Brevet FR2665300A1 — publié le 19920131

Procédé de fabrication d'un transistor à couche mince. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un transistor à couche mince (TFT). Un TFT est largement utilisé en qu'élément d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active, du fait qu'il permet d'obtenir une tension de fonctionnement basse, une faible consommation d'énergie, un faible poids et une qualité d'image élevée. Classiquement, un procédé de fabrication d'un TFT, comme représenté sur la Figure 2, comporte les étapes consistant à revêtir un substrat de verre 1 d'une pellicule d'oxyde d'étain indium (pellicule ITO), à former une électrode de grille 2 sur la pellicule ITO en utilisant un o masque, à déposer une couche isolante de grille 3 de 3000 A d'épaisseur sur l'électrode de grille 2 par dépôt en phase vapeur à accroissement par plasma (PECVD), à graver la couche isolante de grille 3, à déposer successivement o une couche semiconductrice amorphe 4 de 1500 A d'épaisseur et une couche ohmique n+ 5 sur la couche isolante de grille gravée, en utilisant la technique PECVD, à déposer une électrode d'élément d'image 8 consistant en une couche conductrice transparente sur la couche isolante de grille 3, et à déposer une électrode de source et de drain (6 et o 7) de 4000 A sur la couche ohmique n+ en utilisant un dispositif de pulvérisation. Dans un tel TFT ainsi obtenu, il est difficile d'éliminer la partie de couche ohmique indésirable déposée sur le canal par gravure, lorsqu'on dépose la couche ohmi- que n+ 5 pour le contact ohmique entre la couche semiconductrice amorphe et l'électrode source/drain. De plus, le TFT est sujet à être endommagé par contamination, et la réduction du courant à l'état non passant du TFT est très limitée. De plus, il faut remarquer que les étapes ci-dessus décrites s'appliquent à tous les types de TFT comportant une couche semiconductrice, des électrodes de drain et de source et une électrode de grille. La présente invention a pour objet de proposer un procédé de fabrication d'un TFT sans une étape de traitement distincte pour former la couche ohmique n+. Conformément à la présente invention, on propose un procédé de formation des électrodes de source et de drain comportant les étapes consistant à déposer tout d'abord une première couche de métal selon une épaisseur donnée dans une atmosphère d'un mélange de gaz PH3 et Ar dans une proportion prédéterminée de manière qu'une faible quantité de PH3 soit contenue dans la première couche de métal, et en second lieu à déposer une seconde couche de métal d'épaisseur déterminée sur la première couche de métal dans une atmosphère de gaz Ar, si bien que les électrodes de source et de drain jouent le rôle supplémentaire de couche ohmique n+. La présente invention sera à présent décrite plus particulièrement en référence aux dessins annexés uniquement à titre d'exemple. La Figure 1 est une vue en coupe pour illustrer un TFT selon la présente invention ; et la Figure 2 est une vue en coupe de l'art antérieur pour illustrer un TFT. En référence à la Figure 1, un substrat de verre I est revêtu d'une pellicule ITO, sur laquelle une électrode de grille 2 est formée en utilisant un masque. Sur l'électrode de grille 2, est déposée une couche isolante o de grille 3 d'environ 3000-A d'épaisseur en utilisant une technique de dépôt en phase vapeur à accroissement par plasma (PECVD). Ensuite, la couche isolante de grille 3 est gravée pour déposer sur celle-ci une couche semiconductrice amorphe 4 d'environ 1500 A d'épaisseur en utilisant la technique PECVD. Une électrode d'élément d'image 8 qui est une couche conductrice transparente est formée sur la couche isolante de grille 3. Dans une atmosphère d'un mélange de gaz de 99% Ar et 1% PH3, qui est obtenu par la chambre de mélange d'un dispositif de pulvérisation, une première couche mé o tallique de 500 à 1000 A d'épaisseur est déposée sur la couche semiconductrice amorphe 4, et ensuite continûment dans le même dispositif de pulvérisation, une seconde o couche métallique de 3000 à 5000 A d'épaisseur est déposée sur la première couche métallique dans une atmosphère de gaz Ar en utilisant un métal tel que Al, Cr, Mo, Ti, etc. Sur la Figure 1, les première et seconde couches de métal sont représentées de façon non différenciée. Grâce à ce procédé, la première couche de métal parvient à contenir une faible quantité de PH3, et la seconde couche de métal est la même que la couche de métal classique. Par suite, la première couche de métal joue le rôle d'une couche ohmique n+, et par conséquent une opération de traitement supplémentaire n'est pas nécessaire pour former une couche ohmique n+ comme dans le procédé classique. Comme exposé ci-dessus, le contact ohmique entre la couche semiconductrice et les électrodes de métal peut être obtenu en formant seulement les électrodes de source et de drain 6 et 7 sans une couche ohmique n+ formée de façon additionnelle selon la présente invention. De plus, selon la présente invention, les caractéristiques du contact ohmique entre la couche semiconductrice amorphe et les électrodes de source et de drain sont améliorées, le courant à l'état non passant est réduit (inférieur à l0#12A), et une détérioration du TFT par suite d'une contamination est évitée. La présente invention peut être appliquée à tous les types de TFT comportant une couche semiconductrice, des électrodes de drain et de source, et une électrode de grille et l'on appréciera que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus sans s'écarter du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un transistor à couche mince comportant un substrat (1), une électrode de grille (2), une électrode (3) de couche isolante de grille, une couche semiconductrice (4), et des électrodes de drain et de source (6, 7) caractérisé en ce que pour former lesdites électrodes de drain et de source, il comprend les étapes consistant à déposer en premier lieu une-première couche de métal d'épaisseur déterminée sous une atmosphère d'un mélange de gaz de PH3 et Ar dans une proportion prédéterminée de telle sorte qu'une faible quantité de PH3 soit contenue dans la première couche de métal, et en second lieu à déposer une seconde couche de métal d'épaisseur prédéterminée sur la première couche de métal sous une atmosphère de gaz Ar, de manière que les électrodes de source et de drain jouent le rôle supplémentaire de contact ohmique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion de Ar à PH3 est 99:1 dans l'atmosphère pour déposer ladite première couche de métal. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite première couche de métal est déposée sous une atmosphère d'un mélange de gaz Ar et PH3 en utilisant un des métaux Al, Cr, Mo, et Ti. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde couche de métal est constituée par l'un des métaux Al, Cr, Mo et Ti. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite première couche est com o prise entre 500 et 1000 A. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite seconde couche de métal o est comprise entre 3000 et 5000 A. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite seconde couche de métal est supérieure à ladite première couche de métal. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la somme des épaisseurs desdites première et se o o conde couches de métal est comprise entre 3500 A et 6000 A.