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JP2000216396A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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Publication number
JP2000216396A
JP2000216396A JP11317714A JP31771499A JP2000216396A JP 2000216396 A JP2000216396 A JP 2000216396A JP 11317714 A JP11317714 A JP 11317714A JP 31771499 A JP31771499 A JP 31771499A JP 2000216396 A JP2000216396 A JP 2000216396A
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JP
Japan
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conductive layer
region
layer
impurity region
tft
Prior art date
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Application number
JP11317714A
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Japanese (ja)
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JP4583529B2 (en
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Hiroki Adachi
広樹 安達
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of JP2000216396A publication Critical patent/JP2000216396A/en
Publication of JP2000216396A5 publication Critical patent/JP2000216396A5/ja
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    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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    • H10D86/40Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
    • HELECTRICITY
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    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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    • H10D86/40Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
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    • HELECTRICITY
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    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の第1の目的は、従来技術よりも簡便
な方法で、ゲート電極とLDD領域とをオーバーラップ
させた構造の結晶質TFTを作製する技術を提供するこ
とを目的としている。 【解決手段】 nチャネル型TFTにおいてLDD領域
がゲート電極と重なる構造とする。そのために、ゲート
電極を第1の導電層と第2の導電層とから形成し、第1
の導電層を形成した後で1回目のn型を付与する不純物
元素を添加してLDD領域とする第1の不純物領域を形
成し、第2の導電層を形成した後で2回目のn型を付与
する不純物元素を添加する工程を行い、ソース領域とド
レイン領域とする第2の不純物領域を形成するものであ
る。このようにして、LDD領域がゲート電極と重なる
構造を実現する。さらに、ゲート電極と重ならないLD
D領域を設けるためには第2の導電層の一部を除去すれ
ば良い。
(57) Abstract: A first object of the present invention is to provide a technique for manufacturing a crystalline TFT having a structure in which a gate electrode and an LDD region overlap with each other by a simpler method than a conventional technique. It is intended to be. SOLUTION: An n-channel TFT has a structure in which an LDD region overlaps with a gate electrode. Therefore, a gate electrode is formed from a first conductive layer and a second conductive layer,
After the formation of the conductive layer, a first impurity element imparting n-type conductivity is added to form a first impurity region to be an LDD region, and after the second conductive layer is formed, a second n-type impurity region is formed. And a second impurity region serving as a source region and a drain region is formed. Thus, a structure in which the LDD region overlaps with the gate electrode is realized. Furthermore, LD that does not overlap with the gate electrode
In order to provide the D region, a part of the second conductive layer may be removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は絶縁表面を有する
基板上に薄膜トランジスタで構成された回路を有する半
導体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表
示装置に代表される電気光学装置および電気光学装置を
搭載した電子機器の構成に関する。なお、本願明細書に
おいて半導体装置とは、半導体特性を利用することで機
能する装置全般を指し、上記電気光学装置およびその電
気光学装置を搭載した電子機器を範疇に含んでいる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a circuit composed of thin film transistors on a substrate having an insulating surface and a method for manufacturing the same. For example, the present invention relates to a configuration of an electro-optical device typified by a liquid crystal display device and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device. Note that, in this specification, a semiconductor device generally means a device that functions by utilizing semiconductor characteristics, and includes the above-described electro-optical device and an electronic device equipped with the electro-optical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタ(以下、TFTと記
す)は透明ガラス基板上に作製することができるので、
アクティブマトリクス型液晶表示装置への応用開発が積
極的に進められてきた。結晶構造を有する半導体膜を活
性層にしたTFT(以下、結晶質TFTと記す)は高移
動度が得られるので、同一基板上に機能回路を集積させ
て高精細な画像表示を実現することが可能になった。
2. Description of the Related Art Thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) can be manufactured on a transparent glass substrate.
Application development to active matrix type liquid crystal display devices has been actively promoted. A TFT in which a semiconductor film having a crystalline structure is used as an active layer (hereinafter, referred to as a crystalline TFT) has high mobility, so that a high-definition image display can be realized by integrating functional circuits on the same substrate. It is now possible.

【0003】本願明細書において、前記結晶構造を有す
る半導体膜とは、単結晶半導体、多結晶半導体、微結晶
半導体を含み、さらに、特開平7−130652号公
報、特開平8−78329号公報、特開平10−135
468号公報、または特開平10−135469号公報
で開示された半導体を含んでいる。
[0003] In the specification of the present application, the semiconductor film having a crystal structure includes a single crystal semiconductor, a polycrystalline semiconductor, and a microcrystalline semiconductor, and further includes JP-A-7-130652, JP-A-8-78329, JP-A-10-135
468 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-135469.

【0004】アクティブマトリクス型液晶表示装置を構
成するためには、画素マトリクス回路だけでも100〜
200万個の結晶質TFTが必要であり、さらに周辺に
設けられる機能回路を付加するとそれ以上の数の結晶質
TFTが必要であった。そして、液晶表示装置を安定に
動作させるためには、個々の結晶質TFの信頼性を確保
しておく必要があった。
In order to construct an active matrix type liquid crystal display device, 100 to 100 pixel matrix circuits alone are required.
Two million crystalline TFTs were required, and when a peripheral functional circuit was added, more crystalline TFTs were required. In order to operate the liquid crystal display device stably, it is necessary to ensure the reliability of each crystalline TF.

【0005】TFTなどの電界効果トランジスタの特性
は、ドレイン電流とドレイン電圧が比例して増加する線
形領域と、ドレイン電圧が増加してもドレイン電流が飽
和する飽和領域と、ドレイン電圧を印加しても理想的に
は電流が流れない遮断領域とに分けて考えることができ
る。本明細書では、線形領域と飽和領域をTFTのオン
領域と呼び、遮断領域をオフ領域と呼ぶ。また、便宜
上、オン領域のドレイン電流をオン電流と呼びオフ領域
の電流をオフ電流と呼ぶ。
The characteristics of a field-effect transistor such as a TFT include a linear region in which the drain current and the drain voltage increase in proportion, a saturation region in which the drain current is saturated even if the drain voltage increases, and a characteristic in which the drain voltage is applied. Ideally, it can be divided into a cut-off region where no current flows. In this specification, the linear region and the saturation region are called an on region of the TFT, and the cutoff region is called an off region. For convenience, the drain current in the ON region is called an ON current, and the current in the OFF region is called an OFF current.

【0006】アクティブマトリクス型液晶表示装置の画
素マトリクス回路はnチャネル型TFT(以下、これを
画素TFTと記す)で構成されていて、振幅15〜20
V程度のゲート電圧が印加されるので、オン領域とオフ
領域の両方の特性を満足する必要があった。一方、画素
マトリクス回路を駆動するために設けられる周辺回路は
CMOS回路を基本として構成され、主にオン領域の特
性が重要であった。しかし、結晶質TFTはオフ電流が
上がりやすいという問題点があった。また、結晶質TF
Tを長期間駆動させると移動度やオン電流の低下、オフ
電流の増加といった劣化現象がしばしば観測された。こ
の原因の一つは、ドレイン近傍の高電界が原因で発生す
るホットキャリア注入現象にあると考えられた。
A pixel matrix circuit of an active matrix type liquid crystal display device is composed of an n-channel type TFT (hereinafter, referred to as a pixel TFT) and has an amplitude of 15 to 20.
Since a gate voltage of about V is applied, it is necessary to satisfy the characteristics of both the ON region and the OFF region. On the other hand, peripheral circuits provided for driving the pixel matrix circuit are configured based on CMOS circuits, and the characteristics of the ON region are important mainly. However, the crystalline TFT has a problem that the off-current tends to increase. Also, crystalline TF
When T was driven for a long period of time, deterioration phenomena such as a decrease in mobility and on-current and an increase in off-current were often observed. One of the causes was considered to be a hot carrier injection phenomenon caused by a high electric field near the drain.

【0007】LSIの技術分野ではMOSトランジスタ
のオフ電流を下げ、さらにドレイン近傍の高電界を緩和
する方法として、低濃度ドレイン(LDD:Lightly D
opedDrain)構造が知られている。この構造は、ドレイ
ン領域とチャネル形成領域の間に低濃度の不純物領域を
設けたものであり、この低濃度不純物領域をLDD領域
と呼んでいる。
In the technical field of LSI, as a method of lowering the off-state current of a MOS transistor and alleviating a high electric field near the drain, a lightly doped drain (LDD) is used.
opedDrain) structures are known. In this structure, a low-concentration impurity region is provided between a drain region and a channel formation region, and this low-concentration impurity region is called an LDD region.

【0008】同様に結晶質TFTでもLDD構造を形成
することは知られていた。従来の技術では、ゲート電極
をマスクとして、第1の不純物元素の添加工程によりL
DD領域となる低濃度不純物領域を形成しておき、その
後異方性エッチングの技術を利用してゲート電極の両側
にサイドウオールを形成し、ゲート電極とサイドウオー
ルをマスクとして第2の不純物元素の添加工程によりソ
ース領域とドレイン領域となる高濃度不純物領域を形成
する方法である。
[0008] Similarly, it has been known that a crystalline TFT also forms an LDD structure. According to the conventional technique, the gate electrode is used as a mask to perform L
A low-concentration impurity region serving as a DD region is formed in advance, and then sidewalls are formed on both sides of the gate electrode using anisotropic etching technology, and the second impurity element is formed using the gate electrode and the sidewall as a mask. This is a method of forming a high-concentration impurity region to be a source region and a drain region by an adding step.

【0009】しかし、LDD構造は通常の構造のTFT
と比べて、オフ電流を下げることができても、構造的に
直列抵抗成分が増えてしまうため、結果としてTFTの
オン電流も低下させてしまう欠点があった。また、オン
電流の劣化を完全に防ぐことはできなかった。この欠点
を補う方法として、LDD領域をゲート絶縁膜を介して
ゲート電極とオーバーラップさせる構造が知られてい
る。この構造を形成する方法は幾つかあるが、例えば、
GOLD(Gate-drain Overlapped LDD)や、LAT
ID(Large-tilt-angle implanted drain)として知
られている。このような構造とすることで、ドレイン近
傍の高電界を緩和してホットキャリア耐性を高め、同時
にオン電流の低下を防ぐことができた。
However, the LDD structure is a TFT having a normal structure.
Compared with this, even if the off current can be reduced, the series resistance component increases structurally, and as a result, there is a disadvantage that the on current of the TFT is also reduced. Further, deterioration of the on-state current could not be completely prevented. As a method for compensating for this drawback, a structure is known in which the LDD region overlaps with the gate electrode via a gate insulating film. There are several ways to form this structure, for example,
GOLD (Gate-drain Overlapped LDD), LAT
Also known as ID (Large-tilt-angle implanted drain). With such a structure, a high electric field near the drain was relaxed to increase hot carrier resistance, and at the same time, a decrease in on-current could be prevented.

【0010】また、結晶質TFTにおいても、ソース領
域とドレイン領域とチャネル領域のみから形成された単
純な構成の結晶質TFTに比べ、LDD構造を設けるこ
とによりホットキャリア耐性が向上し、さらにGOLD
構造を採用するときわめて優れた効果が得られることが
確認されていた("A Novel Self-aligned Gate-over
lapped LDD Poly-Si TFT with High Reliability
and Performance",Mutsuko Hatano,Hajime Akimot
o and Takeshi Sakai, IEDM97-523)。
[0010] Also, in a crystalline TFT, the hot carrier resistance is improved by providing an LDD structure as compared with a crystalline TFT having a simple configuration formed only of a source region, a drain region, and a channel region.
It has been confirmed that the adoption of a structure can achieve extremely excellent effects ("A Novel Self-aligned Gate-over
lapped LDD Poly-Si TFT with High Reliability
and Performance ", Mutsuko Hatano, Hajime Akimot
o and Takeshi Sakai, IEDM97-523).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】結晶質TFTにおい
て、ホットキャリア注入現象を抑止するためにLDD構
造を形成することは有効な手段であり、さらにGOLD
構造にすると、LDD構造で見られたオン電流の低下を
防ぐことができる。そして、信頼性の面からも良好な結
果が得られている。
In a crystalline TFT, forming an LDD structure to suppress the hot carrier injection phenomenon is an effective means.
With such a structure, it is possible to prevent a decrease in on-state current seen in the LDD structure. Good results have also been obtained in terms of reliability.

【0012】このように、結晶質TFTで高い信頼性を
達成するためには素子の構造面からの検討が必要であ
り、そのために、GOLD構造を形成することが望まし
かった。しかし、従来の方法では、自己整合的にLDD
領域を形成することができるが、サイドウオール膜を異
方性エッチングで形成する工程は、液晶表示装置のよう
に大面積のガラス基板を処理するには不向きであった。
また、サイドウオールの幅でLDD領域の長さが決まる
ので、素子の設計上の自由度もきわめて限定されるもの
であった。
As described above, in order to achieve high reliability in a crystalline TFT, it is necessary to study the structure of the device. Therefore, it is desirable to form a GOLD structure. However, in the conventional method, the LDD is self-aligned.
Although a region can be formed, the step of forming a sidewall film by anisotropic etching is not suitable for processing a large-area glass substrate such as a liquid crystal display device.
Further, since the length of the LDD region is determined by the width of the sidewall, the degree of freedom in element design is extremely limited.

【0013】本願発明の第1の目的は、このような問題
点を克服するための技術を提供するものであり、従来技
術よりも簡便な方法で、ゲート電極とLDD領域とをオ
ーバーラップさせた構造の結晶質TFTを作製する技術
を提供することを目的としている。
[0013] A first object of the present invention is to provide a technique for overcoming such a problem. In this technique, a gate electrode and an LDD region are overlapped by a simpler method than the conventional technique. It is an object of the present invention to provide a technique for manufacturing a crystalline TFT having a structure.

【0014】GOLD構造はオン電流の劣化を防ぐこと
ができるが、特に画素マトリクス回路を構成するnチャ
ネル型TFTのように、オフ領域で高いゲート電圧が印
加されるとき、オフ電流が増加してしまう場合がある。
画素マトリクス回路の画素TFTでオフ電流が増加する
と、消費電力が増えたり、画像表示に異常が現れたりす
る不都合が生じる。これはオフ領域で、ゲート電極とオ
ーバーラップさせて形成されたLDD領域に反転層が形
成され、ホールの通路を作ってしまうためであると考え
られる。このような場合、TFTの動作範囲は狭く限ら
れたものとなってしまう。
Although the GOLD structure can prevent the deterioration of the ON current, the OFF current increases when a high gate voltage is applied in the OFF region as in the case of an n-channel TFT forming a pixel matrix circuit. In some cases.
When the off-state current increases in the pixel TFT of the pixel matrix circuit, power consumption increases, and an inconvenience such as an abnormality in image display occurs. This is considered to be because the inversion layer is formed in the LDD region formed so as to overlap with the gate electrode in the off region, thereby creating a hole passage. In such a case, the operating range of the TFT is narrow and limited.

【0015】本願発明の第2の目的は、ゲート電極とL
DD領域とをオーバーラップさせた構造の結晶質TFT
において、その動作範囲を広げることができるように、
オフ電流の増加を防止する構造およびその作製方法を提
供することを第2の目的としている。
A second object of the present invention is to provide a gate electrode and an L
Crystalline TFT with structure overlapping DD region
In, so that the operating range can be expanded,
A second object is to provide a structure for preventing an increase in off-state current and a manufacturing method thereof.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】図17は、これまでの知
見を基にして、TFTの構造とそのとき得られるVg−
Id(ゲート電圧―ドレイン電流)特性を模式的に示し
たものである。図17(A−1)は、半導体層がチャネ
ル形成領域と、ソース領域と、ドレイン領域とから成る
最も単純なTFTの構造である。同図(B−1)はこの
TFTの特性であり、+Vg側がTFTのオン領域、−
Vg側はオフ領域である。そして、実線は初期特性を示
し、破線はホットキャリア注入現象による劣化の特性を
示している。この構造ではオン電流とオフ電流が共に高
く、また、劣化も大きいので、例えば、画素マトリクス
回路の画素TFTなどにはこのままでは使用できなかっ
た。
FIG. 17 shows the structure of a TFT and the Vg− obtained at that time based on the knowledge obtained so far.
5 is a diagram schematically showing Id (gate voltage-drain current) characteristics. FIG. 17A-1 shows the simplest structure of a TFT in which a semiconductor layer includes a channel formation region, a source region, and a drain region. FIG. 13B shows the characteristics of this TFT, where the + Vg side is the ON region of the TFT,
The Vg side is an off region. The solid line shows the initial characteristics, and the broken line shows the characteristics of deterioration due to the hot carrier injection phenomenon. In this structure, both the ON current and the OFF current are high and the deterioration is large. Therefore, for example, the TFT cannot be used as it is for a pixel TFT of a pixel matrix circuit.

【0017】図17(A−2)は、(A−1)にLDD
領域となる低濃度不純物領域が設けられた構造であり、
ゲート電極とオーバーラップしないLDD構造である。
同図(B−2)はこのTFTの特性であり、オフ電流を
ある程度抑えることができるが、オン電流の劣化を防ぐ
ことはできなかった。また、図17(A−3)は、LD
D領域がゲート電極と完全にオーバーラップした構造
で、GOLD構造とも呼ばれるものである。同図(B−
3)はこれに対応する特性で、劣化を問題ない程度にま
で抑えることはできるが、−Vg側で(A−2)の構造
よりもオフ電流が増加している。
FIG. 17 (A-2) shows that (D-1)
A structure in which a low concentration impurity region serving as a region is provided,
An LDD structure that does not overlap with the gate electrode.
FIG. 11B shows the characteristics of the TFT, in which the off-state current can be suppressed to some extent, but the deterioration of the on-state current cannot be prevented. FIG. 17 (A-3) shows the LD.
The D region completely overlaps with the gate electrode, and is also called a GOLD structure. FIG.
3) is a characteristic corresponding to this, and the deterioration can be suppressed to a level where there is no problem, but the off-state current is higher on the -Vg side than in the structure of (A-2).

【0018】一方、図17(A−4)の構造は、同図
(B−4)に示すように劣化を防ぎ、オフ電流の増加も
抑えることができる構造である。これは、LDD領域を
ゲート電極とオーバーラップする領域と、オーバーラッ
プしない領域の2つの領域に分けたものであり、ゲート
電極とオーバーラップしたLDD領域でホットキャリア
注入現象を抑止して、かつ、ゲート電極とオーバーラッ
プしないLDD領域でオフ電流の増加を防ぐ効果を兼ね
備えたものである。
On the other hand, the structure shown in FIG. 17A-4 is a structure that can prevent deterioration and increase the off current as shown in FIG. 17B-4. This is one in which the LDD region is divided into two regions, a region that overlaps with the gate electrode and a region that does not overlap. The LDD region that overlaps with the gate electrode suppresses the hot carrier injection phenomenon, and This has an effect of preventing an increase in off-current in an LDD region which does not overlap with the gate electrode.

【0019】本願発明は、図17(A−3)若しくは
(A−4)のような構造のTFTを実現するために、n
チャネル型TFTにおいてLDD領域がゲート電極と重
なる構造とする。そのために、ゲート電極を第1の導電
層と第2の導電層とから形成し、第1の導電層を形成し
た後で1回目のn型を付与する不純物元素を添加してL
DD領域とする第1の不純物領域を形成し、第2の導電
層を形成した後で2回目のn型を付与する不純物元素を
添加する工程を行い、ソース領域とドレイン領域とする
第2の不純物領域を形成するものである。このようにし
て、LDD領域がゲート電極と重なる構造を実現する。
さらに、ゲート電極と重ならないLDD領域を設けるた
めには第2の導電層の一部を除去すれば良い。
According to the present invention, in order to realize a TFT having a structure as shown in FIG.
The channel type TFT has a structure in which the LDD region overlaps with the gate electrode. For that purpose, a gate electrode is formed from a first conductive layer and a second conductive layer, and after forming the first conductive layer, a first impurity element imparting n-type conductivity is added to the gate electrode.
After forming a first impurity region serving as a DD region and forming a second conductive layer, a second step of adding an impurity element imparting n-type conductivity is performed, and a second step serving as a source region and a drain region is performed. It forms an impurity region. Thus, a structure in which the LDD region overlaps with the gate electrode is realized.
Further, in order to provide an LDD region which does not overlap with the gate electrode, part of the second conductive layer may be removed.

【0020】一方、pチャネル型TFTも同様にゲート
電極を第1の導電層と第2の導電層とから形成するが、
ソース領域およびドレイン領域とする第3の不純物領域
の一部がゲート電極と重なる構造とする。
On the other hand, in a p-channel TFT, a gate electrode is similarly formed from a first conductive layer and a second conductive layer.
A part of a third impurity region serving as a source region and a drain region overlaps with a gate electrode.

【0021】第1の導電層は、チタン(Ti)、タンタ
ル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(M
o)、から選ばれた一種または複数種の元素、あるいは
該元素を成分とする材料で形成する。その構成におい
て、少なくとも、前記材料から成りゲート絶縁膜に接し
て形成される導電層(A)と、導電層(A)上にアルミ
ニウム(Al)、銅(Cu)から選ばれた一種または複
数種の元素、あるいは該元素を成分とする材料から成る
導電層(B)で形成することは好ましい形態である。
The first conductive layer is made of titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (M
o) One or more elements selected from the above, or a material containing the elements as components. In the structure, at least a conductive layer (A) made of the above material and formed in contact with the gate insulating film, and one or more kinds selected from aluminum (Al) and copper (Cu) on the conductive layer (A) It is a preferred embodiment to form the conductive layer (B) made of the element or a material containing the element as a component.

【0022】第2の導電層は、チタン(Ti)、タンタ
ル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)
から選ばれた一種または複数種の元素、あるいは該元素
を成分とする合金材料で形成する。
The second conductive layer is made of titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo).
It is formed of one or more elements selected from the group consisting of, or an alloy material containing the elements as components.

【0023】また、画素マトリクス回路の構成におい
て、画素TFTの第2の不純物領域に接して設けられ、
第1の不純物領域と同じ濃度で不純物元素を含む半導体
層と、ゲート絶縁膜と同じ層で形成された絶縁層と、該
絶縁層上に形成された容量配線とから保持容量を形成す
る。或いは、画素TFTの第2の不純物領域に接して設
けられ、第3の不純物領域と同じ濃度で不純物元素を含
む半導体層と、前記ゲート絶縁膜と同じ層で形成された
絶縁層と、該絶縁層上に形成された容量配線とから保持
容量を形成する。
In the configuration of the pixel matrix circuit, the pixel matrix circuit is provided in contact with the second impurity region of the pixel TFT,
A storage capacitor is formed from a semiconductor layer containing an impurity element at the same concentration as the first impurity region, an insulating layer formed using the same layer as the gate insulating film, and a capacitor wiring formed over the insulating layer. Alternatively, a semiconductor layer provided in contact with the second impurity region of the pixel TFT and containing an impurity element at the same concentration as the third impurity region, an insulating layer formed of the same layer as the gate insulating film, A storage capacitor is formed from the capacitor wiring formed on the layer.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】[実施形態1]本願発明の実施の形
態について図28を用いて説明する。基板301は絶縁
表面を有する基板である。例えば、酸化珪素膜を設け
た、ガラス基板、ステンレス基板、プラスチック基板、
セラミックス基板、シリコン基板を用いることができ
る。またその他に石英基板を用いても良い。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The substrate 301 is a substrate having an insulating surface. For example, a glass substrate provided with a silicon oxide film, a stainless steel substrate, a plastic substrate,
A ceramic substrate or a silicon substrate can be used. Alternatively, a quartz substrate may be used.

【0025】基板301上に形成する半導体層は、プラ
ズマCVD法、減圧CVD法、スパッタ法などの成膜法
で形成する非晶質半導体膜を、レーザーアニール法や熱
アニール法で結晶化した、結晶質半導体膜で形成するこ
とが望ましい。または、前記成膜法で形成される微結晶
半導体を用いることも可能である。ここで適用できる半
導体材料は、シリコン、ゲルマニウム、またシリコンと
ゲルマニウム合金、炭化シリコンであり、その他にガリ
ウム砒素などの化合物半導体材料を用いることもでき
る。
The semiconductor layer formed on the substrate 301 is obtained by crystallizing an amorphous semiconductor film formed by a film forming method such as a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method by a laser annealing method or a thermal annealing method. It is desirable to form it with a crystalline semiconductor film. Alternatively, a microcrystalline semiconductor formed by the above film formation method can be used. The semiconductor material applicable here is silicon, germanium, silicon-germanium alloy, silicon carbide, and a compound semiconductor material such as gallium arsenide can also be used.

【0026】或いは、基板301上に形成する半導体層
は、単結晶シリコン層を形成したSOI(Silicon On
Insulators)基板としても良い。SOI基板にはその
構造や作製方法によっていくつかの種類が知られている
が、代表的には、SIMOX(Separation by Implan
ted Oxygen)、ELTRAN(Epitaxial Layer Tra
nsfer:キャノン社の登録商標)基板、Smart-Cut(SOIT
EC社の登録商標)などを使用することができる。勿論、
その他のSOI基板を使用することも可能である。
Alternatively, the semiconductor layer formed on the substrate 301 is an SOI (Silicon On Silicon) having a single crystal silicon layer formed thereon.
Insulators) It may be a substrate. Several types of SOI substrates are known depending on the structure and manufacturing method. Typically, SIMOX (Separation by Implan) is used.
ted Oxygen), ELTRAN (Epitaxial Layer Tra)
nsfer: a registered trademark of Canon Inc.), Smart-Cut (SOIT
(Registered trademark of EC company) can be used. Of course,
Other SOI substrates can be used.

【0027】図28は基板301上に形成した、nチャ
ネル型及びpチャネル型TFTの断面構造を示してい
る。nチャネル型TFT及びpチャネル型TFTのゲー
ト電極は、第1の導電層と第2の導電層とから成ってい
る。第1の導電層はゲート絶縁膜312に接して設けら
れた導電層(A)313、316と、前記導電層(A)
313、316に接して設けられた導電層(B)31
4、317とから成っている。そして、第2の導電層3
15、318は、第1の導電層の導電層(A)313、
316と第導電層(B)314、317と、ゲート絶縁
膜312に接して設けられている。
FIG. 28 shows a cross-sectional structure of an n-channel type TFT and a p-channel type TFT formed on a substrate 301. The gate electrodes of the n-channel TFT and the p-channel TFT include a first conductive layer and a second conductive layer. The first conductive layer includes conductive layers (A) 313 and 316 provided in contact with the gate insulating film 312 and the conductive layer (A).
Conductive layer (B) 31 provided in contact with 313 and 316
4, 317. And the second conductive layer 3
15, 318 are conductive layers (A) 313 of the first conductive layer,
316, the first conductive layers (B) 314 and 317, and the gate insulating film 312.

【0028】第1の導電層を構成する導電層(A)31
3、316は、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モ
リブデン(Mo)、タングステン(W)など元素か、こ
れらの元素を成分とする材料で形成する。また、導電層
(B)314、317は抵抗率の低いアルミニウム(A
l)や銅(Cu)を用いれば良い。ここで導電層(B)
は、液晶表示装置のような大面積の基板に本願発明のT
FTを形成することを考慮したものであり、ゲート電極
およびゲート配線の抵抗を低くする目的で設けている。
従って、用途によっては、第1の導電層を導電層(A)
のみで形成しても良し、導電層(B)の上にさらに他の
導電層を積層しても良い。
The conductive layer (A) 31 constituting the first conductive layer
Reference numerals 3 and 316 are formed from elements such as titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), and tungsten (W), or materials containing these elements. The conductive layers (B) 314 and 317 are made of aluminum (A) having a low resistivity.
l) or copper (Cu) may be used. Here, the conductive layer (B)
Is a substrate having a large area such as a liquid crystal display.
Considering the formation of the FT, it is provided for the purpose of reducing the resistance of the gate electrode and the gate wiring.
Therefore, depending on the application, the first conductive layer may be formed of the conductive layer (A).
Alternatively, another conductive layer may be further laminated on the conductive layer (B).

【0029】第2の導電層315、318は、第1の導
電層と接し、第1の導電層上からゲート絶縁膜312上
に延在するように形成する。図31に示すように第1の
導電層と第2の導電層のチャネル長方向の長さをそれぞ
れL1、L2とすると、L1<L2の関係が保たれてい
れば良く、本願発明を実施するに当たってその長さは適
宣設定すれば良い。しかし、次に述べるように、第1の
導電層と第2の導電層はTFTの製造工程において、半
導体層に不純物を添加してソース領域やドレイン領域お
よびLDD領域を形成するためのマスクとして機能する
ので、その点を考慮してL1、L2の値を決める必要が
ある。
The second conductive layers 315 and 318 are formed so as to be in contact with the first conductive layer and extend from above the first conductive layer onto the gate insulating film 312. As shown in FIG. 31, assuming that the lengths of the first conductive layer and the second conductive layer in the channel length direction are L1 and L2, respectively, the relationship of L1 <L2 only needs to be maintained, and the present invention is implemented. The length may be set appropriately. However, as described below, the first conductive layer and the second conductive layer function as a mask for forming a source region, a drain region, and an LDD region by adding an impurity to a semiconductor layer in a TFT manufacturing process. Therefore, it is necessary to determine the values of L1 and L2 in consideration of this point.

