JP2001326175A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
結晶質半導体膜を用いた薄膜トランジスタ(ThinFilm T
ransistor:TFT、以下、TFTと記す)等の半導体
装置の作製方法に関するものである。本発明の半導体装
置は、TFTやMOSトランジスタ等の素子だけでな
く、これら絶縁ゲート型トランジスタで構成された半導
体回路(マイクロプロセッサ、信号処理回路または高周
波回路等)を有する液晶表示装置、EL(Electro Lumi
nescence)表示装置、EC(Electro Chromic)表示装
置またはイメージセンサなどをも含むものである。加え
て、本発明の半導体装置は、これらの表示装置を搭載し
たビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ゴ
ーグルディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナル
コンピュータまたは携帯情報末端等の電子機器をも含む
ものである。The present invention relates to a thin film transistor formed on a substrate and using a crystalline semiconductor film.
ransistor: a method for manufacturing a semiconductor device such as a TFT (hereinafter referred to as TFT). The semiconductor device of the present invention includes a liquid crystal display device having a semiconductor circuit (a microprocessor, a signal processing circuit, a high-frequency circuit, or the like) including not only elements such as a TFT and a MOS transistor, but also an insulated gate transistor. Lumi
nescence) display device, an EC (Electro Chromic) display device, or an image sensor. In addition, the semiconductor device of the present invention includes electronic devices such as a video camera, a digital camera, a projector, a goggle display, a car navigation, a personal computer, and a portable information terminal equipped with these display devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、半導体膜を用いた半導体素子とし
て、薄膜トランジスタ(TFT)が各集積回路に用いら
れており、特に画像表示装置のスイッチング素子として
用いられている。更に、非晶質半導体膜よりも移動度の
高い結晶質半導体膜を活性層に用いたTFTは、駆動能
力が高く、駆動回路の素子としても用いられている。2. Description of the Related Art At present, as a semiconductor element using a semiconductor film, a thin film transistor (TFT) is used for each integrated circuit, and particularly used as a switching element of an image display device. Further, a TFT using a crystalline semiconductor film having higher mobility than an amorphous semiconductor film for an active layer has a high driving capability and is used as an element of a driving circuit.
【0003】現状においては、活性層として非晶質珪素
膜(アモルファスシリコン膜)や結晶質珪素膜(ポリシ
リコン膜)が主に用いられている。At present, an amorphous silicon film (amorphous silicon film) or a crystalline silicon film (polysilicon film) is mainly used as an active layer.
【0004】結晶質半導体膜を得る方法としては、熱ア
ニール法やレーザーアニール法がよく知られている。し
かしながら、熱アニール法による非晶質半導体膜の結晶
化は、加熱温度が600℃以上、加熱時間は10時間以
上かける必要があるため、基板としてガラス基板を用い
ることが難しい。レーザーアニール法は、基板を高温に
加熱する必要はないが、線状に放出する光のエネルギー
によって非晶質半導体膜を結晶化するため、結晶質半導
体膜表面の凹凸が大きいとか、ゲート電極が形成されて
いる場合、そのゲート電極の下に隠れた層の結晶化が難
しいといった問題がある。As a method for obtaining a crystalline semiconductor film, a thermal annealing method and a laser annealing method are well known. However, crystallization of an amorphous semiconductor film by a thermal annealing method requires a heating temperature of 600 ° C. or more and a heating time of 10 hours or more, so that it is difficult to use a glass substrate as a substrate. In the laser annealing method, it is not necessary to heat the substrate to a high temperature.However, since the amorphous semiconductor film is crystallized by the energy of light emitted linearly, irregularities on the surface of the crystalline semiconductor film are large, When formed, there is a problem that crystallization of a layer hidden under the gate electrode is difficult.
【0005】これらの結晶質半導体膜を得る代わりの方
法としては、本出願人による特開平7−130652号
公報及び特開平8−78329号公報に記載された技術
が公知である。この公報に記載されている技術は、珪素
の結晶化を助長する金属元素(特にニッケル、Ni)を
利用することにより、500〜600℃、4時間程度の
加熱処理によって結晶性の優れた結晶質珪素膜を形成す
ることを可能とするものである。As an alternative method for obtaining these crystalline semiconductor films, the techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-130652 and 8-78329 by the present applicant are known. The technique described in this publication uses a metal element (especially nickel, Ni) that promotes crystallization of silicon, and has a crystallinity excellent in crystallinity by heat treatment at 500 to 600 ° C. for about 4 hours. This makes it possible to form a silicon film.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記これらの方法によ
り得られる結晶質珪素膜は、概ね(110)と(11
1)配向の結晶粒からなるものであることが知られてお
り、完全に配向性を制御できているわけではないのが現
状である。また、このようにして形成される結晶の配向
性には、下地膜依存があることがわかっている。The crystalline silicon films obtained by these methods described above are generally (110) and (11).
1) It is known that it is composed of oriented crystal grains, and the present situation is that the orientation cannot be completely controlled. It is also known that the orientation of the crystal thus formed depends on the underlying film.
【0007】本発明は、結晶質珪素膜の結晶の配向性を
制御し、更に結晶性の優れた結晶性半導体膜を形成する
ことを課題とする。It is an object of the present invention to control the crystal orientation of a crystalline silicon film and to form a crystalline semiconductor film having further excellent crystallinity.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、従来の珪素の結晶化を助長する金属元素(特にニ
ッケル、Ni)の添加による非晶質珪素膜の結晶化の技
術にフッ素化処理を加えることを特徴とする。以下に、
フッ素化処理の説明を記す。In order to solve the above-mentioned problems, a conventional technique of crystallization of an amorphous silicon film by adding a metal element (particularly nickel or Ni) which promotes crystallization of silicon has been developed. Characterization processing is added. less than,
The description of the fluorination treatment will be described.
【0009】まず、なぜフッ素化処理を行うのかを述べ
ておく。活性層において、フッ素はTFT特性の信頼性
を下げるような不純物として扱われる。従って、フッ素
化処理を行うことは、TFT特性の信頼性を下げるよう
なものである。しかしながら、意図的にフッ素を添加し
た非晶質珪素膜の結晶化を行うことにより、(110)
配向の結晶を形成する事が可能であることがわかってい
る。このことから、非晶質珪素膜中のフッ素が(11
0)配向の結晶形成に寄与していることが考えられる。First, why the fluorination treatment is performed will be described. In the active layer, fluorine is treated as an impurity that reduces the reliability of TFT characteristics. Therefore, performing the fluorination treatment reduces the reliability of the TFT characteristics. However, by intentionally crystallizing an amorphous silicon film to which fluorine is added, (110)
It has been found that oriented crystals can be formed. From this, the fluorine in the amorphous silicon film becomes (11)
0) It is considered that this contributes to the formation of the oriented crystal.
【0010】先にも述べたように、フッ素は不純物であ
るので、非晶質珪素膜へのフッ素の含有量は必要最小量
が望ましい。本発明によるフッ素化処理には、以下の2
通りの方法が挙げられる。フッ素化(1)下地膜表面あ
るいは非晶質珪素膜表面をフッ素プラズマ処理する。フ
ッ素化(2)下地膜直上(つまり下地膜と非晶質珪素膜
の間)あるいは非晶質珪素膜直上に薄くフッ素を含有す
る非晶質珪素膜を形成する。As described above, since fluorine is an impurity, the content of fluorine in the amorphous silicon film is desirably the minimum necessary. The fluorination treatment according to the present invention includes the following 2
There are several methods. Fluorination (1) The surface of the underlying film or the surface of the amorphous silicon film is subjected to fluorine plasma treatment. Fluorination (2) A thin amorphous silicon film containing fluorine is formed immediately above the base film (that is, between the base film and the amorphous silicon film) or directly above the amorphous silicon film.
【0011】フッ素化(1)の処理には、SiF4やN
F3等のフッ素化物のガスを用いることができる。これ
らのガスは、一般的に、絶縁膜として用いられる珪素の
酸化膜や非晶質珪素膜のエッチングやCVD装置、スパ
ッタ装置等の成膜室のドライクリーニングに用いられ
る。つまり、フッ素プラズマ処理を行うことによって、
下地膜あるいは非晶質珪素膜表面は極薄くエッチングさ
れ、表面のみがフッ素化される。従って、本フッ素化
(1)の処理を行う場合には、フッ素化処理を行う下地
膜及び非晶質珪素膜のエッチング速度がなるべく遅い条
件を選ぶ必要がある。In the fluorination (1) treatment, SiF 4 or N
A fluorinated gas such as F 3 can be used. These gases are generally used for etching a silicon oxide film or an amorphous silicon film used as an insulating film and for dry cleaning of a film forming chamber such as a CVD apparatus and a sputtering apparatus. In other words, by performing the fluorine plasma treatment,
The surface of the base film or the amorphous silicon film is etched very thinly, and only the surface is fluorinated. Therefore, when performing the fluorination (1) treatment, it is necessary to select conditions under which the etching rates of the base film and the amorphous silicon film to be subjected to the fluorination treatment are as slow as possible.
【0012】フッ素化(2)の処理では、SiH4とS
iF4或いはSiH4とF2の混合ガスなどを用いること
ができる。In the fluorination (2) treatment, SiH 4 and S
iF 4 or a mixed gas of SiH 4 and F 2 can be used.
【0013】従来の珪素の結晶化を助長する金属元素
(特にニッケル、Ni)の添加方法には、大まかに分け
て以下の2通りの方法がある。Ni添加(1)下地膜表
面あるいは非晶質珪素膜表面にNiを含有する溶液を添
加する。Ni添加(2)下地膜表面あるいは非晶質珪素
膜表面にNiの極薄膜を形成する。Conventional methods for adding a metal element (particularly, nickel or Ni) that promotes crystallization of silicon are roughly classified into the following two methods. Addition of Ni (1) A solution containing Ni is added to the surface of the underlying film or the surface of the amorphous silicon film. Ni addition (2) An extremely thin Ni film is formed on the surface of the underlying film or the surface of the amorphous silicon film.
