晶組成物を挟持させたツイステッドネ
マチック(TN)型のものが広く用いられている。
In general, as an active matrix type liquid crystal display device, two substrates, each of which has been subjected to an alignment treatment by rubbing, are arranged parallel to each other so that their alignment directions are 90 degrees. A twisted nematic (TN) type liquid crystal device having a nematic type liquid crystal composition sandwiched therebetween is widely used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、a−SiT
FTは、活性層であるa−Si層を挟んで下層にゲー
ト、上層にソース・ドレインを配置する逆スタガード構
造をとる場合が多いが、これは更にa−Si活性層とソ
ース・ドレイン電極との間にチャネル保護膜を持つもの
と持たないものとに大別できる。
By the way, a-SiT
In many cases, the FT has an inverted staggered structure in which a gate is arranged in a lower layer and a source / drain is arranged in an upper layer with an a-Si layer as an active layer interposed therebetween. It can be roughly divided into those having a channel protective film and those not having it.

【0005】チャネル保護膜を持たないタイプのTFT
では、a−Si活性層が約3000オングストロームと
厚い層であるにもかかわらず、その成膜速度は約100
オングストローム/分と低速であるため、a−Si活性
層の成膜に約30分といった時間が必要になっている。
そこで、生産性の向上を図るため、a−Si層の成膜速
度を高速化するにつれ、a−Si層の膜質が低下してT
FT特性が劣化するという問題が起こっていた。
TFT of a type having no channel protective film
In spite of the fact that the a-Si active layer is a thick layer of about 3000 angstroms, its deposition rate is about 100.
Due to the low speed of angstrom / min, it takes about 30 minutes to form the a-Si active layer.
Therefore, in order to improve the productivity, as the film formation rate of the a-Si layer is increased, the film quality of the a-Si layer is deteriorated and T
There has been a problem that the FT characteristic is deteriorated.

【0006】また、チャネル保護膜を持つタイプのTF
Tでは、チャネル保護膜が約3000オングストローム
と厚い層であるにもかかわらず、その成膜速度は約20
0オングストローム/分と低速であるため、チャネル保
護膜の成膜に約15分といった時間が必要になってい
る。そこで、生産性の向上を図るため、チャネル保護膜
の成膜速度を高速化するにつれ、前の場合と同様に、チ
ャネル保護膜の膜質が低下してTFT特性が劣化すると
いう問題が起こっていた。
[0006] Further, a TF of a type having a channel protective film
At T, the film formation rate was about 20 even though the channel protective film was a thick layer of about 3000 Å.
Since the speed is as low as 0 Å / min, it takes about 15 minutes to form the channel protective film. Therefore, as the film forming speed of the channel protective film is increased in order to improve the productivity, the film quality of the channel protective film is deteriorated and the TFT characteristics are deteriorated, as in the previous case. .

【0007】この発明はこのような従来の事情に鑑みな
されたものであり、半導体活性層或いはチャネル保護膜
に工夫を加えることで、高速成膜による半導体活性層或
いはチャネル保護膜を用いても、所望のTFT特性を得
ることができる成膜方法を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of such conventional circumstances. Even if a semiconductor active layer or a channel protective film formed at a high speed is used by devising a semiconductor active layer or a channel protective film, It is an object of the present invention to provide a film forming method capable of obtaining desired TFT characteristics.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、絶縁
基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体活性層、低
抵抗半導体膜、チャネル保護膜、ソース電極及びドレイ
ン電極を形成してなる薄膜トランジスタの製造方法にお
いて、前記チャネル保護膜は前記絶縁基板に近い側より
最下層部、中間層部及び最上層部からなり、前記最下層
部は前記中間層部及び前記最上層部に比べ低速に成膜
前記中間層部は前記最上層部に比べ低速に成膜すること
を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
According to a first aspect of the present invention, a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor active layer, a low resistance semiconductor film, a channel protective film, a source electrode and a drain electrode are formed on an insulating substrate. In the method of manufacturing a thin film transistor, the channel protective film is composed of a lowermost layer portion, an intermediate layer portion and an uppermost layer portion from a side closer to the insulating substrate, and the lowermost layer portion has a lower speed than the intermediate layer portion and the uppermost layer portion. Film formation ,
In the method of manufacturing a thin film transistor, the intermediate layer portion is formed at a lower speed than the uppermost layer portion .

