薄膜晶体管基片及其制造方法技术

在有自对准ＬＤＤ的多晶硅薄膜晶体管基片上，用Ｗ浓度为重量５％以上不到２５％，更希望用Ｗ浓度为重量１７％到２２％的Ｍｏ－Ｗ合金制作栅极，用包括磷酸浓度为重量６０％到７０％的刻蚀溶液的湿刻蚀工序的方法制作的薄膜晶体管基片有均匀的特性并有优越的生产性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有源矩阵驱动型液晶显示装置，和用于有机发光元件等的自发光型显示元件的薄膜晶体管基片，特别是涉及用低温多晶硅技术的。又，在液晶显示装置中，要求构成栅极的导电膜有低电阻性，以便即便用同一个膜作为用于扫描信号的配线，也能够降低传输给配线的信号延迟。在用多晶硅膜作为半导体膜的薄膜晶体管的液晶显示装置中，因为是在高温下激活掺杂剂，所以也要求栅极有耐热性。在日本平成11年公开的11-163366号专利公报中，已经揭示了用电阻低耐热性优越的钼(Mo)和钼与钨(W)的合金(以下简称为Mo-W合金)作栅极，通过包含抗蚀剂灰化的工序，形成有自对准地形成的LDD的薄膜晶体管的例子。关于由Mo-W合金构成的薄膜晶体管的栅极加工，能够用干刻蚀法或湿刻蚀法，但是刻蚀速率较大的湿刻蚀法从生产的观点来看是有利的。然而，例如在日本平成10年公开的10-247733号专利公报中已经揭示了在Mo合金的湿刻蚀中，与刻蚀时搅拌溶液等条件有关在膜表面上形成钝化膜，使刻蚀速率变化的情形。因此，在用湿刻蚀法对Mo-W合金膜进行侧面腐蚀，在栅极从抗蚀剂后退的部位上自对准地形成LDD的制造工序中，存在反映刻蚀速率变化的侧面腐蚀长度使LDD长度变得不均匀，从而使薄膜晶体管的特性变得不均匀，成品率下降的问题。本专利技术提供薄膜晶体管基片，该薄膜晶体管基片的特征是它是形成具有在透明绝缘性基片上形成由结晶硅构成的半导体膜，通过栅绝缘膜在半导体膜上形成由金属膜构成的栅极，以及夹着栅极由掺杂半导体膜形成的源极和漏极，并且在栅极一端具有用与源极和漏极相同类型的掺杂剂以比源极和漏极低的浓度进行掺杂的LDD区域的共面型薄膜晶体管的薄膜晶体管基片，上述栅极由用Mo作为主成分，包含重量5％以上不到25％的W的单层金属膜构成。本专利技术还提供包括用含有重量60％以上70％以下的磷酸的刻蚀剂液对栅极进行加工的工序，形成上述中记载的薄膜晶体管基片的制造方法。图2是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第1实施例的截面图。图3是表示Mo-W合金膜的侧面腐蚀长度与刻蚀溶液组成关系的一个例子的图。图4是表示Mo-W合金的侧面腐蚀长度与膜组成关系的一个例子的图。图5是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片的第2实施例的图。图6是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片的第2实施例的截面图。图7是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第3实施例的图。图8是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第3实施例的截面图。图9是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第3实施例的截面图。附图说明图10是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第3实施例的截面图。图11是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第3实施例的截面图。图12是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第3实施例的截面图。图13是表示根据本专利技术的薄膜晶体管基片制造工序的第3实施例的截面图。所以，作为本专利技术用于解决问题的方法，它的第1特征是用含W浓度为重量5％到25％的Mo-W合金制作栅极。又，它的第2特征是用含W浓度为重量17％到22％的Mo-W合金制作栅极。又，它的第3特征是包括用含磷酸浓度为重量60％以上70％以下的刻蚀溶液对由含W浓度为重量5％到25％的Mo-W合金构成的导电膜进行刻蚀加工形成栅极的工序。我们用下面记载的实施例说明本专利技术的上述特征和其它的特征，但是本专利技术不限定于这些实施例是不言而喻的。用光刻法将多晶硅膜加工成岛状后，通过用TEOS(四乙氧基硅烷)的等离子CVD法，淀积成为栅绝缘膜5的SiO2膜。进一步，通过用Mo-W合金构成靶的溅射法将由Mo-W合金构成的导电膜6淀积到150nm的厚度。用W浓度为重量20％的Mo-W合金。涂敷正型抗蚀剂，用光刻法制作布线图案，形成图1所示的抗蚀剂7。用含磷酸浓度为重量65％的刻蚀溶液，对由Mo-W合金构成的导电膜6进行湿刻蚀，使由导电膜6构成的栅极形成从抗蚀剂7后退的形状。通过控制刻蚀时间使侧面腐蚀长度8形成1μm的厚度。将抗蚀剂7用作掩模，通过栅绝缘膜以每平方厘米1×1015的剂量将磷离子注入多晶硅膜4。除去抗蚀剂后，如图2所示，以每平方厘米1×1013的剂量低浓度地注入磷离子时，在图1中的栅极从抗蚀剂后退的区域中，在栅极12上自对准地形成掺杂低浓度磷的LDD区域11。通过600℃以下的热退火或RTA(快速热退火)，激活注入的磷离子，得到在栅极上自对准地形成LDD的N型薄膜晶体管。在图1中，9是漏极，10是源极。此外，图1，图2表示形成N型薄膜晶体管的实施例，但是代替磷用硼作为注入离子，也能够制成自对准地形成LDD的P型薄膜晶体管。通过形成LDD无论是P型薄膜晶体管还是N型薄膜晶体管都一样能提高可靠性并降低截止电流。因为P型薄膜晶体管对于电流驱动的耐久性比N型薄膜晶体管高，所以适合于由用有机膜的发光元件制成的显示装置等的电流驱动型显示装置。又，在本专利技术的薄膜晶体管基片的制造工序中，因为也可以对用于栅极的由Mo和W组成的Mo-W合金进行干刻蚀加工，所以关于LDD的形成，除了利用湿刻进行侧面腐蚀的方法外，也能够通过抗蚀剂图案的灰化利用缩小，只用干刻蚀形成的方法等众所周知的方法。图3表示W浓度为重量20％(约12％的原子)的Mo-W合金膜的侧面腐蚀长度与刻蚀溶液的磷酸浓度关系的一个例子。作为刻蚀溶液在磷酸中添加硝酸，醋酸和水，通过改变磷酸和水的比例对磷酸浓度进行调整。无论哪种情形都固定刻蚀时间进行刻蚀处理。侧面腐蚀长度与磷酸浓度有关，其最大值随着磷酸量的增加而减小。又，侧面腐蚀长度在处理后的基片面内一般地有某种分布。分布的宽度，例如刻蚀溶液的磷酸浓度为重量55％时侧面腐蚀长度从最小0.5μm到最大2.5μm以上，磷酸浓度为重量65％时侧面腐蚀长度从最小0.8μm到最大0.9μm，磷酸浓度为重量75％时侧面腐蚀长度从0μm到0.5μm。如图3所示，用磷酸浓度为重量60％以下或重量70％以上的刻蚀溶液，侧面腐蚀长度的分布增大。用磷酸浓度为重量60％以下的刻蚀溶液，可以推测出由于磷酸量的减少在Mo合金表面上容易形成钝化膜，形成刻蚀速度小的区域，侧面腐蚀长度的散乱变大。另一方面，磷酸浓度为重量70％以上的刻蚀溶液，可以推测出由于粘度变大，难以向基片上均匀地供给刻蚀溶液，所以刻蚀时间在基片上变得不均匀，侧面腐蚀长度的分布变大。所以，为了进行侧面腐蚀长度在面内分布小的刻蚀，希望磷酸浓度为重量60％以上70％以下。通过刻蚀溶液的磷酸浓度在重量60％到70％范围内进行加工，侧面腐蚀长度拉长，薄膜晶体管的LDD长度变得均匀了，提高了薄膜晶体管特性的均匀性。在图3的例子中，用磷酸浓度为重量65％的刻蚀溶液，在基片内能够得到±10％以下的侧面腐蚀长度的精度。此外，在图3中，表示了W浓度为重量20％的膜的结果，但是即便在改变W浓度的情形中，侧面腐蚀长度的绝对值是不同的，用磷酸浓度为重量60％到70％范围内的刻蚀溶液进行加工时，侧面腐蚀长度变得均匀了，用磷酸浓度为重量60％以下70％以上的刻蚀溶液时，同样倾向于增大侧面腐蚀长度的分布。除了刻蚀溶液的磷酸浓度外，也可以通过刻蚀时间来调整侧面腐蚀长度。但是，增加刻蚀时间使生产性下降。又，在用于生产的刻蚀装置中，一般可以在装置上设定刻蚀时间的下本文档来自技高网...