【0014】Ni添加(1)としては、Ni水溶液、N
iエタノール溶液、或いはNi酢酸塩、Ni硝酸塩とい
ったNiの塩溶液などを用いることができる。これらの
Niを含有する溶液を基板上に落とし、スピナーを低速
回転させ、基板全体に均一な液膜を形成し、その後スピ
ナーの回転数を上げドライスピンを行うのが効果的であ
る。Ni addition (1) includes Ni aqueous solution, N
An i-ethanol solution or a salt solution of Ni such as Ni acetate and Ni nitrate can be used. It is effective to drop the Ni-containing solution on the substrate, rotate the spinner at a low speed to form a uniform liquid film on the entire substrate, and then increase the rotation speed of the spinner to perform dry spin.
【0015】Ni添加(2)としては、スパッタ法、蒸
着法、或いはプラズマ処理法などが上げられる。プラズ
マ処理法とは、平行平板型、或いは陽光中型プラズマC
VD装置において、Niを含有する材料からなる電極を
用い、窒素、水素、或いはアルゴンなどの雰囲気でプラ
ズマを発生させることによりNiの添加を行う方法であ
る。As the Ni addition (2), a sputtering method, a vapor deposition method, a plasma processing method or the like can be used. The plasma processing method is a parallel plate type or a positive medium type plasma C
In the VD apparatus, Ni is added by using an electrode made of a material containing Ni and generating plasma in an atmosphere such as nitrogen, hydrogen, or argon.
【0016】本発明では、上記のフッ素化処理及びNi
添加処理を下地膜表面或いは非晶質珪素膜表面に施すこ
とを提示している。従来の非晶質珪素膜表面だけでなく
下地膜表面にも処理を施す理由は、結晶化によって形成
される結晶の配向性が、下地膜によって異なるためであ
る。つまり、下地膜表面にフッ素化処理或いはNi添加
処理を行うことで、どのような下地膜を用いても結晶化
によって形成される結晶の配向性を制御することが可能
となる。In the present invention, the above fluorination treatment and Ni
It is described that the addition treatment is performed on the surface of the base film or the surface of the amorphous silicon film. The reason why the treatment is performed not only on the surface of the conventional amorphous silicon film but also on the surface of the underlying film is that the orientation of crystals formed by crystallization differs depending on the underlying film. That is, by performing the fluorination treatment or the Ni addition treatment on the surface of the base film, it is possible to control the orientation of the crystal formed by crystallization using any base film.
【0017】本発明は、上記のフッ素化処理とNi添加
処理を組み合わせて非晶質珪素膜の結晶化を行い、結晶
の配向性を制御し、結晶性の優れた結晶質珪素膜を形成
することを特徴とする。According to the present invention, an amorphous silicon film is crystallized by combining the above-mentioned fluorination treatment and Ni addition treatment, thereby controlling the crystal orientation and forming a crystalline silicon film having excellent crystallinity. It is characterized by the following.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0019】[実施形態1]ここでは、フッ素化(1)の
処理であるフッ素プラズマ処理とNi添加処理を組み合
わせた場合について記す(図1)。[Embodiment 1] Here, a description will be given of a case where a fluorine plasma treatment as a fluorination (1) treatment and a Ni addition treatment are combined (FIG. 1).
【0020】基板100上に下地膜101を形成する。
ここでの下地膜は、1層でも多層構造でも構わない。下
地膜101を形成した基板をプラズマCVD装置の成膜
チャンバー内に置き、SiF4ガスやNF3ガスを導入し
てプラズマをたて、基板をフッ素プラズマ雰囲気に曝
す。この工程で、下地膜101はエッチングされてしま
う。また、基板の面内が均一にエッチングされる条件を
見つけることが重要となってくる。エッチング速度とし
ては、30Å/分以下、好ましくは10Å/分以下の条
件で行うと良い。エッチングの均一性は良いが、エッチ
ング速度が速くなってしまうような場合には、あらかじ
めエッチングされる膜の厚さを考慮して、下地膜101
を厚めに形成すれば問題ない。A base film 101 is formed on a substrate 100.
The base film here may have a single layer or a multilayer structure. The substrate on which the base film 101 is formed is placed in a film forming chamber of a plasma CVD apparatus, and plasma is generated by introducing SiF 4 gas or NF 3 gas, and the substrate is exposed to a fluorine plasma atmosphere. In this step, the base film 101 is etched. It is also important to find conditions for uniformly etching the surface of the substrate. The etching rate is preferably 30 ° / min or less, preferably 10 ° / min or less. In the case where the etching uniformity is good but the etching rate becomes high, the base film 101 is taken into consideration in advance in consideration of the thickness of the film to be etched.
There is no problem if is formed thicker.
【0021】下地膜101表面をフッ素プラズマ処理し
た後、非晶質珪素膜103の形成を行う。形成手段とし
ては、プラズマCVD、熱CVD法が挙げられる。しか
し、膜界面の汚染などを考えると、プラズマCVD法を
用いて、上記フッ素プラズマ処理との連続処理を行うこ
とが望ましい。After the surface of the base film 101 is subjected to a fluorine plasma treatment, an amorphous silicon film 103 is formed. Examples of the forming means include a plasma CVD method and a thermal CVD method. However, in consideration of the contamination of the film interface, it is desirable to perform a continuous treatment with the fluorine plasma treatment by using the plasma CVD method.
【0022】次いで、Ni添加を行う。スピナーに基板
をセットし、Niを含有する水溶液を滴下し、スピナー
を低速回転させ、水溶液を基板全体にいきわたらせた
後、スピナーを高速回転させ、基板上の水溶液を飛ばし
乾かす。勿論、Niを含有する水溶液の代わりに、Ni
を含有するエタノール溶液、或いはNi酢酸塩、Ni硝
酸塩といったNiの塩溶液などを用いることも可能であ
る。Next, Ni is added. The substrate is set on the spinner, an aqueous solution containing Ni is dropped, the spinner is rotated at a low speed, and the aqueous solution is spread over the entire substrate, and then the spinner is rotated at a high speed to fly and dry the aqueous solution on the substrate. Of course, instead of the aqueous solution containing Ni, Ni
, Or a Ni salt solution such as Ni acetate or Ni nitrate can be used.
【0023】また、上記のNi添加の代わりにNiの極
薄膜形成を用いることも可能である。Niを含有する材
料からなる電極を用いた平行平板型、或いは陽光中型プ
ラズマCVD装置の成膜チャンバ中に基板を置き、窒
素、水素、或いはアルゴン等の雰囲気でプラズマを発生
させる。勿論、プラズマ処理の代わりにスパッタ法や蒸
着法を用いても良い。It is also possible to use an extremely thin Ni film instead of the above-mentioned Ni addition. A substrate is placed in a film forming chamber of a parallel plate type or a solar medium type plasma CVD apparatus using an electrode made of a material containing Ni, and plasma is generated in an atmosphere such as nitrogen, hydrogen, or argon. Of course, a sputtering method or an evaporation method may be used instead of the plasma treatment.
【0024】上記のいずれの方法にせよ、ここで添加す
るNiの量は、1×1010atoms/cm2から1×
1013atoms/cm2であることが望ましい。例え
ば、10ppmのNi水溶液を用いると、基板表面のN
i濃度は、およそ2〜4×10 12atoms/cm2で
ある。また、基板温度300℃、圧力0.05Tor
r、アルゴン100sccm、RF電力50Wの条件の
プラズマ処理によりNiを添加すると、基板表面のNi
濃度は、およそ1〜3×1012atoms/cm2であ
る。In any of the above methods, the addition is made here.
The amount of Ni is 1 × 10Tenatoms / cmTwoFrom 1 ×
1013atoms / cmTwoIt is desirable that example
For example, when a 10 ppm Ni aqueous solution is used, the N
i concentration is about 2-4 × 10 12atoms / cmTwoso
is there. The substrate temperature is 300 ° C. and the pressure is 0.05 Torr.
r, argon 100 sccm, RF power 50 W
When Ni is added by plasma treatment, Ni on the substrate surface
The concentration is about 1-3 × 1012atoms / cmTwoIn
You.
【0025】Ni添加を行った後に非晶質珪素膜の脱水
素化(500℃、1時間)、次いで熱結晶化(550
℃、4時間)を行う。必要であれば、この後にレーザー
アニールを加えても良い。After the addition of Ni, the amorphous silicon film is dehydrogenated (at 500 ° C. for 1 hour), and then thermally crystallized (at 550).
C. for 4 hours). If necessary, laser annealing may be added after this.
【0026】上記の通り、フッ素プラズマ処理→非晶質
珪素膜形成→Ni添加処理の順で説明してきたが、フッ
素プラズマ処理、非晶質珪素膜形成、Ni添加処理の組
み合わせ順序は自由である。As described above, the description has been made in the order of the fluorine plasma treatment → the formation of the amorphous silicon film → the Ni addition treatment. However, the combination order of the fluorine plasma treatment, the amorphous silicon film formation and the Ni addition treatment is arbitrary. .
【0027】[実施形態2]ここでは、フッ素化(2)の
処理である、薄いフッ素を含有する非晶質珪素膜形成と
Ni添加処理を組み合わせた場合について記す(図
2)。下地膜101の形成までは実施形態1と同様であ
る。[Embodiment 2] Here, a case where the formation of an amorphous silicon film containing a thin fluorine, which is the fluorination (2) treatment, and the Ni addition treatment are combined will be described (FIG. 2). The steps up to the formation of the base film 101 are the same as in the first embodiment.