【0009】請求項2の発明は、絶縁基板上にゲート電
極、ゲート絶縁膜、半導体活性層、低抵抗半導体膜、ソ
ース電極及びドレイン電極を形成してなる薄膜トランジ
スタの製造方法において、前記半導体活性層は前記絶縁
基板に近い側より最下層部、中間層部及び最上層部から
なり、前記半導体活性層はプラズマCVD法により成膜
され、前記最下層部は前記中間層部に比べ低速に成膜さ
れ、前記最上層部と前記最下層部は同じ速度で成膜さ
れ、前記中間層部を成膜する成膜速度は400〜500
0オングストローム/分であり、前記半導体活性層の前
記最下層部及び前記最上層の成膜に用いられるRFパワ
ーは前記中間層部の成膜に用いられるRFパワーよりも
小さく、前記半導体活性層の前記最下層部前記中間層
及び前記最上層部は連続成膜されることを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor, which comprises forming a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor active layer, a low resistance semiconductor film, a source electrode and a drain electrode on an insulating substrate. Is a lowermost layer portion, an intermediate layer portion and an uppermost layer portion from the side closer to the insulating substrate, and the semiconductor active layer is formed by a plasma CVD method.
The lowermost layer is formed at a lower speed than the intermediate layer, and the uppermost layer and the lowermost layer are formed at the same speed.
The film forming rate for forming the intermediate layer is 400 to 500.
0 angstrom / min, the RF power used for forming the lowermost layer portion and the uppermost layer of the semiconductor active layer is smaller than the RF power used for forming the intermediate layer portion, In the method of manufacturing a thin film transistor, the lowermost layer portion , the intermediate layer portion, and the uppermost layer portion are continuously formed.

【0010】ここで、半導体活性層或いはチャネル保護
膜の成膜速度は、放電パワー、圧力、原料ガスの流量、
流量比の少なくともいずれか一つの制御により変化させ
ることができる。また、半導体活性層或いはチャネル保
護膜において、最下層部及び最上層部の膜厚はそれぞ
れ、全体の膜厚に対して20%以下の範囲が好ましい。
更に、最下層部及び最上層部の成膜速度は1000オン
グストローム/分以下好ましい。
Here, the film formation rate of the semiconductor active layer or the channel protective film depends on the discharge power, the pressure, the flow rate of the source gas,
It can be changed by controlling at least one of the flow rate ratios. Further, in the semiconductor active layer or the channel protective film, the thickness of each of the lowermost layer portion and the uppermost layer portion is preferably 20% or less with respect to the total thickness.
Furthermore, it is preferable that the film forming rates of the lowermost layer portion and the uppermost layer portion are 1000 angstroms / minute or less.

【0011】[0011]

【作 用】この発明では、半導体活性層或いはチャネル
保護膜を形成する際、半導体活性層の最下層部及び最上
層部或いはチャネル保護膜の最下層部で低速に成膜する
ことにより、半導体活性層の両側にある例えばゲート絶
縁膜及び低抵抗半導体膜との界面特性或いはチャネル保
護膜の下側にある例えば半導体活性層との界面特性を良
好にし、半導体活性層或いはチャネル保護膜の大部分を
占める中間層部を高速で成膜することにより生産性の向
上を図る。この結果、半導体活性層或いはチャネル保護
膜の成膜速度の高速化を行っても所望のTFT特性を得
ることができ、更に、生産性の向上を図ることができ
る。
[Operation] According to the present invention, when the semiconductor active layer or the channel protective film is formed, the semiconductor active layer is formed at low speed at the lowermost layer and the uppermost layer of the semiconductor active layer or the lowermost layer of the channel protective film. Improve the interface characteristics with, for example, the gate insulating film and the low resistance semiconductor film on both sides of the layer, or the interface characteristics with, for example, the semiconductor active layer under the channel protection film, and remove most of the semiconductor active layer or the channel protection film. The productivity is improved by forming the occupying intermediate layer portion at a high speed. As a result, desired TFT characteristics can be obtained even when the film formation speed of the semiconductor active layer or the channel protective film is increased, and productivity can be improved.