【0030】nチャネル型TFTの半導体層は、チャネ
ル形成領域302と、チャネル形成領域の両側に接して
設けられる第1の不純物領域303、304と、第1の
不純物領域303に接して設けるソース領域305と、
第1の不純物領域304に接して設けるドレイン領域3
06とから成っている。第1の不純物領域303、30
4は、ゲート絶縁膜312を介して、第2の導電層31
5がゲート絶縁膜と接している領域に重なって設ける。
The semiconductor layer of the n-channel TFT includes a channel formation region 302, first impurity regions 303 and 304 provided in contact with both sides of the channel formation region, and a source region provided in contact with the first impurity region 303. 305,
Drain region 3 provided in contact with first impurity region 304
06. First impurity regions 303 and 30
4 is the second conductive layer 31 via the gate insulating film 312
5 is provided so as to overlap with a region in contact with the gate insulating film.

【0031】第1の不純物領域303、304のチャネ
ル長方向の長さは、0.5〜3μm、代表的には1.5
μmの長さを有し、n型を付与する不純物元素の濃度が
1×1016〜5×1019atoms/cm3、代表的には1×1
17〜5×1018atoms/cm3である。また、ソース領域
305とドレイン領域306の不純物濃度は、1×10
20〜1×1021atoms/cm3、代表的には1×1020〜5
×1020atoms/cm3とする。
Channels of first impurity regions 303 and 304
The length in the length direction is 0.5 to 3 μm, typically 1.5
μm in length and the concentration of the impurity element imparting n-type is
1 × 1016~ 5 × 1019atoms / cmThree, Typically 1 × 1
017~ 5 × 1018atoms / cmThreeIt is. Also, the source area
The impurity concentration of 305 and the drain region 306 is 1 × 10
20~ 1 × 10twenty oneatoms / cmThree, Typically 1 × 1020~ 5
× 1020atoms / cmThreeAnd

【0032】チャネル形成領域302には、あらかじめ
1×1016〜5×1018atoms/cm3の濃度でボロンを添
加しても良い。このボロンはしきい値電圧を制御するた
めに添加するものであり、同様の効果が得られるもので
あれば他の元素で代用することもできる。
The channel formation region 302 may be doped with boron at a concentration of 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 in advance. This boron is added to control the threshold voltage, and another element can be used as long as the same effect can be obtained.

【0033】一方、pチャネル型TFTの第1の不純物
領域308、309、ソース領域310とドレイン領域
311とには、同じ濃度でp型を付与する不純物元素を
添加する。そして、nチャネル型TFTのソース領域3
05とドレイン領域306に添加する不純物濃度の1.
5〜3倍の濃度でp型を付与する不純物元素を添加す
る。
On the other hand, the first impurity regions 308 and 309, the source region 310 and the drain region 311 of the p-channel TFT are doped with an impurity element imparting p-type at the same concentration. Then, the source region 3 of the n-channel TFT
05 and the impurity concentration added to the drain region 306.
An impurity element imparting p-type is added at a concentration of 5 to 3 times.

【0034】以上示したように本願発明はTFTの構造
において、ゲート電極を第1の導電層と、その上に第2
の導電層を設けるものであり、図28で示すようにゲー
ト絶縁膜と第2の導電層との間に位置する第1の導電層
は、その端部が第2の導電層の端部よりも内側に形成さ
れている。そして、半導体層に設けられた第1の不純物
領域と、第2の導電層が重なって設けられている構造に
特長があり、その作製方法に特長がある。
As described above, according to the present invention, in a TFT structure, a gate electrode is formed on a first conductive layer and a second conductive layer is formed on the first conductive layer.
28, the first conductive layer located between the gate insulating film and the second conductive layer has an end portion closer to the end of the second conductive layer as shown in FIG. Is also formed inside. The structure is characterized in that the first impurity region provided in the semiconductor layer and the second conductive layer are provided so as to overlap with each other.

【0035】図28に示すTFTは、特にnチャネル型
TFTにおいて、いわゆるLDD領域として機能する第
1の低濃度不純物領域303、304が、ゲート絶縁膜
を介してゲート電極と重なって設けられた構造となって
いるので、MOSトランジスタのGOLD構造やLAT
ID構造の如き利点を得ることが可能である。
The TFT shown in FIG. 28 is particularly an n-channel TFT in which first low-concentration impurity regions 303 and 304 functioning as so-called LDD regions are provided so as to overlap with a gate electrode via a gate insulating film. Therefore, the GOLD structure of the MOS transistor and the LAT
Advantages such as an ID structure can be obtained.

【0036】一方、pチャネル型TFTはこうしたLD
D構造となる低濃度不純物領域は設けないものとする。
勿論、低濃度不純物領域を設ける構造としても良いが、
pチャネル型TFTはもともと信頼性が高いため、オン
電流を稼いでnチャネル型TFTとの特性バランスをと
った方が好ましい。本願発明を図28に示すようにCM
OS回路に適用する場合には、特にこの特性のバランス
をとることが重要である。但し、本願発明の構造をpチ
ャネル型TFTに適用しても何ら問題はない。
On the other hand, a p-channel type TFT has such an LD.
It is assumed that a low-concentration impurity region having a D structure is not provided.
Of course, a structure in which a low concentration impurity region is provided may be used.
Since a p-channel TFT is inherently highly reliable, it is preferable to increase the on-current and balance the characteristics with the n-channel TFT. As shown in FIG.
When applied to an OS circuit, it is particularly important to balance these characteristics. However, there is no problem even if the structure of the present invention is applied to a p-channel TFT.

【0037】こうしてnチャネル型TFTおよびpチャ
ネル型TFTが完成したら、第1の層間絶縁膜319で
覆い、ソース領域305、311、ドレイン領域30
6、310と接触するソース電極320、322とドレ
イン電極321とを設ける。図28の構造では、これら
を設けた後でパッシベーション膜323として窒化シリ
コン膜を設けている。さらに樹脂材料でなる第2の層間
絶縁膜324を設ける。第2の層間絶縁膜は、樹脂材料
に限定される必要はないが、例えば、液晶表示装置に応
用する場合には、表面の平坦性を確保するために樹脂材
料を用いることが好ましい。
When the n-channel type TFT and the p-channel type TFT are completed in this way, they are covered with a first interlayer insulating film 319, and the source regions 305, 311 and the drain region 30 are formed.
Source electrodes 320 and 322 and a drain electrode 321 that are in contact with the first and second electrodes 6 and 310 are provided. In the structure of FIG. 28, a silicon nitride film is provided as a passivation film 323 after these are provided. Further, a second interlayer insulating film 324 made of a resin material is provided. The second interlayer insulating film does not need to be limited to a resin material. For example, when applied to a liquid crystal display device, it is preferable to use a resin material in order to ensure surface flatness.

【0038】図28では、nチャネル型TFTとpチャ
ネル型TFTとを相補的組み合わせて成るCMOS回路
を例にして示したが、nチャネル型TFTを用いたNM
OS回路や、液晶表示装置の画素マトリクス回路に本願
発明を適用することもできる。
FIG. 28 shows an example of a CMOS circuit in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are complementarily combined.
The present invention can be applied to an OS circuit and a pixel matrix circuit of a liquid crystal display device.

【0039】[実施形態2]本願発明の実施の形態につい
て図1を用いて説明する。基板101は絶縁表面を有す
るものである。例えば、ガラス基板やプラスチック基板
の他に、表面に絶縁膜を設けたステンレス基板、セラミ
ックス基板、シリコン基板を用いることができる。また
その他に石英基板を用いても良い。
[Embodiment 2] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The substrate 101 has an insulating surface. For example, in addition to a glass substrate and a plastic substrate, a stainless substrate, a ceramic substrate, or a silicon substrate provided with an insulating film on a surface can be used. Alternatively, a quartz substrate may be used.

【0040】そして、基板101のTFTが形成される
表面には、下地膜102が形成されている。下地膜10
2は酸化シリコン膜や窒化シリコン膜または酸化窒化シ
リコン膜などで形成され、基板101から不純物が半導
体層へ拡散することを防ぐために設けている。
The base film 102 is formed on the surface of the substrate 101 where the TFT is to be formed. Base film 10
Reference numeral 2 denotes a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like, which is provided to prevent impurities from diffusing from the substrate 101 into the semiconductor layer.

【0041】前記下地膜102上に形成する半導体層
は、プラズマCVD法、減圧CVD法、スパッタ法など
の成膜法で形成される非晶質半導体膜を、レーザー結晶
化法や熱処理による固相成長法で結晶化した、結晶質半
導体で形成することが望ましい。また、前記成膜法で形
成される微結晶半導体を用いることも可能である。ここ
で適用できる半導体材料は、シリコン、ゲルマニウム、
またシリコンゲルマニウム合金、炭化シリコン合金であ
り、その他にガリウム砒素などの化合物半導体材料を用
いることもできる。その他に実施形態1と同様にSOI
基板を用いても良い。
The semiconductor layer formed on the base film 102 is formed by transforming an amorphous semiconductor film formed by a film forming method such as a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method into a solid phase by a laser crystallization method or a heat treatment. It is preferable to form a crystalline semiconductor crystallized by a growth method. Further, a microcrystalline semiconductor formed by the above film formation method can be used. Semiconductor materials applicable here are silicon, germanium,
Further, it is a silicon germanium alloy or a silicon carbide alloy. In addition, a compound semiconductor material such as gallium arsenide can be used. In addition, as in the first embodiment, the SOI
A substrate may be used.

【0042】図1では、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTの断面構造を示している。nチャネル型TF
Tおよびpチャネル型TFTのゲート電極は、第1の導
電層と第2の導電層とから成っている。第1の導電層は
3層構造となっており、ゲート絶縁膜103に接して設
けられた導電層(A)111、115と、その上に積層
された、導電層(B)112、116と、導電層(C)
113、117から成っている。そして、第2の導電層
114、118は、前記第1の導電層と、前記ゲート絶
縁膜103に接して設けられている。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an n-channel TFT and a p-channel TFT. n-channel type TF
The gate electrodes of the T and p channel type TFTs are composed of a first conductive layer and a second conductive layer. The first conductive layer has a three-layer structure, and includes conductive layers (A) 111 and 115 provided in contact with the gate insulating film 103 and conductive layers (B) 112 and 116 stacked thereover. , Conductive layer (C)
113 and 117. The second conductive layers 114 and 118 are provided in contact with the first conductive layer and the gate insulating film 103.

【0043】第1の導電層を構成する導電層(A)11
1、115はTi、Ta、Mo、Wなど元素か、これら
の元素を主成分とする合金材料で形成する。或いは、こ
れらの元素の窒化物、酸化物、シリサイドで形成しても
良い。また、導電層(B)112、116は抵抗率の低
いAlやCuを用いることが望ましい。また導電層
(C)113、117は導電層(A)と同様にTi、T
a、Mo、W、など元素か、これらの元素を主成分とす
る合金材料で形成する。ここで導電層(B)は、液晶表
示装置のような大面積の基板に本願発明のTFTを形成
することを考慮して、ゲート電極およびゲート電極に接
続するゲート配線の抵抗を低くする目的で設けるもので
ある。用途によっては、第1の導電層を導電層(A)の
みで形成しても良く、また3層以上積層させても構わな
い。
The conductive layer (A) 11 constituting the first conductive layer
Reference numerals 1 and 115 are formed from elements such as Ti, Ta, Mo, and W, or alloy materials containing these elements as main components. Alternatively, a nitride, an oxide, or a silicide of these elements may be used. It is preferable that the conductive layers (B) 112 and 116 be made of Al or Cu having low resistivity. The conductive layers (C) 113 and 117 are made of Ti, T like the conductive layer (A).
It is formed of an element such as a, Mo, W, or an alloy material containing these elements as main components. Here, the conductive layer (B) is formed for the purpose of reducing the resistance of the gate electrode and the gate wiring connected to the gate electrode in consideration of forming the TFT of the present invention on a large-area substrate such as a liquid crystal display device. It is provided. Depending on the application, the first conductive layer may be formed only of the conductive layer (A), or three or more layers may be stacked.

【0044】第2の導電層114、118は、前記第1
の導電層と電気的に導通していて、かつ、ゲート絶縁膜
103に接して設けられている。ここで、図16で示す
ように、第2の導電層はチャネル長方向に対し、最初L
3の長さで形成され、その後エッチング処理によりL5
の長さだけ除去して最後にL2の長さにされる。従っ
て、第1の導電層をL1とすると、第2の導電層がゲー
ト絶縁膜に延在する長さはL4で表すことができる。
The second conductive layers 114 and 118 correspond to the first conductive layers 114 and 118.
And is provided in contact with the gate insulating film 103. Here, as shown in FIG. 16, the second conductive layer is initially L in the channel length direction.
3 lengths, and then L5
And finally to L2 length. Therefore, assuming that the first conductive layer is L1, the length of the second conductive layer extending to the gate insulating film can be represented by L4.

【0045】ここで、本願発明において、第1の導電層
の長さL1は0.2〜10μm、好ましくは0.4〜5
μm、第2の導電層の長さL2は1.2〜16μm、好
ましくは2.2〜11μmの長さで形成することが望ま
しい。ここで、第2の導電層を除去する長さL5は0.
5〜3μm、好ましくは1.0〜2.0μmとしてい
る。
Here, in the present invention, the length L1 of the first conductive layer is 0.2 to 10 μm, preferably 0.4 to 5 μm.
μm, and the length L2 of the second conductive layer is 1.2 to 16 μm, preferably 2.2 to 11 μm. Here, the length L5 for removing the second conductive layer is equal to 0.
The thickness is 5 to 3 μm, preferably 1.0 to 2.0 μm.

【0046】第1の導電層と第2の導電層は、1回目の
一導電型の不純物元素を添加する工程と2回目の一導電
型の不純物元素を添加する工程でマスクとして機能する
ものであり、その点を考慮してL1とL3、および、L
2とL5の長さを決める必要がある。nチャネル型TF
TのLDD領域の長さは、このL3とL1の差分の長さ
で形成される。そして、第2の導電層をあらかじめL3
の長さで形成しておき、その後エッチング処理によりL
5の長さだけ除去して、L2の長さとするのは、本願発
明の構成を得るために、LDD領域となる第1の不純物
領域1605が、ゲート絶縁膜を介して第2の導電層と
重なる領域をL4の長さで、重ならない領域をL5の長
さで設けるためである。
The first conductive layer and the second conductive layer function as masks in a first step of adding an impurity element of one conductivity type and in a second step of adding an impurity element of one conductivity type. Yes, L1 and L3, and L
It is necessary to determine the length of 2 and L5. n-channel type TF
The length of the LDD region of T is formed by the difference between L3 and L1. Then, the second conductive layer is previously set to L3
Is formed, and then L is formed by an etching process.
In order to obtain the configuration of the present invention, the first impurity region 1605 serving as an LDD region is connected to the second conductive layer via the gate insulating film in order to obtain the configuration of the present invention. This is because the overlapping area is provided with a length of L4 and the non-overlapping area is provided with a length of L5.

【0047】図1において、nチャネル型TFTの半導
体層は、チャネル形成領域104と、前記チャネル形成
領域の両側に接して設けられた第1の不純物領域105
と、前記第1の不純物領域105に接して設けられた第
2の不純物領域106、107とから形成されている。
この第2の不純物領域106はソース領域として機能
し、第2の不純物領域107はドレイン領域として機能
するものである。第1の不純物領域105は、ゲート絶
縁膜103を介して、第2の導電層114がゲート絶縁
膜と接している領域に重なって設けられている。
In FIG. 1, the semiconductor layer of the n-channel TFT includes a channel formation region 104 and first impurity regions 105 provided on both sides of the channel formation region.
And second impurity regions 106 and 107 provided in contact with the first impurity region 105.
The second impurity region 106 functions as a source region, and the second impurity region 107 functions as a drain region. The first impurity region 105 is provided over the region where the second conductive layer 114 is in contact with the gate insulating film with the gate insulating film 103 interposed therebetween.

【0048】図16のL6に相当する第1の不純物領域
105の長さは、1.0〜6μm、好ましくは2.0〜
4μm、(例えば3μm)の長さを有し、n型を付与す
る不純物元素の濃度が1×1016〜5×1019atoms/cm
3、代表的には5×1017〜5×1018atoms/cm3で添加
されている。そして、第1の不純物領域が第2の導電層
と重ならない長さL5は前述の如く0.5〜3μm、好
ましくは1.0〜2μmとする。また、ソース領域10
5とドレイン領域106の不純物濃度は、1×1020
1×1021atoms/cm3、代表的には2×1020〜5×1
20atoms/cm3とすれば良い。
The length of first impurity region 105 corresponding to L6 in FIG. 16 is 1.0 to 6 μm, preferably 2.0 to 6 μm.
It has a length of 4 μm (for example, 3 μm), and the concentration of the impurity element imparting n-type is 1 × 10 16 to 5 × 10 19 atoms / cm.
3 , typically 5 × 10 17 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 . The length L5 at which the first impurity region does not overlap with the second conductive layer is 0.5 to 3 μm, preferably 1.0 to 2 μm as described above. Also, the source region 10
5 and the impurity concentration of the drain region 106 are 1 × 10 20 to
1 × 10 21 atoms / cm 3 , typically 2 × 10 20 to 5 × 1
It may be set to 0 20 atoms / cm 3 .

【0049】この時、チャネル形成領域104には、あ
らかじめ1×1016〜5×1018atoms/cm3の濃度でボ
ロンが添加されても良い。このボロンはしきい値電圧を
制御するために添加されるものであり、同様の効果が得
られるものであれば他の元素で代用することもできる。
At this time, boron may be previously added to the channel forming region 104 at a concentration of 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 . This boron is added to control the threshold voltage, and other elements can be used as long as the same effect can be obtained.

【0050】一方、pチャネル型TFTの第3の不純物
領域109、110、130、131は、ソース領域と
ドレイン領域とを形成するものである。そして、第3の
不純物領域130、131にはn型を付与する不純物元
素がnチャネル型TFTのソース領域106とドレイン
領域107と同じ濃度で含まれているが、その1.5〜
3倍の濃度でp型を付与する不純物元素が添加されてい
る。
On the other hand, the third impurity regions 109, 110, 130 and 131 of the p-channel TFT form a source region and a drain region. The third impurity regions 130 and 131 contain an impurity element imparting n-type at the same concentration as the source region 106 and the drain region 107 of the n-channel TFT.
At three times the concentration, an impurity element imparting p-type is added.

【0051】以上示したように本願発明のTFTは、ゲ
ート電極を第1の導電層と、第2の導電層とを設けた構
造を有し、図1で示すように第2の導電層は、第1の導
電層とゲート絶縁膜とに接して設けられている。そし
て、少なくともnチャネル型TFTにおいて、第1の不
純物領域の一部は、第2の導電層のゲート絶縁膜に接し
ている領域と重なって設けられている構造に特徴があ
る。
As described above, the TFT of the present invention has a structure in which the gate electrode is provided with the first conductive layer and the second conductive layer. As shown in FIG. , Are provided in contact with the first conductive layer and the gate insulating film. In at least the n-channel TFT, a feature is that a part of the first impurity region is provided so as to overlap with a region of the second conductive layer which is in contact with the gate insulating film.

【0052】図1で示された構造は、第1の導電層をマ
スクとして、LDD領域となる第1の不純物領域を形成
し、第2の導電層をマスクとしてソース領域とドレイン
領域となる第2の不純物領域を形成した後で、エッチン
グ処理により第2の導電層を後退させることにより実現
できる。従って、図16で示されたようにLDD領域の
長さは、第1の導電層の長さL1と第2の導電層の長さ
L3で決まり、LDD領域が第2の導電層と重ならない
長さは、第2の導電層をエッチングする長さL5で決め
ることができる。このような方法は、TFTの設計上ま
たは製作上において自由度を広げることが可能となり、
非常に有効である。
In the structure shown in FIG. 1, a first impurity region serving as an LDD region is formed using the first conductive layer as a mask, and a first impurity region serving as a source region and a drain region is used using the second conductive layer as a mask. After the second impurity region is formed, the second conductive layer is recessed by etching. Therefore, as shown in FIG. 16, the length of the LDD region is determined by the length L1 of the first conductive layer and the length L3 of the second conductive layer, and the LDD region does not overlap with the second conductive layer. The length can be determined by the length L5 at which the second conductive layer is etched. Such a method can increase the degree of freedom in designing or manufacturing a TFT.
Very effective.

【0053】一方、pチャネル型TFTには第3の不純
物領域109、110、130、131が形成され、L
DD構造となる領域は設けないものとする。第3の不純
物領域は、ソース領域109、130とドレイン領域1
10、131を形成する。そして、ソース領域109と
ドレイン領域110の一部が第2の導電層とオーバーラ
ップしている。勿論、本願発明のLDD構造を設けても
良いが、pチャネル型TFTはもともと信頼性が高いた
め、オン電流を稼いでnチャネル型TFTとの特性バラ
ンスをとった方が好ましい。本願発明を図1に示すよう
にCMOS回路に適用する場合には、特にこの特性のバ
ランスをとることが重要である。但し、本願発明の構造
をpチャネル型TFTに適用しても何ら問題はない。
On the other hand, third impurity regions 109, 110, 130, and 131 are formed in the p-channel TFT.
A region having a DD structure is not provided. The third impurity region includes the source regions 109 and 130 and the drain region 1
10 and 131 are formed. Then, part of the source region 109 and part of the drain region 110 overlap with the second conductive layer. Of course, the LDD structure of the present invention may be provided. However, since the p-channel TFT is originally high in reliability, it is preferable to increase the on-current and balance the characteristics with the n-channel TFT. When the present invention is applied to a CMOS circuit as shown in FIG. 1, it is particularly important to balance these characteristics. However, there is no problem even if the structure of the present invention is applied to a p-channel TFT.

【0054】こうしてnチャネル型TFTおよびpチャ
ネル型TFTが完成したら、第1の層間絶縁膜119で
覆い、ソース電極120、121ドレイン電極122を
設ける。図1の構造では、これらを設けた後でパッシベ
ーション膜123として窒化シリコン膜を設けている。
さらに樹脂材料でなる第2の層間絶縁膜124が設けら
れている。第2の層間絶縁膜は、樹脂材料に限定される
必要はないが、例えば、液晶表示装置に応用する場合に
は、表面の平坦性を確保するために樹脂材料を用いるこ
とが好ましい。
When the n-channel type TFT and the p-channel type TFT are completed in this way, they are covered with a first interlayer insulating film 119, and source electrodes 120 and 121 and a drain electrode 122 are provided. In the structure of FIG. 1, after these are provided, a silicon nitride film is provided as the passivation film 123.
Further, a second interlayer insulating film 124 made of a resin material is provided. The second interlayer insulating film does not need to be limited to a resin material. For example, when applied to a liquid crystal display device, it is preferable to use a resin material in order to ensure surface flatness.

【0055】図1では、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTとを相補的組み合わせて成るCMOS回路を
例にして示したが、nチャネル型TFTを用いたNMO
S回路や、液晶表示装置の画素マトリクス回路に本願発
明を適用することもできる。
FIG. 1 shows an example of a CMOS circuit in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are complementarily combined.
The present invention can also be applied to an S circuit or a pixel matrix circuit of a liquid crystal display device.

【0056】以上に示した本願発明の構成について、以
下に示す実施例でさらに詳細に説明する。
The configuration of the present invention described above will be described in more detail with reference to the following embodiments.

【0057】[実施例1]本実施例では、本願発明の構成
を液晶表示装置に適用した例を示し、画素マトリクス回
路とその周辺に設けられる駆動回路の基本形態であるC
MOS回路を同時に作製する方法について、図29と図
30を用いて説明する。
[Embodiment 1] In this embodiment, an example in which the configuration of the present invention is applied to a liquid crystal display device will be described, and a pixel matrix circuit and a driving circuit provided around the pixel matrix circuit will be described.
A method for simultaneously manufacturing a MOS circuit will be described with reference to FIGS.

【0058】図29(A)において、基板401には、
例えばコーニング社の1737ガラス基板に代表される
無アルカリガラス基板を用る。そして、基板401のT
FTが形成される表面に、酸化シリコン膜、窒化シリコ
ン膜、酸化窒化シリコン膜などで形成する下地膜402
を200nmの厚さに形成する。
In FIG. 29A, a substrate 401 includes
For example, an alkali-free glass substrate typified by a Corning 1737 glass substrate is used. Then, the T of the substrate 401
A base film 402 formed using a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like over a surface where the FT is formed.
Is formed to a thickness of 200 nm.

【0059】次に、この下地膜402の上に50nmの
厚さで、非晶質シリコン膜をプラズマCVD法で形成す
る。非晶質シリコン膜の含有水素量にもよるが、好まし
くは400〜500℃に加熱して脱水素処理を行い、非
晶質シリコン膜の含有水素量を5atomic%以下として、
結晶化の工程を行い結晶質シリコン膜を得る。
Next, an amorphous silicon film having a thickness of 50 nm is formed on the base film 402 by a plasma CVD method. Although it depends on the hydrogen content of the amorphous silicon film, it is preferably heated to 400 to 500 ° C. to perform dehydrogenation treatment, and the hydrogen content of the amorphous silicon film is reduced to 5 atomic% or less.
A crystallization step is performed to obtain a crystalline silicon film.

【0060】この結晶化の工程は、レーザーアニール法
または熱アニール法の技術を用いれば良い。本実施例で
は、パルス発振型のKrFエキシマレーザー光を線状に
集光して非晶質シリコン膜に照射して結晶質シリコン膜
を形成する。
In this crystallization step, a laser annealing method or a thermal annealing method may be used. In this embodiment, a crystalline silicon film is formed by condensing a pulse oscillation type KrF excimer laser beam linearly and irradiating it on an amorphous silicon film.

【0061】ここで用いたレーザーアニール装置の構成
を図32に示す。レーザー発振装置3201から照射さ
れ、反射ミラー3202で方向を変えられ、光学系32
03により光路が変更されたパルス状レーザービーム
を、ミラー3207で反射させ、シリンドリカルレンズ
を用いた光学系3208にて集光させて、非晶質シリコ
ン膜が形成されている基板3209に照射する機能を有
している。レーザー発振装置3201はXeClエキシ
マレーザーやKrFエキシマレーザーを用いれば良い。
基板3209はステージ3205上に設置されている。
FIG. 32 shows the configuration of the laser annealing apparatus used here. Irradiated from the laser oscillation device 3201, the direction is changed by the reflection mirror 3202, and the optical system 32
A function of irradiating a substrate 3209 on which an amorphous silicon film is formed, by reflecting a pulsed laser beam whose optical path has been changed by 03 on a mirror 3207 and condensing it by an optical system 3208 using a cylindrical lens. have. The laser oscillation device 3201 may use a XeCl excimer laser or a KrF excimer laser.
The substrate 3209 is provided on the stage 3205.

【0062】尚、本実施例では非晶質シリコン膜から結
晶質シリコン膜を形成したが、微結晶シリコン膜をレー
ザーアニール法で結晶化させても構わないし、直接結晶
質シリコン膜を成膜しても良い。
In this embodiment, a crystalline silicon film is formed from an amorphous silicon film. However, a microcrystalline silicon film may be crystallized by a laser annealing method, or a crystalline silicon film may be formed directly. May be.

【0063】こうして形成した結晶質シリコン膜をパタ
ーニングして、島状の半導体層403、404、405
を形成する。
The crystalline silicon film thus formed is patterned to form island-like semiconductor layers 403, 404, and 405.
To form

【0064】次に、半導体層403、404、405を
覆って、酸化シリコンまたは窒化シリコンを主成分とす
るゲート絶縁膜406を形成する。ここではプラズマC
VD法で酸化窒化シリコン膜を100nmの厚さに形成
する。そして、図では説明しないが、ゲート絶縁膜40
6の表面に第1の導電層を構成する。第1の導電層は、
導電層(A)としてTaを10〜200nm、例えば5
0nmさらに導電層(B)としてAlを100〜100
0nm、例えば200nmの厚さでスパッタ法で形成す
る。そして、公知のパターニング技術により、第1の導
電層を構成する導電層(A)407、408、409、
410と、導電層(B)の412、413、414、4
15を形成する。このとき、図31で示した第1の導電
層の長さL1は3μmとなるようにパターニングする。
Next, a gate insulating film 406 containing silicon oxide or silicon nitride as a main component is formed so as to cover the semiconductor layers 403, 404, and 405. Here, plasma C
A silicon oxynitride film is formed to a thickness of 100 nm by a VD method. Although not described in the figure, the gate insulating film 40
A first conductive layer is formed on the surface of No. 6. The first conductive layer is
10 to 200 nm of Ta, for example, 5 as the conductive layer (A)
0 nm and Al is 100 to 100 as a conductive layer (B).
It is formed by a sputtering method with a thickness of 0 nm, for example, 200 nm. Then, the conductive layers (A) 407, 408, 409 constituting the first conductive layer are formed by a known patterning technique.
410 and the conductive layers (B) 412, 413, 414, and 4
15 are formed. At this time, patterning is performed so that the length L1 of the first conductive layer shown in FIG. 31 is 3 μm.

【0065】第1の導電層を構成する導電層(B)とし
て、Alを用いる場合には、純Alを用いても良いし、
Ti、Si、Scから選ばれた元素が0.1〜5atomic
%添加されたAl合金を用いても良い。またCuを用い
る場合には、図示しないが、ゲート絶縁膜406の表面
に窒化シリコン膜を設けておくと好ましい。
When Al is used as the conductive layer (B) constituting the first conductive layer, pure Al may be used,
Element selected from Ti, Si, Sc is 0.1 to 5 atomic
% Added Al alloy may be used. In the case of using Cu, although not shown, a silicon nitride film is preferably provided on the surface of the gate insulating film 406.

