(57)【要約】【課題】  薄膜【解決手段】  本発明によれば、傾斜した平面を備えたゲート電極構造がイオン注入工程を実施する時にマスクとして使用される。傾斜した平面は、活性化領域の中に軽くドープされたドレーン（ＬＤＤ）領域を区画するために用いられる。従って、ＬＤＤの幅は傾斜した平面の幾何学形状により区画することができる。【選択図】  図７
2005347683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を覆って軽くドープされた領域を形成するための方法であって、ここで前記基板上には活性化層が配置され、そして前記活性化層上には絶縁層が配置されており、前記方法は：
前記絶縁層上に金属層を形成するステップと；
前記金属層上にパターン化されたフォトレジスト層を形成するステップと；
マスクとして前記パターン化されたフォトレジスト層を用いて傾斜した平面を備えたゲート電極構造を形成するために、前記金属層に等方エッチングを実施するステップと；
前記パターン化されたフォトレジスト層を取り除くステップと；そして
マスクとして前記パターン化されたゲート電極構造を用いてソース／ドレーン電極構造および軽くドープされたドレーンを形成するように前記活性化層中へイオン注入を行なうステップであって、前記軽くドープされたドレーンは前記ゲート電極構造の傾斜した平面の下に配置されているステップ；
を備えている方法。
【請求項２】
前記活性化層はポリシリコン層であり、かつ、前記絶縁層は酸化シリコン層である、請求項１の方法。
【請求項３】
前記等方エッチングは湿式エッチングである、請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランジスタデバイスに関し、そして特に薄膜トランジスタの中に軽くドープされたドレーン領域を作るための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＴＦＴ−ＬＣＤは上に薄膜トランジスタ及び画素電極が形成されたボトムプレートと、上にカラーフィルタが形成されたトッププレートよりなる。
【０００３】
液晶分子が、トッププレートとボトムプレートとの間に満たされる。作動中、各画素ユニットのスイッチ要素であるＴＦＴへ信号電圧が印加される。
【０００４】
ＴＦＴは信号電圧を受け取り、そしてイメージ情報を伝えるデーター電圧を対応する画素電極へ、そしてＴＦＴを介して液晶へ印加できるようにオンへ転ずる。
【０００５】
データー電圧がＴＦＴへ印加される時、液晶分子の配向が変えられ、それによって光学的性質を変えて、そしてイメージをディスプレーする。
【０００６】
図１は、典型的な薄膜トランジスタの構造を示す。活性化領域１０４はポリシリコンの薄膜によって形成されており、そしてガラス基板１００を覆って堆積されているパターン化されたフォトレジスト層（図の中では示さず）によって区画される。
【０００７】
次に、他のパターン化されたフォトレジスト層（やはり、図の中では示さず）は基板１００を覆って、かつ部分的に活性化領域１０４の上に形成される。
【０００８】
次に、活性化領域１０４の中にソース／ドレーン構造１１２を形成するために、マスクとしてこのフォトレジストを用いてイオン注入プロセスが実施される。
【０００９】
絶縁層１０６をゲート電極誘電層として役立たせるために、活性化領域１０４及びガラス基板１００を覆って形成される。
【００１０】
次に金属層１０８が、絶縁層１０６の上に形成される。そして、パターン化されたフォトレジスト層１１０が、図２に示されるようなゲート構造１２２を区画するように金属層１０８を覆って形成される。
【００１１】
図２において、ソース／ドレーン構造１１２に隣接した付加的な軽くドープされた領域が、トランジスタが“オフ”の状態にある間、電流の漏れを減らすためと、そして熱イオン電子効果およびパンチスルー現象を回避するために活性化領域１０４の中に形成される。
【００１２】
付加的なイオンの注入プロセスは、軽くドープドレーン１１６と名付けられた軽くドープされたドレーン領域を形成するためにマスクとしてこのゲート構造を用いて実行される。
【００１３】
先行技術によれば、ソース／ドレーン構造１１２及び軽くドープされたドレーン１１６を形成するために、それぞれに少なくとも一つのマスクが必要とされる。
【００１４】
もし、露光プロセス中にミスアライメントが生じると、２つの軽いドープされたドレーン１１６は異なる幅を有する結果となるであろう。たとえ、たった１つの軽いドープドレーン１１６が活性化領域１０４の中に形成されたとしても、そのようなミスアライメントはトランジスタの電気的な特性をシフトする構造を生成する。
【００１５】
従って、上記問題を解決するための製造方法が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の主な目的は、薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。傾斜した平面を備えたゲート電極が軽くドープされたドレーンを形成するために使用され、それはフォトリソグラフィーを用いることを排除し、そして、それによってミスアライメントの確率を減らす。
【００１７】