【0012】[0012]

【実施例】以下、この発明の詳細をアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子に適用した場合を例に挙げ、図面を
参照して説明する。まず、請求項1の発明の一実施例を
説明する。図1は請求項1の発明の一実施例を用いて製
造したアクティブマトリックス型液晶表示素子の一画素
部分を示す断面図である。図1を用い製造工程に従って
説明すると、まず、例えばガラス(コーニング社製70
59)からなる絶縁基板1の一主面上に、例えばモリブ
デン・タンタル(Mo−Ta)からなるゲート電極2を
形成する。次に、ゲート電極2を覆うように、ゲート絶
縁膜3として、基板温度400℃の常圧熱CVD法によ
る膜厚3000オングストロームの酸化硅素膜3aと、
基板温度350℃のプラズマCVD法による膜厚500
オングストロームの酸化硅素膜3bとを順次形成し、更
に、膜厚3000オングストロームのa−Siからなる
半導体活性層4を成膜する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the drawings by exemplifying a case where the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device. First, an embodiment of the invention of claim 1 will be described. FIG. 1 is a sectional view showing one pixel portion of an active matrix type liquid crystal display device manufactured by using the embodiment of the invention of claim 1. Explaining the manufacturing process with reference to FIG. 1, first, for example, glass (70
The gate electrode 2 made of, for example, molybdenum / tantalum (Mo-Ta) is formed on one main surface of the insulating substrate 1 made of 59). Next, as the gate insulating film 3 so as to cover the gate electrode 2, a silicon oxide film 3a having a film thickness of 3000 angstroms formed by a normal temperature thermal CVD method at a substrate temperature of 400 ° C.,
Film thickness 500 by plasma CVD method with substrate temperature of 350 ° C.
An angstrom silicon oxide film 3b is sequentially formed, and a semiconductor active layer 4 made of a-Si having a film thickness of 3000 angstrom is further formed.

【0013】ここで、半導体活性層4の製造方法につい
て詳細に説明する。成膜を行う反応室は、直径30cm
の円形高周波電極及びこれに対向する接地電極を備えて
おり、SiH及びHのガス供給系及びターボ分
子ポンプとロータリーポンプからなる排気系が接続され
ている。試料である絶縁基板1は加熱した接地電極にク
ランプされ、基板表面温度が270℃となるように制御
する。反応室にSiH100sccm及びH
00sccmを導入し、これらのガスをターボ分子ポン
プとロータリーポンプを通じて排気する。この際、排気
バルブの開度を調節することによって、反応室内の圧力
を1.0Torrに制御させる。この状態で高周波電極
に13.56MHzの高周波を印加すると、グロー放電
が発生し、半導体活性層4が堆積する。この際、RFパ
ワーを50W、200W、400Wに設定すると、それ
ぞれ100オングストローム/分、400オングストロ
ーム/分、600オングストローム/分の成膜速度が得
られる。そこで、まず、最下層部4aを成膜速度100
オングストローム/分の膜により100オングストロー
ムの厚さに形成し、続いて、中間層部4bを成膜速度4
00オングストローム/分の膜により900オングスト
ロームの厚さに形成する。更に、最上層部4cを成膜速
度600オングストローム/分の膜により2000オン
グストロームの厚さに形成し、膜厚3000オングスト
ロームの半導体活性層4を形成する。
Here, a method of manufacturing the semiconductor active layer 4 will be described in detail. The reaction chamber for film formation has a diameter of 30 cm
, A circular high frequency electrode and a ground electrode facing the circular high frequency electrode, and a gas supply system for SiH 4 and H 2 and an exhaust system composed of a turbo molecular pump and a rotary pump are connected. The insulating substrate 1, which is a sample, is clamped to a heated ground electrode and controlled so that the substrate surface temperature becomes 270 ° C. SiH 4 100 sccm and H 2 2 in the reaction chamber
00 sccm is introduced, and these gases are exhausted through a turbo molecular pump and a rotary pump. At this time, the pressure in the reaction chamber is controlled to 1.0 Torr by adjusting the opening of the exhaust valve. When a high frequency of 13.56 MHz is applied to the high frequency electrode in this state, glow discharge occurs and the semiconductor active layer 4 is deposited. At this time, if the RF power is set to 50 W, 200 W, and 400 W, the film forming rates of 100 Å / min, 400 Å / min, and 600 Å / min can be obtained, respectively. Therefore, first, the lowermost layer portion 4a is formed at a film forming speed of 100.
A film having a thickness of 100 angstroms is formed from a film having a thickness of angstroms / minute, and then the intermediate layer portion 4b is formed at a film forming speed of 4
A film having a thickness of 900 Å is formed by using a film having a thickness of 00 Å / min. Further, the uppermost layer portion 4c is formed to a thickness of 2000 angstroms by a film formation rate of 600 angstroms / minute, and the semiconductor active layer 4 having a film thickness of 3000 angstroms is formed.