【0066】また、図29では画素マトリクス回路の画
素TFTのドレイン側に保持容量を設ける構造となって
いる。このとき、第1の導電層と同じ材料で容量配線4
11、416を形成する。
FIG. 29 shows a structure in which a storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT of the pixel matrix circuit. At this time, the capacitance wiring 4 is made of the same material as the first conductive layer.
11 and 416 are formed.

【0067】こうして図29(A)に示す構造を形成し
たら、1回目のn型を付与する不純物元素を添加する工
程を行う。結晶質導体材料に対してn型を付与する不純
物元素としては、リン(P)、砒素(As)、アンチモ
ン(Sb)などが知られているが、ここでは、フォスフ
ィン(PH3)を用いたイオンドープ法でリンを添加す
る。この工程では、ゲート絶縁膜406を通してその下
の半導体層にリンを添加するために、加速電圧は80k
eVと高めに設定する。また、こうして形成された不純
物領域は、後に示すnチャネル型TFTの第1の不純物
領域434、442を形成するもので、LDD領域とし
て機能するものである。従ってこの領域のリンの濃度
は、1×1016〜5×1019atoms/cm3の範囲にするの
が好ましく、本実施例では1×1018atoms/cm3とす
る。
After the structure shown in FIG. 29A is formed, a first step of adding an impurity element imparting n-type is performed. Phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and the like are known as impurity elements for imparting n-type to the crystalline conductor material. Here, phosphine (PH 3 ) is used. Phosphorus is added by an ion doping method. In this step, the accelerating voltage is set to 80 k to add phosphorus to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 406.
Set to eV and higher. The impurity regions thus formed form first impurity regions 434 and 442 of an n-channel TFT described later, and function as LDD regions. Therefore, the concentration of phosphorus in this region is preferably in the range of 1 × 10 16 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 , and is set to 1 × 10 18 atoms / cm 3 in this embodiment.

【0068】半導体層中に添加された前記不純物元素
は、レーザーアニール法や、熱アニール法により活性化
させる必要がある。この工程は、ソース領域およびドレ
イン領域を形成する不純物元素の添加工程のあと実施し
ても良いが、この段階でレーザーアニール法により活性
化させることは効果的である。
The impurity element added to the semiconductor layer needs to be activated by a laser annealing method or a thermal annealing method. This step may be performed after the step of adding the impurity element for forming the source region and the drain region, but it is effective to activate at this stage by the laser annealing method.

【0069】この工程で、第1の導電層を構成する導電
層(A)407、408、409、410と導電層
(B)412、413、414、415は、リンの添加
に対してマスクとして機能する。その結果ゲート絶縁膜
を介して存在する半導体層の第1の導電層の真下の領域
には、まったく、あるいは殆どリンが添加されない。そ
して、図29(B)に示すように、リンが添加された不
純物領域417、418、419、420、421、4
22、423が形成される。本明細書ではこの不純物領
域を第1の不純物領域と呼ぶ。
In this step, the conductive layers (A) 407, 408, 409, 410 and the conductive layers (B) 412, 413, 414, 415 constituting the first conductive layer serve as masks against the addition of phosphorus. Function. As a result, no or almost no phosphorus is added to a region directly below the first conductive layer of the semiconductor layer existing through the gate insulating film. Then, as shown in FIG. 29B, impurity regions 417, 418, 419, 420, 421, and 4 to which phosphorus has been added.
22, 423 are formed. In this specification, this impurity region is referred to as a first impurity region.

【0070】次にフォトレジストをマスクとして、nチ
ャネル型TFTを形成する領域をレジストマスク42
4、425で覆って、pチャネル型TFTが形成される
領域のみに、p型を付与する不純物元素の添加工程を行
う。p型を付与する不純物元素としては、ボロン
(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)が知
られているが、本実施例ではイオンドープ法でジボラン
(B26)を用いてボロン(B)を添加する。ここでも
加速電圧を80keVとして、2×1020atmos/cm3
濃度にボロンを添加する。そして、図29(C)に示す
ようにボロン(B)が高濃度に添加された領域426、
427を形成する。本明細書ではこの領域を第3の不純
物領域と呼び、後にpチャネル型TFTのソース領域お
よびドレイン領域とする。
Next, using a photoresist as a mask, a region for forming an n-channel TFT is formed in a resist mask 42.
4 and 425, a step of adding a p-type impurity element is performed only in a region where a p-channel TFT is formed. Boron (B), aluminum (Al), and gallium (Ga) are known as impurity elements for imparting a p-type. In this embodiment, boron is used by ion doping with diborane (B 2 H 6 ). (B) is added. Again, the acceleration voltage is set to 80 keV, and boron is added to a concentration of 2 × 10 20 atmos / cm 3 . Then, as shown in FIG. 29C, a region 426 where boron (B) is added at a high concentration,
427 are formed. In this specification, this region is referred to as a third impurity region, and is hereinafter referred to as a source region and a drain region of a p-channel TFT.

【0071】そして、レジストマスク424、425を
除去した後、第2の導電層を形成する工程を行う。ここ
では、第2の導電層の材料にTaを用い、100〜10
00nm、例えば200nmの厚さに形成する。そし
て、公知の技術によりパターニングを行い、第2の導電
層428、429、430、431を形成する。この
時、図31で示した第2の導電層の長さL2は6μmと
なるようにパターニングする。結果として、第2の導電
層は、第1の導電層の両側にそれぞれ1.5μmの長さ
でゲート絶縁膜と接する領域が形成される。
After removing the resist masks 424 and 425, a step of forming a second conductive layer is performed. Here, Ta is used for the material of the second conductive layer, and 100 to 10
It is formed to a thickness of 00 nm, for example, 200 nm. Then, patterning is performed by a known technique to form second conductive layers 428, 429, 430, and 431. At this time, patterning is performed so that the length L2 of the second conductive layer shown in FIG. 31 is 6 μm. As a result, in the second conductive layer, regions in contact with the gate insulating film with a length of 1.5 μm are formed on both sides of the first conductive layer.

【0072】また、画素マトリクス回路の画素TFTの
ドレイン側に保持容量を設けるが、この保持容量の配線
432は第2の導電層と同時に形成する。
A storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT in the pixel matrix circuit. The wiring 432 for the storage capacitor is formed simultaneously with the second conductive layer.

【0073】そして、第2の導電層428、429、4
30、431をマスクとして、2回目のn型を付与する
不純物元素を添加する工程を行う。フォスフィン(PH
3)を用いたイオンドープ法で行い、ゲート絶縁膜40
6を通してその下の半導体層にリン(P)を添加するた
めに、加速電圧は80keVと高めに設定する。そし
て、ここでリン(P)が添加される領域は、nチャネル
型TFTでソース領域435、443およびドレイン領
域434、444、447として機能させるため、この
領域のリンの濃度は1×1020〜1×1021atmos/cm3
とするのが好ましく、ここでは1×1020atmos/cm3
する(図29(D))。
Then, the second conductive layers 428, 429, 4
A second step of adding an impurity element imparting n-type is performed using the masks 30 and 431 as masks. Phosphine (PH
3 ) The gate insulating film 40 is formed by an ion doping method using
In order to add phosphorus (P) to the semiconductor layer therebelow through 6, the acceleration voltage is set as high as 80 keV. Since the region to which phosphorus (P) is added functions as the source regions 435 and 443 and the drain regions 434, 444 and 447 in the n-channel TFT, the concentration of phosphorus in this region is 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atmos / cm 3
It is preferably 1 × 10 20 atmos / cm 3 (FIG. 29D).

【0074】また、ここで図示はしないが、ソース領域
435、443およびドレイン領域436、444、4
47を覆うゲート絶縁膜を除去して、その領域の半導体
層を露出させて直接リンを添加しても良い。この処理に
よりイオンドープ法の加速電圧を10keVまで下げる
ことができ、また、効率良くリンを添加することができ
る。
Although not shown here, source regions 435 and 443 and drain regions 436, 444 and 4
The gate insulating film covering 47 may be removed to expose the semiconductor layer in that region and directly add phosphorus. By this treatment, the acceleration voltage of the ion doping method can be reduced to 10 keV, and phosphorus can be efficiently added.

【0075】また、pチャネル型TFTのソース領域4
39とドレイン領域440にも同じ濃度でリンが添加さ
れるが、前の工程でその2倍の濃度でボロンが添加され
ているため導電型は反転せず、pチャネル型TFTの動
作上何ら問題はない。
The source region 4 of the p-channel TFT is
Phosphorus is added at the same concentration to 39 and the drain region 440. However, since boron is added at twice the concentration in the previous step, the conductivity type is not inverted, and there is no problem in the operation of the p-channel TFT. There is no.

【0076】それぞれの濃度で添加されたn型またはp
型を付与する不純物元素は、このままでは活性化せず有
効に作用しないので、活性化の工程を行う必要がある。
この工程は電気加熱炉を用いた熱アニール法や、前述の
エキシマレーザーを用いたレーザーアニール法や、ハロ
ゲンランプを用いたラピットサーマルアニール法(RT
A法)で行うことができる。
The n-type or p-type added at each concentration
Since the impurity element imparting the mold is not activated as it is and does not work effectively, it is necessary to perform an activation step.
This step includes a thermal annealing method using an electric heating furnace, a laser annealing method using the above-described excimer laser, and a rapid thermal annealing method using a halogen lamp (RT
A).

【0077】熱アニール法では、窒素雰囲気中において
550℃、2時間の加熱処理をして活性化を行う。本実
施例では、第1の導電層を構成する導電層(B)にAl
を用いたが、Taで形成した導電層(A)と第2の導電
層がAlを覆って形成されているため、Taがブロッキ
ング層として機能して、Al原子が他の領域に拡散する
ことを防ぐことができる。また、レーザーアニール法で
は、図32と同じ構成の装置で、パルス発振型のKrF
エキシマレーザー光を線状に集光して照射することによ
り活性化を行う。また、レーザーアニール法を実施した
後に熱アニール法を実施すると、さらに良い結果が得ら
れる。またこの工程は、イオンドーピングによって結晶
性が破壊された領域をアニールする効果も兼ね備えてい
て、その領域の結晶性を改善することもできる。
In the thermal annealing method, activation is performed by heating at 550 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. In this embodiment, the conductive layer (B) constituting the first conductive layer is made of Al
However, since the conductive layer (A) and the second conductive layer formed of Ta are formed so as to cover Al, Ta functions as a blocking layer and Al atoms diffuse into other regions. Can be prevented. Also, in the laser annealing method, a pulse oscillation type KrF
Activation is performed by condensing and irradiating excimer laser light linearly. Further, if the thermal annealing method is performed after the laser annealing method, even better results can be obtained. This step also has the effect of annealing the region whose crystallinity has been destroyed by ion doping, and can improve the crystallinity of that region.

【0078】以上までの工程で、ゲート電極を第1の導
電層と、その第1の導電層を覆って第2の導電層が設け
られ、nチャネル型TFTでは、第2の導電層の両側に
ソース領域とドレイン領域が形成される。また、ゲート
絶縁膜を介して半導体層に設けられた第1の不純物領域
が、第2の導電層のゲート絶縁膜に接している領域と重
なって設けられた構造が自己整合的に形成される。一
方、pチャネル型TFTでは、ソース領域とドレイン領
域の一部が第2の導電層とオーバーラップして形成され
ているが、実使用上何ら問題はない。
In the above steps, the gate electrode is provided with the first conductive layer, and the second conductive layer is provided so as to cover the first conductive layer. In the case of the n-channel TFT, both sides of the second conductive layer are provided. Then, a source region and a drain region are formed. In addition, a structure in which the first impurity region provided in the semiconductor layer is overlapped with the region of the second conductive layer which is in contact with the gate insulating film through the gate insulating film is formed in a self-aligned manner. . On the other hand, in the p-channel TFT, a part of the source region and the drain region is formed so as to overlap with the second conductive layer, but there is no problem in practical use.

【0079】図29(D)の状態が得られたら、第1の
層間絶縁膜449を1000nmの厚さに形成する。第
1の層間絶縁膜449としては、酸化シリコン膜、窒化
シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、有機樹脂膜、および
それらの積層膜を用いることができる。本実施例では、
図示しないが、最初に窒化シリコン膜を50nm形成
し、さらに酸化シリコン膜を950nm形成した2層構
造とする。
When the state shown in FIG. 29D is obtained, a first interlayer insulating film 449 is formed to a thickness of 1000 nm. As the first interlayer insulating film 449, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an organic resin film, or a stacked film thereof can be used. In this embodiment,
Although not shown, a two-layer structure in which a silicon nitride film is first formed to a thickness of 50 nm and a silicon oxide film is further formed to a thickness of 950 nm is provided.

【0080】第1の層間絶縁膜449は、パターニング
処理でそれぞれのTFTのソース領域とドレイン領域に
達するコンタクトホールを形成する。そして、ソース配
線450、452、453とドレイン配線451、45
4を形成する。図示していないが、本実施例ではこの電
極をTi膜を100nm、Tiを含むAl膜300n
m、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して積層させ
た3層構造の膜をパターニングして形成する。
The first interlayer insulating film 449 forms a contact hole reaching the source region and the drain region of each TFT by the patterning process. Then, the source wirings 450, 452, 453 and the drain wirings 451, 45
4 is formed. Although not shown, in this embodiment, this electrode is made of a Ti film having a thickness of 100 nm,
A film having a three-layer structure in which m and Ti films are successively stacked by 150 nm by a sputtering method is formed by patterning.

【0081】こうして図29(E)に示すように、基板
401上にCMOS回路と、画素マトリクス回路が形成
される。画素マトリクス回路のnチャネル型TFTのド
レイン側には、保持容量が同時に形成される。以上のよ
うにして、アクティブマトリクス基板を作製することが
できる。
As shown in FIG. 29E, a CMOS circuit and a pixel matrix circuit are formed on the substrate 401. A storage capacitor is simultaneously formed on the drain side of the n-channel TFT of the pixel matrix circuit. As described above, an active matrix substrate can be manufactured.

【0082】次に、図30を用いて、以上の工程によっ
て同一の基板に作製されたCMOS回路と、画素マトリ
クス回路をもとに、アクティブマトリクス型液晶表示装
置を作製する工程を説明する。最初に、図29(E)の
状態の基板に対して、ソース配線450、452、45
3とドレイン配線451、454と、第1の層間絶縁膜
445を覆ってパッシベーション膜455を形成する。
パッシベーション膜455は、窒化珪素膜で50nmの
厚さで形成する。さらに、有機樹脂からなる第2の層間
絶縁膜456を約1000nmの厚さに形成する。有機
樹脂膜としては、ポリイミド、アクリル、ポリイミドア
ミド等を使用することができる。有機性樹脂膜を用いる
ことの利点は、成膜方法が簡単である点や、比誘電率が
低いので、寄生容量を低減できる点、平坦性に優れる点
などが上げられる。なお上述した以外の有機性樹脂膜を
用いることもできる。ここでは、基板に塗布後、熱重合
するタイプのポリイミドを用い、300℃で焼成して形
成する(図30(A))。
Next, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device based on the CMOS circuit and the pixel matrix circuit manufactured on the same substrate by the above process will be described with reference to FIG. First, the source wirings 450, 452, 45 are placed on the substrate in the state shown in FIG.
3, a passivation film 455 is formed to cover the drain wirings 451 and 454 and the first interlayer insulating film 445.
The passivation film 455 is formed of a silicon nitride film with a thickness of 50 nm. Further, a second interlayer insulating film 456 made of an organic resin is formed to a thickness of about 1000 nm. As the organic resin film, polyimide, acrylic, polyimide amide, or the like can be used. The advantages of using an organic resin film include that the film forming method is simple, the parasitic capacitance can be reduced because the relative dielectric constant is low, and the flatness is excellent. Note that an organic resin film other than those described above can also be used. Here, a polyimide that is thermally polymerized after application to the substrate is used, and is formed by baking at 300 ° C. (FIG. 30A).

【0083】次に、第2の層間絶縁膜456の画素領域
の一部に、遮光層457を形成する。遮光層457は金
属膜や顔料を含ませた有機樹脂膜で形成すれば良いもの
である。ここでは、Ti膜をスパッタ法で形成して遮光
膜とする。
Next, a light shielding layer 457 is formed in a part of the pixel region of the second interlayer insulating film 456. The light-blocking layer 457 may be formed using a metal film or an organic resin film containing a pigment. Here, a Ti film is formed by a sputtering method to form a light-shielding film.

【0084】遮光膜457を形成したら、第3の層間絶
縁膜458を形成する。この第3の層間絶縁膜458
は、第2の層間絶縁膜456と同様に、有機樹脂膜を用
いて形成すると良い。そして、第2の層間絶縁膜456
と第3の層間絶縁膜458とにドレイン配線454に達
するコンタクトホールを形成し、画素電極459を形成
する。画素電極459は、透過型液晶表示装置とする場
合には透明導電膜を用い、反射型の液晶表示装置とする
場合には金属膜を用いれば良い。ここでは透過型の液晶
表示装置とするために、酸化インジウム・スズ(IT
O)膜を100nmの厚さにスパッタ法で形成し、画素
電極459を形成する。
After forming the light shielding film 457, a third interlayer insulating film 458 is formed. This third interlayer insulating film 458
Is preferably formed using an organic resin film in the same manner as the second interlayer insulating film 456. Then, the second interlayer insulating film 456
And a third interlayer insulating film 458, a contact hole reaching the drain wiring 454 is formed, and a pixel electrode 459 is formed. The pixel electrode 459 may be formed using a transparent conductive film when a transmissive liquid crystal display device is used, and a metal film may be used when a reflective liquid crystal display device is formed. Here, in order to obtain a transmissive liquid crystal display device, indium tin oxide (IT
O) A film is formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method, and a pixel electrode 459 is formed.

【0085】透明導電膜の材料のエッチング処理は塩酸
系の溶液により行う。しかし、ITOのエッチングは残
渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するた
めに酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)
を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平
滑性に優れ、ITOと比較して熱安定性にも優れている
という特徴をもつ。同様に、酸化亜鉛(ZnO)も適し
た材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高める
ためにガリウム(Ga)を添加した酸化亜鉛(ZnO:
Ga)などを用いることができる。
The material for the transparent conductive film is etched with a hydrochloric acid-based solution. However, since a residue is easily generated in the etching of ITO, an indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO) is used to improve the etching processability.
May be used. Indium zinc oxide alloys are characterized by having excellent surface smoothness and thermal stability as compared with ITO. Similarly, zinc oxide (ZnO) is also a suitable material, and zinc oxide (ZnO :) to which gallium (Ga) is added to increase the transmittance and conductivity of visible light.
Ga) can be used.

【0086】図30(A)の状態が形成されたら、配向
膜460を形成する。通常液晶表示素子の配向膜にはポ
リイミド樹脂が多く用いられている。対向側の基板47
1には、透明導電膜472と、配向膜473とを形成す
る。配向膜はその後、ラビング処理を施して液晶分子が
ある一定のプレチルト角を持って平行配向するようにす
る。
After the state shown in FIG. 30A is formed, an alignment film 460 is formed. Usually, a polyimide resin is often used for an alignment film of a liquid crystal display element. Opposite substrate 47
1, a transparent conductive film 472 and an alignment film 473 are formed. After that, the alignment film is subjected to a rubbing treatment so that the liquid crystal molecules are aligned in parallel with a certain pretilt angle.

【0087】上記の工程を経て、画素マトリクス回路と
CMOS回路が形成された基板と対向基板とを、公知の
セル組み工程によってシール材やスペーサ(共に図示せ
ず)などを介して貼り合わせる。その後、両基板の間に
液晶材料474を注入し、封止剤(図示せず)によって
完全に封止する。よって図30(B)に示すアクティブ
マトリクス型液晶表示装置が完成する。
Through the above-described steps, the substrate on which the pixel matrix circuit and the CMOS circuit are formed and the counter substrate are bonded to each other by a well-known cell assembling step via a sealing material or a spacer (both not shown). Thereafter, a liquid crystal material 474 is injected between the two substrates, and completely sealed with a sealing agent (not shown). Accordingly, an active matrix liquid crystal display device illustrated in FIG. 30B is completed.

【0088】[実施例2]本実施例では、本願発明の構成
を、画素マトリクス回路とその周辺に設ける駆動回路の
基本形態であるCMOS回路を同時に作製する方法とし
て説明する。
[Embodiment 2] In this embodiment, the configuration of the present invention will be described as a method of simultaneously manufacturing a pixel matrix circuit and a CMOS circuit which is a basic form of a driving circuit provided around the pixel matrix circuit.

【0089】図2において、基板201には、例えばコ
ーニング社の1737ガラス基板に代表される無アルカ
リガラス基板を用いる。そして、基板201のTFTを
形成する表面に、下地膜202を形成する。下地膜20
2は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリ
コン膜などを用いる。
In FIG. 2, as a substrate 201, an alkali-free glass substrate typified by, for example, a 1737 glass substrate manufactured by Corning Incorporated is used. Then, a base film 202 is formed on the surface of the substrate 201 where the TFT is to be formed. Base film 20
2 uses a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like.

【0090】下地膜202は上記材料の1層で形成して
も良いし、2層以上の積層構造としても良い。いずれに
してもその厚さが100〜300nm程度になるように形
成する。例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3
2Oから作製される第1の酸化窒化シリコン膜を10
〜100nmの厚さに形成し、SiH4、N2Oから作製さ
れる第2の酸化窒化シリコン膜を100〜200nmの
厚さに積層形成した2層構造として下地膜102を形成
する。
The base film 202 may be formed of one layer of the above-mentioned materials, or may have a laminated structure of two or more layers. In any case, the film is formed to have a thickness of about 100 to 300 nm. For example, SiH 4 , NH 3 ,
The first silicon oxynitride film made of N 2 O is
The base film 102 is formed in a two-layer structure in which a second silicon oxynitride film formed from SiH 4 and N 2 O is formed to a thickness of 100 to 200 nm.

【0091】第1の酸化窒化シリコン膜は従来の平行平
板型のプラズマCVD法を用いて形成する。酸化窒化シ
リコン膜は、SiH4を10SCCM、NH3を100SCCM、
2Oを20SCCMとして反応室に導入し、基板温度32
5℃、反応圧力40Pa、放電電力密度0.41W/cm2
放電周波数60MHzとした。一方、第2の酸化窒化シリ
コン膜は、SiH4を4SCCM、N2Oを400SCCM、とし
て反応室に導入し、基板温度400℃、反応圧力40P
a、放電電力密度0.41W/cm2、放電周波数60MHzと
した。これらの膜は、基板温度を変化させ、反応ガスの
切り替えのみで連続して形成することもできる。また、
第1の酸化窒化シリコン膜は基板を中心に考えて、その
内部応力が引張り応力となるように形成する。第2の酸
化窒化シリコン膜も同様な方向に内部応力を持たせる
が、第1の酸化窒化シリコン膜よりも絶対値で比較して
小さい応力となるようにする。
The first silicon oxynitride film is formed by using a conventional parallel plate type plasma CVD method. As for the silicon oxynitride film, SiH 4 is 10 SCCM, NH 3 is 100 SCCM,
N 2 O was introduced into the reaction chamber at 20 SCCM, and the substrate temperature was changed to 32 SCCM.
5 ° C., reaction pressure 40 Pa, discharge power density 0.41 W / cm 2 ,
The discharge frequency was set to 60 MHz. On the other hand, the second silicon oxynitride film was introduced into the reaction chamber with SiH 4 at 4 SCCM and N 2 O at 400 SCCM, and the substrate temperature was 400 ° C. and the reaction pressure was
a, the discharge power density was 0.41 W / cm 2 , and the discharge frequency was 60 MHz. These films can be continuously formed only by changing the substrate temperature and switching the reaction gas. Also,
The first silicon oxynitride film is formed so that its internal stress becomes a tensile stress, considering the substrate as a center. The second silicon oxynitride film also has an internal stress in the same direction, but has a smaller stress than the first silicon oxynitride film in absolute value.

【0092】次に、この下地膜202の上に30〜80
nm、例えば50nmの厚さで、非晶質シリコン膜をプ
ラズマCVD法で形成する。その後、非晶質シリコン膜
は含有水素量にもよるが、好ましくは400〜500℃
に加熱して脱水素処理を行い、含有水素量を5atomic%
以下として、結晶化の工程を行うことが望ましい。
Next, 30 to 80 is formed on the underlying film 202.
An amorphous silicon film having a thickness of, for example, 50 nm is formed by a plasma CVD method. Thereafter, the amorphous silicon film preferably has a temperature of 400 to 500 ° C., although it depends on the hydrogen content.
Dehydrogenation by heating to 5 atomic% of hydrogen content
It is desirable to perform a crystallization step as follows.

【0093】非晶質シリコン膜を結晶化する工程は、レ
ーザーアニール法や熱アニール法により行う。本実施例
では、パルス発振型のKrFエキシマレーザー光を線状
に集光して非晶質シリコン膜に照射して結晶質シリコン
膜とする。
The step of crystallizing the amorphous silicon film is performed by a laser annealing method or a thermal annealing method. In this embodiment, a pulse oscillation type KrF excimer laser beam is condensed linearly and irradiated on an amorphous silicon film to form a crystalline silicon film.

【0094】尚、本実施例では非晶質シリコン膜を用い
たが、微結晶シリコン膜を用いても構わないし、直接結
晶質シリコン膜を成膜しても良い。
Although the amorphous silicon film is used in this embodiment, a microcrystalline silicon film may be used, or a crystalline silicon film may be formed directly.

【0095】こうして形成された結晶質シリコン膜をパ
ターニングして、島状の半導体層204、205、20
6を形成する。
The crystalline silicon film thus formed is patterned to form island-like semiconductor layers 204, 205, and 20.
6 is formed.

【0096】次に、半導体層204、205、206を
覆って、酸化シリコンまたは窒化シリコンを主成分とす
るゲート絶縁膜203を形成する。例えば、プラズマC
VD法で酸化窒化シリコン膜を100nmの厚さに形成
する。そして、図では説明しないが、ゲート絶縁膜20
3の表面にゲート電極の第1の導電層を構成する、導電
層(A)としてTa膜を10〜200nm、例えば50
nmの厚さに、さらに導電層(B)としてAl膜を10
0〜1000nm、例えば200nmの厚さでスパッタ
法により形成した。そして、公知のパターニング技術に
より、第1の導電層を構成する導電層(A)207、2
08、209、210と、導電層(B)212、21
3、214、215を形成する。このとき、図16で示
した第1の導電層の長さL1は適宣決めれば良く0.2
〜10μm、ここでは3μmの長さでパターニングする
(図2(A))。
Next, a gate insulating film 203 containing silicon oxide or silicon nitride as a main component is formed so as to cover the semiconductor layers 204, 205, and 206. For example, plasma C
A silicon oxynitride film is formed to a thickness of 100 nm by a VD method. Although not described in the drawing, the gate insulating film 20
A Ta film as the conductive layer (A) constituting the first conductive layer of the gate electrode on the surface of No. 3 with a thickness of 10 to 200 nm, for example, 50
and a 10 nm thick Al film as a conductive layer (B).
It was formed by a sputtering method with a thickness of 0 to 1000 nm, for example, 200 nm. Then, the conductive layers (A) 207 and 2 forming the first conductive layer are formed by a known patterning technique.
08, 209, 210 and conductive layers (B) 212, 21
3, 214 and 215 are formed. At this time, the length L1 of the first conductive layer shown in FIG.
Patterning is performed with a length of 10 μm to 10 μm, here 3 μm (FIG. 2A).

【0097】第1の導電層を構成する導電層(B)とし
て、Alを用いる場合には、純Alを用いても良いし、
Ti、Si、Scから選ばれた元素が0.1〜5atomic
%添加されたAl合金を用いても良い。銅を用いる場合
には、図示しないが、ゲート絶縁膜203の表面に窒化
シリコン膜を30〜100nmの厚さで設けておくと好
ましい。
When Al is used as the conductive layer (B) constituting the first conductive layer, pure Al may be used,
Element selected from Ti, Si, Sc is 0.1 to 5 atomic
% Added Al alloy may be used. In the case of using copper, although not shown, it is preferable to provide a silicon nitride film with a thickness of 30 to 100 nm on the surface of the gate insulating film 203.

【0098】導電層(A)207、208、209、2
10にTa膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形
成することが可能である。Ta膜はスパッタガスにAr
を用いる。また、これらのスパッタガス中に適量のXe
やKrを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和し
て膜の剥離を防止することができる。α相のTa膜の抵
抗率は20μΩcm程度でありゲート電極に使用すること
ができるが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度
でありゲート電極とするには不向きである。しかし、T
aN膜はα相に近い結晶構造を持つので、この上にTa
膜を形成すればα相のTa膜が容易に得られる。従っ
て、図示しないが導電層(A)207、208、20
9、210の下に10〜50nmの厚さでTaN膜を形
成しておいても良い。同様に図示しないが、導電層
(A)の下に2〜20nm程度の厚さでリン(P)をド
ープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。
これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と
酸化防止を図ると同時に、導電層(A)または導電層
(B)が微量に含有するアルカリ金属元素がゲート絶縁
膜203に拡散するのを防ぐことができる。いずれにし
ても、導電層(A)は抵抗率を10〜50μΩcmの範囲
ですることが好ましい。
Conductive layers (A) 207, 208, 209, 2
When a Ta film is used for 10, it can be similarly formed by a sputtering method. The Ta film is made of Ar as a sputtering gas.
Is used. In addition, an appropriate amount of Xe
If Kr or Kr is added, the internal stress of the film to be formed can be relaxed to prevent the film from peeling. The α-phase Ta film has a resistivity of about 20 μΩcm and can be used as a gate electrode, but the β-phase Ta film has a resistivity of about 180 μΩcm and is not suitable for a gate electrode. But T
Since the aN film has a crystal structure close to the α phase, Ta
When a film is formed, an α-phase Ta film can be easily obtained. Therefore, although not shown, the conductive layers (A) 207, 208, 20
A TaN film having a thickness of 10 to 50 nm may be formed under 9, 210. Similarly, although not shown, it is effective to form a silicon film doped with phosphorus (P) with a thickness of about 2 to 20 nm below the conductive layer (A).
Thereby, the adhesion of the conductive film formed thereon is improved and oxidation is prevented, and at the same time, a small amount of an alkali metal element contained in the conductive layer (A) or the conductive layer (B) diffuses into the gate insulating film 203. Can be prevented. In any case, the resistivity of the conductive layer (A) is preferably in the range of 10 to 50 μΩcm.