【0028】下地膜101上に薄くフッ素を含有する非
晶質珪素膜102bを形成する。成膜手段は、プラズマ
CVDや熱CVDを用いることができる。用いるガス種
として、SiH4とSiF4の混合ガスやSiH4とF2の
混合ガスを使用する。A thin amorphous silicon film 102b containing fluorine is formed on the base film 101. As a film forming means, plasma CVD or thermal CVD can be used. As a gas type to be used, a mixed gas of SiH 4 and SiF 4 or a mixed gas of SiH 4 and F 2 is used.
【0029】次いで、非晶質珪素膜103を形成する。
成膜手段は、実施形態1と同様、プラズマCVDや熱C
VDを用いることができる。できれば、フッ素を含有す
る非晶質珪素膜形成との連続処理を行うことが望まし
い。Next, an amorphous silicon film 103 is formed.
As in the first embodiment, the film forming means is plasma CVD or thermal C
VD can be used. If possible, it is desirable to perform a continuous treatment with the formation of an amorphous silicon film containing fluorine.
【0030】非晶質珪素膜形成後のNi添加処理は、実
施形態1と同様である。The Ni addition treatment after the formation of the amorphous silicon film is the same as in the first embodiment.
【0031】また、同様に、上記の通り、フッ素を含有
する非晶質珪素膜形成→非晶質珪素膜形成→Ni添加処
理の順で説明してきたが、フッ素を含有する非晶質珪素
膜形成、非晶質珪素膜形成、Ni添加処理の組み合わせ
順序は自由である。Similarly, as described above, the description has been made in the order of the formation of the fluorine-containing amorphous silicon film → the formation of the amorphous silicon film → the Ni addition treatment. The combination order of the formation, the formation of the amorphous silicon film, and the Ni addition treatment is free.
【0032】[0032]
【実施例】[実施例1]本発明の実施例を図4〜図8によ
り説明する。ここでは、同一基板上に画素部と、画素部
の周辺に設ける駆動回路のTFT(nチャネル型TFT
及びpチャネル型TFT)を同時に作製する方法につい
て詳細に説明する。[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a TFT (an n-channel TFT) of a pixel portion and a driver circuit provided around the pixel portion on the same substrate are used.
And a method for simultaneously fabricating a p-channel TFT).
【0033】基板200は、ガラス基板、石英基板、セ
ラミック基板などを用いることができる。また、シリコ
ン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜
を形成したものを用いても良い。また、本実施例の処理
温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用い
てもよい。As the substrate 200, a glass substrate, a quartz substrate, a ceramic substrate or the like can be used. Alternatively, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate on which an insulating film is formed may be used. Further, a plastic substrate having heat resistance enough to withstand the processing temperature of this embodiment may be used.
【0034】次いで、図4(A)に示すように、基板2
00上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒
化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜201を形成
する。本実施例では下地膜201として2層構造を用い
るが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構
造を用いても良い。下地膜201の一層目としては、プ
ラズマCVD法を用い、SiH4、NH3、及びN2Oを
反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコン膜201a
を50〜100nm形成する。次いで、下地膜201の
ニ層目としては、プラズマCVD法を用い、SiH4、
及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコ
ン膜201bを100〜150nmの厚さに積層形成す
る。Next, as shown in FIG.
A base film 201 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed on the substrate. Although a two-layer structure is used as the base film 201 in this embodiment, a single-layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked may be used. As the first layer of the base film 201, a silicon oxynitride film 201a formed by a plasma CVD method using SiH 4 , NH 3 , and N 2 O as a reaction gas is used.
Is formed to a thickness of 50 to 100 nm. Next, as a second layer of the base film 201, SiH 4 ,
And N the 2 O laminating a silicon oxynitride film 201b is formed as a reaction gas to a thickness of 100 to 150 nm.
【0035】下地膜201表面をFプラズマ処理する。
プラズマCVD装置を用い、SiF 4ガスを導入してプ
ラズマ処理を行う。Fプラズマ処理の代わりにフッ素を
含有する非晶質半導体膜を薄く形成しても良い。The surface of the base film 201 is subjected to F plasma treatment.
SiF using plasma CVD equipment FourIntroduce gas and
Perform a plasma treatment. Fluorine instead of F plasma treatment
The contained amorphous semiconductor film may be formed thin.
【0036】次いで、非晶質半導体膜を形成する。非晶
質半導体膜は、公知の手段(スパッタ法、LPCVD
法、またはプラズマCVD法等)により成膜を行う。こ
の非晶質半導体膜の厚さは30〜60nmの厚さで形成
する。非晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましく
はシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合
金などで形成すると良い。Next, an amorphous semiconductor film is formed. The amorphous semiconductor film can be formed by known means (sputtering method, LPCVD
Method or a plasma CVD method). This amorphous semiconductor film is formed to have a thickness of 30 to 60 nm. Although there is no limitation on the material of the amorphous semiconductor film, it is preferable that the amorphous semiconductor film be formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy.
【0037】この非晶質半導体膜にNiを添加する。基
板をスピナーにセットし、Ni濃度10ppmの水溶液
を滴下する。はじめ低速回転により、Ni水溶液を基板
表面全体に行き渡らせた後、回転数を上げスピンドライ
する。Ni濃度を変えた水溶液やNiエタノール溶液、
或いはNi酢酸塩、Ni硝酸塩といったNiの塩溶液な
どを用いてもよい。また、Ni溶液添加の代わりに、N
iプラズマ処理を行っても良い。Niを含有する材料か
らなる電極を用いた平行平板型、或いは陽光中型プラズ
マCVD装置を用いて、窒素、水素、或いはアルゴン等
の雰囲気でプラズマを発生させたり、スパッタ法や蒸着
法を用いて、Niの極薄膜を形成しても良い。Ni is added to the amorphous semiconductor film. The substrate is set on a spinner, and an aqueous solution having a Ni concentration of 10 ppm is dropped. First, after the Ni aqueous solution is spread over the entire surface of the substrate by low-speed rotation, the number of rotations is increased and spin drying is performed. Aqueous solution or Ni ethanol solution with different Ni concentration,
Alternatively, a salt solution of Ni such as Ni acetate and Ni nitrate may be used. Also, instead of adding Ni solution, N
i-plasma treatment may be performed. Nitrogen, hydrogen, or plasma is generated in an atmosphere such as argon using a parallel plate type using a Ni-containing material electrode, or a solar medium plasma CVD apparatus, or using a sputtering method or a vapor deposition method. An extremely thin Ni film may be formed.
【0038】Ni添加を行った後に非晶質半導体膜の脱
水素化(500℃、1時間)、次いで熱結晶化(550
℃、4時間)を行う。必要であれば、この後にレーザー
アニールを加えても良い。このようにして得られる結晶
質半導体膜を所望の形状にパターニングして結晶質半導
体層204〜208を形成する。After the addition of Ni, the amorphous semiconductor film is dehydrogenated (500 ° C., 1 hour), and then thermally crystallized (550).
C. for 4 hours). If necessary, laser annealing may be added after this. The crystalline semiconductor film thus obtained is patterned into a desired shape to form crystalline semiconductor layers 204 to 208.
【0039】また、プラズマCVD装置を用いることで
下地膜201形成からNi添加処理まで連続処理が可能
である。例えば、図3に示すような成膜チャンバーを複
数有する半導体装置において、第一の成膜チャンバー3
03にて下地膜201aを成膜、次いで第2のチャンバ
ー304にて下地膜201bを成膜、次いで第3の成膜
チャンバー305にてFプラズマ処理或いはフッ素を含
有する非晶質半導体膜の形成、及び非晶質半導体膜の形
成、最後に第4のチャンバー306にてNiプラズマ処
理を行う。その結果、膜界面の不純物汚染を防ぐことが
でき、TFT特性の低下の要因を一つ減らすことができ
る。Further, by using a plasma CVD apparatus, continuous processing from formation of the base film 201 to Ni addition processing is possible. For example, in a semiconductor device having a plurality of film forming chambers as shown in FIG.
03, a base film 201a is formed, then a base film 201b is formed in the second chamber 304, and then F plasma treatment or formation of an amorphous semiconductor film containing fluorine is performed in the third film formation chamber 305. Finally, a Ni plasma process is performed in the fourth chamber 306. As a result, impurity contamination at the film interface can be prevented, and one factor of deterioration in TFT characteristics can be reduced.
【0040】また、半導体層204〜208を形成した
後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元
素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。After the formation of the semiconductor layers 204 to 208, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.
【0041】次いで、半導体層204〜208を覆うゲ
ート絶縁膜209を形成する。ゲート絶縁膜209は、
プラズマCVD法やスパッタ法で形成し、その厚さを4
0〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成す
る。ゲート絶縁膜は酸化窒化シリコン膜に限定されるも
のでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層
構造として用いても良い。Next, a gate insulating film 209 covering the semiconductor layers 204 to 208 is formed. The gate insulating film 209 is
It is formed by plasma CVD or sputtering and has a thickness of 4
The insulating film containing silicon is formed to have a thickness of 0 to 150 nm. The gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.
【0042】また、酸化シリコン膜を用いる場合には、
プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilica
te)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度3
00〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力
密度0.5〜0.8W/cm 2で放電させて形成するこ
とができる。このようにして作製される酸化シリコン膜
は、その後400〜500℃のアニールによりゲート絶
縁膜として良好な特性を得ることができる。When a silicon oxide film is used,
TEOS (Tetraethyl Orthosilica) by plasma CVD
te) and OTwoAnd a reaction pressure of 40 Pa and a substrate temperature of 3
00 to 400 ° C, high frequency (13.56 MHz) power
Density 0.5-0.8W / cm TwoBy discharging
Can be. Silicon oxide film produced in this way
After that, gate annealing is performed by annealing at 400 to 500 ° C.
Good characteristics can be obtained as an edge film.