【0014】続いて、半導体活性層4上に例えば膜厚5
00オングストロームの低抵抗半導体膜5を成膜する。
そして、半導体活性層4と低抵抗半導体膜5を加工して
チャネル領域、ソース領域及びドレイン領域を得る。ま
た、ゲート絶縁膜3上には、ITO(Indium T
in Oxide)からなる画素電極6が形成される。
次に、ソース領域上には、画素電極6と接続する形でソ
ース電極7が形成され、ドレイン領域上にはドレイン電
極8が形成される。こうして、絶縁基板1上にゲート電
極2、ゲート絶縁膜3、半導体活性層4、低抵抗半導体
膜5、ソース電極7及びドレイン電極8から構成される
TFT9が得られる。更に、このTFT9の上部には、
経時変化を抑えるため例えば膜厚2000オングストロ
ームの窒化硅素膜10を形成し、所定の能動素子基板1
1が得られる。一方、例えばガラスからなる絶縁基板1
2の一主面上には、例えばITOからなる共通電極13
が形成されることにより、対向基板14が構成される。
そして、能動素子基板11の一主面上には、全面に例え
ば低温キュア型のポリイミド(PI)からなる配向膜1
5が形成されており、また、対向基板14の一主面上に
は、全面に例えば低温キュア型のポリイミド(PI)か
らなる配向膜16が形成されている。そして、能動素子
基板11と対向基板14の一主面上には、各々の配向膜
15,16を所定の方向に布等でこすることにより、ラ
ビングによる配向処理がそれぞれ施されるようになる。
更に、能動素子基板11と対向基板14は、互いの一主
面側が対向し且つ互いの配向軸が概略90°をなすよう
に配置され、これらの間隙には液晶17が挟持されてい
る。ここで、能動素子基板11と対向基板14を組み合
わせる際に、配向膜15,16のラビング方向は、良視
角方向が正面方向に向くように設定されている。そし
て、能動素子基板11と対向基板14の他主面側には、
それぞれ偏光板18,19が被着されており、能動素子
基板11と対向基板14のいずれか一方の他主面側から
照明を行う形になっている。
Then, for example, a film having a thickness of 5 is formed on the semiconductor active layer 4.
A low resistance semiconductor film 5 of 00 angstrom is formed.
Then, the semiconductor active layer 4 and the low resistance semiconductor film 5 are processed to obtain a channel region, a source region and a drain region. Further, on the gate insulating film 3, ITO (Indium T
The pixel electrode 6 made of in oxide) is formed.
Next, the source electrode 7 is formed on the source region so as to be connected to the pixel electrode 6, and the drain electrode 8 is formed on the drain region. Thus, the TFT 9 including the gate electrode 2, the gate insulating film 3, the semiconductor active layer 4, the low resistance semiconductor film 5, the source electrode 7 and the drain electrode 8 is obtained on the insulating substrate 1. Furthermore, above this TFT 9,
In order to suppress the change over time, for example, a silicon nitride film 10 having a film thickness of 2000 angstrom is formed, and a predetermined active element substrate 1 is formed.
1 is obtained. On the other hand, an insulating substrate 1 made of, for example, glass
The common electrode 13 made of, for example, ITO is formed on one main surface of the second electrode 2.
The counter substrate 14 is formed by forming.
Then, the alignment film 1 made of, for example, low-temperature cure type polyimide (PI) is formed on the entire main surface of the active element substrate 11.
5 is formed, and an alignment film 16 made of, for example, low temperature cure type polyimide (PI) is formed on the entire main surface of the counter substrate 14. Then, on the main surfaces of the active element substrate 11 and the counter substrate 14, the alignment films 15 and 16 are rubbed in a predetermined direction with a cloth or the like to be subjected to the alignment treatment by rubbing. .
Further, the active element substrate 11 and the counter substrate 14 are arranged such that their main surface sides face each other and their alignment axes form an angle of about 90 °, and the liquid crystal 17 is held in these gaps. Here, when the active element substrate 11 and the counter substrate 14 are combined, the rubbing directions of the alignment films 15 and 16 are set such that the good viewing angle direction is the front direction. Then, on the other main surface side of the active element substrate 11 and the counter substrate 14,
Polarizing plates 18 and 19 are respectively applied, and illumination is performed from the other main surface side of either the active element substrate 11 or the counter substrate 14.