【0099】その他に、導電層(A)207、208、
209、210にW膜を用いることも可能であり、その
場合はWをターゲットとしたスパッタ法で、アルゴン
(Ar)ガスと窒素(N2)ガスを導入して導電層
(A)をW膜で200nmの厚さに形成する。また、W膜
を6フッ化タングステン(WF6)を用いて熱CVD法
で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極と
して使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜
の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ましい。W
膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることが
できるが、W膜中に酸素などの不純物元素が多い場合に
は結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパ
ッタ法による場合、純度99.9999%のWターゲッ
トを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入が
ないように十分配慮してW膜を形成することにより、抵
抗率9〜20μΩcmを実現することができる。
In addition, the conductive layers (A) 207, 208,
It is also possible to use a W film for 209 and 210. In this case, an argon (Ar) gas and a nitrogen (N 2 ) gas are introduced into the conductive layer (A) by a sputtering method using W as a target to form a W film. To a thickness of 200 nm. Further, the W film can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, in order to use it as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and it is desirable that the resistivity of the W film be 20 μΩcm or less. W
The resistivity of the film can be reduced by enlarging the crystal grains. However, when the W film contains many impurity elements such as oxygen, the crystallization is inhibited and the resistance is increased. Thus, in the case of using the sputtering method, a W target having a purity of 99.9999% is used, and further, the W film is formed with sufficient care so as not to mix impurities from the gas phase during film formation. 9 to 20 μΩcm can be realized.

【0100】また、図2では画素マトリクス回路の画素
TFTのドレイン側に保持容量を設ける構造となってい
る。このとき、第1の導電層と同じ材料で保持容量の配
線211、216を形成する。
In FIG. 2, a storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT of the pixel matrix circuit. At this time, the wirings 211 and 216 of the storage capacitor are formed using the same material as the first conductive layer.

【0101】こうして図2(A)に示す構造を形成した
後、1回目のn型を付与する不純物元素を添加する工程
を行い、第1の不純物領域を形成する。結晶質半導体材
料に対してn型を付与する不純物元素としては、リン
(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)などが知ら
れているが、例えば、リンを用い、フォスフィン(PH
3)を用いたイオンドープ法で行う。この工程では、ゲ
ート絶縁膜203を通してその下の半導体層にリンを添
加するために、加速電圧を80keVと高めに設定し
た。こうして形成する第1の不純物領域は、後に示すn
チャネル型TFTの第1の不純物領域229、236、
240を形成するもので、LDD領域として機能するも
のである。従ってこの領域のリンの濃度は、1×1016
〜5×1019atoms/cm3の範囲にするのが好ましく、こ
こでは1×1018atoms/cm3とした(図2(B))。
Thus, the structure shown in FIG. 2A was formed.
Then, a first step of adding an impurity element imparting n-type
Is performed to form a first impurity region. Crystalline semiconductor material
Examples of the impurity element that imparts n-type to the material include phosphorus.
(P), arsenic (As), antimony (Sb), etc.
For example, using phosphine (PH
Three) Is performed by the ion doping method. In this step,
Phosphorous is added to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 203.
To increase the acceleration voltage to 80 keV.
Was. The first impurity region thus formed has an n
First impurity regions 229, 236 of the channel type TFT;
240 and functions as an LDD region.
It is. Therefore, the concentration of phosphorus in this region is 1 × 1016
~ 5 × 1019atoms / cmThreeThe range is preferably
Here is 1 × 1018atoms / cmThree(FIG. 2B).

【0102】半導体層中に添加された前記不純物元素
は、レーザーアニール法や、熱アニール法により活性化
させる必要がある。この工程は、ソース領域およびドレ
イン領域を形成する不純物元素を添加する工程のあと実
施しても良いが、この段階でレーザーアニール法により
活性化させることは有効である。
The impurity element added to the semiconductor layer needs to be activated by a laser annealing method or a thermal annealing method. This step may be performed after the step of adding an impurity element for forming the source region and the drain region, but it is effective to activate by laser annealing at this stage.

【0103】この工程で、第1の導電層を構成する導電
層(A)207、208、209、210と導電層
(B)212、213、214、215は、リンの添加
に対してマスクとして機能する。その結果、半導体層の
第1の導電層と重なる領域には、まったく、あるいは殆
どリンは添加されていない。ここでは、図2(B)に示
すように、リンが添加された第1の不純物領域218、
219、220、221、222を形成する。
In this step, the conductive layers (A) 207, 208, 209, and 210 and the conductive layers (B) 212, 213, 214, and 215 constituting the first conductive layer serve as masks against the addition of phosphorus. Function. As a result, no or almost no phosphorus is added to a region of the semiconductor layer which overlaps with the first conductive layer. Here, as shown in FIG. 2B, the first impurity region 218 to which phosphorus is added,
219, 220, 221 and 222 are formed.

【0104】次にフォトレジスト膜をマスクとして、n
チャネル型TFTを形成する領域をレジストマスク22
5、226で覆って、pチャネル型TFTが形成される
領域のみに、p型を付与する不純物添加の工程を行う。
p型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)、ア
ルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、が知られてい
る。ここではボロンをその不純物元素とし、ジボラン
(B26)を用いてイオンドープ法で半導体層に添加す
る。加速電圧は80keVとして、2×1020atoms/cm
3の濃度にボロンを添加する。そして、図2(C)に示
すようにボロンが高濃度に添加された第3の不純物領域
227、228を形成する。この第3の不純物領域は後
にpチャネル型TFTのソース領域、ドレイン領域領域
となる(図2(C))。
Next, using the photoresist film as a mask, n
A region for forming a channel type TFT is formed by a resist mask 22.
The step of adding an impurity for imparting p-type is performed only on the region where the p-channel TFT is formed, which is covered with 5, 226.
As the impurity element imparting the p-type, boron (B), aluminum (Al), and gallium (Ga) are known. Here, boron is used as the impurity element and diborane (B 2 H 6 ) is added to the semiconductor layer by an ion doping method. The acceleration voltage is 80 keV and 2 × 10 20 atoms / cm
Add boron to a concentration of 3 . Then, third impurity regions 227 and 228 to which boron is added at a high concentration are formed as shown in FIG. The third impurity region will later become a source region and a drain region of the p-channel TFT (FIG. 2C).

【0105】そして、レジストマスク225、226を
除去した後、第2の導電層を形成する工程を行う。その
材料にTaを用い、100〜1000nm(例えば、2
00nm)の厚さに形成する。そして、公知の技術によ
りパターニングを行い、第2の導電層243、244、
245、246を形成する。この時、図16で示すよう
に第2の導電層のチャネル長方向の長さL3は1.3〜
20μm、例えば9μmとなるようにパターニングす
る。結果として、第2の導電層は、第1の導電層の両側
にそれぞれ3μmの長さでゲート絶縁膜と接する領域
(L6)が形成される。
After removing the resist masks 225 and 226, a step of forming a second conductive layer is performed. Using Ta as the material, 100 to 1000 nm (for example, 2
(00 nm). Then, patterning is performed by a known technique, and the second conductive layers 243, 244,
245 and 246 are formed. At this time, as shown in FIG. 16, the length L3 of the second conductive layer in the channel length direction is 1.3 to 1.3.
Patterning is performed so as to be 20 μm, for example, 9 μm. As a result, in the second conductive layer, a region (L6) having a length of 3 μm and being in contact with the gate insulating film is formed on both sides of the first conductive layer.

【0106】また、画素マトリクス回路を構成するnチ
ャネル型TFT(画素TFT)のドレイン側に保持容量
が設けられるが、この保持容量の電極247は第2の導
電層と同時に形成する。
A storage capacitor is provided on the drain side of an n-channel TFT (pixel TFT) constituting the pixel matrix circuit, and the electrode 247 of the storage capacitor is formed simultaneously with the second conductive layer.

【0107】そして、第2の導電層243、244、2
45、246をマスクとして、2回目のn型を付与する
不純物元素を添加する工程を行い、第2の不純物領域を
形成する。このとき図3(A)に示す様に、第2の導電
層をパターニングするときに設けたレジストマスク28
3、284、285、286、287をそのまま残して
おいても良い。不純物元素の添加は、フォスフィン(P
3)を用いたイオンドープ法で行った。この工程で
も、ゲート絶縁膜203を通してその下の半導体層にリ
ンを添加するために、加速電圧は80keVと高めに設
定した。そして、ここで形成される第2の不純物領域
は、nチャネル型TFTのソース領域230、237、
およびドレイン領域231、238、241として機能
させるため、この領域のリンの濃度は、1×1020〜1
×1021atoms/cm3とするのが好ましく、本実施例では
1×1020atoms/cm3とした(図3(A))。
Then, the second conductive layers 243, 244, 2
Using the masks 45 and 246 as masks, a second step of adding an impurity element imparting n-type is performed to form a second impurity region. At this time, as shown in FIG. 3A, a resist mask 28 provided when patterning the second conductive layer is used.
3, 284, 285, 286, 287 may be left as they are. The addition of the impurity element is performed by phosphine (P
H 3 ) was used. Also in this step, the acceleration voltage was set as high as 80 keV in order to add phosphorus to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 203. The second impurity regions formed here are the source regions 230 and 237 of the n-channel TFT,
In order to function as the drain regions 231, 238, and 241, the concentration of phosphorus in this region is 1 × 10 20 to 1
It is preferably set to × 10 21 atoms / cm 3, and in this embodiment, set to 1 × 10 20 atoms / cm 3 (FIG. 3A).

【0108】また、ここで図示はしないが、ソース領域
230、237、289およびドレイン領域231、2
38、241、288を覆うゲート絶縁膜を除去して、
その領域の半導体層を露出させ、直接リンを添加しても
良い。この工程を加えると、イオンドープ法の加速電圧
を10keVまで下げることができ、また、効率良くリ
ンを添加することができる。
Although not shown here, the source regions 230, 237, 289 and the drain regions 231, 211
38, 241, 288, the gate insulating film is removed,
The semiconductor layer in that region may be exposed and phosphorus may be directly added. By adding this step, the acceleration voltage of the ion doping method can be reduced to 10 keV, and phosphorus can be efficiently added.

【0109】また、pチャネル型TFTの第3の不純物
領域の一部288、289にも同じ濃度でリンが添加さ
れるが、その2倍の濃度でボロンが添加されているた
め、導電型は反転せず、pチャネル型TFTの動作上何
ら問題はない。そして、pチャネル型TFTでは、第3
の不純物領域234、289、233、288によっ
て、ソース領域が234、289で形成され、ドレイン
領域が233、288で形成される。このとき、ソース
領域234と、ドレイン領域233とは、第2の導電層
244とオーバーラップして形成される。
Further, phosphorus is added at the same concentration to portions 288 and 289 of the third impurity region of the p-channel type TFT, but boron is added at twice the concentration, so that the conductivity type is There is no problem in operation of the p-channel TFT without inversion. In a p-channel TFT, the third
The source region is formed by 234 and 289, and the drain region is formed by 233 and 288 by the impurity regions 234, 289, 233, and 288 of FIG. At this time, the source region 234 and the drain region 233 overlap with the second conductive layer 244.

【0110】図3(A)の状態が得られたら、レジスト
マスク283、284、285,286,287は除去
して、再度フォトレジスト膜を形成し、裏面からの露光
によってレジストマスクを形成する。このとき図3
(B)に示すように、第1および第2の導電層をマスク
として自己整合的にレジストマスク248、249、2
50、256、257を形成する。裏面からの露光は、
直接光と散乱光を利用して行うもので、オーバー露光と
することで、図3(B)のようにレジストマスクを第2
の導電層の内側に設けることができる。
When the state shown in FIG. 3A is obtained, the resist masks 283, 284, 285, 286, and 287 are removed, a photoresist film is formed again, and a resist mask is formed by exposure from the back. At this time, FIG.
As shown in (B), resist masks 248, 249, and 2 are self-aligned using the first and second conductive layers as masks.
50, 256, 257 are formed. Exposure from the back
This is performed by using direct light and scattered light. By performing over-exposure, the resist mask is changed to the second as shown in FIG.
Can be provided inside the conductive layer.

【0111】そして、第2の導電層のマスクされていな
い領域をエッチングして除去する。エッチングは通常の
ドライエッチング技術を用いればよく、CF4とO2ガス
を用いて行う。そして、図3(C)に示すように、L5
の長さだけ除去する。L5の長さは0.5〜3μmの範
囲で適宣調整すれば良く、ここでは1.5μmとした。
その結果、nチャネル型TFTにおいて、LDD領域と
なる第1の不純物領域の長さ3μmの内、1.5μm
(L4)の長さで第2の導電層と重なる領域が形成さ
れ、1.5μm(L5)の長さで第2の導電層と重なら
ない領域を形成することができた。
Then, the unmasked region of the second conductive layer is removed by etching. The etching may be performed using a normal dry etching technique, and is performed using CF 4 and O 2 gas. Then, as shown in FIG.
Remove the length of The length of L5 may be appropriately adjusted in the range of 0.5 to 3 μm, and is 1.5 μm in this case.
As a result, in the n-channel TFT, 1.5 μm out of 3 μm in the length of the first impurity region serving as the LDD region.
A region overlapping with the second conductive layer was formed with a length of (L4), and a region not overlapping with the second conductive layer was formed with a length of 1.5 μm (L5).

【0112】それぞれの濃度で添加されたn型またはp
型を付与する不純物元素は、このままでは活性化せず有
効に作用しないので、活性化の工程を行う必要がある。
この工程は、電気加熱炉を用いた熱アニール法や、前述
のエキシマレーザーを用いたレーザーアニール法や、ハ
ロゲンランプを用いたラピットサーマルアニール法(R
TA法)で行うことができる。
N-type or p-type added at each concentration
Since the impurity element imparting the mold is not activated as it is and does not work effectively, it is necessary to perform an activation step.
This step includes a thermal annealing method using an electric heating furnace, a laser annealing method using an excimer laser described above, and a rapid thermal annealing method (R
TA method).

【0113】熱アニール法では、窒素雰囲気中において
300〜700℃、好ましくは350〜550℃、例え
ば450℃、2時間の加熱処理をして活性化を行う。本
実施例では、第1の導電層を構成する導電膜(B)にA
lを用いる構造とし、Taで形成される導電膜(A)と
第2の導電層がAlを覆って形成されているため、Ta
がブロッキング層として機能して、Al原子が他の領域
に拡散することを防ぐことができる。また、レーザーア
ニール法では、パルス発振型のKrFエキシマレーザー
光を線状に集光して照射することにより活性化が行われ
る。また、レーザーアニール法を実施した後に熱アニー
ル法を実施すると、さらに良い結果が得られる。この工
程は、イオンドーピング法によって結晶性が破壊された
領域をアニールする効果も兼ね備えていて、その領域の
結晶性を改善することもできる。
In the thermal annealing method, activation is performed by heat treatment in a nitrogen atmosphere at 300 to 700 ° C., preferably 350 to 550 ° C., for example, 450 ° C. for 2 hours. In this embodiment, the conductive film (B) constituting the first conductive layer is formed of A
1 and the conductive film (A) formed of Ta and the second conductive layer are formed so as to cover Al.
Can function as a blocking layer to prevent Al atoms from diffusing into other regions. In the laser annealing method, activation is performed by condensing and irradiating a pulse oscillation type KrF excimer laser beam in a linear shape. Further, if the thermal annealing method is performed after the laser annealing method, even better results can be obtained. This step also has an effect of annealing a region whose crystallinity has been destroyed by the ion doping method, and can improve the crystallinity of the region.

【0114】以上の工程で、ゲート電極を第1の導電層
と、その第1の導電層に接して第2の導電層が設けら
れ、半導体層204、206にはLDD領域となる第1
の不純物領域と、ソース領域とドレイン領域となる第2
の不純物領域が形成される。そして、第1の不純物領域
は、ゲート絶縁膜を介して第2の導電層と重なる領域と
重ならない領域が形成される。一方、pチャネル型TF
Tでは、チャネル形成領域と、ソース領域とドレイン領
域とが形成される。
In the above steps, the gate electrode is provided with the first conductive layer, and the second conductive layer is provided in contact with the first conductive layer.
Impurity region and a second region serving as a source region and a drain region.
Is formed. Then, a region which does not overlap with a region overlapping with the second conductive layer with the gate insulating film interposed therebetween is formed in the first impurity region. On the other hand, p-channel type TF
At T, a channel formation region, a source region, and a drain region are formed.

【0115】図3(B)までの工程が終了したら、レジ
ストマスク248、249、250、256、257を
除去して、第1の層間絶縁膜263を500〜1500
nmの厚さに形成する。第1の層間絶縁膜263として
は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコ
ン膜、有機樹脂膜、およびそれらの積層膜を用いること
ができる。本実施例では、図示しないが、最初に窒化シ
リコン膜を50nm形成し、さらに酸化シリコン膜を9
50nm形成した2層構造とする。或いは、SiH4
2Oとから作製する酸化窒化シリコン膜で1000n
mの厚さに形成しても良い。
When the steps up to FIG. 3B are completed, the resist masks 248, 249, 250, 256, 257 are removed, and the first interlayer insulating film 263 is formed to 500 to 1500.
It is formed to a thickness of nm. As the first interlayer insulating film 263, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an organic resin film, or a stacked film thereof can be used. In this embodiment, although not shown, a silicon nitride film is first formed to a thickness of 50 nm, and
It has a two-layer structure of 50 nm. Alternatively, a silicon oxynitride film made of SiH 4 and N 2 O is 1000
m.

【0116】第1の層間絶縁膜263にはその後、それ
ぞれの半導体層のソース領域と、ドレイン領域に達する
コンタクトホールを形成する。そして、ソース配線26
4、265、266、とドレイン配線267、268を
形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を
3層構造とし、Ti膜100nm、Tiを含むAl膜3
00nm、Ti膜150nmの厚さでスパッタ法で連続
して形成する。
Thereafter, a contact hole reaching the source region and the drain region of each semiconductor layer is formed in the first interlayer insulating film 263. Then, the source wiring 26
4, 265, 266 and drain wirings 267, 268 are formed. Although not shown, in this embodiment, the wiring has a three-layer structure, a Ti film 100 nm, an Al film 3 containing Ti.
It is formed continuously by sputtering with a thickness of 00 nm and a thickness of 150 nm of Ti film.

【0117】そして、ソース電極264、265、26
6とドレイン電極267、268と、第1の層間絶縁膜
263を覆ってパッシベーション膜269を形成する。
パッシベーション膜269は、窒化シリコン膜で50n
mの厚さで形成する。さらに、有機樹脂からなる第2の
層間絶縁膜270を約1000nmの厚さに形成する。
有機樹脂膜としては、ポリイミド、アクリル、ポリイミ
ドアミド等を使用することができる。有機樹脂膜を用い
ることの利点は、成膜方法が簡単である点や、比誘電率
が低いので、寄生容量を低減できる点、平坦性に優れる
点などが上げられる。なお上述した以外の有機樹脂膜を
用いることもできる。ここでは、基板に塗布後、熱重合
するタイプのポリイミドを用い、300℃で焼成して形
成する。
Then, the source electrodes 264, 265, 26
6, a passivation film 269 is formed to cover the drain electrodes 267 and 268 and the first interlayer insulating film 263.
The passivation film 269 is a silicon nitride film having a thickness of 50 n.
m. Further, a second interlayer insulating film 270 made of an organic resin is formed to a thickness of about 1000 nm.
As the organic resin film, polyimide, acrylic, polyimide amide, or the like can be used. The advantages of using an organic resin film include that the film formation method is simple, the parasitic capacitance can be reduced because the relative dielectric constant is low, and the flatness is excellent. Note that an organic resin film other than those described above can be used. Here, it is formed by baking at 300 ° C. using a type of polyimide which is thermally polymerized after being applied to the substrate.

【0118】こうして図3(C)に示すように、基板2
01上にCMOS回路と、画素マトリクス回路の画素T
FTが形成されたアクティブマトリクス基板が作製され
る。また、画素マトリクス回路の画素TFTのドレイン
側には、保持容量が同時に形成される。
In this way, as shown in FIG.
01 on the CMOS circuit and the pixel T of the pixel matrix circuit.
An active matrix substrate on which the FT is formed is manufactured. A storage capacitor is simultaneously formed on the drain side of the pixel TFT of the pixel matrix circuit.

【0119】[実施例3]本実施例では、実施例1と同じ
工程で図3(A)に示す状態得た後、他の方法で第2の
導電層の一部を除去して、第1の不純物領域が第2の導
電層と重なる領域と重ならない領域とを形成する例を示
す。
[Embodiment 3] In this embodiment, after the state shown in FIG. 3A is obtained in the same steps as in Embodiment 1, a part of the second conductive layer is removed by another method, and An example in which one impurity region forms a region overlapping with the second conductive layer and a region not overlapping with the second conductive layer will be described.

【0120】まず、図3(A)に示すように、第2の導
電層のパターニング工程で使用したレジストマスク28
3、284、285、286、287をそのまま使用し
て、エッチングにより、第2の導電層の一部を図4
(A)に示すようにL5の長さだけ除去する。
First, as shown in FIG. 3A, the resist mask 28 used in the step of patterning the second conductive layer is used.
3, 284, 285, 286, 287 are used as they are, and a part of the second conductive layer is etched as shown in FIG.
As shown in (A), the length is removed by the length of L5.

【0121】この工程は、ドライエッチングで行うこと
ができる。第2の導電層の材料にもよるが、基本的には
フッ素(F)系ガスを用いることにより等方性エッチン
グが進み、レジストマスクの下にある第2の導電層材料
を除去することができる。例えば、Taの場合にはCF
4ガスで可能であり、Tiの場合にはCF4やCCl4
スで可能であり、Moの場合にはSF6やNF3で可能で
ある。
This step can be performed by dry etching. Although it depends on the material of the second conductive layer, isotropic etching basically proceeds by using a fluorine (F) -based gas, and the material of the second conductive layer below the resist mask can be removed. it can. For example, in the case of Ta, CF
It is possible with four gases, in the case of Ti, it is possible with CF 4 or CCl 4 gas, and in the case of Mo, it is possible with SF 6 or NF 3 .

【0122】そして、図4(A)に示すように、L5の
長さだけ、ここでは1.5μm除去する。その結果、n
チャネル型TFTにおいて、LDD領域となる第1の不
純物領域は3μmの長さ(L6)で形成されており、
1.5μmの長さ(L4)で第2の導電層と重なる領域
が形成され、1.5μmの長さ(L5)で第2のゲート
電極と重ならない領域を形成することができる。
Then, as shown in FIG. 4A, 1.5 μm is removed here by the length of L5. As a result, n
In the channel type TFT, the first impurity region serving as the LDD region is formed with a length (L6) of 3 μm,
A region overlapping with the second conductive layer is formed with a length (L4) of 1.5 μm, and a region not overlapping with the second gate electrode can be formed with a length (L5) of 1.5 μm.

【0123】そしてレジストマスク283、284、2
85,286、287を除去して、実施例1と同様に活
性化の工程を行い、第1の層間絶縁膜263、ソース配
線264、265、266、ドレイン配線267、26
8、パッシベーション膜269、第2の層間絶縁膜27
0を形成して、図4(B)に示すアクティブマトリクス
基板を形成することができる。
Then, the resist masks 283, 284, 2
85, 286, and 287 are removed, and an activation step is performed in the same manner as in the first embodiment. The first interlayer insulating film 263, the source wirings 264, 265, 266, and the drain wirings 267, 26
8, passivation film 269, second interlayer insulating film 27
By forming 0, the active matrix substrate shown in FIG. 4B can be formed.

【0124】[実施例4]本実施例では、実施例1〜3お
よび実施例5で形成されるアクティブマトリクス基板か
ら、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工
程を説明する。
[Embodiment 4] In this embodiment, a process for manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrates formed in Embodiments 1 to 3 and Embodiment 5 will be described.

【0125】図3(C)または図4(B)の状態のアク
ティブマトリクス基板に対して、第2の層間絶縁膜27
0にドレイン電極268に達するコンタクトホールを形
成し、画素電極271を形成する。画素電極271は、
透過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を用い、
反射型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用いれば
良い。ここでは透過型の液晶表示装置とするために、酸
化インジウム・スズ(ITO)膜を100nmの厚さに
スパッタ法で形成し、画素電極271を形成する。
A second interlayer insulating film 27 is formed on the active matrix substrate in the state shown in FIG.
At 0, a contact hole reaching the drain electrode 268 is formed, and a pixel electrode 271 is formed. The pixel electrode 271 is
When a transmission type liquid crystal display device is used, a transparent conductive film is used,
In the case of a reflective liquid crystal display device, a metal film may be used. Here, in order to form a transmissive liquid crystal display device, an indium tin oxide (ITO) film is formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method, and the pixel electrode 271 is formed.

【0126】図5(A)の状態を形成したら、配向膜2
72を第2の層間絶縁膜270と画素電極271上に形
成する。通常液晶表示素子の配向膜にはポリイミド樹脂
が多く用いられている。対向側の基板273には、透明
導電膜274と、配向膜275とを形成する。配向膜は
形成された後、ラビング処理を施して液晶分子がある一
定のプレチルト角を持って平行配向するようにする。
After the state of FIG. 5A is formed, the alignment film 2
72 is formed on the second interlayer insulating film 270 and the pixel electrode 271. Usually, a polyimide resin is often used for an alignment film of a liquid crystal display element. A transparent conductive film 274 and an alignment film 275 are formed on the substrate 273 on the opposite side. After the alignment film is formed, a rubbing treatment is performed so that the liquid crystal molecules are parallel-aligned with a certain pretilt angle.

【0127】上記の工程を経て、画素マトリクス回路
と、CMOS回路が形成されたアクティブマトリクス基
板と対向基板とを公知のセル組み工程により、シール材
やスペーサ(共に図示せず)などを介して貼りあわせ
る。その後、両基板の間に液晶材料276を注入し、封
止剤(図示せず)によって完全に封止する。よって図5
(B)に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置が完
成する。
Through the above steps, the pixel matrix circuit, the active matrix substrate on which the CMOS circuit is formed, and the counter substrate are pasted by a known cell assembling step via a sealing material or a spacer (both not shown). Fit together. Thereafter, a liquid crystal material 276 is injected between the two substrates, and completely sealed with a sealing agent (not shown). Therefore, FIG.
The active matrix type liquid crystal display device shown in FIG.

【0128】次に本実施例のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の構成を、図7と図8を用いて説明する。図
7は本実施例のアクティブマトリクス基板の斜視図であ
る。アクティブマトリクス基板は、ガラス基板201上
に形成された画素マトリクス回路701と、走査(ゲー
ト)線側駆動回路702と、データ(ソース)線側駆動回
路703で構成される。画素マトリクス回路の画素TF
T700はnチャネル型TFTであり、周辺に設けられ
る駆動回路はCMOS回路を基本として構成されてい
る。走査(ゲート)線側駆動回路702と、データ(ソ
ース)線側駆動回路703はそれぞれゲート配線802
とソース配線803で画素マトリクス回路701に接続
されている。
Next, the structure of the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view of the active matrix substrate of this embodiment. The active matrix substrate includes a pixel matrix circuit 701 formed on a glass substrate 201, a scanning (gate) line side driving circuit 702, and a data (source) line side driving circuit 703. Pixel TF of pixel matrix circuit
T700 is an n-channel TFT, and a peripheral driving circuit is configured based on a CMOS circuit. The scan (gate) line side drive circuit 702 and the data (source) line side drive circuit 703 are each provided with a gate wiring 802.
And a source wiring 803 connected to the pixel matrix circuit 701.

【0129】図8(A)は画素マトリクス回路701の
上面図であり、ほぼ1画素の上面図である。画素マトリ
クス回路には画素TFTが設けられている。ゲート配線
802に連続して形成されるゲート電極820は、図示
されていないゲート絶縁膜を介してその下の半導体層8
01と交差している。図示はしていないが、半導体層に
は、ソース領域、ドレイン領域、第1の不純物領域が形
成されている。また、画素TFTのドレイン側には、半
導体層と、ゲート絶縁膜と、第1及び第2の導電層と同
じ材料で形成された容量配線821とから、保持容量8
07が形成されている。また、図8(A)で示すA―
A'に沿った断面構造は、図3(C)または図4(C)
に示す画素マトリクス回路の画素TFTの断面図に対応
している。
FIG. 8A is a top view of the pixel matrix circuit 701, and is a top view of substantially one pixel. A pixel TFT is provided in the pixel matrix circuit. The gate electrode 820 formed continuously with the gate wiring 802 is connected to a semiconductor layer 8 thereunder via a gate insulating film (not shown).
Intersects with 01. Although not shown, a source region, a drain region, and a first impurity region are formed in the semiconductor layer. On the drain side of the pixel TFT, a storage capacitor 8 is formed by a semiconductor layer, a gate insulating film, and a capacitor wiring 821 formed of the same material as the first and second conductive layers.
07 is formed. Further, A- shown in FIG.
The cross-sectional structure along A ′ is shown in FIG.
Corresponds to the sectional view of the pixel TFT of the pixel matrix circuit shown in FIG.