【0043】次いで、ゲート絶縁膜209上にゲート導
電膜形成を行う。本実施例では、膜厚20〜100nm
の第1の導電膜(TaN)210と、膜厚100〜40
0nmの第2の導電膜(W)211とを積層形成する。
ゲート導電膜は、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuか
ら選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材
料もしくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等
の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表
される半導体膜を用いてもよい。また、第1の導電膜を
タンタル(Ta)膜で形成し、第2の導電膜をW膜とす
る組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)
膜で形成し、第2の導電膜をAl膜とする組み合わせ、
第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)膜で形成し、第
2の導電膜をCu膜とする組み合わせとしてもよい。Next, a gate conductive film is formed on the gate insulating film 209. In this embodiment, the film thickness is 20 to 100 nm.
First conductive film (TaN) 210 and a film thickness of 100 to 40
A second conductive film (W) 211 having a thickness of 0 nm is stacked.
The gate conductive film may be formed of an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. The first conductive film is formed of a tantalum (Ta) film, the second conductive film is formed of a W film, and the first conductive film is formed of tantalum nitride (TaN).
A combination of a film and an Al film as the second conductive film;
The first conductive film may be formed of a tantalum nitride (TaN) film and the second conductive film may be formed of a Cu film.
【0044】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク212〜217を形成し、電極及び
配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。本
実施例ではICP(Inductively Coupled Plasma:誘導
結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガ
スにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量
比を25/25/10(sccm)とし、1Paの圧力
でコイル型の電極に500WのRF(13.56MH
z)電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行
う。基板側(試料ステージ)にも150WのRF(1
3.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイ
アス電圧を印加する。この第1のエッチング条件により
W膜をエッチングして第1の導電層の端部をテーパー形
状とする。Next, masks 212 to 217 made of resist are formed by photolithography, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. In this embodiment, an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method is used, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, and the respective gas flow ratios are 25/25/10 (sccm). And 500 W RF (13.56 MH) at a pressure of 1 Pa
z) Power is supplied to generate plasma to perform etching. The substrate side (sample stage) also has a 150 W RF (1
(3.56 MHz), and apply a substantially negative self-bias voltage. The W film is etched under the first etching conditions to make the end of the first conductive layer tapered.
【0045】この後、レジストからなるマスク212〜
217を除去せずに第2のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス
流量比を30/30(sccm)とし、1Paの圧力で
コイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)
電力を投入してプラズマを生成して約30秒程度のエッ
チングを行う。基板側(試料ステージ)にも20WのR
F(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自
己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した第
2のエッチング条件ではW膜及びTaN膜とも同程度に
エッチングされる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残す
ことなくエッチングするためには、10〜20%程度の
割合でエッチング時間を増加させると良い。Thereafter, the masks 212 to 212 made of resist are formed.
The second etching condition was changed without removing 217, CF 4 and Cl 2 were used as etching gases, the respective gas flow ratios were 30/30 (sccm), and a pressure of 1 Pa was applied to the coil-type electrode. 500W RF (13.56MHz)
Power is supplied to generate plasma, and etching is performed for about 30 seconds. 20W R on substrate side (sample stage)
F (13.56 MHz) power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time is preferably increased by about 10 to 20%.
【0046】上記第1のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電
層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は15〜45°となる。こうして、第
1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層
から成る第1の形状の導電層219〜224(第1の導
電層219a〜224aと第2の導電層219b〜22
4b)を形成する。218はゲート絶縁膜であり、第1
の形状の導電層219〜224で覆われない領域は20
〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成さ
れる。In the first etching process, the shape of the resist mask is made appropriate so that
The ends of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °. In this manner, the first-shaped conductive layers 219 to 224 (the first conductive layers 219a to 224a and the second conductive layers 219b to 224) formed of the first conductive layer and the second conductive layer by the first etching process.
4b) is formed. 218 is a gate insulating film,
The region not covered with the conductive layers 219 to 224 having the shape of
A region which is etched and thinned by about 50 nm is formed.
【0047】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第1のドーピング処理を行い、半導体層にn型を付
与する不純物元素を添加する(図4(C))。ドーピン
グ処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行え
ば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013
〜5×1015atoms/cm2とし、加速電圧を60
〜100keVとして行う。n型を付与する不純物元素
として15族に属する元素、典型的にはリン(P)また
は砒素(As)を用いる。この場合、導電層218〜2
22がn型を付与する不純物元素に対するマスクとな
り、自己整合的に第1の不純物領域224〜228が形
成される。第1の不純物領域224〜228には1×1
020〜1×1021atoms/cm3の濃度範囲でn型
を付与する不純物元素を添加する。Then, a first doping process is performed without removing the resist mask to add an impurity element imparting n-type to the semiconductor layer (FIG. 4C). The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose is 1 × 10 13
-5 × 10 15 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 60
It is performed as 100100 keV. As the impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15 of the periodic table, typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used. In this case, the conductive layers 218 to 2
Reference numeral 22 denotes a mask for an impurity element imparting n-type, and first impurity regions 224 to 228 are formed in a self-aligned manner. 1 × 1 in the first impurity regions 224 to 228
An impurity element for imparting n-type is added in a concentration range of 0 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 .
【0048】次に、レジストからなるマスクを除去せず
に図5(A)に示すように第2のエッチング処理を行
う。エッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、
それぞれのガス流量比を25/25/10(sccm)
とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF
(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成し
て約20秒程度のエッチングを行う。基板側(試料ステ
ージ)には20WのRF(13.56MHz)電力を投
入し、第1のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電
圧を印加する。この第3のエッチング条件によりW膜を
エッチングする。こうして、上記第3のエッチング条件
によりW膜を異方性エッチングして第2の形状の導電層
231〜236を形成する。Next, a second etching process is performed as shown in FIG. 5A without removing the resist mask. Using CF 4 , Cl 2 and O 2 as etching gas,
Each gas flow rate ratio is 25/25/10 (sccm)
And 500 W of RF to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa
(13.56 MHz) Power is supplied to generate plasma, and etching is performed for about 20 seconds. RF power (13.56 MHz) of 20 W is applied to the substrate side (sample stage), and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. The W film is etched under the third etching condition. In this manner, the W film is anisotropically etched under the above third etching conditions to form second shape conductive layers 231 to 236.
【0049】W膜やTaN膜に対するCF4とCl2の混
合ガスによるエッチング反応は、生成されるラジカルま
たはイオン種と反応生成物の蒸気圧から推測することが
できる。WとTaNのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較
すると、Wのフッ化物であるWF6が極端に高く、その
他のWCl5、TaF5、TaCl5は同程度である。従
って、CF4とCl2の混合ガスではW膜及びTaN膜共
にエッチングされる。しかし、この混合ガスに適量のO
2を添加するとCF4とO2が反応してCOとFになり、
FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その結
果、フッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増
大する。一方、TaNはFが増大しても相対的にエッチ
ング速度の増加は少ない。また、TaNはWに比較して
酸化されやすいので、O2を添加することでTaNの表
面が多少酸化される。TaNの酸化物はフッ素や塩素と
反応しないため、さらにTaN膜のエッチング速度は低
下する。従って、W膜とTaN膜とのエッチング速度に
差を作ることが可能となりW膜のエッチング速度をTa
N膜よりも大きくすることが可能となる。The etching reaction of the W film or the TaN film by the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be inferred from the generated radical or ion species and the vapor pressure of the reaction product. Comparing the vapor pressures of the fluorides of W and TaN with the chlorides, the fluoride of W, WF 6, is extremely high, and the other WCl 5 , TaF 5 , and TaCl 5 are comparable. Therefore, with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 , both the W film and the TaN film are etched. However, an appropriate amount of O
When 2 is added, CF 4 and O 2 react to become CO and F,
F radicals or F ions are generated in large quantities. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure increases. On the other hand, in TaN, the increase in the etching rate is relatively small even if the F increases. Further, since TaN is more easily oxidized than W, the surface of TaN is slightly oxidized by adding O 2 . Since the oxide of TaN does not react with fluorine or chlorine, the etching rate of the TaN film is further reduced. Therefore, it is possible to make a difference in the etching rate between the W film and the TaN film, and the etching rate of the W film is made to be Ta.
It can be made larger than the N film.
【0050】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに図5(A)に示すように第2のドーピング処理を行
う。この場合、第1のドーピング処理よりもドーズ量を
下げて高い加速電圧の条件としてn型を付与する不純物
元素をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜12
0keV、本実施例では90keVの加速電圧とし、
3.5×1012atoms/cm2のドーズ量で行い、
図4(C)で形成された第1の不純物領域より内側の半
導体層に新たな不純物領域を形成する。ドーピングは、
第2の形状の導電層231〜235を不純物元素に対す
るマスクとして用い、第2の導電層231a〜235a
の下部における半導体層にも不純物元素が添加されるよ
うにドーピングする。Next, a second doping process is performed as shown in FIG. 5A without removing the resist mask. In this case, doping with an impurity element imparting n-type is performed under a condition of a higher acceleration voltage with a lower dose than in the first doping process. For example, when the acceleration voltage is 70 to 12
0 keV, and in this embodiment, an acceleration voltage of 90 keV,
Perform at a dose of 3.5 × 10 12 atoms / cm 2 ,
A new impurity region is formed in the semiconductor layer inside the first impurity region formed in FIG. Doping is
The second conductive layers 231a to 235a are formed using the second shape conductive layers 231 to 235 as masks for impurity elements.
Is doped so that the impurity element is also added to the semiconductor layer below the semiconductor layer.
【0051】こうして、第2の導電層231a〜235
aと重なる第2の不純物領域237〜241と、第1の
不純物領域242〜246とを形成する。n型を付与す
る不純物元素は、第2の不純物領域で1×1017〜1×
1019atoms/cm3の濃度となるようにする。Thus, the second conductive layers 231a to 235
The second impurity regions 237 to 241 overlapping with a and the first impurity regions 242 to 246 are formed. The impurity element imparting n-type is 1 × 10 17 to 1 × in the second impurity region.
The concentration is set to 10 19 atoms / cm 3 .