【0015】この実施例は、半導体活性層4の最下層部
4aを中間層部4b及び最上層部4cに比べ低速に成膜
することにより、半導体活性層4とゲート絶縁膜3との
界面特性を良好にするとともに、半導体活性層4の成膜
が高速に行えるため生産性の向上が図れる。
In this embodiment, the interface characteristic between the semiconductor active layer 4 and the gate insulating film 3 is formed by forming the lowermost layer portion 4a of the semiconductor active layer 4 at a lower speed than the intermediate layer portion 4b and the uppermost layer portion 4c. And the semiconductor active layer 4 can be formed at high speed, and productivity can be improved.

【0016】続いて、請求項2の発明の一実施例を、同
じく図1を用いて説明する。この実施例は前に述べた実
施例に比べ、半導体活性層4の成膜方法が異なる。即
ち、成膜を行う反応室では、SiH40sccm、
160sccm、RFパワー100Wに設定する
と約80オングストローム/分の成膜速度が得られ、S
iH200sccm、H200sccm、RF
パワー400Wに設定すると約1000オングストロー
ム/分の成膜速度が得られる。そこで、まず、最下層部
4aを成膜速度80オングストローム/分の膜により1
00オングストロームの厚さに形成し、続いて、中間層
部4bを成膜速度1000オングストローム/分の膜に
より2800オングストロームの厚さに形成する。更
に、最上層部4cを成膜速度80オングストローム/分
の膜により100オングストロームの厚さに形成し、膜
厚3000オングストロームの半導体活性層4を形成す
る。
Next, an embodiment of the invention of claim 2 will be described with reference to FIG. This embodiment differs from the above-described embodiments in the method of forming the semiconductor active layer 4. That is, in the reaction chamber for film formation, SiH 4 40 sccm,
When H 2 160 sccm and RF power of 100 W are set, a film forming rate of about 80 Å / min can be obtained.
iH 4 200sccm, H 2 200sccm, RF
When the power is set to 400 W, a film forming rate of about 1000 Å / min can be obtained. Therefore, first, the lowermost layer 4a is formed with a film having a film formation rate of 80 angstrom / min.
It is formed to a thickness of 00 angstroms, and then the intermediate layer portion 4b is formed to a thickness of 2800 angstroms by a film forming rate of 1000 angstroms / minute. Further, the uppermost layer portion 4c is formed to have a thickness of 100 angstrom by a film forming rate of 80 angstrom / min, and the semiconductor active layer 4 having a film thickness of 3000 angstrom is formed.

【0017】この実施例は、半導体活性層4の最下層部
4a及び最上層部4cを中間層部4bに比べ低速に成膜
することにより、半導体活性層4とゲート絶縁膜3との
界面特性及び半導体活性層4と低抵抗半導体膜5との界
面特性を良好にするとともに、半導体活性層4の成膜が
高速に行えるため生産性の向上が図れる。
In this embodiment, the lowermost layer portion 4a and the uppermost layer portion 4c of the semiconductor active layer 4 are formed at a lower speed than the intermediate layer portion 4b, so that the interface characteristics between the semiconductor active layer 4 and the gate insulating film 3 are formed. Also, the interface characteristics between the semiconductor active layer 4 and the low-resistance semiconductor film 5 are improved, and the semiconductor active layer 4 can be formed at high speed, so that the productivity can be improved.