【0130】一方、図8(B)に示すCMOS回路で
は、ゲート配線815から延在するゲート電極813、
814が、図示されていないゲート絶縁膜を介してその
下の半導体層810、812とそれぞれ交差している。
図示はしていないが、同様にnチャネル型TFTの半導
体層810には、ソース領域、ドレイン領域、第1の不
純物領域が形成されている。また、pチャネル型TFT
の半導体層812にはソース領域とドレイン領域が形成
されている。そして、B―B'に沿った断面構造は、図
3(C)または図4(C)に示す画素マトリクス回路の
断面図に対応している。
On the other hand, in the CMOS circuit shown in FIG. 8B, a gate electrode 813 extending from a gate wiring 815,
Reference numeral 814 intersects the semiconductor layers 810 and 812 thereunder via a gate insulating film (not shown).
Although not shown, a source region, a drain region, and a first impurity region are similarly formed in the semiconductor layer 810 of the n-channel TFT. Also, a p-channel TFT
In the semiconductor layer 812, a source region and a drain region are formed. The cross-sectional structure along BB ′ corresponds to the cross-sectional view of the pixel matrix circuit illustrated in FIG. 3C or 4C.

【0131】本実施例では、画素TFT700をダブル
ゲートの構造としているが、シングルゲートの構造でも
良いし、トリプルゲートとしたマルチゲート構造にして
も構わない。本実施例のアクティブマトリクス基板の構
造は、本実施例の構造に限定されるものではない。本願
発明の構造は、ゲート電極の構造と、ゲート絶縁膜を介
して設けられた半導体層のソース領域と、ドレイン領域
と、その他の不純物領域の構成に特徴があるので、それ
以外の構成については実施者が適宣決定すれば良い。
In this embodiment, the pixel TFT 700 has a double gate structure, but may have a single gate structure or a multi-gate structure having a triple gate. The structure of the active matrix substrate of this embodiment is not limited to the structure of this embodiment. The structure of the present invention is characterized by the structure of a gate electrode, the structure of a source region, a drain region, and other impurity regions of a semiconductor layer provided with a gate insulating film interposed therebetween. The practitioner may decide appropriately.

【0132】[実施例5]本実施例は、実施例2と同じ工
程であるが、画素マトリクス回路の画素TFTとCMO
S回路のnチャネル型TFTおよびpチャネル型TFT
の、第2の導電層の構造が異なる一例を示す。このと
き、図6(A)に示すように、第2の導電層290、2
91は、第1の導電層に接していて、各TFTのドレイ
ン側にのみ延在した形態となっている。CMOS回路に
おいて、nチャネル型TFTの第2の導電層をこのよう
な形状としてもTFTのドレイン側に形成される高電界
領域を緩和することができる。一方、画素TFTの第2
の導電層292、293および容量配線294は実施例
1と同様に形成する。
[Embodiment 5] This embodiment is the same as the embodiment 2, except that the pixel TFT of the pixel matrix circuit and the CMOS
S-circuit n-channel TFT and p-channel TFT
2 shows an example in which the structure of the second conductive layer is different. At this time, as shown in FIG.
Reference numeral 91 denotes a form in contact with the first conductive layer and extending only to the drain side of each TFT. In a CMOS circuit, a high electric field region formed on the drain side of the TFT can be reduced even when the second conductive layer of the n-channel TFT has such a shape. On the other hand, the second pixel TFT
The conductive layers 292 and 293 and the capacitor wiring 294 are formed in the same manner as in the first embodiment.

【0133】本実施例の工程は、基本的に実施例2で示
す工程に従えば良く、第2の導電層の形状はパターニン
グの工程で使用するフォトマスクを変更するだけで、他
の工程は何ら変更する必要はない。しかし、nチャネル
型TFTの第1の不純物領域は、ドレイン領域側のみに
形成される。
The steps of the present embodiment may basically follow the steps described in the second embodiment, and the shape of the second conductive layer is changed only by changing the photomask used in the patterning step. No changes are required. However, the first impurity region of the n-channel TFT is formed only on the drain region side.

【0134】そして、図6(B)に示すように、レジス
トマスク223、224、225,226,227は除
去して、再度フォトレジスト膜を形成し、裏面からの露
光によってパターニングする。このとき図6(B)に示
すように、第1および第2の導電層をマスクとして自己
整合的にレジストマスク248、249、250、25
6、257が形成される。裏面からの露光は、直接光と
散乱光を利用して行うもので、オーバー露光とすること
で、図6(B)のようにレジストマスクを第2の導電層
の内側に設けることができる。
Then, as shown in FIG. 6B, the resist masks 223, 224, 225, 226, and 227 are removed, a photoresist film is formed again, and patterning is performed by exposure from the back surface. At this time, as shown in FIG. 6B, the resist masks 248, 249, 250, and 25 are self-aligned using the first and second conductive layers as masks.
6, 257 are formed. Exposure from the back surface is performed using direct light and scattered light. By performing overexposure, a resist mask can be provided inside the second conductive layer as shown in FIG. 6B.

【0135】そして、第2の導電層のマスクされていな
い領域をエッチングして除去する。エッチングは通常の
ドライエッチング技術を用いればよく、CF4とO2ガス
を用いて行う。そして、図6(C)に示すように、L5
の長さだけ除去する。L5の長さは0.5〜3μmの範
囲で適宣調整すれば良く、ここでは1.5μmとする。
その結果、nチャネル型TFTにおいて、LDD領域と
なる第1の不純物領域の長さ3μmの内、1.5μm
(L4)の長さで第2の導電層と重なる領域が形成さ
れ、1.5μm(L5)の長さで第2のゲート電極と重
ならない領域を形成することができる。以降の工程は、
実施例1と同様に行うことで、図6(C)に示すアクテ
ィブマトリクス基板が形成される。
Then, the unmasked region of the second conductive layer is removed by etching. The etching may be performed using a normal dry etching technique, and is performed using CF 4 and O 2 gas. Then, as shown in FIG.
Remove the length of The length of L5 may be appropriately adjusted in the range of 0.5 to 3 μm, and is set to 1.5 μm here.
As a result, in the n-channel TFT, 1.5 μm out of 3 μm in the length of the first impurity region serving as the LDD region.
A region overlapping with the second conductive layer is formed with a length of (L4), and a region not overlapping with the second gate electrode can be formed with a length of 1.5 μm (L5). The subsequent steps are:
The active matrix substrate shown in FIG. 6C is formed in the same manner as in the first embodiment.

【0136】[実施例6]本実施例では、実施形態1、2
および実施例1、2、3、5において半導体層として用
いる結晶質半導体膜を、触媒元素を用いた熱アニール法
により形成する例を示す。触媒元素を用いる場合、特開
平7−130652号公報、特開平8−78329号公
報で開示された技術を用いることが望ましい。
[Embodiment 6] In this embodiment, Embodiments 1 and 2 will be described.
In Examples 1, 2, 3, and 5, a crystalline semiconductor film used as a semiconductor layer is formed by a thermal annealing method using a catalytic element. When a catalyst element is used, it is desirable to use the technology disclosed in JP-A-7-130652 and JP-A-8-78329.

【0137】ここで、特開平7−130652号公報に
開示されている技術を本願発明に適用する場合の例を図
9に示す。まず基板901に酸化シリコン膜902を設
け、その上に非晶質シリコン膜903を形成した。さら
に、重量換算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニッケ
ル塩溶液を塗布してニッケル含有層904を形成する
(図9(A))。
FIG. 9 shows an example in which the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130652 is applied to the present invention. First, a silicon oxide film 902 was provided over a substrate 901, and an amorphous silicon film 903 was formed thereover. Further, a nickel acetate solution containing 10 ppm by weight of nickel is applied to form a nickel-containing layer 904 (FIG. 9A).

【0138】次に、500℃、1時間の脱水素工程の
後、500〜650℃で4〜12時間、例えば550
℃、8時間の熱処理を行い、結晶質シリコン膜905を
形成する。こうして得られた結晶質シリコン膜905は
非常に優れた結晶性を有している(図9(B))。
Next, after the dehydrogenation step at 500 ° C. for 1 hour, the temperature is set at 500-650 ° C. for 4-12 hours, for example, 550 ° C.
A heat treatment is performed at 8 ° C. for 8 hours to form a crystalline silicon film 905. The crystalline silicon film 905 thus obtained has very excellent crystallinity (FIG. 9B).

【0139】また、特開平8−78329号公報で開示
された技術は、触媒元素を選択的に添加することによっ
て、非晶質半導体膜の選択的な結晶化を可能としたもの
である。同技術を本願発明に適用した場合について図1
0で説明する。
Further, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78329 allows selective crystallization of an amorphous semiconductor film by selectively adding a catalytic element. FIG. 1 shows a case where the same technology is applied to the present invention.
0 will be described.

【0140】まず、ガラス基板1001に酸化シリコン
膜1002を設け、その上に非晶質シリコン膜100
3、酸化シリコン膜1004を連続的に形成する。この
時、酸化シリコン膜1004の厚さは150nmとす
る。
First, a silicon oxide film 1002 is provided on a glass substrate 1001, and an amorphous silicon film 100
3. A silicon oxide film 1004 is formed continuously. At this time, the thickness of the silicon oxide film 1004 is set to 150 nm.

【0141】次に酸化シリコン膜1004をパターニン
グして、選択的に開孔部1005を形成し、その後、重
量換算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶
液を塗布する。これにより、ニッケル含有層1006が
形成され、ニッケル含有層1006は開孔部1005の
底部のみで非晶質シリコン膜1002と接触している
(図10(A))。
Next, the silicon oxide film 1004 is patterned to selectively form openings 1005, and then a nickel acetate salt solution containing 10 ppm by weight of nickel is applied. Thus, a nickel-containing layer 1006 is formed, and the nickel-containing layer 1006 is in contact with the amorphous silicon film 1002 only at the bottom of the opening 1005 (FIG. 10A).

【0142】次に、500〜650℃で4〜24時間、
例えば570℃、14時間の熱処理を行い、結晶質シリ
コン膜1007を形成する。この結晶化の過程では、ニ
ッケルが接した非晶質シリコン膜の部分が最初に結晶化
し、そこから横方向へと結晶化が進行する。こうして形
成された結晶質シリコン膜1007は棒状または針状の
結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的に見れば
ある特定の方向性をもって成長しているため、結晶性が
揃っているという利点がある(図10(B))。
Next, at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours,
For example, heat treatment at 570 ° C. for 14 hours is performed to form a crystalline silicon film 1007. In this crystallization process, the portion of the amorphous silicon film in contact with nickel is first crystallized, and the crystallization proceeds laterally from there. The crystalline silicon film 1007 thus formed is made up of a collection of rod-shaped or needle-shaped crystals, each of which grows in a specific direction when viewed macroscopically, and thus has uniform crystallinity. (FIG. 10B).

【0143】尚、上記2つの技術において使用可能な触
媒元素は、ニッケル(Ni)の以外にも鉄(Fe)、パ
ラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバル
ト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、
といった元素を用いても良い。
The catalyst elements that can be used in the above two technologies are iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), and nickel (Ni). Platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au),
May be used.

【0144】以上のような技術を用いて結晶質半導体膜
(結晶質シリコン膜や結晶質シリコンゲルマニウム膜な
どを含む)を形成し、パターニングを行えば、結晶質T
FTの半導体層を形成することができる。本実施例の技
術を用いて、結晶質半導体膜から作製されたTFTは、
優れた特性が得られるが、そのため高い信頼性を要求さ
れている。しかしながら、本願発明のTFT構造を採用
することで、本実施例の技術を最大限に生かしたTFT
を作製することが可能となる。
By forming a crystalline semiconductor film (including a crystalline silicon film and a crystalline silicon germanium film) using the above-described techniques and performing patterning, a crystalline T
An FT semiconductor layer can be formed. The TFT manufactured from the crystalline semiconductor film using the technique of the present embodiment is:
Although excellent characteristics can be obtained, high reliability is required. However, by adopting the TFT structure of the present invention, the TFT utilizing the technology of this embodiment to the maximum
Can be manufactured.

【0145】[実施例7]本実施例は、実施形態1、2お
よび実施例1、2、3、5で用いられる半導体層を形成
する方法として、非晶質半導体膜を初期膜として前記触
媒元素を用いて結晶質半導体膜を形成した後で、その触
媒元素を結晶質半導体膜から除去する工程を行った例を
示す。本実施例ではその方法として、特開平10−24
7735、特開平10−135468号公報または特開
平10−135469号公報に記載された技術を用い
る。
[Embodiment 7] This embodiment is directed to a method of forming a semiconductor layer used in Embodiments 1 and 2 and Embodiments 1, 2, 3, and 5 by using an amorphous semiconductor film as an initial film to form the catalyst. An example in which a step of removing a catalytic element from a crystalline semiconductor film after forming a crystalline semiconductor film using an element is described. In this embodiment, the method is disclosed in
7735, the technique described in JP-A-10-135468 or 10-135469.

【0146】同公報に記載された技術は、非晶質半導体
膜の結晶化に用いた触媒元素を結晶化後にリンのゲッタ
リング作用を用いて除去する技術である。同技術を用い
ることで、結晶質半導体膜中の触媒元素の濃度を1×1
17atoms/cm3以下、好ましくは1×1016atoms/cm3
まで低減することができる。
The technique described in the publication is a technique for removing the catalytic element used for crystallization of the amorphous semiconductor film by using the gettering action of phosphorus after crystallization. By using this technique, the concentration of the catalytic element in the crystalline semiconductor film can be reduced to 1 × 1
It can be reduced to 0 17 atoms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 .

【0147】本実施例の構成について図11を用いて説
明する。ガラス基板1101はコーニング社の1737
基板に代表される無アルカリガラス基板を用いている。
図11(A)では、実施例5で示した結晶化の技術を用
いて、下地1102、結晶質シリコン膜1103が形成
された状態を示している。そして、結晶質シリコン膜1
103の表面にマスク用の酸化シリコン膜1104が1
50nmの厚さに形成され、パターニングにより開孔部
が設けられ、結晶質シリコン膜を露出させた領域を設け
てある。そして、リンを添加する工程を実施して、結晶
質シリコン膜にリンが添加された領域1105が設け
る。
The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. Glass substrate 1101 is Corning 1737
A non-alkali glass substrate represented by a substrate is used.
FIG. 11A shows a state in which a base 1102 and a crystalline silicon film 1103 are formed by using the crystallization technique described in Embodiment 5. Then, the crystalline silicon film 1
A silicon oxide film 1104 for a mask is
It is formed to a thickness of 50 nm, an opening is provided by patterning, and a region exposing the crystalline silicon film is provided. Then, a step of adding phosphorus is performed to provide a region 1105 to which phosphorus is added in the crystalline silicon film.

【0148】この状態で、窒素雰囲気中で550〜80
0℃、5〜24時間、例えば600℃、12時間の熱処
理を行うと、結晶質シリコン膜にリンが添加された領域
1105がゲッタリングサイトとして働き、結晶質シリ
コン膜1103に残存していた触媒元素はリンが添加さ
れた領域1105に偏析させることができる。
In this state, 550-80
When heat treatment is performed at 0 ° C. for 5 to 24 hours, for example, at 600 ° C. for 12 hours, the region 1105 in which phosphorus is added to the crystalline silicon film functions as a gettering site, and the catalyst remaining in the crystalline silicon film 1103 The element can be segregated in the region 1105 to which phosphorus is added.

【0149】そして、マスク用の酸化シリコン膜110
4と、リンが添加された領域1105とをエッチングし
て除去することにより、結晶化の工程で使用した触媒元
素の濃度が1×1017atoms/cm3以下にまで低減された
結晶質シリコン膜を得ることができる。この結晶質シリ
コン膜はそのまま実施例1、2、4で示した本願発明の
TFTの半導体層として使用することができる。
Then, the silicon oxide film 110 for the mask is used.
4 and the phosphorus-added region 1105 are removed by etching, so that the concentration of the catalytic element used in the crystallization step is reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less. Can be obtained. This crystalline silicon film can be used as it is as the semiconductor layer of the TFT of the present invention shown in Examples 1, 2, and 4.

【0150】[実施例8]本実施例では、実施形態1、2
および実施例1、2、3、5で示した本願発明のTFT
を作製する工程において、半導体層とゲート絶縁膜を形
成する他の実施例を示す。そして、本実施例の構成を図
12で説明する。
[Embodiment 8] In this embodiment, Embodiments 1 and 2
And TFTs of the present invention shown in Examples 1, 2, 3, and 5
Another embodiment in which a semiconductor layer and a gate insulating film are formed in the step of fabricating the semiconductor device will be described. The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0151】ここでは、少なくとも700〜1100℃
程度の耐熱性を有する基板が必要であり、石英基板12
01を用いる。そして実施例5で示した技術を用い、結
晶質半導体を形成する。これをTFTの半導体層とする
ために、島状にパターニングして半導体層1202、1
203を形成する。そして、半導体層1202、120
3を覆って、ゲート絶縁膜1204を酸化シリコンを主
成分とする膜で形成した。本実施例では、プラズマCV
D法で酸化窒化シリコン膜を70nmの厚さで形成する
(図12(A))。
Here, at least 700 to 1100 ° C.
A substrate having a high degree of heat resistance is required.
01 is used. Then, a crystalline semiconductor is formed by using the technique described in the fifth embodiment. In order to make this a semiconductor layer of the TFT, it is patterned in an island shape to form a semiconductor layer 1202, 1
203 is formed. Then, the semiconductor layers 1202, 120
3, a gate insulating film 1204 was formed with a film containing silicon oxide as a main component. In this embodiment, the plasma CV
A silicon oxynitride film is formed with a thickness of 70 nm by Method D (FIG. 12A).

【0152】そして、ハロゲン(代表的には塩素)と酸
素を含む雰囲気中で熱処理を行う。本実施例では、95
0℃、30分とする。尚、処理温度は700〜1100
℃の範囲で選択すれば良く、処理時間も10分から8時
間の間で選択すれば良い(図12(B))。
Then, heat treatment is performed in an atmosphere containing halogen (typically chlorine) and oxygen. In this embodiment, 95
0 ° C., 30 minutes. Incidentally, the processing temperature is 700 to 1100.
The temperature may be selected within the range of ° C., and the processing time may be selected from 10 minutes to 8 hours (FIG. 12B).

【0153】その結果、本実施例の条件では、半導体層
1202、1203とゲート絶縁膜1204との界面で
熱酸化膜が形成され、ゲート絶縁膜1207が形成され
る。また、ハロゲン雰囲気での酸化の過程で、ゲート絶
縁膜1204と半導体層1202、1203に含まれる
不純物で、特に金属不純物元素はハロゲンと化合物を形
成し、気相中に除去することができる。
As a result, under the conditions of this embodiment, a thermal oxide film is formed at the interface between the semiconductor layers 1202 and 1203 and the gate insulating film 1204, and a gate insulating film 1207 is formed. Further, in the process of oxidation in a halogen atmosphere, impurities included in the gate insulating film 1204 and the semiconductor layers 1202 and 1203, particularly metal impurity elements, form a compound with halogen and can be removed in the gas phase.

【0154】以上の工程で作製されるゲート絶縁膜12
07は、絶縁耐圧が高く半導体層1205、1206と
ゲート絶縁膜1207の界面は非常に良好なものであっ
た。本願発明のTFTの構成を得るためには、以降の工
程は実施例1、2、4に従えば良い。
Gate insulating film 12 manufactured by the above steps
In No. 07, the withstand voltage was high and the interface between the semiconductor layers 1205 and 1206 and the gate insulating film 1207 was very good. In order to obtain the structure of the TFT of the present invention, the subsequent steps may be performed in accordance with the first, second and fourth embodiments.

【0155】[実施例9]本実施例では、実施例2と異な
る工程順序で結晶質TFTを作製する例を図13に示
す。まず、実施例2において、図2(A)で示される半
導体層204、205、206は、実施例6で示す方法
で作製する結晶質シリコン膜を用いる。このとき、結晶
化の工程で用いられる触媒元素が半導体層中にわずかに
残存している。その後の工程は、実施例1に従い図3
(B)に示すp型を付与する不純物添加の工程までを実
施する。そして、レジストマスク258、259を除去
する。
[Embodiment 9] In this embodiment, an example of manufacturing a crystalline TFT in a different process order from that of Embodiment 2 is shown in FIG. First, in Embodiment 2, as the semiconductor layers 204, 205, and 206 shown in FIG. 2A, a crystalline silicon film manufactured by the method described in Embodiment 6 is used. At this time, a small amount of the catalyst element used in the crystallization step remains in the semiconductor layer. Subsequent steps are performed in accordance with FIG.
The process up to the step of adding an impurity for imparting a p-type shown in FIG. Then, the resist masks 258 and 259 are removed.

【0156】このとき、図13に示すように、nチャネ
ル型TFTのソース領域230、237と、ドレイン領
域231、238、241と、pチャネル型TFTのソ
ース領域234、289と、ドレイン領域233、28
8とにはいずれも図3(A)の工程で添加されたリンが
存在している。実施例1に従えばこのときリン濃度は1
×1020〜1×1021atoms/cm3であった。
At this time, as shown in FIG. 13, source regions 230 and 237 of the n-channel TFT, drain regions 231 238 and 241, source regions 234 and 289 and a drain region 233 of the p-channel TFT are formed. 28
No. 8 contains phosphorus added in the step of FIG. 3 (A). According to Example 1, the phosphorus concentration at this time is 1
× 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 .

【0157】この状態で、窒素雰囲気中で400〜80
0℃、1〜24時間、例えば550℃、4時間の加熱処
理の工程を行う。この工程により、添加されたn型及び
p型を付与する不純物元素を活性化することができる。
さらに、前記リンが添加された領域がゲッタリングサイ
トとなり、結晶化の工程の後残存していた触媒元素を偏
析させることができる。その結果、チャネル形成領域か
ら触媒元素を除去することができる。
In this state, 400 to 80 in a nitrogen atmosphere.
A heat treatment process is performed at 0 ° C. for 1 to 24 hours, for example, 550 ° C. for 4 hours. By this step, the added impurity element imparting n-type and p-type can be activated.
Further, the region to which the phosphorus is added becomes a gettering site, and the catalyst element remaining after the crystallization step can be segregated. As a result, the catalyst element can be removed from the channel formation region.

【0158】図13の工程が終了したら、以降の工程は
実施例1の工程に従い、図3(C)の状態を形成するこ
とにより、アクティブマトリクス基板を作製することが
できる。
After the step of FIG. 13 is completed, the subsequent steps follow the steps of Embodiment 1 to form the state of FIG. 3C, whereby an active matrix substrate can be manufactured.

【0159】[実施例10]本実施例では、本願発明のT
FTにおけるゲート電極の構成の例を図14で示す。ゲ
ート電極は、第1の導電層と、第1の導電層に接して形
成される第2の導電層とから成っている。そして、第1
の導電層は、一つまたは複数の導電層から形成されるも
のである。
[Embodiment 10] In this embodiment, the T
FIG. 14 illustrates an example of a structure of a gate electrode in an FT. The gate electrode includes a first conductive layer and a second conductive layer formed in contact with the first conductive layer. And the first
Are formed from one or a plurality of conductive layers.

【0160】図14(A)は、ゲート電極の第1の導電
層のゲート絶縁膜に接して形成される導電層(A)17
01をMo−Ti膜で形成し、その導電層(A)上に積
層して、導電層(B)1702をTi膜で形成し、導電
層(C)1703をAlを主成分とする膜で形成し、導
電層(D)1704をTi膜で形成した構造を有してい
る。ここで、導電層(A)の厚さは30〜200nmの
厚さに、また、導電層(B)〜導電層(D)の厚さは5
0〜100nmの厚さで形成することが望ましい。
FIG. 14A shows a conductive layer (A) 17 formed in contact with the gate insulating film of the first conductive layer of the gate electrode.
01 is formed of a Mo—Ti film, laminated on the conductive layer (A), the conductive layer (B) 1702 is formed of a Ti film, and the conductive layer (C) 1703 is formed of a film containing Al as a main component. The conductive layer (D) 1704 is formed of a Ti film. Here, the thickness of the conductive layer (A) is 30 to 200 nm, and the thickness of the conductive layer (B) to the conductive layer (D) is 5 nm.
It is desirable to form it with a thickness of 0 to 100 nm.

【0161】ゲート絶縁膜に接する導電層(A)は、そ
の上に形成する導電層の構成元素がゲート絶縁膜中にし
み込むのを防ぐバリア層としての役割を果たすものであ
り、Ti、Ta、W、Mo、などの高融点金属か、その
合金材料を用いることが望ましい。また、図14(A)
で形成された導電層(C)1703はAlを主成分とす
る膜であり、これはゲート電極の抵抗率を下げるために
設けられる。そして、形成するAl膜の平坦性を高める
ために、Sc、Ti、Siなどの元素を0.1〜5atom
ic%の割合で含有させたAl合金膜を用いると望まし
い。いずれにしても、本願発明を10インチクラスかそ
れ以上の液晶表示装置に適用する場合には、ゲート電極
の抵抗を下げるために、AlまたはCuを主成分とする
抵抗率の低い材料を用いることが望ましい。さらに、第
1の導電層とゲート絶縁膜に接して形成される第2の導
電層1705は、耐熱性を高めるために、Ti、Ta、
W、Mo、などの高融点金属か、その合金材料を用いる
ことが望ましい。
The conductive layer (A) in contact with the gate insulating film serves as a barrier layer for preventing the constituent elements of the conductive layer formed thereon from seeping into the gate insulating film. It is desirable to use a high melting point metal such as W or Mo or an alloy material thereof. FIG. 14A
The conductive layer (C) 1703 formed by is a film containing Al as a main component, and is provided to reduce the resistivity of the gate electrode. Then, in order to improve the flatness of the Al film to be formed, elements such as Sc, Ti, and Si are added in an amount of 0.1 to 5 atoms.
It is desirable to use an Al alloy film containing ic%. In any case, when the present invention is applied to a liquid crystal display device of a 10-inch class or more, use a material having a low resistivity mainly composed of Al or Cu in order to reduce the resistance of the gate electrode. Is desirable. Further, the second conductive layer 1705 formed in contact with the first conductive layer and the gate insulating film is formed of Ti, Ta,
It is desirable to use a high melting point metal such as W or Mo or an alloy material thereof.

【0162】図14(B)は他の構成例であり、導電層
(A)1706をMo−W合金膜またはW膜から成る一
つの層で、第2の導電層1707をTi膜で形成するも
のである。第2の導電層1707はその他にTa、M
o、Wで形成しても良い。導電層(A)1706は厚さ
を50〜100nmとすれば良い。
FIG. 14B shows another configuration example, in which the conductive layer (A) 1706 is a single layer made of a Mo—W alloy film or a W film, and the second conductive layer 1707 is a Ti film. Things. The second conductive layer 1707 is made of Ta, M
o and W may be formed. The conductive layer (A) 1706 may have a thickness of 50 to 100 nm.

【0163】図14(C)は、ゲート電極の第1の導電
層を構成する導電層(A)1708をTi膜で形成し、
導電層(B)1709を銅(Cu)を主成分とする膜で
形成し、導電層(C)1710をTi膜で形成するもの
である。Al膜と同様にCu膜を用いてもゲート電極お
よびゲート配線の抵抗率を下げることが可能である。ま
た、第2の導電層1711はTi、Mo、W、Taなど
の膜で形成する。
FIG. 14C shows that a conductive layer (A) 1708 constituting a first conductive layer of a gate electrode is formed of a Ti film,
The conductive layer (B) 1709 is formed of a film containing copper (Cu) as a main component, and the conductive layer (C) 1710 is formed of a Ti film. Even if a Cu film is used similarly to the Al film, the resistivity of the gate electrode and the gate wiring can be reduced. The second conductive layer 1711 is formed using a film of Ti, Mo, W, Ta, or the like.

【0164】図14(D)は、第1の導電層を構成する
導電層(A)1712をTi膜で形成し、導電層(B)
1713をAlを主成分とする膜で形成し、導電層
(C)1714をTi膜で形成したものである。第2の
導電層1715はTi、Mo、W、Taなどの膜で形成
する。
FIG. 14D shows that the conductive layer (A) 1712 forming the first conductive layer is formed of a Ti film and the conductive layer (B) is formed.
1713 is formed by a film containing Al as a main component, and the conductive layer (C) 1714 is formed by a Ti film. The second conductive layer 1715 is formed using a film of Ti, Mo, W, Ta, or the like.