【0052】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに図5(B)に示すようにゲート絶縁膜のエッチング
を行う。ゲート絶縁膜エッチング中に第2の導電層23
1a〜235aも同時にエッチングされ、第3の形状の
導電層242から247が形成される。これにより、第
2の不純物領域を、第2の導電層242a〜247aと
重なる領域と重ならない領域に区別することができる。Next, the gate insulating film is etched as shown in FIG. 5B without removing the resist mask. Second conductive layer 23 during gate insulating film etching
1a to 235a are simultaneously etched to form third shape conductive layers 242 to 247. Accordingly, the second impurity region can be distinguished into a region overlapping with the second conductive layers 242a to 247a and a region not overlapping.
【0053】そして、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク253〜255を
形成して図5(C)に示すように、第3のドーピング処
理を行う。この第3のドーピング処理により、pチャネ
ル型TFTの活性層となる半導体層に前記一導電型とは
逆の導電型を付与する不純物元素が添加された第3の不
純物領域256〜261を形成する。第3の形状の導電
層243、246を不純物元素に対するマスクとして用
い、p型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に
第3の不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領
域256〜261はジボラン(B2H6)を用いたイオン
ドープ法で形成する。この第3のドーピング処理の際に
は、nチャネル型TFTを形成する半導体層はレジスト
からなるマスク253〜255で覆われている。第1の
ドーピング処理及び第2のドーピング処理によって、不
純物領域256〜261にはそれぞれ異なる濃度でリン
が添加されているが、そのいずれの領域においてもp型
を付与する不純物元素の濃度を2×1020〜2×1021
atoms/cm3となるようにドーピング処理するこ
とにより、pチャネル型TFTのソース領域およびドレ
イン領域として機能するために何ら問題は生じない。After removing the resist mask, new masks 253 to 255 are formed, and a third doping process is performed as shown in FIG. 5C. By this third doping process, third impurity regions 256 to 261 in which an impurity element imparting a conductivity type opposite to the one conductivity type is added to a semiconductor layer to be an active layer of a p-channel TFT. . Using the third shape conductive layers 243 and 246 as a mask for the impurity element, a third impurity region is formed in a self-aligned manner by adding an impurity element imparting p-type. In this embodiment, the impurity regions 256 to 261 are formed by ion doping using diborane (B 2 H 6). In the third doping process, the semiconductor layers forming the n-channel TFT are covered with masks 253 to 255 made of resist. Phosphorus is added at different concentrations to the impurity regions 256 to 261 by the first doping process and the second doping process, and the concentration of the impurity element imparting p-type is set to 2 × in each of the regions. 10 20 to 2 × 10 21
By performing the doping treatment so as to be atoms / cm 3 , there is no problem because it functions as a source region and a drain region of the p-channel TFT.
【0054】以上までの工程でそれぞれの半導体層に不
純物領域が形成される。半導体層と重なる第3の形状の
導電層242〜246がゲート電極として機能する。ま
た、247はソース配線、246は保持容量を形成する
ための第2の電極として機能する。Through the above steps, an impurity region is formed in each semiconductor layer. The third shape conductive layers 242 to 246 overlapping with the semiconductor layer function as gate electrodes. 247 functions as a source wiring, and 246 functions as a second electrode for forming a storage capacitor.
【0055】次いで、レジストからなるマスク253〜
255を除去し、全面を覆う第1の層間絶縁膜262を
形成する。この第1の層間絶縁膜262としては、プラ
ズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜
200nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本
実施例では、プラズマCVD法により膜厚150nmの
酸化窒化シリコン膜を形成した。勿論、第1の層間絶縁
膜262は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでな
く、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造と
して用いても良い。Next, masks 253 to 253 made of resist are formed.
255 is removed, and a first interlayer insulating film 262 covering the entire surface is formed. As the first interlayer insulating film 262, a thickness of 100 to
The insulating film containing silicon is formed to have a thickness of 200 nm. In this embodiment, a 150-nm-thick silicon oxynitride film is formed by a plasma CVD method. Needless to say, the first interlayer insulating film 262 is not limited to a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.
【0056】次いで、図6(A)に示すように、それぞ
れの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する
工程を行う。この活性化工程はファーネスアニール炉を
用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸
素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の
窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜
550℃で行えばよい。なお、熱アニール法の他に、レ
ーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法
(RTA法)を適用することができる。Next, as shown in FIG. 6A, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. As the thermal annealing method, the oxygen concentration is 400 to 700 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, typically 500 to
What is necessary is just to carry out at 550 degreeC. Note that, other than the thermal annealing method, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied.
【0057】また、第1の層間絶縁膜262を形成する
前に活性化処理を行っても良い。ただし、242〜24
7に用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のよ
うに配線等を保護するため層間絶縁膜(シリコンを主成
分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜)を形成した後で活
性化処理を行うことが好ましい。Further, an activation process may be performed before forming the first interlayer insulating film 262. However, 242 to 24
In the case where the wiring material used in 7 is weak to heat, after forming an interlayer insulating film (an insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) to protect the wiring and the like as in this embodiment, the active material is activated. It is preferable to carry out a chemical treatment.
【0058】さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜550℃で1〜12時間の熱処理を行
い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的
に励起された水素により半導体層のダングリングボンド
を終端する工程である。水素化の他の手段として、プラ
ズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)
を行っても良い。Further, a heat treatment is performed at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% of hydrogen to hydrogenate the semiconductor layer. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by thermally excited hydrogen. Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) as another means of hydrogenation
May be performed.
【0059】また、活性化処理としてレーザーアニール
法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマ
レーザーやYAGレーザー等のレーザー光を照射するこ
とが望ましい。When a laser annealing method is used as the activation treatment, it is preferable to irradiate a laser beam such as an excimer laser or a YAG laser after performing the above hydrogenation.
【0060】次いで、第1の層間絶縁膜262上に有機
絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜263を形成す
る。次いで、ソース配線247に達するコンタクトホー
ルと各不純物領域248、250、251、256、2
59に達するコンタクトホールを形成するためのパター
ニングを行う。Next, a second interlayer insulating film 263 made of an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 262. Next, a contact hole reaching the source wiring 247 and each of the impurity regions 248, 250, 251, 256, 2
Patterning for forming a contact hole reaching 59 is performed.
【0061】そして、駆動回路406において、第1の
不純物領域または第3の不純物領域とそれぞれ電気的に
接続する配線264〜269を形成する。なお、これら
の配線は、膜厚50nmのTi膜と、膜厚500nmの
合金膜(AlとTiとの合金膜)との積層膜をパターニ
ングして形成する。Then, in the driver circuit 406, wirings 264 to 269 electrically connected to the first impurity region or the third impurity region are formed. Note that these wirings are formed by patterning a laminated film of a 50-nm-thick Ti film and a 500-nm-thick alloy film (an alloy film of Al and Ti).
【0062】また、画素部407においては、画素電極
272、ゲート導電膜271、接続電極270を形成す
る。(図6(B))この接続電極270によりソース配
線247は、画素TFT404と電気的な接続が形成さ
れる。また、ゲート導電膜271は、第1の電極(第3
の形状の導電層246)と電気的な接続が形成される。
また、画素電極272は、画素TFTのドレイン領域と
電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一
方の電極として機能する半導体層と電気的な接続が形成
される。また、画素電極272としては、AlまたはA
gを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等、反射性
の優れた材料を用いることが望ましい。In the pixel portion 407, a pixel electrode 272, a gate conductive film 271, and a connection electrode 270 are formed. (FIG. 6B) The connection wiring 270 forms an electrical connection between the source wiring 247 and the pixel TFT 404. The gate conductive film 271 is formed of a first electrode (third electrode).
And a conductive layer 246) having the shape shown in FIG.
The pixel electrode 272 is electrically connected to the drain region of the pixel TFT, and is also electrically connected to a semiconductor layer functioning as one electrode forming a storage capacitor. Further, as the pixel electrode 272, Al or A
It is desirable to use a material having excellent reflectivity, such as a film containing g as a main component or a stacked film thereof.
【0063】以上の様にして、nチャネル型TFT40
1、pチャネル型TFT402、nチャネル型TFT4
03を有する駆動回路406と、画素TFT404、保
持容量405とを有する画素部407を同一基板上に形
成することができる。本明細書中ではこのような基板を
便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。As described above, the n-channel TFT 40
1, p-channel TFT 402, n-channel TFT 4
03 and a pixel portion 407 including a pixel TFT 404 and a storage capacitor 405 can be formed over the same substrate. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.
【0064】駆動回路406のnチャネル型TFT40
1はチャネル形成領域273、ゲート電極を形成する第
3の形状の導電層242と重なる第2の不純物領域23
7b(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される
第2の不純物領域237a(LDD領域)とソース領域
またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域2
48を有している。pチャネル型TFT402にはチャ
ネル形成領域274、ゲート電極を形成する第3の形状
の導電層243と重なる第3の不純物領域258、ゲー
ト電極の外側に形成される第3の不純物領域257、ソ
ース領域またはドレイン領域として機能する第3の不純
物領域256を有している。nチャネル型TFT403
にはチャネル形成領域275、ゲート電極を形成する第
3の形状の導電層244と重なる第2の不純物領域23
9b(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される
第2の不純物領域239a(LDD領域)とソース領域
またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域2
50を有している。The n-channel TFT 40 of the drive circuit 406
Reference numeral 1 denotes a second impurity region 23 overlapping a channel formation region 273 and a third shape conductive layer 242 forming a gate electrode.
7b (GOLD region), a second impurity region 237a (LDD region) formed outside the gate electrode, and a first impurity region 2 functioning as a source region or a drain region.
48. In the p-channel TFT 402, a channel formation region 274, a third impurity region 258 overlapping with the third shape conductive layer 243 forming the gate electrode, a third impurity region 257 formed outside the gate electrode, a source region Alternatively, a third impurity region 256 functioning as a drain region is provided. n-channel TFT 403
A second impurity region 23 overlapping with a channel formation region 275 and a third shape conductive layer 244 forming a gate electrode.