【0018】次に、請求項3の発明の一実施例を説明す
る。図2は請求項3の発明の一実施例を用いて製造した
アクティブマトリックス型液晶表示素子の一画素部分を
示す断面図であり、図1と対応する部分には同一の符号
を付してある。図2を用い製造工程に従って説明する
と、まず、例えばガラス(コーニング社製7059)か
らなる絶縁基板1の一主面上に、例えばモリブデン・タ
ンタル(Mo−Ta)からなるゲート電極2を形成す
る。次に、ゲート電極2を覆うように、ゲート絶縁膜3
として、基板温度400℃の常圧熱CVD法による膜厚
3000オングストロームの酸化硅素膜3aと、基板温
度350℃のプラズマCVD法による膜厚500オング
ストロームの窒化硅素膜3bとを順次形成し、更に、膜
厚500オングストロームのa−Siからなる半導体活
性層4を成膜する。続いて、半導体活性層4上に、チャ
ネル保護膜21を形成するために窒化硅素膜を堆積す
る。
Next, an embodiment of the invention of claim 3 will be described. FIG. 2 is a sectional view showing a pixel portion of an active matrix type liquid crystal display device manufactured by using the embodiment of the invention of claim 3, and the portions corresponding to those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals. . Explaining according to the manufacturing process with reference to FIG. 2, first, the gate electrode 2 made of, for example, molybdenum / tantalum (Mo-Ta) is formed on one main surface of the insulating substrate 1 made of, for example, glass (Corning 7059). Next, the gate insulating film 3 is formed so as to cover the gate electrode 2.
As the silicon oxide film 3a having a film thickness of 3000 angstroms by the atmospheric pressure thermal CVD method at a substrate temperature of 400 ° C. and the silicon nitride film 3b having a film thickness of 500 angstroms by the plasma CVD method at a substrate temperature of 350 ° C., are formed in order. A semiconductor active layer 4 made of a-Si having a film thickness of 500 angstrom is formed. Then, a silicon nitride film is deposited on the semiconductor active layer 4 to form the channel protection film 21.

【0019】ここで、チャネル保護膜21の製造方法に
ついて詳細に説明する。成膜を行う反応室は、直径30
cmの円形高周波電極及びこれに対向する接地電極を備
えており、SiH、NH及びNのガス供給
系及びターボ分子ポンプとロータリーポンプからなる排
気系が接続されている。試料である絶縁基板1は加熱し
た接地電極にクランプされ、基板表面温度が270℃と
なるように制御する。反応室にSiH20scc
m、NH100sccm及びN300sccm
を導入し、これらのガスをターボ分子ポンプとロータリ
ーポンプを通じて排気する。この際、排気バルブの開度
を調節することによって、反応室内の圧力を0.6To
rrに制御させる。この状態で高周波電極に13.56
MHzの高周波を印加すると、グロー放電が発生し、窒
化硅素膜が堆積する。この際、RFパワーを100W、
300W、600Wに設定すると、それぞれ200オン
グストローム/分、600オングストローム/分、10
00オングストローム/分の成膜速度が得られる。そこ
で、まず、最下層部21aを成膜速度200オングスト
ローム/分の膜により500オングストロームの厚さに
形成し、続いて、中間層部21bを成膜速度600オン
グストローム/分の膜により500オングストロームの
厚さに形成する。更に、最上層部21cを成膜速度10
00オングストローム/分の膜により2000オングス
トロームの厚さに形成し、膜厚3000オングストロー
ムのチャネル保護膜21を形成する。
Now, a method of manufacturing the channel protective film 21 will be described in detail. The reaction chamber for film formation has a diameter of 30.
It is equipped with a circular high frequency electrode of cm and a ground electrode facing it, and is connected to a gas supply system of SiH 4 , NH 3 and N 2 and an exhaust system consisting of a turbo molecular pump and a rotary pump. The insulating substrate 1, which is a sample, is clamped to a heated ground electrode and controlled so that the substrate surface temperature becomes 270 ° C. SiH 4 20scc in the reaction chamber
m, NH 3 100 sccm and N 2 300 sccm
Is introduced, and these gases are exhausted through a turbo molecular pump and a rotary pump. At this time, the pressure inside the reaction chamber is adjusted to 0.6 Ton by adjusting the opening of the exhaust valve.
Let rr control it. 13.56 in the high-frequency electrode in this state
When a high frequency of MHz is applied, glow discharge occurs and a silicon nitride film is deposited. At this time, RF power is 100W,
When set to 300W and 600W, 200 Å / min, 600 Å / min, and 10 Å / min, respectively.
A deposition rate of 00 Å / min is obtained. Therefore, first, the lowermost layer portion 21a is formed with a film formation rate of 200 angstroms / min to a thickness of 500 angstroms, and then the intermediate layer portion 21b is formed with a film formation rate of 600 angstroms / min to a thickness of 500 angstroms. To form. Further, the uppermost layer portion 21c is formed at a film forming speed of 10
A film having a thickness of 2000 angstroms is formed from a film having a thickness of 00 angstroms / minute, and a channel protection film 21 having a film thickness of 3000 angstroms is formed.