【0165】図14(E)は、ゲート電極の第1の導電
層を構成する導電層(A)1716をTi膜で形成し、
その表面を窒化して窒化チタン(TiN)膜1720を
設ける。TiN膜の厚さは、Ti膜の厚さ30〜200
nmに対して10〜100nmとすれば良く、ここでは
20nmとした。TiN膜はスパッタ法で導電層(A)
1716のTi膜を形成するとき、アルゴンガス中に流
量比で10〜30%程度の窒素ガスを加えれば良く、こ
のとき膜中の含有量を20〜50atomic%、好ましくは
40atomic%とすれば良い。そして導電層(B)171
7をAlを主成分とする膜で形成し、導電層(C)17
18をTi膜で形成する。この時、Ti膜の成膜前にT
iN膜1721を形成しておいても良い。そして、第2
の導電層1719をTi膜で形成する。この時も、Ti
膜の成膜前にTiN膜1722を形成しておいても良
い。
FIG. 14E shows that a conductive layer (A) 1716 constituting a first conductive layer of a gate electrode is formed of a Ti film,
The surface is nitrided to provide a titanium nitride (TiN) film 1720. The thickness of the TiN film is 30 to 200
The thickness may be set to 10 to 100 nm with respect to nm, and is set to 20 nm here. TiN film is a conductive layer (A) by sputtering.
When forming the Ti film 1716, a nitrogen gas having a flow rate ratio of about 10 to 30% may be added to the argon gas. At this time, the content in the film may be set to 20 to 50 atomic%, preferably 40 atomic%. . And the conductive layer (B) 171
7 is formed of a film mainly containing Al, and a conductive layer (C) 17 is formed.
18 is formed of a Ti film. At this time, before forming the Ti film, T
The iN film 1721 may be formed. And the second
Is formed of a Ti film. At this time, Ti
The TiN film 1722 may be formed before the film is formed.

【0166】図14(E)のように、TiN膜を導電層
(B)1717との界面に設けることにより、TiとA
lが直接反応することを防ぐことができる。このような
ゲート電極の構成は、実施例1の熱活性化の工程や、実
施例8で行われる加熱処理の工程に対して有効であり、
300〜700℃の範囲、好ましくは350〜550℃
の範囲でその工程を実施することができる。
By providing a TiN film at the interface with the conductive layer (B) 1717 as shown in FIG.
1 can be prevented from directly reacting. Such a configuration of the gate electrode is effective for the heat activation process of the first embodiment and the heat treatment process performed in the eighth embodiment.
300-700 ° C, preferably 350-550 ° C
The process can be carried out within the range.

【0167】図14(F)は、ゲート電極の第1の導電
層を構成する導電層(A)1723をTi膜で形成し、
導電層(B)1724をAlを主成分とする膜で形成
し、第2の導電層1725をTa膜で形成するものであ
る。ここでも同様に、導電層(B)1724と接する面
にTiN膜1726およびTaN膜1727を形成す
る。TaN膜は同様にスパッタ法でアルゴンガスに窒素
を流量比で1〜10%添加すれば良く、このときTaN
膜中に含まれる窒素の量を35〜60atomic%、好まし
くは45〜50atomic%含ませると良い。このような構
成とすることで、図14(E)の構成例と同様に耐熱性
を高めることができる。
FIG. 14F shows that a conductive layer (A) 1723 forming the first conductive layer of the gate electrode is formed of a Ti film,
The conductive layer (B) 1724 is formed using a film mainly containing Al, and the second conductive layer 1725 is formed using a Ta film. Similarly, a TiN film 1726 and a TaN film 1727 are formed on a surface in contact with the conductive layer (B) 1724. Similarly, the TaN film may be formed by adding nitrogen to argon gas at a flow rate of 1 to 10% by a sputtering method.
It is preferable that the amount of nitrogen contained in the film is 35 to 60 atomic%, preferably 45 to 50 atomic%. With such a structure, heat resistance can be improved as in the structure example of FIG.

【0168】このようなゲート電極の構成は実施形態
1、2および実施例1、2、3、5のTFTと好適に組
み合わせて用いることができる。
Such a configuration of the gate electrode can be suitably used in combination with the TFTs of Embodiments 1 and 2 and Examples 1, 2, 3, and 5.

【0169】[実施例11]本実施例では、図16で示す
L4を半導体層上とその周辺で異ならせる例について図
18を用いて説明する。
[Embodiment 11] In this embodiment, an example in which L4 shown in FIG. 16 is different between the semiconductor layer and its periphery will be described with reference to FIG.

【0170】図18において、半導体層1840上には
ゲート電極の第1の導電層1841及び第2の導電層1
842が形成されている。この時、第2の導電層184
2は第1の導電層1841を覆い隠すように形成される
が、本明細書中では第1の導電層1841と重ならない
部分の長さをL4と定義している。
In FIG. 18, a first conductive layer 1841 and a second conductive layer 1 of a gate electrode are formed on a semiconductor layer 1840.
842 are formed. At this time, the second conductive layer 184
2 is formed so as to cover the first conductive layer 1841. In this specification, the length of a portion which does not overlap with the first conductive layer 1841 is defined as L4.

【0171】本実施例の場合、半導体層の上ではL4の
長さ(ここではWLDDと表す)を0.5〜3μmとす
る。そして、配線部(半導体層の上以外の周辺部)では
L4'の長さ(ここではWLと表す)を0.1〜1.5μ
mとする。
In the case of this embodiment, the length of L4 (referred to as WDDD here) is 0.5 to 3 μm on the semiconductor layer. Then, in the wiring portion (the peripheral portion other than above the semiconductor layer), the length of L4 ′ (referred to here as WL) is set to 0.1 to 1.5 μm.
m.

【0172】即ち、本実施例は半導体層の上よりも配線
部の方において第2の導電層の線幅を狭くすることに特
徴がある。なぜならば配線部ではL4に相当する領域は
必要なく、配線の高密度集積化を妨げる要因となってし
まうため、可能な限り線幅を狭くした方が好ましい。
That is, the present embodiment is characterized in that the line width of the second conductive layer is narrower in the wiring portion than on the semiconductor layer. This is because a region corresponding to L4 is not necessary in the wiring portion, which is a factor that hinders high-density integration of the wiring. Therefore, it is preferable to reduce the line width as much as possible.

【0173】従って、本実施例の構成を用いることで配
線の高密度集積化が容易となり、ひいては半導体装置の
高密度集積化が可能となる。なお、本実施例の構成は実
施例1〜10のいずれの構成とも自由に組み合わせるこ
とが可能である。
Therefore, by using the structure of this embodiment, high-density integration of wirings is facilitated, and high-density integration of a semiconductor device becomes possible. Note that the configuration of this embodiment can be freely combined with any of the configurations of Embodiments 1 to 10.

【0174】[実施例12]本実施例では、実施例1、2
のアクティブマトリクス基板に設けられた保持容量を形
成する工程の他の一例を示す。図2(B)の状態の基板
に、フォトレジスト膜をマスクとして、nチャネル型T
FTを形成する領域をレジストマスク225、295で
覆って、pチャネル型TFTが形成される領域と、保持
容量が形成される領域とに、p型を付与する不純物添加
の工程を行う。ここでは実施例1と同様に2×1020at
oms/cm3の濃度にボロンを添加する。そして、図19に
示すようにボロンが高濃度に添加された第3の不純物領
域227、228、296が形成される。
[Embodiment 12] In this embodiment, Embodiments 1 and 2
14 shows another example of the step of forming the storage capacitor provided on the active matrix substrate of FIG. An n-channel type T is formed on the substrate in the state shown in FIG.
A region for forming an FT is covered with resist masks 225 and 295, and a region for forming a p-channel TFT and a region for forming a storage capacitor are subjected to an impurity doping process for imparting p-type conductivity. Here, as in the first embodiment, 2 × 10 20 at
Add boron to a concentration of oms / cm 3 . Then, as shown in FIG. 19, third impurity regions 227, 228, and 296 to which boron is added at a high concentration are formed.

【0175】保持容量が形成される領域の半導体層に高
濃度のボロン(B)が添加されることで、抵抗率を下げ
ることができて、好ましい状態となる。尚、以降の工程
は実施例1に従えば良い。
When boron (B) is added at a high concentration to the semiconductor layer in the region where the storage capacitor is formed, the resistivity can be reduced, which is a preferable state. Note that the subsequent steps may be performed in accordance with the first embodiment.

【0176】[実施例13]本実施例では、計算機シュミ
レーションを用い、本願発明の構成について、その妥当
性を検証した。ここでは、ISE(Integrated system
engineering AG)半導体デバイスシュミレータ総合
パッケージを用いた。
[Embodiment 13] In this embodiment, the validity of the configuration of the present invention was verified using computer simulation. Here, ISE (Integrated system
engineering AG) A semiconductor device simulator comprehensive package was used.

【0177】ここで計算に用いたTFTの構造を図20
に示す。TFTの構造は、チャネル長10μm、チャネ
ル幅10μm、で低濃度不純物領域(LDD)の長さを
2.5μm固定とした。また、その他の条件としては、
低濃度不純物領域(n-)のリン濃度を4.2×1017
個/cm3、ソース領域とドレイン領域(n+)のリン濃
度を2×1020個/cm3、半導体層の厚さ50nm、
ゲート絶縁膜の厚さを150nm、ゲート電極の厚さを
400nmとした。そして計算では、低濃度不純物領域
(n-)が、ゲート電極と完全にオーバーラップさせた
GOLD構造の場合と、0.5μmピッチで外側にずら
して、一部がオーバーラップさせた構造(GOLD+L
DD)との場合について調べた。
The structure of the TFT used for the calculation is shown in FIG.
Shown in The structure of the TFT was such that the channel length was 10 μm, the channel width was 10 μm, and the length of the low concentration impurity region (LDD) was fixed at 2.5 μm. Also, as other conditions,
The phosphorus concentration of the low concentration impurity region (n ) is set to 4.2 × 10 17
/ Cm 3 , the phosphorus concentration of the source region and the drain region (n + ) is 2 × 10 20 / cm 3 , the thickness of the semiconductor layer is 50 nm,
The thickness of the gate insulating film was 150 nm, and the thickness of the gate electrode was 400 nm. In the calculation, the GOLD structure in which the low-concentration impurity region (n ) completely overlaps the gate electrode and the GOLD structure in which the low-concentration impurity region (n ) is shifted outward at 0.5 μm pitch and partially overlaps (GOLD + L
DD).

【0178】図21は、チャネル形成領域の中心を基準
として、そのドレイン側の電界強度分布を計算した結果
を示す。ここではゲート電圧Vg=ー8V、ドレイン電
圧Vds=16Vとして計算した。その結果、低濃度不
純物領域(n-)がゲート電極と完全にオーバーラップ
したGOLD構造の場合、ゲートードレイン端での電界
強度が最も強くなり、低濃度不純物領域(n-)領域を
ドレイン側にずらして、オーバーラップ量を減らすと電
界強度が緩和される結果が得られた。
FIG. 21 shows the result of calculating the electric field intensity distribution on the drain side with reference to the center of the channel formation region. Here, the calculation was performed with the gate voltage Vg = -8 V and the drain voltage Vds = 16 V. As a result, in the case of the GOLD structure in which the low-concentration impurity region (n ) completely overlaps with the gate electrode, the electric field intensity at the gate-drain end becomes the strongest, and the low-concentration impurity region (n ) region is connected to the drain side. , The electric field strength was reduced when the amount of overlap was reduced.

【0179】また図22は、ドレイン電圧Vds=16
V一定とした、Vg−Id(ゲート電圧―ドレイン電
流)特性を計算した結果を示している。GOLD構造の
場合オフ電流の増大があるが、低濃度不純物領域
(n-)領域をドレイン側にずらして、オーバーラップ
量を減らすとオフ電流の増加を防ぐことができる様子を
示している。
FIG. 22 shows that the drain voltage Vds = 16
The figure shows the result of calculating Vg-Id (gate voltage-drain current) characteristics with V constant. In the case of the GOLD structure, there is an increase in off-state current. However, it is shown that an increase in off-state current can be prevented by shifting the low-concentration impurity region (n ) region to the drain side and reducing the amount of overlap.

【0180】また図23と図24は、低濃度不純物領域
(n-)が、ゲート電極と完全にオーバーラップしたG
OLD構造と、0.5μm外側にずらして、一部がオー
バーラップさせた構造(GOLD+LDD)との場合に
ついて、チャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域
の電子濃度分布とホール濃度分布について計算した結果
を示している。図では濃度分布を等高線で示している。
図23では、低濃度不純物領域(n-)の表面がゲート
電極とオーバーラップしている領域でホール濃度が高く
なっている様子をみることができる。このとき、このホ
ール濃度が高いことが起因するオフ電流の増加がよそう
される。この様子は、図25のホール電流としてみるこ
とができる。一方、図24では、GOLD+LDD構造
によりゲート電極とドレイン端での電界強度が緩和され
るため、ホール濃度は高くない。また、電子濃度の分布
も緩やかとなり、LDD領域の存在のためトンネル電流
も阻止されるため、オフ電流の増加もなくなる。同様に
図26では電子電流およびホール電流とも低減されてい
る。
FIG. 23 and FIG. 24 show the case where the low-concentration impurity region (n ) completely overlaps the gate electrode.
For the case of the OLD structure and the structure (GOLD + LDD) which is shifted to the outside by 0.5 μm and partially overlapped, the calculation results of the electron concentration distribution and the hole concentration distribution of the channel forming region, the source region, and the drain region are shown. Is shown. In the figure, the concentration distribution is shown by contour lines.
In FIG. 23, it can be seen that the hole concentration is high in a region where the surface of the low concentration impurity region (n ) overlaps the gate electrode. At this time, an increase in off-current caused by the high hole concentration is reduced. This can be seen as the hole current in FIG. On the other hand, in FIG. 24, since the electric field intensity at the gate electrode and the drain end is reduced by the GOLD + LDD structure, the hole concentration is not high. Further, the distribution of the electron concentration becomes gentle, and the tunnel current is blocked due to the existence of the LDD region, so that the off current does not increase. Similarly, in FIG. 26, both the electron current and the hole current are reduced.

【0181】以上の計算機シュミレーションの結果は、
本願発明が課題としているGOLD構造の現象を良く説
明している。そして、本願発明の構成をとることによっ
て、オフ電流の増大を防ぐことができることを示してい
る。
The results of the above computer simulation are as follows:
The phenomenon of the GOLD structure, which is the subject of the present invention, is well described. This shows that the configuration of the present invention can prevent an increase in off-state current.

【0182】[実施例14]本実施例では、本願発明のT
FT回路によるアクティブマトリクス型液晶表示装置を
組み込んだ半導体装置について図15、図40、図41
で説明する。
[Embodiment 14] In this embodiment, the T
Semiconductor device incorporating active matrix type liquid crystal display device using FT circuit FIGS. 15, 40, 41
Will be described.

【0183】このような半導体装置には、携帯情報端末
(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、ビ
デオカメラ、スチルカメラ、パーソナルコンピュータ、
テレビ等が挙げられる。それらの一例を図15、図4
0、図41に示す。
Such semiconductor devices include portable information terminals (electronic notebooks, mobile computers, mobile phones, etc.), video cameras, still cameras, personal computers,
TV and the like. Examples of these are shown in FIGS.
0, shown in FIG.

【0184】図15(A)は携帯電話であり、本体90
01、音声出力部9002、音声入力部9003、表示
装置9004、操作スイッチ9005、アンテナ900
6から構成されている。本願発明は音声出力部900
2、音声入力部9003、及びアクティブマトリクス基
板を備えた表示装置9004に適用することができる。
FIG. 15A shows a portable telephone, and a main body 90.
01, audio output unit 9002, audio input unit 9003, display device 9004, operation switch 9005, antenna 900
6. The present invention is an audio output unit 900
2. The present invention can be applied to a display device 9004 including an audio input unit 9003 and an active matrix substrate.

【0185】図15(B)はビデオカメラであり、本体
9101、表示装置9102、音声入力部9103、操
作スイッチ9104、バッテリー9105、受像部91
06から成っている。本願発明は音声入力部9103、
及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置910
2、受像部9106に適用することができる。
FIG. 15B shows a video camera, which includes a main body 9101, a display device 9102, an audio input portion 9103, operation switches 9104, a battery 9105, and an image receiving portion 91.
06. The present invention provides a voice input unit 9103,
910 provided with active matrix substrate
2. It can be applied to the image receiving unit 9106.

【0186】図15(C)はモバイルコンピュータであ
り、本体9201、カメラ部9202、受像部920
3、操作スイッチ9204、表示装置9205で構成さ
れている。本願発明は受像部9203、及びアクティブ
マトリクス基板を備えた表示装置9205に適用するこ
とができる。
FIG. 15C shows a mobile computer, which includes a main body 9201, a camera section 9202, and an image receiving section 920.
3, an operation switch 9204, and a display device 9205. The present invention can be applied to the display device 9205 including the image receiving portion 9203 and the active matrix substrate.

【0187】図15(D)はヘッドマウントディスプレ
イであり、本体9301、表示装置9302、アーム部
9303で構成される。本願発明は表示装置9302に
適用することができる。また、表示されていないが、そ
の他の信号制御用回路に使用することもできる。
FIG. 15D shows a head-mounted display, which is composed of a main body 9301, a display device 9302, and an arm portion 9303. The present invention can be applied to the display device 9302. Although not shown, it can be used for other signal control circuits.

【0188】図15(E)は携帯書籍であり、本体95
01、表示装置9502、9503、記憶媒体950
4、操作スイッチ9505、アンテナ9506から構成
されており、ミニディスク(MD)やDVDに記憶され
たデータや、アンテナで受信したデータを表示するもの
である。表示装置9502、9503は直視型の表示装
置であり、本願発明はこの適用することができる。
FIG. 15E shows a portable book, and a main body 95.
01, display devices 9502 and 9503, storage medium 950
4, comprising an operation switch 9505 and an antenna 9506 for displaying data stored on a mini disk (MD) or a DVD or data received by the antenna. The display devices 9502 and 9503 are direct-view display devices, and the present invention can be applied to this.

【0189】図40(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体9601、画像入力部9602、表示装置9
603、キーボード9604で構成される。
FIG. 40A shows a personal computer, which includes a main body 9601, an image input section 9602, and a display device 9.
603 and a keyboard 9604.

【0190】図40(B)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体9701、表示装置9702、スピーカ部97
03、記録媒体9704、操作スイッチ9705で構成
される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Di
gtial Versatile Disc)、CD等
を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネット
を行うことができる。
FIG. 40B shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 9701, a display device 9702, and a speaker unit 97.
03, a recording medium 9704, and operation switches 9705. This device uses a DVD (Di) as a recording medium.
It is possible to watch music, watch a movie, play a game, or use the Internet by using a CD (g. Versatile Disc) or a CD.

【0191】図40(C)はデジタルカメラであり、本
体9801、表示装置9802、接眼部9803、操作
スイッチ9804、受像部(図示しない)で構成され
る。
FIG. 40C shows a digital camera, which comprises a main body 9801, a display device 9802, an eyepiece 9803, operation switches 9804, and an image receiving unit (not shown).

【0192】図27(A)はフロント型プロジェクター
であり、表示装置2601、スクリーン2602で構成
される。本願発明は表示装置やその他の信号制御回路に
適用することができる。
FIG. 27A shows a front type projector, which comprises a display device 2601 and a screen 2602. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.

【0193】図27(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、表示装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704で構成される。本願発明は表示
装置やその他の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 27B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a display device 2702, and a mirror 270.
3. It is composed of a screen 2704. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.

【0194】なお、図27(C)は、図27(A)及び
図27(B)中における表示装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。表示装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶表示装置2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例
は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板
式であってもよい。また、図27(C)中において矢印
で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能
を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
FIG. 27C is a diagram showing an example of the structure of the display devices 2601 and 2702 in FIGS. 27A and 27B. Display devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal display device 2808, retardation plate 280
9. The projection optical system 2810. Projection optical system 28
10. An optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.

【0195】また、図27(D)は、図27(C)中に
おける光源光学系2810の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系2810は、リフレクタ
ー2811、光源2812、レンズアレイ2813、2
814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で
構成される。なお、図27(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。また、本願発明はその他にも、イ
メージセンサやEL型表示素子に適用することも可能で
ある。このように、本願発明の適用範囲はきわめて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。
FIG. 27D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2810 in FIG. 27C. In this embodiment, the light source optical system 2810 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 27D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system. Further, the invention of the present application can also be applied to an image sensor and an EL display device. As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in all fields.

【0196】[実施例15]本実施例では、本願発明を用
いてEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を作製
した例について説明する。
[Embodiment 15] In this embodiment, an example in which an EL (electroluminescence) display device is manufactured by using the present invention will be described.

【0197】図33(A)は本願発明を用いたEL表示
装置の上面図である。図33(A)において、4010
は基板、4011は画素部、4012はソース側駆動回
路、4013はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆
動回路は配線4014〜4016を経てFPC4017
に至り、外部機器へと接続される。
FIG. 33A is a top view of an EL display device using the present invention. In FIG. 33A, 4010
Denotes a substrate, 4011 denotes a pixel portion, 4012 denotes a source side driver circuit, and 4013 denotes a gate side driver circuit. Each of the driver circuits is connected to an FPC 4017 through wirings 4014 to 4016.
And connected to the external device.

【0198】このとき、少なくとも画素部、好ましくは
駆動回路及び画素部を囲むようにしてカバー材600
0、シーリング材(ハウジング材ともいう)7000、
密封材(第2のシーリング材)7001が設けられてい
る。
At this time, the cover member 600 is formed so as to surround at least the pixel portion, preferably the drive circuit and the pixel portion.
0, sealing material (also referred to as housing material) 7000,
A sealing material (a second sealing material) 7001 is provided.

【0199】また、図33(B)は本実施例のEL表示
装置の断面構造であり、基板4010、下地膜4021
の上に駆動回路用TFT(但し、ここではnチャネル型
TFTとpチャネル型TFTを組み合わせたCMOS回
路を図示している。)4022及び画素部用TFT40
23(但し、ここではEL素子への電流を制御するTF
Tだけ図示している。)が形成されている。これらのT
FTは公知の構造(トップゲート構造またはボトムゲー
ト構造)を用いれば良い。
FIG. 33B shows a cross-sectional structure of the EL display device of this embodiment.
A driving circuit TFT 4022 (here, a CMOS circuit combining an n-channel TFT and a p-channel TFT is illustrated) 4022 and a pixel portion TFT 40
23 (however, here, TF for controlling the current to the EL element)
Only T is shown. ) Is formed. These T
The FT may use a known structure (top gate structure or bottom gate structure).

【0200】本願発明は、駆動回路用TFT4022、
画素部用TF4023に際して用いることができる。
The present invention relates to a TFT 4022 for a driving circuit,
It can be used for the pixel portion TF4023.

【0201】本願発明を用いて駆動回路用TFT402
2、画素部用TFT4023が完成したら、樹脂材料で
なる層間絶縁膜(平坦化膜)4026の上に画素部用T
FT4023のドレインと電気的に接続する透明導電膜
でなる画素電極4027を形成する。透明導電膜として
は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物(ITOと呼
ばれる)または酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を
用いることができる。そして、画素電極4027を形成
したら、絶縁膜4028を形成し、画素電極4027上
に開口部を形成する。
By using the present invention, the TFT 402 for the driving circuit
2. When the pixel portion TFT 4023 is completed, the pixel portion TFT is formed on an interlayer insulating film (flattening film) 4026 made of a resin material.
A pixel electrode 4027 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of the FT 4023 is formed. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used. After the pixel electrode 4027 is formed, an insulating film 4028 is formed, and an opening is formed over the pixel electrode 4027.

【0202】次に、EL層4029を形成する。EL層
4029は公知のEL材料(正孔注入層、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層または電子注入層)を自由に組み合
わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのよう
な構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、E
L材料には低分子系材料と高分子系(ポリマー系)材料
がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いる
が、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、
印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いる
ことが可能である。
Next, an EL layer 4029 is formed. The EL layer 4029 is formed of a known EL material (a hole injection layer, a hole transport layer,
A light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer) may be freely combined to form a stacked structure or a single-layer structure. A known technique may be used to determine the structure. Also, E
The L material includes a low molecular material and a high molecular (polymer) material. When a low molecular material is used, an evaporation method is used, but when a high molecular material is used, a spin coating method,
A simple method such as a printing method or an inkjet method can be used.

【0203】本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸
着法によりEL層を形成する。シャドーマスクを用いて
画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層(赤色発光
層、緑色発光層及び青色発光層)を形成することで、カ
ラー表示が可能となる。その他にも、色変換層(CC
M)とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光
層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいず
れの方法を用いても良い。勿論、単色発光のEL表示装
置とすることもできる。
In this embodiment, an EL layer is formed by an evaporation method using a shadow mask. By forming a light-emitting layer (a red light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a blue light-emitting layer) capable of emitting light having different wavelengths for each pixel using a shadow mask, color display becomes possible. In addition, the color conversion layer (CC
M) and a color filter are combined, and a white light-emitting layer and a color filter are combined. Either method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.

【0204】EL層4029を形成したら、その上に陰
極4030を形成する。陰極4030とEL層4029
の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが
望ましい。従って、真空中でEL層4029と陰極40
30を連続成膜するか、EL層4029を不活性雰囲気
で形成し、大気解放しないで陰極4030を形成すると
いった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバ
ー方式(クラスターツール方式)の成膜装置を用いるこ
とで上述のような成膜を可能とする。
After forming the EL layer 4029, the cathode 4030 is formed thereon. Cathode 4030 and EL layer 4029
It is desirable to remove as much as possible moisture and oxygen existing at the interface. Therefore, the EL layer 4029 and the cathode 40 in vacuum
It is necessary to devise a method of continuously forming the film 30 or forming the EL layer 4029 in an inert atmosphere and forming the cathode 4030 without opening to the atmosphere. In this embodiment, the above-described film formation is made possible by using a multi-chamber type (cluster tool type) film formation apparatus.

【0205】なお、本実施例では陰極4030として、
LiF(フッ化リチウム)膜とAl(アルミニウム)膜
の積層構造を用いる。具体的にはEL層4029上に蒸
着法で1nm厚のLiF(フッ化リチウム)膜を形成
し、その上に300nm厚のアルミニウム膜を形成す
る。勿論、公知の陰極材料であるMgAg電極を用いて
も良い。そして陰極4030は4031で示される領域
において配線4016に接続される。配線4016は陰
極4030に所定の電圧を与えるための電源供給線であ
り、導電性ペースト材料4032を介してFPC401
7に接続される。
In this embodiment, as the cathode 4030,
A laminated structure of a LiF (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, a 1-nm-thick LiF (lithium fluoride) film is formed over the EL layer 4029 by a vapor deposition method, and a 300-nm-thick aluminum film is formed thereover. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 4030 is connected to the wiring 4016 in a region indicated by 4031. A wiring 4016 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 4030, and the FPC 401 via the conductive paste material 4032.
7 is connected.

【0206】4031に示された領域において陰極40
30と配線4016とを電気的に接続するために、層間
絶縁膜4026及び絶縁膜4028にコンタクトホール
を形成する必要がある。これらは層間絶縁膜4026の
エッチング時(画素電極用コンタクトホールの形成時)
や絶縁膜4028のエッチング時(EL層形成前の開口
部の形成時)に形成しておけば良い。また、絶縁膜40
28をエッチングする際に、層間絶縁膜4026まで一
括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜40
26と絶縁膜4028が同じ樹脂材料であれば、コンタ
クトホールの形状を良好なものとすることができる。
In the region indicated by 4031, the cathode 40
In order to electrically connect the wiring 30 and the wiring 3016, it is necessary to form contact holes in the interlayer insulating film 4026 and the insulating film 4028. These are at the time of etching the interlayer insulating film 4026 (at the time of forming the contact hole for the pixel electrode).
Or when the insulating film 4028 is etched (when an opening is formed before the EL layer is formed). Also, the insulating film 40
When etching 28, etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 4026. In this case, the interlayer insulating film 40
If the same resin material is used for the insulating film 26 and the insulating film 4028, the shape of the contact hole can be made good.

【0207】このようにして形成されたEL素子の表面
を覆って、パッシベーション膜6003、充填材600
4、カバー材6000が形成される。
The passivation film 6003 and the filler 600 cover the surface of the EL element thus formed.
4. The cover material 6000 is formed.

【0208】さらに、EL素子部を囲むようにして、カ
バー材7000と基板4010の内側にシーリング材が
設けられ、さらにシーリング材7000の外側には密封
材(第2のシーリング材)7001が形成される。
Furthermore, a sealing material is provided inside the cover member 7000 and the substrate 4010 so as to surround the EL element portion, and a sealing material (second sealing material) 7001 is formed outside the sealing material 7000.

【0209】このとき、この充填材6004は、カバー
材6000を接着するための接着剤としても機能する。
充填材6004としては、PVC(ポリビニルクロライ
ド)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビ
ニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテー
ト)を用いることができる。この充填材6004の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。
At this time, the filler 6004 also functions as an adhesive for bonding the cover material 6000.
As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because a moisture absorbing effect can be maintained.

【0210】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。
[0210] The filler 6004 may contain a spacer. At this time, the spacer may be a granular substance made of BaO or the like, and the spacer itself may have hygroscopicity.

【0211】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。
In the case where a spacer is provided, the passivation film 6003 can reduce the spacer pressure.
Further, a resin film or the like for relaxing the spacer pressure may be provided separately from the passivation film.

【0212】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。
[0212] As the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Five)
rglass-Reinforced Plastic
s) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film,
Mylar film, polyester film or acrylic film can be used. The filling material 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.

【0213】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。
[0213] However, depending on the direction of light emission (the direction of light emission) from the EL element, the cover material 6000 needs to have translucency.