9b (GOLD region), a second impurity region 239a (LDD region) formed outside the gate electrode, and a first impurity region 2 functioning as a source region or a drain region.
50.
【0065】画素部の画素TFT404にはチャネル形
成領域276、ゲート電極を形成する第3の形状の導電
層245と重なる第2の不純物領域240b(GOLD
領域)、ゲート電極の外側に形成される第2の不純物領
域240a(LDD領域)とソース領域またはドレイン
領域として機能する第1の不純物領域251を有してい
る。また、保持容量405の一方の電極として機能する
半導体層259〜261には第3の不純物領域と同じ濃
度で、それぞれp型を付与する不純物元素が添加されて
いる。保持容量405は、絶縁膜(ゲート絶縁膜と同一
膜)を誘電体として、第2の電極246と、半導体層2
59〜261とで形成している。In the pixel TFT 404 in the pixel portion, a channel formation region 276 and a second impurity region 240b (GOLD) overlapping the third shape conductive layer 245 forming the gate electrode are provided.
Region), a second impurity region 240a (LDD region) formed outside the gate electrode, and a first impurity region 251 functioning as a source region or a drain region. The semiconductor layers 259 to 261 functioning as one electrode of the storage capacitor 405 are each doped with an impurity element imparting p-type at the same concentration as the third impurity region. The storage capacitor 405 is formed using the insulating film (the same film as the gate insulating film) as a dielectric, the second electrode 246 and the semiconductor layer 2.
59 to 261.
【0066】本実施例で作製するアクティブマトリクス
基板の画素部の上面図を図7に示す。なお、図4〜図8
に対応する部分には同じ符号を用いている。図7中の鎖
線A−A’は図6中の鎖線A―A’で切断した断面図に
対応している。また、図7中の鎖線B−B’は図6中の
鎖線B―B’で切断した断面図に対応している。FIG. 7 is a top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment. 4 to 8.
Are assigned the same reference numerals. A chain line AA ′ in FIG. 7 corresponds to a cross-sectional view cut along a chain line AA ′ in FIG. The dashed line BB ′ in FIG. 7 corresponds to the cross-sectional view cut along the dashed line BB ′ in FIG.
【0067】このように、本実施例の画素構造を有する
アクティブマトリクス基板は、一部がゲート電極の機能
を果たす第1の電極245とゲート導電膜271とを異
なる層に形成し、ゲート導電膜271で半導体層を遮光
することを特徴としている。As described above, in the active matrix substrate having the pixel structure of this embodiment, the first electrode 245 partially functioning as a gate electrode and the gate conductive film 271 are formed in different layers, and the gate conductive film is formed. 271, the semiconductor layer is shielded from light.
【0068】また、本実施例の画素構造は、ブラックマ
トリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光さ
れるように、画素電極の端部をソース配線と重なるよう
に配置形成する。Further, in the pixel structure of this embodiment, the end of the pixel electrode is arranged so as to overlap with the source wiring so that the gap between the pixel electrodes is shielded from light without using a black matrix.
【0069】また、本実施例の画素電極の表面を公知の
方法、例えばサンドブラスト法やエッチング法等により
凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させるこ
とによって白色度を増加させることが望ましい。The surface of the pixel electrode of this embodiment may be made uneven by a known method, for example, a sandblast method or an etching method to prevent specular reflection and to scatter reflected light to increase whiteness. desirable.
【0070】上述の画素構造とすることにより大きな面
積を有する画素電極を配置でき、開口率を向上させるこ
とができる。With the above-described pixel structure, a pixel electrode having a large area can be arranged, and the aperture ratio can be improved.
【0071】また、本実施例で示す工程に従えば、アク
ティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数
を5枚(半導体層パターンマスク、第1配線パターンマ
スク(第1の電極245、第2の電極246、ソース配
線247を含む)、p型TFTのソース領域及びドレイ
ン領域形成のパターンマスク、コンタクトホール形成の
パターンマスク、第2配線パターンマスク(画素電極2
72、接続電極270、ゲート導電膜271を含む))
とすることができる。その結果、工程を短縮し、製造コ
ストの低減及び歩留まりの向上に寄与することができ
る。According to the steps shown in this embodiment, the number of photomasks required for manufacturing the active matrix substrate is five (semiconductor layer pattern mask, first wiring pattern mask (first electrode 245, second electrode 246, a source wiring 247), a pattern mask for forming a source region and a drain region of a p-type TFT, a pattern mask for forming a contact hole, and a second wiring pattern mask (pixel electrode 2).
72, connection electrode 270, and gate conductive film 271))
It can be. As a result, the process can be shortened, which can contribute to a reduction in manufacturing cost and an improvement in yield.
【0072】[実施例2]本実施例1において、フッ素化
処理、非晶質半導体膜形成、Ni処理の処理順序を変え
た例をここでは示す。[Embodiment 2] An example in which the order of the fluorination treatment, the formation of the amorphous semiconductor film, and the Ni treatment in Embodiment 1 is changed is shown here.
【0073】本実施例1と同様に、下地膜201を形成
した後、まず、下地膜201表面にNi添加を行う。次
いで、非晶質半導体膜203の形成を行い、この非晶質
半導体膜表面にフッ素化処理を施す。Ni添加、非晶質
半導体膜形成、フッ素化処理及び以降の工程は、本実施
例1と同様に行えばよい。After forming the base film 201 in the same manner as in the first embodiment, first, Ni is added to the surface of the base film 201. Next, an amorphous semiconductor film 203 is formed, and a fluorination treatment is performed on the surface of the amorphous semiconductor film. The addition of Ni, the formation of the amorphous semiconductor film, the fluorination treatment, and the subsequent steps may be performed in the same manner as in the first embodiment.
【0074】[実施例3]本実施例1において、フッ素化
処理、非晶質半導体膜形成、Ni処理の処理順序を変え
た例をここでは示す。[Embodiment 3] An example in which the order of the fluorination treatment, the formation of the amorphous semiconductor film, and the Ni treatment in Embodiment 1 is changed is shown here.
【0075】本実施例1と同様に、下地膜201を形成
した後、まず、下地膜201表面のフッ素化処理を行
う。次いで、Ni添加処理を行い、最後に非晶質半導体
膜203の形成を行う。Ni添加、非晶質半導体膜形
成、フッ素化処理及び以降の工程は、本実施例1と同様
に行えばよい。As in the first embodiment, after forming the base film 201, first, the surface of the base film 201 is fluorinated. Next, a Ni addition treatment is performed, and finally, an amorphous semiconductor film 203 is formed. The addition of Ni, the formation of the amorphous semiconductor film, the fluorination treatment, and the subsequent steps may be performed in the same manner as in the first embodiment.
【0076】[実施例4]本実施例1において、フッ素化
処理、非晶質半導体膜形成、Ni処理の処理順序を変え
た例をここでは示す。[Embodiment 4] An example in which the order of the fluorination treatment, the formation of the amorphous semiconductor film, and the Ni treatment in Embodiment 1 is changed is shown here.
【0077】本実施例1と同様に、下地膜201を形成
した後、まず、下地膜201表面にNi添加処理を行
う。次いで、フッ素を含有する非晶質半導体膜の形成を
行い、最後に非晶質半導体膜203の形成を行う。ここ
で、Ni添加処理とフッ素化処理を連続して行う場合、
Fプラズマ処理を行うと、下地膜201表面が添加した
Niごと薄くエッチングされてしまうために用いること
ができない点に注意が必要である。Ni添加、非晶質半
導体膜形成、フッ素を含有する非晶質半導体膜の形成及
び以降の工程は、本実施例1と同様に行えばよい。After forming the base film 201 in the same manner as in the first embodiment, first, a Ni addition treatment is performed on the surface of the base film 201. Next, an amorphous semiconductor film containing fluorine is formed, and finally, an amorphous semiconductor film 203 is formed. Here, when performing the Ni addition treatment and the fluorination treatment continuously,
It should be noted that the F plasma treatment cannot be used because the surface of the base film 201 is thinly etched together with the added Ni. Ni addition, formation of an amorphous semiconductor film, formation of an amorphous semiconductor film containing fluorine, and the subsequent steps may be performed in the same manner as in the first embodiment.
【0078】[実施例5]本実施例では、実施例1、2、
3及び4で作製した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以
下に説明する。説明には図8を用いる。[Embodiment 5] In this embodiment, Embodiments 1, 2 and
The steps of manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrates manufactured in 3 and 4 will be described below. FIG. 8 is used for the description.
【0079】まず、実施例1、2、3及び4に従い、図
6(B)の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、
図6のアクティブマトリクス基板上に配向膜501を形
成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜5
01を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜を
パターニングすることによって基板間隔を保持するため
の柱状のスペーサ506を所望の位置に形成した。ま
た、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全
面に散布してもよい。First, according to Examples 1, 2, 3 and 4, an active matrix substrate in the state of FIG.
An alignment film 501 is formed on the active matrix substrate of FIG. 6, and a rubbing process is performed. In this embodiment, the alignment film 5 is used.
Before the formation of No. 01, a columnar spacer 506 for maintaining a substrate interval was formed at a desired position by patterning an organic resin film such as an acrylic resin film. Instead of the columnar spacers, spherical spacers may be spread over the entire surface of the substrate.
【0080】次いで、対向基板503上に着色層50
4、505、平坦化膜507を形成する。赤色の着色層
504と青色の着色層505とを一部重ねて、第2遮光
部を形成する。なお、図8では図示しないが、赤色の着
色層と緑色の着色層とを一部重ねて、第1遮光部を形成
する。Next, the colored layer 50 is formed on the opposite substrate 503.
4, 505 and a flattening film 507 are formed. A second light-blocking portion is formed by partially overlapping the red coloring layer 504 and the blue coloring layer 505. Although not shown in FIG. 8, a first light-shielding portion is formed by partially overlapping a red coloring layer and a green coloring layer.