【技术保护点】
薄膜晶体管基片，其特征是它是形成具有在透明绝缘性基片上形成由结晶硅构成的半导体膜，通过栅绝缘膜在半导体膜上形成由金属膜构成的栅极，以及夹着栅极由掺杂半导体膜形成的源极和漏极，并且在栅极一端具有用与源极和漏极相同类型的掺杂剂以比源极和漏极低的浓度进行掺杂的ＬＤＤ区域的共面型薄膜晶体管的薄膜晶体管基片， 上述栅极由用Ｍｏ作为主成分，包含重量５％以上不到２５％的Ｗ的单层金属膜构成。

【技术特征摘要】
JP 2001-3-9 065913/20011.薄膜晶体管基片，其特征是它是形成具有在透明绝缘性基片上形成由结晶硅构成的半导体膜，通过栅绝缘膜在半导体膜上形成由金属膜构成的栅极，以及夹着栅极由掺杂半导体膜形成的源极和漏极，并且在栅极一端具有用与源极和漏极相同类型的掺杂剂以比源极和漏极低的浓度进行掺杂的LDD区域的共面型薄膜晶体管的薄膜晶体管基片，上述栅极由用Mo作为主成分，包含重量5％以上不到25％的W的单层金属膜构成。2.薄膜晶体管基片，它的特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤健史，高桥卓也，加藤智也，金子寿辉，池田一，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]