【0214】また、配線4016はシーリング材700
0および密封材7001と基板4010との隙間を通っ
てFPC4017に電気的に接続される。なお、ここで
は配線4016について説明したが、他の配線401
4、4015も同様にしてシーリング材7000および
密封材7001の下を通ってFPC4017に電気的に
接続される。
The wiring 4016 is made of a sealing material 700.
0 and through the gap between the sealing material 7001 and the substrate 4010, and is electrically connected to the FPC 4017. Although the wiring 4016 has been described here, the other wiring 401
4, 4015 are similarly electrically connected to the FPC 4017 under the sealant 7000 and the sealant 7001.

【0215】[実施例16]本実施例では、本願発明を用
いて実施例15とは異なる形態のEL表示装置を作製し
た例について、図34(A)、(B)を用いて説明す
る。図33(A)、(B)と同じ番号のものは同じ部分
を指しているので説明は省略する。
[Embodiment 16] In this embodiment, an example in which an EL display device having a form different from that of Embodiment 15 is manufactured by using the present invention will be described with reference to FIGS. 33 (A) and 33 (B) denote the same parts, and a description thereof will not be repeated.

【0216】図34(A)は本実施例のEL表示装置の
上面図であり、図34(A)をA-A'で切断した断面図
を図34(B)に示す。
FIG. 34A is a top view of the EL display device of this embodiment, and FIG. 34B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【0217】実施例15に従って、EL素子の表面を覆
ってパッシベーション膜6003までを形成する。
According to the fifteenth embodiment, up to the passivation film 6003 is formed to cover the surface of the EL element.

【0218】さらに、EL素子を覆うようにして充填材6
004を設ける。この充填材6004は、カバー材60
00を接着するための接着剤としても機能する。充填材
6004としては、PVC(ポリビニルクロライド)、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブ
チラル)またはEVA(エチレンビニルアセテート)を
用いることができる。この充填材6004の内部に乾燥
剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好まし
い。
[0218] Further, the filling material 6 is formed so as to cover the EL element.
004 is provided. This filler 6004 is used for the cover material 60.
It also functions as an adhesive for bonding 00. As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride),
Epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral) or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because a moisture absorbing effect can be maintained.

【0219】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。
[0219] The filler 6004 may contain a spacer. At this time, the spacer may be a granular substance made of BaO or the like, and the spacer itself may have hygroscopicity.

【0220】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。
In the case where a spacer is provided, the passivation film 6003 can reduce the spacer pressure.
Further, a resin film or the like for relaxing the spacer pressure may be provided separately from the passivation film.

【0221】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。
Further, as the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Five)
rglass-Reinforced Plastic
s) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film,
Mylar film, polyester film or acrylic film can be used. The filling material 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.

【0222】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。
However, depending on the direction of light emission (the direction of light emission) from the EL element, the cover material 6000 needs to have translucency.

【0223】次に、充填材6004を用いてカバー材6
000を接着した後、充填材6004の側面(露呈面)
を覆うようにフレーム材6001を取り付ける。フレー
ム材6001はシーリング材(接着剤として機能する)
6002によって接着される。このとき、シーリング材
6002としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましい
が、EL層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良
い。なお、シーリング材6002はできるだけ水分や酸
素を透過しない材料であることが望ましい。また、シー
リング材6002の内部に乾燥剤を添加してあっても良
い。
Next, the cover material 6
After bonding 000, the side surface of filler 6004 (exposed surface)
Frame material 6001 is attached so as to cover. The frame material 6001 is a sealing material (functions as an adhesive)
Glued by 6002. At this time, a photocurable resin is preferably used as the sealing material 6002, but a thermosetting resin may be used as long as the heat resistance of the EL layer is allowed. Note that the sealing material 6002 is preferably a material that does not transmit moisture or oxygen as much as possible. Further, a desiccant may be added to the inside of the sealing material 6002.

【0224】また、配線4016はシーリング材600
2と基板4010との隙間を通ってFPC4017に電
気的に接続される。なお、ここでは配線4016につい
て説明したが、他の配線4014、4015も同様にし
てシーリング材6002の下を通ってFPC4017に
電気的に接続される。
The wiring 4016 is made of the sealing material 600.
2 is electrically connected to the FPC 4017 through a gap between the substrate 2 and the substrate 4010. Note that although the wiring 4016 has been described here, the other wirings 4014 and 4015 are also electrically connected to the FPC 4017 under the sealing material 6002 in the same manner.

【0225】[実施例17]実施例15および16のよう
な構成からなるEL表示パネルにおいて、本願発明を用
いることができる。画素部の詳細な断面構造を図35
に、上面構造を図36(A)に、回路図を図36(B)
に示す。図35、図36(A)及び図36(B)では共
通の符号を用いるので互いに参照すれば良い。
[Embodiment 17] The present invention can be applied to an EL display panel having the structure as in Embodiments 15 and 16. FIG. 35 shows a detailed sectional structure of the pixel portion.
36A shows a top view structure, and FIG. 36B shows a circuit diagram.
Shown in In FIG. 35, FIG. 36 (A) and FIG. 36 (B), a common reference numeral is used, so that they may be referred to each other.

【0226】図35において、基板3501上に設けら
れたスイッチング用TFT3502は本願発明のnチャ
ネル型TFTを用いて形成される(実施例1〜12参
照)。本実施例ではダブルゲート構造としているが、構
造及び作製プロセスに大きな違いはないので説明は省略
する。但し、ダブルゲート構造とすることで実質的に二
つのTFTが直列された構造となり、オフ電流値を低減
することができるという利点がある。なお、本実施例で
はダブルゲート構造としているが、シングルゲート構造
でも構わないし、トリプルゲート構造やそれ以上のゲー
ト本数を持つマルチゲート構造でも構わない。また、本
願発明のpチャネル型TFTを用いて形成しても構わな
い。
In FIG. 35, a switching TFT 3502 provided on a substrate 3501 is formed using the n-channel TFT of the present invention (see Examples 1 to 12). In this embodiment, a double gate structure is used. However, since there is no significant difference in the structure and the manufacturing process, the description is omitted. However, the double gate structure has a structure in which two TFTs are substantially connected in series, and has an advantage that an off-current value can be reduced. Although the double gate structure is used in this embodiment, a single gate structure, a triple gate structure, or a multi-gate structure having more gates may be used. Further, it may be formed using the p-channel TFT of the present invention.

【0227】また、電流制御用TFT3503は本願発
明のnチャネル型TFTを用いて形成される。このと
き、スイッチング用TFT3502のドレイン配線35
は配線36によって電流制御用TFTのゲート電極37
に電気的に接続されている。また、38で示される配線
は、スイッチング用TFT3502のゲート電極39
a、39bを電気的に接続するゲート配線である。
The current controlling TFT 3503 is formed using the n-channel TFT of the present invention. At this time, the drain wiring 35 of the switching TFT 3502
Is the gate electrode 37 of the current controlling TFT by the wiring 36.
Is electrically connected to The wiring indicated by 38 is the gate electrode 39 of the switching TFT 3502.
This is a gate wiring for electrically connecting a and 39b.

【0228】このとき、電流制御用TFT3503が本
願発明の構造であることは非常に重要な意味を持つ。電
流制御用TFTはEL素子を流れる電流量を制御するた
めの素子であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化
やホットキャリアによる劣化の危険性が高い素子でもあ
る。そのため、電流制御用TFTのドレイン側に、ゲー
ト絶縁膜を介してゲート電極に重なるようにLDD領域
を設ける本願発明の構造は極めて有効である。
At this time, it is very important that the current control TFT 3503 has the structure of the present invention. Since the current control TFT is an element for controlling the amount of current flowing through the EL element, a large amount of current flows and the element has a high risk of deterioration due to heat or hot carriers. Therefore, the structure of the present invention in which the LDD region is provided on the drain side of the current controlling TFT so as to overlap the gate electrode via the gate insulating film is extremely effective.

【0229】また、本実施例では電流制御用TFT35
03をシングルゲート構造で図示しているが、複数のT
FTを直列につなげたマルチゲート構造としても良い。
さらに、複数のTFTを並列につなげて実質的にチャネ
ル形成領域を複数に分割し、熱の放射を高い効率で行え
るようにした構造としても良い。このような構造は熱に
よる劣化対策として有効である。
In this embodiment, the current controlling TFT 35 is used.
03 is shown with a single gate structure.
A multi-gate structure in which FTs are connected in series may be used.
Further, a structure in which a plurality of TFTs are connected in parallel to substantially divide the channel formation region into a plurality of regions so that heat can be radiated with high efficiency may be employed. Such a structure is effective as a measure against deterioration due to heat.

【0230】また、図36(A)に示すように、電流制
御用TFT3503のゲート電極37となる配線は35
04で示される領域で、電流制御用TFT3503のド
レイン配線40と絶縁膜を介して重なる。このとき、3
504で示される領域ではコンデンサが形成される。こ
のコンデンサ3504は電流制御用TFT3503のゲ
ートにかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機
能する。なお、ドレイン配線40は電流供給線(電源
線)3506に接続され、常に一定の電圧が加えられて
いる。
Further, as shown in FIG. 36A, the wiring to be the gate electrode 37 of the current controlling TFT 3503 is 35
In a region indicated by 04, the region overlaps with the drain wiring 40 of the current control TFT 3503 via an insulating film. At this time, 3
In the region indicated by 504, a capacitor is formed. This capacitor 3504 functions as a capacitor for holding a voltage applied to the gate of the current control TFT 3503. The drain wiring 40 is connected to a current supply line (power supply line) 3506, and a constant voltage is constantly applied.

【0231】スイッチング用TFT3502及び電流制
御用TFT3503の上には第1パッシベーション膜4
1が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜42
が形成される。平坦化膜42を用いてTFTによる段差
を平坦化することは非常に重要である。後に形成される
EL層は非常に薄いため、段差が存在することによって
発光不良を起こす場合がある。従って、EL層をできる
だけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に
平坦化しておくことが望ましい。
The first passivation film 4 is formed on the switching TFT 3502 and the current control TFT 3503.
And a planarizing film 42 made of a resin insulating film thereon.
Is formed. It is very important to flatten the step due to the TFT using the flattening film 42. Since an EL layer formed later is extremely thin, poor light emission may be caused by the presence of a step. Therefore, it is desirable that the EL layer be flattened before forming the pixel electrode so that the EL layer can be formed as flat as possible.

【0232】また、43は反射性の高い導電膜でなる画
素電極(EL素子の陰極)であり、電流制御用TFT3
503のドレインに電気的に接続される。画素電極43
としてはアルミニウム合金膜、銅合金膜または銀合金膜
など低抵抗な導電膜またはそれらの積層膜を用いること
が好ましい。勿論、他の導電膜との積層構造としても良
い。
Reference numeral 43 denotes a pixel electrode (cathode of an EL element) made of a conductive film having high reflectivity.
503 is electrically connected to the drain. Pixel electrode 43
It is preferable to use a low-resistance conductive film such as an aluminum alloy film, a copper alloy film, or a silver alloy film, or a stacked film thereof. Of course, a stacked structure with another conductive film may be employed.

【0233】また、絶縁膜(好ましくは樹脂)で形成さ
れたバンク44a、44bにより形成された溝(画素に相
当する)の中に発光層45が形成される。なお、ここで
は一画素しか図示していないが、R(赤)、G(緑)、
B(青)の各色に対応した発光層を作り分けても良い。
発光層とする有機EL材料としてはπ共役ポリマー系材
料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパ
ラフェニレンビニレン(PPV)系、ポリビニルカルバ
ゾール(PVK)系、ポリフルオレン系などが挙げられ
る。
A light emitting layer 45 is formed in a groove (corresponding to a pixel) formed by banks 44a and 44b formed of an insulating film (preferably resin). Although only one pixel is shown here, R (red), G (green),
Light emitting layers corresponding to each color of B (blue) may be separately formed.
As the organic EL material for the light emitting layer, a π-conjugated polymer material is used. Typical polymer-based materials include polyparaphenylenevinylene (PPV), polyvinylcarbazole (PVK), and polyfluorene.

【0234】なお、PPV系有機EL材料としては様々
な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Ge
lsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers
forLight Emitting Diodes”,Euro Display,Proceeding
s,1999,p.33-37」や特開平10−92576号公報に記
載されたような材料を用いれば良い。
Although there are various types of PPV-based organic EL materials, for example, “H. Shenk, H. Becker, O. Ge
lsen, E. Kluge, W. Kreuder, and H. Spreitzer, “Polymers
forLight Emitting Diodes ”, Euro Display, Proceeding
s, 1999, p.33-37 "and JP-A-10-92576.

【0235】具体的な発光層としては、赤色に発光する
発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光
する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光す
る発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアル
キルフェニレンを用いれば良い。膜厚は30〜150n
m(好ましくは40〜100nm)とすれば良い。
As a specific light emitting layer, cyanopolyphenylenevinylene is used for a red light emitting layer, polyphenylenevinylene is used for a green light emitting layer, and polyphenylenevinylene or polyalkylphenylene is used for a blue light emitting layer. Good. The film thickness is 30-150n
m (preferably 40 to 100 nm).

【0236】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機EL材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせてEL層(発光及びそのための
キャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良
い。
However, the above example is an example of an organic EL material that can be used as a light emitting layer, and it is not necessary to limit the invention to this. An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer.

【0237】例えば、本実施例ではポリマー系材料を発
光層として用いる例を示したが、低分子系有機EL材料
を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として
炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これ
らの有機EL材料や無機材料は公知の材料を用いること
ができる。
For example, in this embodiment, an example in which a polymer material is used as the light emitting layer is shown, but a low molecular organic EL material may be used. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used for these organic EL materials and inorganic materials.

【0238】本実施例では発光層45の上にPEDOT
(ポリチオフェン)またはPAni(ポリアニリン)で
なる正孔注入層46を設けた積層構造のEL層としてい
る。そして、正孔注入層46の上には透明導電膜でなる
陽極47が設けられる。本実施例の場合、発光層45で
生成された光は上面側に向かって(TFTの上方に向か
って)放射されるため、陽極は透光性でなければならな
い。透明導電膜としては酸化インジウムと酸化スズとの
化合物や酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いる
ことができるが、耐熱性の低い発光層や正孔注入層を形
成した後で形成するため、可能な限り低温で成膜できる
ものが好ましい。
In this embodiment, PEDOT is formed on the light emitting layer 45.
This is an EL layer having a laminated structure provided with a hole injection layer 46 made of (polythiophene) or PAni (polyaniline). An anode 47 made of a transparent conductive film is provided on the hole injection layer 46. In the case of this embodiment, since the light generated in the light emitting layer 45 is emitted toward the upper surface side (toward the upper side of the TFT), the anode must be translucent. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used; however, it is possible to form after forming a light-emitting layer or a hole-injecting layer with low heat resistance. A material that can form a film at a temperature as low as possible is preferable.

【0239】陽極47まで形成された時点でEL素子3
505が完成する。なお、ここでいうEL素子3505
は、画素電極(陰極)43、発光層45、正孔注入層4
6及び陽極47で形成されたコンデンサを指す。図36
Aに示すように画素電極43は画素の面積にほぼ一致す
るため、画素全体がEL素子として機能する。従って、
発光の利用効率が非常に高く、明るい画像表示が可能と
なる。
When the anode 47 is formed, the EL element 3
505 is completed. Note that the EL element 3505 mentioned here
Are the pixel electrode (cathode) 43, the light emitting layer 45, the hole injection layer 4
6 and the anode 47. FIG.
As shown in A, since the pixel electrode 43 substantially matches the area of the pixel, the entire pixel functions as an EL element. Therefore,
The utilization efficiency of light emission is very high, and a bright image can be displayed.

【0240】ところで、本実施例では、陽極47の上に
さらに第2パッシベーション膜48を設けている。第2
パッシベーション膜48としては窒化珪素膜または窒化
酸化珪素膜が好ましい。この目的は、外部とEL素子と
を遮断することであり、有機EL材料の酸化による劣化
を防ぐ意味と、有機EL材料からの脱ガスを抑える意味
との両方を併せ持つ。これによりEL表示装置の信頼性
が高められる。
In the present embodiment, a second passivation film 48 is further provided on the anode 47. Second
As the passivation film 48, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferable. The purpose of this is to shut off the EL element from the outside, and has both the meaning of preventing the organic EL material from being deteriorated due to oxidation and the effect of suppressing outgassing from the organic EL material. Thereby, the reliability of the EL display device is improved.

【0241】以上のように本願発明のEL表示パネルは
図35のような構造の画素からなる画素部を有し、オフ
電流値の十分に低いスイッチング用TFTと、ホットキ
ャリア注入に強い電流制御用TFTとを有する。従っ
て、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能な
EL表示パネルが得られる。
As described above, the EL display panel of the present invention has a pixel portion composed of pixels having a structure as shown in FIG. 35, and a switching TFT having a sufficiently low off-current value and a current control device which is strong against hot carrier injection. And a TFT. Therefore, an EL display panel having high reliability and capable of displaying a good image can be obtained.

【0242】なお、本実施例の構成は、実施例1〜12
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、実施例14の電子機器の表示部として本実施例の
EL表示パネルを用いることは有効である。
The structure of this embodiment is similar to that of the first to twelfth embodiments.
It can be implemented in any combination with the configuration.
Further, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of the fourteenth embodiment.

【0243】[実施例18]本実施例では、実施例17に
示した画素部において、EL素子3505の構造を反転
させた構造について説明する。説明には図37を用い
る。なお、図35の構造と異なる点はEL素子の部分と
電流制御用TFTだけであるので、その他の説明は省略
することとする。
[Embodiment 18] In this embodiment, a structure in which the EL element 3505 is inverted in the pixel portion shown in Embodiment 17 will be described. FIG. 37 is used for the description. Note that the only difference from the structure of FIG. 35 is the EL element portion and the current controlling TFT, and therefore, the other description will be omitted.

【0244】図37において、電流制御用TFT350
3は本願発明のpチャネル型TFTを用いて形成され
る。作製プロセスは実施例1〜12を参照すれば良い。
In FIG. 37, the current controlling TFT 350
Reference numeral 3 is formed using the p-channel TFT of the present invention. Embodiments 1 to 12 may be referred to for the manufacturing process.

【0245】本実施例では、画素電極(陽極)50とし
て透明導電膜を用いる。具体的には酸化インジウムと酸
化亜鉛との化合物でなる導電膜を用いる。勿論、酸化イ
ンジウムと酸化スズとの化合物でなる導電膜を用いても
良い。
In this embodiment, a transparent conductive film is used as the pixel electrode (anode) 50. Specifically, a conductive film formed using a compound of indium oxide and zinc oxide is used. Needless to say, a conductive film made of a compound of indium oxide and tin oxide may be used.

【0246】そして、絶縁膜でなるバンク51a、51b
が形成された後、溶液塗布によりポリビニルカルバゾー
ルでなる発光層52が形成される。その上にはカリウム
アセチルアセトネート(acacKと表記される)でな
る電子注入層53、アルミニウム合金でなる陰極54が
形成される。この場合、陰極54がパッシベーション膜
としても機能する。こうしてEL素子3701が形成さ
れる。
Then, the banks 51a and 51b made of an insulating film are used.
Is formed, a light emitting layer 52 made of polyvinyl carbazole is formed by solution coating. An electron injection layer 53 made of potassium acetylacetonate (denoted as acacK) and a cathode 54 made of an aluminum alloy are formed thereon. In this case, the cathode 54 also functions as a passivation film. Thus, an EL element 3701 is formed.

【0247】本実施例の場合、発光層52で発生した光
は、矢印で示されるようにTFTが形成された基板の方
に向かって放射される。
In the case of this embodiment, the light generated in the light emitting layer 52 is radiated toward the substrate on which the TFT is formed, as indicated by the arrow.

【0248】なお、本実施例の構成は、実施例1〜12
の構成と自由に組み合わせて実施することが可能であ
る。また、実施例14の電子機器の表示部として本実施
例のEL表示パネルを用いることは有効である。
The structure of this embodiment is similar to that of the first to twelfth embodiments.
Can be freely combined with the above configuration. Further, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of the fourteenth embodiment.

【0249】[実施例19]本実施例では、図36(B)
に示した回路図とは異なる構造の画素とした場合の例に
ついて図38(A)〜(C)に示す。なお、本実施例に
おいて、3801はスイッチング用TFT3802のソ
ース配線、3803はスイッチング用TFT3802の
ゲート配線、3804は電流制御用TFT、3805は
コンデンサ、3806、3808は電流供給線、380
7はEL素子とする。
[Embodiment 19] In this embodiment, FIG.
38A to 38C show an example in which a pixel having a structure different from that of the circuit diagram shown in FIG. In this embodiment, reference numeral 3801 denotes a source wiring of the switching TFT 3802, 3803 denotes a gate wiring of the switching TFT 3802, 3804 denotes a current control TFT, 3805 denotes a capacitor, 3806 and 3808 denote a current supply line, 380
Reference numeral 7 denotes an EL element.

【0250】図38(A)は、二つの画素間で電流供給
線3806を共通とした場合の例である。即ち、二つの
画素が電流供給線3806を中心に線対称となるように
形成されている点に特徴がある。この場合、電源供給線
の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精
細化することができる。
FIG. 38A shows an example in which a current supply line 3806 is shared between two pixels. That is, the feature is that two pixels are formed to be line-symmetric with respect to the current supply line 3806. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.

【0251】また、図38(B)は、電流供給線380
8をゲート配線3803と平行に設けた場合の例であ
る。なお、図38(B)では電流供給線3808とゲー
ト配線3803とが重ならないように設けた構造となっ
ているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、
絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この
場合、電源供給線3808とゲート配線3803とで専
有面積を共有させることができるため、画素部をさらに
高精細化することができる。
FIG. 38B shows the current supply line 380
8 is provided in parallel with the gate wiring 3803. Note that in FIG. 38B, the current supply line 3808 and the gate wiring 3803 are provided so as not to overlap with each other.
They can be provided so as to overlap with each other via an insulating film. In this case, since the power supply line 3808 and the gate wiring 3803 can share an occupied area, the pixel portion can have higher definition.

【0252】また、図38(C)は、図38(B)の構
造と同様に電流供給線3808をゲート配線3803と
平行に設け、さらに、二つの画素を電流供給線3808
を中心に線対称となるように形成する点に特徴がある。
また、電流供給線3808をゲート配線3803のいず
れか一方と重なるように設けることも有効である。この
場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画
素部をさらに高精細化することができる。
In FIG. 38C, a current supply line 3808 is provided in parallel with the gate wiring 3803, and two pixels are connected to the current supply line 3808 in the same manner as in the structure of FIG.
It is characterized in that it is formed so as to be line-symmetric with respect to.
It is also effective to provide the current supply line 3808 so as to overlap with one of the gate wirings 3803. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.

【0253】なお、本実施例の構成は、実施例1〜1
2、15または16の構成と自由に組み合わせて実施す
ることが可能である。また、実施例14の電子機器の表
示部として本実施例の画素構造を有するEL表示パネル
を用いることは有効である。
The structure of this embodiment is similar to those of Embodiments 1 to 1.
It can be implemented in any combination with the configuration of 2, 15 or 16. In addition, it is effective to use an EL display panel having the pixel structure of this embodiment as a display unit of the electronic device of Embodiment 14.

【0254】[実施例20]実施例17に示した図36
(A)、36(B)では電流制御用TFT3503のゲ
ートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ3504
を設ける構造としているが、コンデンサ3504を省略
することも可能である。実施例17の場合、電流制御用
TFT3503として実施例1〜12に示すような本願
発明のnチャネル型TFTを用いているため、ゲート絶
縁膜を介してゲート電極に重なるように設けられたLD
D領域を有している。この重なり合った領域には一般的
にゲート容量と呼ばれる寄生容量が形成されるが、本実
施例ではこの寄生容量をコンデンサ3504の代わりと
して積極的に用いる点に特徴がある。
[Embodiment 20] FIG. 36 shown in Embodiment 17
36A and 36B, a capacitor 3504 for holding the voltage applied to the gate of the current controlling TFT 3503 is used.
, But the capacitor 3504 can be omitted. In the case of the seventeenth embodiment, since the n-channel TFT of the present invention as shown in the first to twelfth embodiments is used as the current controlling TFT 3503, the LD provided to overlap the gate electrode via the gate insulating film is provided.
It has a D region. A parasitic capacitance generally called a gate capacitance is formed in the overlapped region. The present embodiment is characterized in that this parasitic capacitance is actively used instead of the capacitor 3504.

【0255】この寄生容量のキャパシタンスは、上記ゲ
ート電極とLDD領域とが重なり合った面積によって変
化するため、その重なり合った領域に含まれるLDD領
域の長さによって決まる。
Since the capacitance of the parasitic capacitance changes depending on the area where the gate electrode and the LDD region overlap, it is determined by the length of the LDD region included in the overlapping region.

【0256】また、実施例19に示した図38(A)、
(B)、(C)の構造においても同様に、コンデンサ3
805を省略することは可能である。
Further, FIG. 38 (A) shown in Embodiment 19,
Similarly, in the structures (B) and (C), the capacitor 3
It is possible to omit 805.

【0257】なお、本実施例の構成は、実施例1〜1
2、15〜19の構成と自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。また、実施例14の電子機器の表示部
として本実施例の画素構造を有するEL表示パネルを用
いることは有効である。
The structure of this embodiment is similar to that of the first to first embodiments.
2, 15 to 19 can be freely combined. In addition, it is effective to use an EL display panel having the pixel structure of this embodiment as a display unit of the electronic device of Embodiment 14.

【0258】[実施例21]実施例1または実施例4で示
したの液晶表示装置にはネマチック液晶以外にも様々な
液晶を用いることが可能である。例えば、1998, SID, "
Characteristicsand Driving Scheme of Polymer-Stabi
lized Monostable FLCD Exhibiting FastResponse Time
and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capabilit
y" by H.Furue et al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A
Full-Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exh
ibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Tim
e"by T. Yoshida et al.や、1996, J. Mater. Chem. 6
(4), 671-673, "Thresholdless antiferroelectricity
in liquid crystals and its application to display
s" by S. Inui et al.や、米国特許第5594569 号に開示
された液晶を用いることが可能である。
[Embodiment 21] Various liquid crystals other than nematic liquid crystals can be used in the liquid crystal display device shown in Embodiment 1 or 4. For example, 1998, SID, "
Characteristicsand Driving Scheme of Polymer-Stabi
lized Monostable FLCD Exhibiting FastResponse Time
and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capabilit
y "by H. Furue et al., 1997, SID DIGEST, 841," A
Full-Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exh
ibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Tim
e "by T. Yoshida et al., 1996, J. Mater. Chem. 6
(4), 671-673, "Thresholdless antiferroelectricity
in liquid crystals and its application to display
s "by S. Inui et al. and U.S. Pat. No. 5,594,569.

【0259】等方相−コレステリック相−カイラルスメ
クティックC相転移系列を示す強誘電性液晶(FLC)
を用い、DC電圧を印加しながらコレステリック相−カ
イラルスメクティックC相転移をさせ、かつコーンエッ
ジをほぼラビング方向に一致させた単安定FLCの電気
光学特性を図39に示す。図39に示すような強誘電性
液晶による表示モードは「Half−V字スイッチング
モード」と呼ばれている。図39に示すグラフの縦軸は
透過率(任意単位)、横軸は印加電圧である。「Hal
f−V字スイッチングモード」については、寺田らの”
Half−V字スイッチングモードFLCD”、第46
回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、1999年3
月、第1316頁、および吉原らの”強誘電性液晶によ
る時分割フルカラーLCD”、液晶第3巻第3号第19
0頁に詳しい。
A ferroelectric liquid crystal (FLC) exhibiting an isotropic phase-cholesteric phase-chiral smectic C phase transition series
FIG. 39 shows the electro-optical characteristics of a monostable FLC in which the cholesteric phase-chiral smectic C phase transition was performed while applying a DC voltage and the cone edge was almost aligned with the rubbing direction. The display mode using the ferroelectric liquid crystal as shown in FIG. 39 is called “Half-V switching mode”. The vertical axis of the graph shown in FIG. 39 is the transmittance (arbitrary unit), and the horizontal axis is the applied voltage. "Hal
For the fV-shaped switching mode, see Terada et al.
Half-V switching mode FLCD ", 46th
Proceedings of the JSCE Lecture Meeting, March 1999
Tsuki, p. 1316, and Yoshihara et al., "Time-Division Full-Color LCD with Ferroelectric Liquid Crystal", Liquid Crystal Vol. 3, No. 19, No. 19
See page 0 for details.

【0260】図39に示されるように、このような強誘
電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可
能となることがわかる。本願発明の液晶表示装置には、
このような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いるこ
とができる。
As shown in FIG. 39, it is understood that the use of such a ferroelectric mixed liquid crystal enables low-voltage driving and gradation display. The liquid crystal display device of the present invention includes:
A ferroelectric liquid crystal having such electro-optical characteristics can also be used.

【0261】また、ある温度域において反強誘電相を示
す液晶を反強誘電性液晶(AFLC)という。反強誘電
性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連
続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反
強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい
値反強誘電性混合液晶は、いわゆるV字型の電気光学応
答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±2.5V
程度(セル厚約1μm〜2μm)のものも見出されてい
る。
A liquid crystal exhibiting an antiferroelectric phase in a certain temperature range is called an antiferroelectric liquid crystal (AFLC). As a mixed liquid crystal having an antiferroelectric liquid crystal, there is a so-called thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal exhibiting an electro-optical response characteristic in which transmittance changes continuously with an electric field. This thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a so-called V-shaped electro-optical response characteristic, and its driving voltage is about ± 2.5 V.
Some (cell thicknesses of about 1 μm to 2 μm) have been found.