【0081】次いで、対向電極510を画素部に形成
し、対向基板の全面に配向膜508を形成し、ラビング
処理を施した。Next, a counter electrode 510 was formed in the pixel portion, an alignment film 508 was formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing process was performed.
【0082】そして、画素部と駆動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シール剤502
で貼り合わせる。シール剤502にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサ572によって
均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。そ
の後、両基板の間に液晶材料を注入し、封止剤(図示せ
ず)によって完全に封止する。液晶材料には公知の液晶
材料を用いれば良い。このようにして図8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。Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the opposing substrate are sealed with a sealant 502.
Paste in. A filler is mixed in the sealant 502, and the two substrates are bonded to each other at a uniform interval by the filler and the columnar spacer 572. Thereafter, a liquid crystal material is injected between the two substrates, and completely sealed with a sealing agent (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. Thus, the active matrix type liquid crystal display device shown in FIG. 8 is completed.
【0083】本実施例では、実施例1、2、3及び4に
示す基板を用いている。従って、実施例1、2、3及び
4の画素部の上面図を示す図7では、少なくともゲート
配線271と画素電極272、280の間隙と、ゲート
配線271と接続電極270の間隙と、接続電極270
と画素電極272の間隙を遮光する必要がある。本実施
例では、それらの遮光すべき位置に第1遮光部と第2遮
光部が重なるように対向基板を貼り合わせた。In this embodiment, the substrates shown in Embodiments 1, 2, 3 and 4 are used. Accordingly, in FIG. 7 showing a top view of the pixel portion of the first, second, third and fourth embodiments, at least the gap between the gate wiring 271 and the pixel electrodes 272 and 280, the gap between the gate wiring 271 and the connection electrode 270, and the connection electrode 270
It is necessary to shield the gap between the pixel electrode 272 and the pixel electrode 272. In this embodiment, the opposing substrates are bonded so that the first light-shielding portion and the second light-shielding portion overlap with those positions where light is to be shielded.
【0084】[実施例6]本実施例では、実施例1、2、
3及び4で作製したアクティブマトリクス基板で、EL
表示装置を作製する例について説明する。図9(A)は
そのEL表示パネルの上面図を示す。図9(A)におい
て、10は基板、11は画素部、12はソース側駆動回
路、13はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回
路は配線14〜16を経てFPC17に至り、外部機器
へと接続される。[Embodiment 6] In this embodiment, Embodiments 1, 2 and
In the active matrix substrate prepared in 3 and 4, EL
An example of manufacturing a display device will be described. FIG. 9A shows a top view of the EL display panel. 9A, reference numeral 10 denotes a substrate, 11 denotes a pixel portion, 12 denotes a source-side drive circuit, and 13 denotes a gate-side drive circuit. Each drive circuit reaches the FPC 17 via wirings 14 to 16 and is connected to an external device. Connected to
【0085】図9(A)のA−A'線に対応する断面図
を図9(B)に示す。このとき少なくとも画素部の上
方、好ましくは駆動回路及び画素部の上方に対向板80
を設ける。対向板80はシール材19でTFTとEL材
料を用いた自発光層が形成されているアクティブマトリ
クス基板と貼り合わされている。シール剤19にはフィ
ラー(図示せず)が混入されていて、このフィラーによ
りほぼ均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられ
ている。さらに、シール材19の外側とFPC17の上
面及び周辺は封止剤81で密封する構造とする。封止剤
81はシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ブチルゴムなどの材料を用いる。FIG. 9B is a sectional view corresponding to the line AA ′ in FIG. At this time, the opposing plate 80 is provided at least above the pixel portion, preferably above the driving circuit and the pixel portion.
Is provided. The opposing plate 80 is bonded to the active matrix substrate on which a self-luminous layer using a TFT and an EL material is formed by a sealing material 19. A filler (not shown) is mixed in the sealant 19, and the two substrates are bonded to each other at substantially uniform intervals by the filler. Further, the outside of the seal member 19 and the upper surface and the periphery of the FPC 17 are sealed with a sealant 81. The sealant 81 uses a material such as a silicone resin, an epoxy resin, a phenol resin, and butyl rubber.
【0086】このように、シール剤19によりアクティ
ブマトリクス基板10と対向基板80とが貼り合わされ
ると、その間には空間が形成される。その空間には充填
剤83が充填される。この充填剤83は対向板80を接
着する効果も合わせ持つ。充填剤83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、ま
たはEVA(エチレンビニルアセテート)などを用いる
ことができる。また、自発光層は水分をはじめ湿気に弱
く劣化しやすいので、この充填剤83の内部に酸化バリ
ウムなどの乾燥剤を混入させておくと吸湿効果を保持で
きるので望ましい。また、自発光層上に窒化シリコン膜
や酸化窒化シリコン膜などで形成するパッシベーション
膜82を形成し、充填剤83に含まれるアルカリ元素な
どによる腐蝕を防ぐ構造としている。As described above, when the active matrix substrate 10 and the counter substrate 80 are bonded together by the sealant 19, a space is formed therebetween. The space is filled with a filler 83. The filler 83 also has an effect of bonding the opposing plate 80. As the filler 83, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, EVA (ethylene vinyl acetate), or the like can be used. In addition, since the self-luminous layer is weak to moisture including water and easily deteriorates, it is desirable to mix a desiccant such as barium oxide into the filler 83 because the moisture absorbing effect can be maintained. Further, a passivation film 82 formed of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like is formed over the self-light-emitting layer, so that corrosion due to an alkali element or the like contained in the filler 83 is prevented.
【0087】また、図9(B)において基板10、下地
膜21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CM
OS回路を図示している。)22及び画素部用TFT2
3(但し、ここではEL素子への電流を制御するTFT
だけ図示している。)が形成されている。In FIG. 9B, a TFT for a driving circuit (here, a CM in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are combined) is formed on the substrate 10 and the base film 21.
2 illustrates an OS circuit. 22) and TFT2 for pixel portion
3 (However, in this case, the TFT controlling the current to the EL element
Is only shown. ) Is formed.
【0088】実施例1、2、3及び4で作製したアクテ
ィブマトリクス基板からEL表示装置を作製するには、
ソース配線、ドレイン配線上に樹脂材料からなる層間絶
縁膜(平坦化膜)26を形成し、その上に画素部用TF
T23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27を形成する。透明導電膜には酸化インジウ
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27を形成したら、絶縁膜28を
形成し、画素電極27上に開口部を形成する。To produce an EL display device from the active matrix substrates produced in Examples 1, 2, 3 and 4,
An interlayer insulating film (planarization film) 26 made of a resin material is formed on the source wiring and the drain wiring, and a pixel portion TF is formed thereon.
A pixel electrode 27 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of T23 is formed. A compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used for the transparent conductive film. After the pixel electrode 27 is formed, an insulating film 28 is formed, and an opening is formed on the pixel electrode 27.
【0089】次に、自発光層29を形成する。自発光層
29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、EL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, a self-luminous layer 29 is formed. The self-luminous layer 29 may have a laminated structure or a single-layer structure by freely combining known EL materials (a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer). A known technique may be used to determine the structure. EL materials include low molecular weight materials and high molecular weight (polymer) materials. When a low molecular material is used, an evaporation method is used. When a high molecular material is used, a simple method such as a spin coating method, a printing method, or an ink jet method can be used.
【0090】自発光層はシャドーマスクを用いて蒸着
法、またはインクジェット法、ディスペンサー法などで
形成する。いずれにしても、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(CCM)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。The self-luminous layer is formed by a vapor deposition method using a shadow mask, an ink jet method, a dispenser method, or the like. In any case, 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, color display becomes possible. In addition, there are a method in which a color conversion layer (CCM) and a color filter are combined, and a method in which a white light emitting layer and a color filter are combined, and any method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.
【0091】自発光層29を形成したら、その上に陰極
30を形成する。陰極30と自発光層29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、真空中で自発光層29と陰極30を連続して形成
するか、自発光層29を不活性雰囲気で形成し、大気解
放しないで真空中で陰極30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 self-luminous layer 29, the cathode 30 is formed thereon. It is desirable to remove moisture and oxygen existing at the interface between the cathode 30 and the self-luminous layer 29 as much as possible. Therefore, it is necessary to devise a method of continuously forming the self-luminous layer 29 and the cathode 30 in a vacuum or forming the self-luminous layer 29 in an inert atmosphere and forming the cathode 30 in a vacuum 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.
【0092】そして陰極30は31で示される領域にお
いて配線16に接続される。配線16は陰極30に所定
の電圧を与えるための電源供給線であり、異方性導電性
ペースト材料32を介してFPC17に接続される。F
PC17上にはさらに樹脂層80が形成され、この部分
の接着強度を高めている。The cathode 30 is connected to the wiring 16 in a region indicated by 31. The wiring 16 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 30, and is connected to the FPC 17 via the anisotropic conductive paste material 32. F
A resin layer 80 is further formed on the PC 17 to increase the adhesive strength at this portion.
【0093】31に示された領域において陰極30と配
線16とを電気的に接続するために、層間絶縁膜26及
び絶縁膜28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26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28のエッチン
グ時(自発光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28をエッチングする際に、層
間絶縁膜26まで一括でエッチングしても良い。この場
合、層間絶縁膜26と絶縁膜28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 order to electrically connect the cathode 30 and the wiring 16 in the region indicated by 31, contact holes need to be formed in the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28. These may be formed at the time of etching the interlayer insulating film 26 (at the time of forming a contact hole for a pixel electrode) or at the time of etching the insulating film 28 (at the time of forming an opening before forming a self-luminous layer). Further, when etching the insulating film 28, the etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 26. In this case, if the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28 are the same resin material, the shape of the contact hole can be made good.