本発明の他の目的は、薄膜トランジスタ液晶ディスプレーの高歩留り製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前述の目的に従い、本発明は軽ドープされたドレーンを形成するための方法を開示する。
【００１９】
本方法は、以下のステップよりなる。最初に活性化層が基板上に形成される。絶縁層が活性化層上に形成される。傾斜した平面を備えたゲート電極が絶縁層上に形成される。
【００２０】
このゲート電極を形成するために等方性湿式エッチングプロセスが金属層に実施される。そして、このゲート電極をマスクとして使用して活性化層の中にドープされた領域を形成するためにイオン注入プロセスが実施される。
【００２１】
ゲート電極によって露出された活性化層の中の領域は、ソース／ドレーン電極を形成するために重くドープされる。ゲート電極の傾斜した平面の下にある活性化層の中の領域は、軽くドープされたドレーンを形成するために軽くドープされる。パシベーション層がゲート電極及び絶縁層の上に形成される。最後にソース／ドレーン電極の頂面を露出させるためにコンタクトホ−ルがパシベーション層中に形成される。
【００２２】
この発明の前述した側面および付随する多くの利点は、添付図面とあわせて以下の詳細を参照することによってもっと容易に認識され、より良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の精神および範囲を制限することなく、本発明が提案する方法は、薄膜トランジスタの中に軽くドープされたドレーンを形成する一つの好ましい具体例として描かれている。
【００２４】
当業者は本具体例を認識した上で、ソース／ドレーン電極および軽くドープされた電極の形成において必然的に伴う異なるフォトリソグラフィー工程に帰すべきミスアライメントを減少させるために、本発明をあらゆる種類のＴＦＴ装置に適用することができる。
【００２５】
異なるフォトリソグラフィー工程は、しばしばソース／ドレーン電極と軽くドープされたドレーンとの間に重複を生じさせ、電気的な特性をシフトさせる。
【００２６】
以下の節では、本発明の製造方法が述べられる。本発明の使用は、以下に続く具体例によって制限されるものではない。
【実施例】
【００２７】
図３に、透明な絶縁基板が描かれており、それはガラス、石英等から構成されている。この好ましい具体例においては、透明な絶縁基板はガラス基板３００である。
【００２８】
次に、非晶質シリコン層がガラス基板３００の上に形成される。焼鈍工程は、非晶質シリコン層をポリシリコン層へ転換するために実施される。
【００２９】
次に、パターン化されたフォトレジスト層（この図の中では示さず）は、ポリシリコン層の上に形成される。エッチング工程は、基板３００上に活性化層３０４を形成するために、マスクとしてパターン化されたフォトレジスト層を用いてポリシリコン層に実施される。
【００３０】
最後に、パターン化されたフォトレジスト層は取り除かれる。
【００３１】
図４において、絶縁層３０６がゲート絶縁層として役立たせるために、活性化領域３０４を覆って形成される。好ましい具体例においては、絶縁層は酸化シリコンより構成される。この酸化シリコンの層は、プラズマ増強化学蒸着法（ＤＥＣＶＤ）により形成させることができる。
【００３２】
次に、金属層３２０は絶縁層３０６を覆って形成される。好ましい具体例では、金属層３２０はスパッタリングによって形成させることができる。典型的には、金属層３２０の材料はクロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（ＣＵ）および種々の合金よりなる群から選ぶことができる。
【００３３】
そして、パターン化されたフォトレジスト層３１０は、ゲート電極構造を区画するために金属層３２０の上に形成される。
【００３４】
等方性のエッチング工程は、ゲート電極構造を形成するために、マスクとしてパターン化されたフォトレジスト層３１０を用いて金属層３２０に実施される。
【００３５】
本発明の好ましい具体例においては、この層はＨＣｌおよびＨＮＯ3 の溶液、またはＨＣｌおよびＦｅＣｌ2 の溶液を用いて湿式エッチングされる。
【００３６】
金属層３２０のあらゆる位置が等しくエッチングされるから、フォトレジスト層３１０の下にある金属層３２０もまた、図５の中に示されるように傾斜した平面３２２Ａを備えたゲート電極を形成するようにエッチングされる。
【００３７】
次に、フォトレジスト層３１０は取り除かれる。ゲート電極の傾斜した平面３２２Ａの傾斜角度は、エッチャントの比を修正することによりコントロールすることができることが注目される。
【００３８】
図６において、Ｐ型またはＮ型のイオン注入が、活性化領域３０４の中に４つのドープされた領域３１４Ａ，３１２Ａ，３１４Ｂおよび３１２Ｂを形成するために、矢印方向３２４に従って実施される。
【００３９】
ゲート電極３２２によって露出させられたドープ領域３１４Ａおよび３１４Ｂは、ソース／ドレーン電極を形成するために重くドープされる。好ましい具体例においては、ドープ領域３１４Ａおよび３１４Ｂのドープされた極性はＮ+ であるが、しかし傾斜した平面３２２Ａは部分的にイオン注入に抵抗することができる。
【００４０】
従って、ゲート電極の傾斜した平面３２２Ａの下にあるドープ領域３１２Ａおよび３１２Ｂは、軽くドープされた領域を形成するように軽くドープされる。好ましい具体例においては、ドープ領域３１２Ａおよび３１２Ｂのドープされた極性はＮ- である。