【0020】続いて、チャネル保護膜21を所定形状に
加工した後、例えば膜厚500オングストロームの低抵
抗半導体膜5を成膜する。そして、半導体活性層4と低
抵抗半導体膜5を加工してチャネル領域、ソース領域及
びドレイン領域を得る。また、ゲート絶縁膜3上には、
ITO(Indium Tin Oxide)からなる
画素電極6が形成される。次に、ソース領域上には、画
素電極6と接続する形でソース電極7が形成され、ドレ
イン電極8上にはドレイン電極8が形成される。こうし
て、絶縁基板1上にゲート電極2、ゲート絶縁膜3、半
導体活性層4、低抵抗半導体膜5、チャネル保護膜2
1、ソース電極7及びドレイン電極8から構成されるT
FT9が得られる。後は、図1の場合と同様である。
Subsequently, after the channel protection film 21 is processed into a predetermined shape, a low resistance semiconductor film 5 having a film thickness of, for example, 500 angstrom is formed. Then, the semiconductor active layer 4 and the low resistance semiconductor film 5 are processed to obtain a channel region, a source region and a drain region. In addition, on the gate insulating film 3,
The pixel electrode 6 made of ITO (Indium Tin Oxide) is formed. Next, the source electrode 7 is formed on the source region so as to be connected to the pixel electrode 6, and the drain electrode 8 is formed on the drain electrode 8. Thus, the gate electrode 2, the gate insulating film 3, the semiconductor active layer 4, the low resistance semiconductor film 5, and the channel protective film 2 are formed on the insulating substrate 1.
1, T composed of a source electrode 7 and a drain electrode 8
FT9 is obtained. The rest is the same as in the case of FIG.

【0021】この実施例は、チャネル保護膜21の最下
層部21aを中間層部21b及び最上層部21cに比べ
低速に成膜することにより、チャネル保護膜21と半導
体活性層4との界面特性を良好にするとともに、チャネ
ル保護膜21の成膜が高速に行えるため生産性の向上が
図れる。
In this embodiment, the lowermost layer portion 21a of the channel protective film 21 is formed at a lower speed than the intermediate layer portion 21b and the uppermost layer portion 21c, so that the interface characteristics between the channel protective film 21 and the semiconductor active layer 4 are reduced. In addition to good performance, the channel protective film 21 can be formed at high speed, so that productivity can be improved.

【0022】なお、TFT9の半導体活性層4或いはチ
ャネル保護膜21の構成は今まで述べたものに限られ
ず、この発明の構成要件を満足する範囲において種々の
変形がなされても、この発明の範囲に含まれることは言
うまでもない。例えば、半導体活性層4或いはチャネル
保護膜21を形成するために用いた積層膜は、今までの
実施例においては異なる成膜速度を得るためにRFパワ
ーを変えたが、この他に圧力、原料ガスの流量、流量比
等によっても成膜速度を変えることが可能であり、その
場合にも同じ効果が得られる。勿論、チャネル保護膜2
1は窒化硅素膜ではなく酸化硅素膜であってもよい。ま
た、今までの実施例においては成膜速度を三段階に変え
たが、それ以上であってもこの発明の範囲に含まれるこ
とは言うまでもない。更に、図1に示した実施例は、図
2に示したようなチャネル保護膜21を持つタイプのT
FTに適用しても同様の効果が得られる。また、この発
明はアクティブマトリックス型液晶表示素子のみなら
ず、a−Si密着センサ等にも適用することが可能であ
る。
The structure of the semiconductor active layer 4 of the TFT 9 or the channel protection film 21 is not limited to the one described so far, and even if various modifications are made within the range satisfying the constitutional requirements of the present invention, the scope of the present invention. Needless to say, it is included in. For example, in the laminated film used to form the semiconductor active layer 4 or the channel protection film 21, the RF power was changed to obtain different film formation rates in the above-described embodiments, but in addition to this, pressure and raw materials were used. It is possible to change the film formation rate depending on the gas flow rate, the flow rate ratio, and the like, and in that case, the same effect can be obtained. Of course, the channel protective film 2
1 may be a silicon oxide film instead of a silicon nitride film. Further, although the film forming rate is changed to three stages in the above-described embodiments, it goes without saying that a film forming rate higher than that is included in the scope of the present invention. Further, the embodiment shown in FIG. 1 is a T type having a channel protective film 21 as shown in FIG.
The same effect can be obtained even when applied to FT. Further, the present invention can be applied not only to an active matrix type liquid crystal display element but also to an a-Si contact sensor or the like.