【0262】また、一般に、無しきい値反強誘電性混合
液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。こ
のため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置
に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要
となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反
強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。
In general, a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a large spontaneous polarization and a high dielectric constant of the liquid crystal itself. Therefore, when a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used for a liquid crystal display device, a relatively large storage capacitance is required for a pixel. Therefore, it is preferable to use a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal having a small spontaneous polarization.

【0263】なお、このような無しきい値反強誘電性混
合液晶を本願発明の液晶表示装置に用いることによって
低電圧駆動が実現されるので、低消費電力化が実現され
る。
By using such a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal in the liquid crystal display device of the present invention, low-voltage driving can be realized, so that low power consumption can be realized.

【0264】[0264]

【発明の効果】本願発明を実施することで、画素マトリ
クス回路の画素TFTに15〜20Vのゲート電圧を印
加して駆動させても、安定した動作を得ることができ
る。その結果、結晶質TFTで作製されたCMOS回路
を含む半導体装置、また、具体的には液晶表示装置やE
L表示装置などの画素マトリクス回路や、その周辺に設
けられる駆動回路の信頼性を高め、長時間の使用に耐え
る液晶表示装置やEL表示装置を得ることができる。
According to the present invention, a stable operation can be obtained even when the pixel TFT of the pixel matrix circuit is driven by applying a gate voltage of 15 to 20 V. As a result, a semiconductor device including a CMOS circuit made of a crystalline TFT, and more specifically, a liquid crystal display
The reliability of a pixel matrix circuit such as an L display device and a driver circuit provided therearound can be improved, and a liquid crystal display device or an EL display device that can withstand long-term use can be obtained.

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

【図1】 本実施形態のTFTの断面図。FIG. 1 is a sectional view of a TFT according to an embodiment.

【図2】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図3】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図4】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図5】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図6】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図7】 アクティブマトリクス基板の斜視図。FIG. 7 is a perspective view of an active matrix substrate.

【図8】 画素マトリクス回路とCMOS回路の上面図FIG. 8 is a top view of a pixel matrix circuit and a CMOS circuit.

【図9】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 9 is a view showing a manufacturing process of a crystalline silicon film.

【図10】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of a crystalline silicon film.

【図11】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 11 is a view showing a manufacturing process of a crystalline silicon film.

【図12】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 12 is a view showing a manufacturing process of a crystalline silicon film.

【図13】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図14】 ゲート電極の構成を示す図。FIG 14 illustrates a structure of a gate electrode.

【図15】 電子機器の一例を示す図。FIG. 15 illustrates an example of an electronic device.

【図16】 ゲート電極の構成を示す図。FIG. 16 illustrates a structure of a gate electrode.

【図17】 TFTの構造と電気的特性を説明する図。FIG. 17 illustrates a structure and electric characteristics of a TFT.

【図18】 ゲート電極の構成を示す図。FIG. 18 illustrates a structure of a gate electrode.

【図19】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図20】 シュミレーションの基本構造を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a basic structure of a simulation.

【図21】 チャネル長方向の電界強度分布のシュミレ
ーション結果の図。
FIG. 21 is a diagram showing a simulation result of an electric field intensity distribution in a channel length direction.

【図22】 ゲート電圧―ドレイン電流特性のシュミレ
ーション結果の図。
FIG. 22 is a diagram showing a simulation result of gate voltage-drain current characteristics.

【図23】 電子・ホール濃度分布のシュミレーション
結果の図。
FIG. 23 is a diagram showing a simulation result of electron / hole concentration distribution.

【図24】 電子・ホール濃度分布のシュミレーション
結果の図。
FIG. 24 is a diagram showing a simulation result of an electron-hole concentration distribution.

【図25】 電子・ホール電流密度分布のシュミレーシ
ョン結果の図。
FIG. 25 is a diagram showing a simulation result of an electron / hole current density distribution.

【図26】 電子・ホール電流密度分布のシュミレーシ
ョン結果の図。
FIG. 26 is a diagram showing a simulation result of an electron / hole current density distribution.

【図27】 プロジェクターの構成を説明する図。FIG. 27 illustrates a configuration of a projector.

【図28】 本実施形態のTFTの断面図。FIG. 28 is a sectional view of a TFT according to the embodiment.

【図29】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 29 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図30】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 30 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図31】 ゲート電極の構成を示す図。FIG. 31 illustrates a structure of a gate electrode.

【図32】 レーザーアニール装置の構成を説明する
図。
FIG. 32 illustrates a configuration of a laser annealing apparatus.

【図33】 アクティブマトリクス型のEL表示装置の
構成を示す図。
FIG. 33 illustrates a structure of an active matrix EL display device.

【図34】 アクティブマトリクス型のEL表示装置の
構成を示す図。
FIG. 34 illustrates a structure of an active matrix EL display device.

【図35】 アクティブマトリクス型のEL表示装置の
画素部の構成を示す断面図。
FIG. 35 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix EL display device.

【図36】 アクティブマトリクス型のEL表示装置の
画素部の構成を示す上面図と回路図。
36A and 36B are a top view and a circuit diagram illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix EL display device.

【図37】 アクティブマトリクス型のEL表示装置の
画素部の構成を示す断面図。
FIG. 37 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix EL display device.

【図38】 アクティブマトリクス型のEL表示装置の
画素部の構成を示す回路図。
FIG. 38 is a circuit diagram illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix EL display device.

【図39】 反強誘電性混合液晶の光透過率特性の一例
を示す図。
FIG. 39 is a view showing an example of light transmittance characteristics of an antiferroelectric mixed liquid crystal.

【図40】 電子機器の一例を示す図。FIG. 40 illustrates an example of an electronic device.

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】nチャネル型TFTとpチャネル型TFT
で形成されたCMOS回路を含む半導体装置において、 前記nチャネル型TFTと前記pチャネル型TFTのゲ
ート電極は、 ゲート絶縁膜に接して形成された第1の導電層と、該第
1の導電層と該ゲート絶縁膜とに接して形成された第2
の導電層とを有し、 前記nチャネル型TFTの半導体層は、チャネル形成領
域と、該チャネル形成領域に接して形成された第1の不
純物領域と、該第1の不純物領域に接して形成された第
2の不純物領域とを有し、 前記pチャネル型TFTの半導体層は、チャネル形成領
域と、該チャネル形成領域に接して形成された第3の不
純物領域を有し、 前記nチャネル型TFTの前記第1の不純物領域は、前
記第2の導電層と全てが重なるように設けられ、 前記pチャネル型TFTの前記第3の不純物領域は、前
記第2の導電層と一部が重なって設けられていることを
特徴とする半導体装置。
1. An n-channel TFT and a p-channel TFT
In the semiconductor device including the CMOS circuit formed by the above, the gate electrodes of the n-channel TFT and the p-channel TFT are a first conductive layer formed in contact with a gate insulating film, and the first conductive layer. And a second insulating film formed in contact with the gate insulating film.
A semiconductor layer of the n-channel TFT, a channel formation region, a first impurity region formed in contact with the channel formation region, and a semiconductor layer formed in contact with the first impurity region. The semiconductor layer of the p-channel TFT has a channel formation region and a third impurity region formed in contact with the channel formation region; The first impurity region of the TFT is provided so as to entirely overlap with the second conductive layer, and the third impurity region of the p-channel TFT partially overlaps with the second conductive layer. A semiconductor device characterized by being provided.
【請求項2】画素マトリクス回路の画素TFTと、nチ
ャネル型TFTとpチャネル型TFTとで形成されたC
MOS回路を含む半導体装置において、 前記画素TFTと、前記CMOS回路のnチャネル型T
FTとpチャネル型TFTのゲート電極は、 ゲート絶縁膜に接して形成された第1の導電層と、該第
1の導電層と該ゲート絶縁膜とに接して形成された第2
の導電層とを有し、 前記画素TFTと前記nチャネル型TFTの半導体層
は、チャネル形成領域と、該チャネル形成領域に接して
形成された第1の不純物領域と、該第1の不純物領域に
接して形成された第2の不純物領域とを有し、 前記pチャネル型TFTの半導体層は、チャネル形成領
域と、該チャネル形成領域に接して形成された第3の不
純物領域を有し、 前記画素TFTと前記nチャネル型TFTの前記第1の
不純物領域は、前記第2の導電層と全てが重なるように
設けられ、 前記pチャネル型TFTの前記第3の不純物領域は、前
記第2の導電層と一部が重なって設けられていることを
特徴とする半導体装置。
2. A pixel TFT of a pixel matrix circuit, and a C TFT formed by an n-channel TFT and a p-channel TFT.
In a semiconductor device including a MOS circuit, the pixel TFT and an n-channel type T of the CMOS circuit are provided.
The gate electrodes of the FT and the p-channel TFT are a first conductive layer formed in contact with the gate insulating film and a second conductive layer formed in contact with the first conductive layer and the gate insulating film.
The pixel TFT and the semiconductor layer of the n-channel TFT have a channel formation region, a first impurity region formed in contact with the channel formation region, and a first impurity region. A semiconductor layer of the p-channel TFT has a channel formation region and a third impurity region formed in contact with the channel formation region; The pixel TFT and the first impurity region of the n-channel TFT are provided so as to entirely overlap the second conductive layer, and the third impurity region of the p-channel TFT is the second impurity region. A semiconductor device characterized in that a part thereof is provided so as to overlap with the conductive layer.
【請求項3】nチャネル型TFTとpチャネル型TFT
とで形成されたCMOS回路を含む半導体装置におい
て、 前記nチャネル型TFTと前記pチャネル型TFTのゲ
ート電極は、 ゲート絶縁膜に接して形成された第1の導電層と、該第
1の導電層と該ゲート絶縁膜とに接して形成された第2
の導電層とを有し、 前記nチャネル型TFTの半導体層は、チャネル形成領
域と、該チャネル形成領域に接して形成された第1の不
純物領域と、該第1の不純物領域に接して形成された第
2の不純物領域とを有し、 前記pチャネル型TFTの半導体層は、チャネル形成領
域と、該チャネル形成領域に接して形成された第3の不
純物領域を有し、 前記nチャネル型TFTの前記第1の不純物領域の一部
は、前記第2の導電層と一部が重なるように設けられ、 前記pチャネル型TFTの前記第3の不純物領域は、前
記第2の導電層と一部が重なって設けられていることを
特徴とする半導体装置。
3. An n-channel TFT and a p-channel TFT
Wherein the gate electrodes of the n-channel TFT and the p-channel TFT are a first conductive layer formed in contact with a gate insulating film; A second layer formed in contact with the layer and the gate insulating film.
A semiconductor layer of the n-channel TFT, a channel formation region, a first impurity region formed in contact with the channel formation region, and a semiconductor layer formed in contact with the first impurity region. The semiconductor layer of the p-channel TFT has a channel formation region and a third impurity region formed in contact with the channel formation region; A part of the first impurity region of the TFT is provided so as to partially overlap the second conductive layer, and the third impurity region of the p-channel TFT is formed so as to be in contact with the second conductive layer. A semiconductor device which is provided so as to partially overlap.
【請求項4】画素マトリクス回路の画素TFTと、nチ
ャネル型TFTとpチャネル型TFTとで形成されたC
MOS回路を含む半導体装置において、 前記画素TFTと、前記CMOS回路のnチャネル型T
FTとpチャネル型TFTのゲート電極は、 ゲート絶縁膜に接して形成された第1の導電層と、該第
1の導電層と該ゲート絶縁膜とに接して形成された第2
の導電層とを有し、 前記画素TFTと前記nチャネル型TFTの半導体層
は、チャネル形成領域と、該チャネル形成領域に接して
形成された第1の不純物領域と、該第1の不純物領域に
接して形成された第2の不純物領域とを有し、 前記pチャネル型TFTの半導体層は、チャネル形成領
域と、該チャネル形成領域に接して形成された第3の不
純物領域を有し、 前記画素TFTと前記nチャネル型TFTの前記第1の
不純物領域の一部は、前記第2の導電層と一部が重なっ
て設けられ、 前記pチャネル型TFTの前記第3の不純物領域の一部
は、前記第2の導電層の一部と重なって設けられている
ことを特徴とする半導体装置。
4. A pixel TFT of a pixel matrix circuit, and a C formed by an n-channel TFT and a p-channel TFT.
In a semiconductor device including a MOS circuit, the pixel TFT and an n-channel type T of the CMOS circuit are provided.
The gate electrodes of the FT and the p-channel TFT are a first conductive layer formed in contact with the gate insulating film and a second conductive layer formed in contact with the first conductive layer and the gate insulating film.
The pixel TFT and the semiconductor layer of the n-channel TFT have a channel formation region, a first impurity region formed in contact with the channel formation region, and a first impurity region. A semiconductor layer of the p-channel TFT has a channel formation region and a third impurity region formed in contact with the channel formation region; Part of the first impurity region of the pixel TFT and part of the first impurity region of the n-channel TFT are provided so as to partially overlap with the second conductive layer, and part of the third impurity region of the p-channel TFT is provided. The semiconductor device, wherein the portion is provided so as to overlap a part of the second conductive layer.
【請求項5】一つの画素に、2つのnチャネル型TFT
を有する半導体装置において、 前記2つのnチャネル型TFTのゲート電極は、ゲート
絶縁膜に接して形成された第1の導電層と、該第1の導
電層と該ゲート絶縁膜とに接して形成された第2の導電
層とを有し、 前記2つのnチャネル型TFTのの半導体層は、チャネ
ル形成領域と、該チャネル形成領域に接して形成された
第1の不純物領域と、該第1の不純物領域に接して形成
された第2の不純物領域とを有し、 前記2つのnチャネル型TFTの前記第1の不純物領域
の一部は、前記第2の導電層と一部が重なって設けられ
ていることを特徴とする半導体装置。
5. One pixel includes two n-channel TFTs.
Wherein the gate electrodes of the two n-channel TFTs are formed in contact with a first conductive layer formed in contact with a gate insulating film, and formed in contact with the first conductive layer and the gate insulating film. A semiconductor layer of the two n-channel TFTs, wherein the semiconductor layers of the two n-channel TFTs include a channel forming region, a first impurity region formed in contact with the channel forming region, A second impurity region formed in contact with the second impurity region, and a part of the first impurity region of the two n-channel TFTs partially overlaps with the second conductive layer. A semiconductor device, which is provided.
【請求項6】請求項5において、少なくとも一つのnチ
ャネル型TFTはマルチゲート構造を有することを特徴
とする半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein at least one n-channel TFT has a multi-gate structure.
【請求項7】請求項5において、前記他方のnチャネル
型TFTには、発光層を有する素子が接続されているこ
とを特徴とする半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 5, wherein an element having a light emitting layer is connected to the other n-channel TFT.
【請求項8】一つの画素に、nチャネル型TFTとpチ
ャネル型TFTとを有する半導体装置において、 前記nチャネル型TFTとpチャネル型TFTとのゲー
ト電極は、ゲート絶縁膜に接して形成された第1の導電
層と、該第1の導電層と該ゲート絶縁膜とに接して形成
された第2の導電層とを有し、 前記nチャネル型TFTのの半導体層は、チャネル形成
領域と、該チャネル形成領域に接して形成された第1の
不純物領域と、該第1の不純物領域に接して形成された
第2の不純物領域とを有し、前記第1の不純物領域の一
部は、前記第2の導電層と一部が重なって設けられ、 前記pチャネル型TFTの半導体層は、チャネル形成領
域と、該チャネル形成領域に接して形成された第3の不
純物領域を有し、前記第3の不純物領域の一部は、前記
第2の導電層の一部と重なって設けられていることを特
徴とする半導体装置。
8. A semiconductor device having an n-channel TFT and a p-channel TFT in one pixel, wherein the gate electrodes of the n-channel TFT and the p-channel TFT are formed in contact with a gate insulating film. A first conductive layer, and a second conductive layer formed in contact with the first conductive layer and the gate insulating film. The semiconductor layer of the n-channel TFT has a channel formation region. A first impurity region formed in contact with the channel formation region; and a second impurity region formed in contact with the first impurity region, and a part of the first impurity region. Is provided so as to partially overlap with the second conductive layer. The semiconductor layer of the p-channel TFT has a channel formation region and a third impurity region formed in contact with the channel formation region. A part of the third impurity region is Wherein a is provided to overlap with a portion of the second conductive layer.
【請求項9】請求項8において、前記nチャネル型薄膜
トランジスタはマルチゲート構造を有することを特徴と
する半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the n-channel thin film transistor has a multi-gate structure.
【請求項10】請求項8において、前記pチャネル型T
FTには、発光層を有する素子が接続されていることを
特徴とする半導体装置。
10. The method of claim 8, wherein the p-channel type T
A semiconductor device, wherein an element having a light-emitting layer is connected to the FT.
【請求項11】請求項1乃至請求項10のいずれか一項
において、 前記第1の不純物領域におけるn型を付与する不純物元
素の濃度が、1×10 16〜5×1019atoms/cm3である
ことを特徴とする半導体装置。
11. The method according to claim 1, wherein:
The impurity element imparting n-type conductivity in the first impurity region;
Element concentration is 1 × 10 16~ 5 × 1019atoms / cmThreeIs
A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項12】請求項1乃至請求項11のいずれか一項
において、 前記第2の不純物領域に接して設けられ、前記第1の不
純物領域と同じ濃度で不純物元素を含む半導体層と、前
記ゲート絶縁膜と同じ層で形成された絶縁層と、該絶縁
層上に形成された容量配線とから保持容量が形成されて
いることを特徴とする半導体装置。
12. The semiconductor layer according to claim 1, wherein the semiconductor layer is provided in contact with the second impurity region and contains an impurity element at the same concentration as the first impurity region. A semiconductor device, wherein a storage capacitor is formed from an insulating layer formed of the same layer as a gate insulating film and a capacitor wiring formed over the insulating layer.
【請求項13】請求項1乃至請求項11のいずれか一項
において、 前記第2の不純物領域に接して設けられ、前記第3の不
純物領域と同じ濃度で不純物元素を含む半導体層と、前
記ゲート絶縁膜と同じ層で形成された絶縁層と、該絶縁
層上に形成された容量配線とから保持容量が形成されて
いることを特徴とする半導体装置。
13. The semiconductor layer according to claim 1, wherein the semiconductor layer is provided in contact with the second impurity region and contains an impurity element at the same concentration as the third impurity region. A semiconductor device, wherein a storage capacitor is formed from an insulating layer formed of the same layer as a gate insulating film and a capacitor wiring formed over the insulating layer.
【請求項14】請求項1乃至請求項13のいずれか一項
において、 前記nチャネル型TFTおよびpチャネル型TFTの前
記第1の導電層は、チタン(Ti)、タンタル(T
a)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)から選
ばれた一種または複数種の元素、あるいは該元素を成分
とする材料で形成されていることを特徴とする半導体装
置。
14. The method according to claim 1, wherein the first conductive layer of the n-channel TFT and the p-channel TFT is formed of titanium (Ti), tantalum (T
a) a semiconductor device formed of one or more elements selected from tungsten (W), molybdenum (Mo), or a material containing the elements as components;
【請求項15】請求項1乃至請求項13のいずれか一項
において、 前記nチャネル型TFTおよびpチャネル型TFTの前
記第1の導電層は、一層または複数の層から形成される
ことを特徴とする半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive layer of the n-channel TFT and the p-channel TFT is formed of one or more layers. Semiconductor device.
【請求項16】請求項1乃至請求項13のいずれか一項
において、 前記nチャネル型TFTおよびpチャネル型TFTの前
記第1の導電層は、前記ゲート絶縁膜に接して形成さ
れ、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン
(W)、モリブデン(Mo)から選ばれた一種または複
数種の元素、あるいは該元素を主成分とする材料から形
成される導電層(A)と、 前記導電層(A)の上に形成され、アルミニウム(A
l)、銅(Cu)から選ばれた一種または複数種の元
素、あるいは該元素を成分とする材料で形成される導電
層(B)とを少なくとも有することを特徴とする半導体
装置。
16. The n-channel TFT and the p-channel TFT according to claim 1, wherein the first conductive layers of the n-channel TFT and the p-channel TFT are formed in contact with the gate insulating film. A conductive layer (A) formed from one or more elements selected from Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), and molybdenum (Mo), or a material containing the elements as main components; The aluminum (A) is formed on the layer (A).
1) A semiconductor device comprising at least one or more elements selected from copper (Cu) or a conductive layer (B) formed of a material containing the elements.
【請求項17】請求項1乃至請求項13のいずれか一項
において、 前記第2の導電層は、チタン(Ti)、タンタル(T
a)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)から選
ばれた一種または複数種の元素、あるいは該元素を成分
とする材料から形成されることを特徴とする半導体装
置。
17. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second conductive layer is made of titanium (Ti), tantalum (T
a) a semiconductor device formed from one or more elements selected from tungsten (W) and molybdenum (Mo), or a material containing the elements as components.
【請求項18】請求項1乃至請求項17のいずれか一項
において、 前記半導体装置は、有機エレクトロルミネッセンス材料
を用いた表示装置であることを特徴とする半導体装置。
18. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a display device using an organic electroluminescent material.
【請求項19】請求項1乃至請求項17のいずれか一項
において、 前記半導体装置は、携帯電話、パーソナルコンピュー
タ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、
プログラムを記録した記録媒体を用いるプレーヤー、ゴ
ーグル型ディスプレイ、電子書籍、プロジェクターから
選ばれたいずれか一つであることを特徴とする半導体装
置。
19. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a personal computer, a video camera, a portable information terminal, a digital camera,
A semiconductor device, which is one selected from a player using a recording medium on which a program is recorded, a goggle type display, an electronic book, and a projector.
【請求項20】絶縁表面を有する基板上に第1の半導体
層と第2の半導体層とを形成する第1の工程と、 前記第1の半導体層と第2の半導体層とに接してゲート
絶縁膜を形成する第2の工程と、 前記ゲート絶縁膜に接して前記第1の半導体層と第2の
半導体層上に第1の導電層を形成する第3の工程と、 前記第1の半導体層の前記第1の導電層と重ならない領
域に、周期律表15族に属する元素を添加して第1の不
純物領域を形成する第4の工程と、 前記第2の半導体層の前記第1の導電層と重ならない領
域のみに周期律表13族に属する元素を添加して第3の
不純物領域を形成する第5の工程と、 前記第1の導電層と前記ゲート絶縁膜とに接する第2の
導電層を形成する第6の工程と、 前記第1の半導体層の前記第2の導電層と重ならない領
域に、周期律表15族に属する元素を添加して第2の不
純物領域を形成する第7の工程とを有することを特徴と
する半導体装置の作製方法。
20. A first step of forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and a gate in contact with the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A second step of forming an insulating film; a third step of forming a first conductive layer on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer in contact with the gate insulating film; A fourth step of forming a first impurity region by adding an element belonging to Group 15 of the periodic table to a region of the semiconductor layer that does not overlap with the first conductive layer; A fifth step of forming a third impurity region by adding an element belonging to Group 13 of the periodic table to only a region that does not overlap with the first conductive layer, and contacting the first conductive layer and the gate insulating film. A sixth step of forming a second conductive layer, and if the first semiconductor layer overlaps with the second conductive layer. To have regions, a method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a seventh step of forming a second impurity region by adding an element belonging to periodic table group 15.
【請求項21】絶縁表面を有する基板上に第1の半導体
層と第2の半導体層とを形成する第1の工程と、 前記第1の半導体層と第2の半導体層とに接してゲート
絶縁膜を形成する第2の工程と、 前記ゲート絶縁膜に接して前記第1の半導体層と第2の
半導体層上に第1の導電層を形成する第3の工程と、 前記第1の半導体層の前記第1の導電層と重ならない領
域に、周期律表15族に属する元素を添加して第1の不
純物領域を形成する第4の工程と、 前記第2の半導体層の前記第1の導電層と重ならない領
域のみに周期律表13族に属する元素を添加して第3の
不純物領域を形成する第5の工程と、 前記第1の導電層と前記ゲート絶縁膜とに接する第2の
導電層を形成する第6の工程と、 前記第1の半導体層の前記第2の導電層と重ならない領
域に、周期律表15族に属する元素を添加して第2の不
純物領域を形成する第7の工程と、 前記第2の導電層の一部を除去する第8の工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
21. A first step of forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and a gate in contact with the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A second step of forming an insulating film; a third step of forming a first conductive layer on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer in contact with the gate insulating film; A fourth step of forming a first impurity region by adding an element belonging to Group 15 of the periodic table to a region of the semiconductor layer that does not overlap with the first conductive layer; A fifth step of forming a third impurity region by adding an element belonging to Group 13 of the periodic table to only a region that does not overlap with the first conductive layer, and contacting the first conductive layer and the gate insulating film. A sixth step of forming a second conductive layer, and if the first semiconductor layer overlaps with the second conductive layer. A seventh region for forming a second impurity region by adding an element belonging to Group 15 of the periodic table to a region that is not formed, and an eighth step for removing a part of the second conductive layer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項22】請求項20または請求項21において、 前記第2の不純物領域から延在した半導体層上に、前記
第1の導電層と該第1の導電層に接する前記第2の導電
層とから容量配線を形成する工程と、 前記第2の不純物領域から延在した半導体層に、前記第
1の不純物領域と同じ濃度で周期律表15族に属する元
素を添加する工程とから保持容量を形成する工程とを有
することを特徴とする半導体装置の作製方法。
22. The semiconductor device according to claim 20, wherein the second conductive layer is in contact with the first conductive layer and the first conductive layer on a semiconductor layer extending from the second impurity region. Forming a capacitor wiring from the step of: adding a group 15 element belonging to the periodic table of the same concentration as the first impurity region to the semiconductor layer extending from the second impurity region; Forming a semiconductor device.
【請求項23】請求項20または請求項21において、 前記第2の不純物領域から延在した半導体層上に、前記
第1の導電層と該第1の導電層に接する前記第2の導電
層とから容量配線を形成する工程と、 前記第2の不純物領域から延在した半導体層に、前記第
1の不純物領域と同じ濃度で周期律表13族に属する元
素を添加する工程とから保持容量を形成する工程とを有
することを特徴とする半導体装置の作製方法。
23. The semiconductor device according to claim 20, wherein the second conductive layer is in contact with the first conductive layer and the first conductive layer on a semiconductor layer extending from the second impurity region. Forming a capacitor wiring from the step of: adding a group 13 element belonging to the periodic table in the same concentration as the first impurity region to the semiconductor layer extending from the second impurity region; Forming a semiconductor device.
【請求項24】請求項20または請求項21において、 前記第1の導電層は、チタン(Ti)、タンタル(T
a)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、から
選ばれた一種または複数種の元素、あるいは該元素を成
分とする材料で形成することを特徴とする半導体装置の
作製方法。
24. The semiconductor device according to claim 20, wherein the first conductive layer is made of titanium (Ti), tantalum (T
a), one or more elements selected from tungsten (W), molybdenum (Mo), or a material containing the elements as a component.
【請求項25】請求項20または請求項21において、 前記第1の導電層は、前記ゲート絶縁膜に接して形成さ
れ、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン
(W)、モリブデン(Mo)から選ばれた一種または複
数種の元素、あるいは該元素を主成分とする材料で導電
層(A)を形成する工程と、 前記導電層(A)上にアルミニウム(Al)、銅(C
u)から選ばれた一種または複数種の元素、あるいは該
元素を成分とする材料から成る導電層(B)を形成する
工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方
法。
25. The method according to claim 20, wherein the first conductive layer is formed in contact with the gate insulating film, and comprises titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo). A) forming a conductive layer (A) using one or a plurality of elements selected from the group consisting of aluminum or aluminum (Al) and copper (C) on the conductive layer (A);
forming a conductive layer (B) made of one or more elements selected from u) or a material containing the elements as components.
【請求項26】請求項20または請求項21において、 前記第2の導電層は、チタン(Ti)、タンタル(T
a)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、から
選ばれた一種または複数種の元素、あるいは該元素を成
分とする合金材料で形成することを特徴とする半導体装
置の作製方法。
26. The semiconductor device according to claim 20, wherein the second conductive layer is made of titanium (Ti), tantalum (T
a) a method of manufacturing a semiconductor device, which is formed using one or more elements selected from tungsten (W) and molybdenum (Mo), or an alloy material containing the elements.
【請求項27】請求項20または請求項21において、 前記第1の不純物領域に1×1016〜5×1019atoms/
cm3で周期律表15族に属する元素を添加することを特
徴とする半導体装置の作製方法。
27. The semiconductor device according to claim 20, wherein the first impurity region has a concentration of 1 × 10 16 to 5 × 10 19 atoms /
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising adding an element belonging to Group 15 of the periodic table in cm 3 .
【請求項28】請求項20乃至請求項27のいずれか一
項において、 前記半導体装置は、有機エレクトロルミネッセンス材料
を用いた表示装置であることを特徴とする半導体装置の
作製方法。
28. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the semiconductor device is a display device using an organic electroluminescent material.
【請求項29】請求項20乃至請求項27のいずれか一
項において、 前記半導体装置は、携帯電話、パーソナルコンピュー
タ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、
プログラムを記録した記録媒体を用いるプレーヤー、ゴ
ーグル型ディスプレイ、電子書籍、プロジェクターから
選ばれたいずれか一つであることを特徴とする半導体装
置の作製方法。
29. The semiconductor device according to claim 20, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a personal computer, a video camera, a portable information terminal, a digital camera,
A method for manufacturing a semiconductor device, which is one selected from a player using a recording medium on which a program is recorded, a goggle-type display, an electronic book, and a projector.
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