【００４１】
ドープ領域３１２Ａおよび３１２Ｂの幅は、ゲート電極３２２の傾斜した平面３２２Ａに関係する。
【００４２】
換言すれば、本発明は傾斜した平面３２２Ａの幾何学形状を変化させることによって間接的にコントロールすることができる。
【００４３】
ゲート上の絶縁層３０６の下にあり、そして４つのドープされた領域３１４Ａ，３１２Ａ，３１４Ｂおよび３１２Ｂの中に囲まれた領域は、薄膜トランジスタ構造のチャンネルである。
【００４４】
次に、図７において、パシベーション層３２８がゲート電極３２２、４つのドープ領域３１４Ａ，３１２Ａ，３１４Ｂ及び３１２Ｂおよび絶縁層３０６の上に形成される。
【００４５】
パシベーション層３２８は、酸化物、窒化物および酸化窒化物よりなる群から選ぶことができる。好ましい具体例においては、２０００から４０００オングストロームの厚みを有する酸化物層を約３３０℃において化学蒸着法を用いることによって形成させることができる。
【００４６】
酸化または窒化シリコン層を形成するための反応ガスは、ＳｉＨ4 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 およびＮ2 Ｏであってよい。
【００４７】
次に、ドープされた領域３１４Ａおよび３１４Ｂの頂面を露出させるためのコンタクトホール３３０をパシベーション層３２８および絶縁層３０６の上に形成するためにエッチング工程が実施される。
【００４８】
次に、ドープされた領域３１４Ａおよび３１４Ｂへ電気的に接続するために、透明な伝導層３２６がパシベーション層３２８およびドープ領域３１４Ａおよび３１４Ｂの露出された頂面の上に形成される。
【００４９】
好ましい具体例において、透明な伝導層３２６として役立つインジウム・スズ酸化物層３２６は、約２５℃の温度でスパッタリングにより形成される。
【００５０】
以上のように、図５および６を参照して、傾斜した平面を備えたゲート電極は、本発明による軽くドープされたドレーンを形成するためのマスクとして役立たせるために使用される。
【００５１】
換言すれば、軽くドープされたドレーンを形成するために、追加のフォトリソグラフィステップは必要でない。
【００５２】
従って、ミスアライメントを減らすことができる。さらに、軽くドープされたドレーンの幅は、ゲート電極の傾斜した平面に関係する。
【００５３】
換言すれば、軽くドープされたドレーンの幅は、傾斜した平面の幾何学形状を変化させることによって容易にコントロールすることができる。
【００５４】
本技術分野における当業者によって理解され得るように、本発明の上記の好ましい具体例は、本発明を制限するものというよりは、むしろ本発明を例証する。
【００５５】
特許請求の範囲の精神および範囲の中に含まれる種々の修飾および類似の構成を包含することが意図され、その範囲はすべてのそのような修飾および類似の構造を包含するように、可能な限り最も広い解釈に従うべきである。
【００５６】
本発明の好ましい具体例が例示され述べられたが、本発明の精神および範囲から離れることなくその中で種々の変更がなされ得ることが認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】代表的な薄膜トランジスタの断面図である。
【図２】代表的な薄膜トランジスタの断面図である。
【図３】本発明による基板を覆って活性化領域を形成するステップを示している基板の断面図である。
【図４】本発明により、絶縁層、金属層およびフォトレジスト層を順次形成するステップを示している基板の断面図である。
【図５】本発明により、マスクとしてフォトレジスト層を用いて金属層を等方性エッチングするステップを示している基板の断面図である。
【図６】本発明により、ソース／ドレーン領域および軽くドープされた領域を形成するためにイオン注入を実施するステップを示している基板の断面図である。
【図７】本発明による薄膜トランジスタの断面図である。
【図１】
2005347683.tif 000003
【図２】
2005347683.tif 000004
【図３】
2005347683.tif 000005
【図４】
2005347683.tif 000006
【図５】
2005347683.tif 000007
【図６】
2005347683.tif 000008
【図７】
2005347683.tif 000009
【外国語明細書】
2005347683.tif 000010
2005347683.tif 000011
2005347683.tif 000012
2005347683.tif 000013
2005347683.tif 000014
2005347683.tif 000015
2005347683.tif 000016
2005347683.tif 000017
2005347683.tif 000018
2005347683.tif 000019
2005347683.tif 000020
【図１】
2005347683.tif 000021
【図２】
2005347683.tif 000022
【図３】
2005347683.tif 000023
【図４】
2005347683.tif 000024
【図５】
2005347683.tif 000025
【図６】
2005347683.tif 000026
【図７】
2005347683.tif 000027