【0023】[0023]

【発明の効果】この発明は、半導体活性層とゲート絶縁
膜或いは低抵抗半導体膜の間、或いはチャネル保護膜と
半導体活性層の間の界面特性を良好に維持しながら、T
FTの生産性を向上させることができる。
According to the present invention, while maintaining good interface characteristics between the semiconductor active layer and the gate insulating film or the low resistance semiconductor film, or between the channel protective film and the semiconductor active layer,
The productivity of FT can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を用いたアクティブマトリ
ックス型液晶表示素子を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an active matrix type liquid crystal display device using an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の他の実施例を用いたアクティブマト
リックス型液晶表示素子を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an active matrix type liquid crystal display element using another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁膜 4 半導体活性層 5 低抵抗半導体膜 7 ソース電極 8 ドレイン電極 9 TFT 21 チャネル保護膜 4a,21a 最下層部 4b,21b 中間層部 4c,21c 最上層部 1 Insulation board 2 Gate electrode 3 Gate insulation film 4 Semiconductor active layer 5 Low resistance semiconductor film 7 Source electrode 8 drain electrode 9 TFT 21 channel protective film 4a, 21a bottom layer 4b, 21b Intermediate layer part 4c, 21c Top layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 31/316 - 21/318 H01L 21/336 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 31/316-21/318 H01L 21/336

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、
半導体活性層、低抵抗半導体膜、チャネル保護膜、ソー
ス電極及びドレイン電極を形成してなる薄膜トランジス
タの製造方法において、 前記チャネル保護膜は前記絶縁基板に近い側より最下層
部、中間層部及び最上層部からなり、前記最下層部は前
記中間層部及び前記最上層部に比べ低速に成膜、前記中
間層部は前記最上層部に比べ低速に成膜することを特徴
とする薄膜トランジスタの製造方法。
1. A gate electrode, a gate insulating film on an insulating substrate,
In a method of manufacturing a thin film transistor including a semiconductor active layer, a low resistance semiconductor film, a channel protective film, a source electrode and a drain electrode, the channel protective film is a lowermost layer portion, an intermediate layer portion and a lowermost layer from a side closer to the insulating substrate. made from the top portion, the lowermost layer portion deposited slower than that of the intermediate layer portion and the uppermost layer portion, the in
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein the inter-layer portion is formed at a lower speed than the uppermost layer portion .
【請求項2】絶縁基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、
半導体活性層、低抵抗半導体膜、ソース電極及びドレイ
ン電極を形成してなる薄膜トランジスタの製造方法にお
いて、 前記半導体活性層は前記絶縁基板に近い側より最下層
部、中間層部及び最上層部からなり、前記半導体活性層はプラズマCVD法により成膜され、 前記最下層部は前記中間層部に比べ低速に成膜され、前記最上層部と前記最下層部は同じ速度で成膜され、 前記中間層部を成膜する成膜速度は400〜5000オ
ングストローム/分であり、 前記半導体活性層の前記最下層部及び前記最上層の成膜
に用いられるRFパワーは前記中間層部の成膜に用いら
れるRFパワーよりも小さく、 前記半導体活性層の前記最下層部前記中間層部及び前
記最上層部は連続成膜されることを特徴とする薄膜トラ
ンジスタの製造方法。
2. A gate electrode, a gate insulating film on an insulating substrate,
In a method of manufacturing a thin film transistor having a semiconductor active layer, a low resistance semiconductor film, a source electrode and a drain electrode, the semiconductor active layer is composed of a lowermost layer portion, an intermediate layer portion and an uppermost layer portion from a side closer to the insulating substrate. The semiconductor active layer is formed by a plasma CVD method, the lowermost layer is formed at a lower speed than the intermediate layer, and the uppermost layer and the lowermost layer are formed at the same speed. The film forming rate for forming the layer portion is 400 to 5000 angstrom / min, and the RF power used for forming the lowermost layer portion and the uppermost layer of the semiconductor active layer is used for forming the intermediate layer portion. Smaller than the RF power applied to the semiconductor active layer, the lowermost layer portion , the intermediate layer portion, and the front portion of the semiconductor active layer.
The method for manufacturing a thin film transistor, wherein the uppermost layer is continuously formed.
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