【0094】また、配線16はシール材19と基板10
との間を隙間(但し封止剤81で塞がれている。)を通
ってFPC17に電気的に接続される。なお、ここでは
配線16について説明したが、他の配線14、15も同
様にしてシーリング材18の下を通ってFPC17に電
気的に接続される。The wiring 16 is made of a sealing material 19 and the substrate 10.
Is electrically connected to the FPC 17 through a gap (but closed with a sealant 81). Although the wiring 16 has been described here, the other wirings 14 and 15 are also electrically connected to the FPC 17 under the sealing material 18 in the same manner.
【0095】ここで画素部のさらに詳細な断面構造を図
10に、上面構造を図11に示す。図10(A)におい
て、基板2401上に設けられたスイッチング用TFT
2402は実施形態1の図6(B)の画素TFT404
と同じ構造で形成する。本実施例ではダブルゲート構造
としているが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良い。Here, FIG. 10 shows a more detailed sectional structure of the pixel portion, and FIG. 11 shows a top structure thereof. In FIG. 10A, a switching TFT provided on a substrate 2401 is provided.
2402 denotes the pixel TFT 404 in FIG. 6B of the first embodiment.
It has the same structure as described above. In this embodiment, a double gate structure is used, but a triple gate structure or a multi-gate structure having more gates may be used.
【0096】また、電流制御用TFT2403は、ドレ
イン側にのみゲート電極とオーバーラップするLDDが
設けられた構造であり、ゲートとドレイン間の寄生容量
や直列抵抗を低減させて電流駆動能力を高める構造とな
っている。また、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に
ゲート電極と一部が重なるLDD領域を設けることでT
FTの劣化を防ぎ、動作の安定性を高めることができ
る。このとき、スイッチング用TFT2402のドレイ
ン線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TFT2402のゲート電
極39a、39bを電気的に接続するゲート線である。The current control TFT 2403 has a structure in which an LDD that overlaps with the gate electrode is provided only on the drain side, and a structure in which the parasitic capacitance between the gate and the drain and the series resistance are reduced to increase the current driving capability. It has become. Further, 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, by providing an LDD region that partially overlaps the gate electrode in the current control TFT,
FT degradation can be prevented, and operation stability can be improved. At this time, the drain line 35 of the switching TFT 2402 is electrically connected to the gate electrode 37 of the current controlling TFT by the wiring 36. A wiring indicated by 38 is a gate line that electrically connects the gate electrodes 39a and 39b of the switching TFT 2402.
【0097】本実施例では電流制御用TFT2403を
シングルゲート構造で図示しているが、複数のTFT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 control TFT 2403 is shown in a single-gate structure, but a multi-gate structure in which a plurality of TFTs 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.
【0098】また、図11に示すように、電流制御用T
FT2403のゲート電極37となる配線は2404で
示される領域で、電流制御用TFT2403のドレイン
線40と絶縁膜を介して重なる。このとき、2404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2404は電流制御用TFT2403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、ドレイン線40は電流供給線(電源線)2501
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.
The wiring serving as the gate electrode 37 of the FT 2403 is a region indicated by reference numeral 2404 and overlaps with the drain line 40 of the current controlling TFT 2403 via an insulating film. At this time, a capacitor is formed in a region indicated by reference numeral 2404. The capacitor 2404 functions as a capacitor for holding a voltage applied to the gate of the current control TFT 2403.
The drain line 40 is a current supply line (power supply line) 2501
And a constant voltage is always applied.
【0099】スイッチング用TFT2402及び電流制
御用TFT2403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
自発光層は非常に薄いため、段差が存在することによっ
て発光不良を起す場合がある。The first passivation film 4 is formed on the switching TFT 2402 and the current control TFT 2403.
And a planarizing film 42 made of a resin insulating film thereon.
Is formed. It is very important to flatten the steps due to the TFT using the flattening film 42. Since a self-light-emitting layer formed later is extremely thin, light emission failure may occur due to the presence of a step.
【0100】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TFT2403
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。ま
た、絶縁膜(好ましくは樹脂)で形成されたバンク44
a、44bにより形成された溝(画素に相当する)の中に
発光層44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、ポリパラフェニレンビニレン(P
PV)系、ポリビニルカルバゾール(PVK)系、ポリ
フルオレン系などのπ共役ポリマー系材料を用いる。Reference numeral 43 denotes a pixel electrode (cathode of an EL element) made of a conductive film having high reflectivity.
Is electrically connected to the drain of As the pixel electrode 43, 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 is preferably used. Of course, a stacked structure with another conductive film may be employed. Further, the bank 44 formed of an insulating film (preferably resin) is used.
The light-emitting layer 44 is formed in the groove (corresponding to a pixel) formed by a and 44b. Although only one pixel is shown here, light emitting layers corresponding to each of R (red), G (green), and B (blue) may be separately formed. As an organic EL material for the light emitting layer, polyparaphenylene vinylene (P
A π-conjugated polymer material such as a PV) -based material, a polyvinyl carbazole (PVK) -based material, or a polyfluorene-based material is used.
【0101】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自発光層として
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 a self-luminous 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, the light emitting layer 45
Since the light generated in step (1) is emitted toward the upper surface side (upward 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.
【0102】図10(B)は自発光層の構造を反転させ
た例を示す。電流制御用TFT2601は図6のpチャ
ネル型TFT402と同じ構造で形成する。作製プロセ
スは実施形態1を参照すれば良い。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。FIG. 10B shows an example in which the structure of the light emitting layer is inverted. The current control TFT 2601 has the same structure as the p-channel TFT 402 in FIG. For the manufacturing process, Embodiment Mode 1 may be referred to. In this embodiment, a transparent conductive film is used as the pixel electrode (anode) 50.
【0103】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2602が形成さ
れる。本実施例の場合、発光層53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。本実施例のような構造とする場合、電
流制御用TFT2601はpチャネル型TFTで形成す
ることが好ましい。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 applying a solution. An electron injection layer 53 made of potassium acetylacetonate (denoted as acacK) and a cathode made of an aluminum alloy are formed thereon. In this case, the cathode 54 also functions as a passivation film. Thus, an EL element 2602 is formed. In the case of this embodiment, the light generated in the light emitting layer 53 is emitted toward the substrate on which the TFT is formed as indicated by the arrow. In the case of the structure as in this embodiment, it is preferable that the current control TFT 2601 be formed of a p-channel TFT.
【0104】[実施例7]本発明を実施して形成されたT
FTは様々な電気光学装置(代表的にはアクティブマト
リクス型液晶ディスプレイ等)に用いることができる。
即ち、それら電気光学装置や半導体回路を部品として組
み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。[Embodiment 7] T formed by carrying out the present invention
The FT can be used for various electro-optical devices (typically, an active matrix type liquid crystal display and the like).
That is, the present invention can be applied to all electronic devices incorporating these electro-optical devices and semiconductor circuits as components.
【0105】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型
ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末機器(モバイル
コンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げ
られる。それらの一例を図12、図13及び図14に示
す。Such electronic devices include a video camera, digital camera, projector (rear or front type), head mounted display (goggle type display), car navigation, car stereo,
Examples include a personal computer and a portable information terminal device (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, or the like). Examples of these are shown in FIGS. 12, 13 and 14.
【0106】図12(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体1201、画像入力部1202、表示部12
03、キーボード1204等を含む。本発明を画像入力
部1202、表示部1203やその他の信号制御回路に
適用することができる。FIG. 12A shows a personal computer, which includes a main body 1201, an image input section 1202, and a display section 12.
03, a keyboard 1204, and the like. The present invention can be applied to the image input unit 1202, the display unit 1203, and other signal control circuits.
【0107】図12(B)はビデオカメラであり、本体
1205、表示部1206、音声入力部1207、操作
スイッチ1208、バッテリー1209、受像部121
0等を含む。本発明を表示部1206やその他の信号制
御回路に適用することができる。FIG. 12B shows a video camera, which includes a main body 1205, a display section 1206, an audio input section 1207, operation switches 1208, a battery 1209, and an image receiving section 121.
Including 0 and the like. The present invention can be applied to the display portion 1206 and other signal control circuits.
【0108】図12(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体1211、カメラ部
1212、受像部1213、操作スイッチ1214、表
示部1215等を含む。本発明は表示部1215やその
他の信号制御回路に適用できる。FIG. 12C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 1211, a camera section 1212, an image receiving section 1213, operation switches 1214, a display section 1215, and the like. The present invention can be applied to the display unit 1215 and other signal control circuits.
【0109】図12(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体1216、表示部1217、アーム部121
8等を含む。本発明は表示部1217やその他の信号制
御回路に適用することができる。FIG. 12D shows a goggle type display having a main body 1216, a display section 1217, and an arm section 121.
8 and so on. The present invention can be applied to the display portion 1217 and other signal control circuits.
【0110】図12(E)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1219、表示部1220、スピーカ部122
1、記録媒体1222、操作スイッチ1223等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Di
gital 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。本発明は表示部1220やその他の信号制御回路に
適用することができる。FIG. 12E 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 1219, a display unit 1220, and a speaker unit 122.
1, a recording medium 1222, an operation switch 1223, and the like. This player uses a DVD (Di
Gital Versatile Disc), CDs, etc., can be used for music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 1220 and other signal control circuits.
【0111】図12(F)はデジタルカメラであり、本
体1224、表示部1225、接眼部1226、操作ス
イッチ1227、受像部(図示しない)等を含む。本発
明を表示部1225やその他の信号制御回路に適用する
ことができる。FIG. 12F shows a digital camera, which includes a main body 1224, a display section 1225, an eyepiece section 1226, operation switches 1227, an image receiving section (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 1225 and other signal control circuits.
【0112】図13(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置1301、スクリーン1302等を含
む。本発明は投射装置1301の一部を構成する液晶表
示装置1314やその他の信号制御回路に適用すること
ができる。FIG. 13A shows a front type projector, which includes a projection device 1301, a screen 1302, and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 1314 forming a part of the projection device 1301 and other signal control circuits.
【0113】図13(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体1303、投射装置1304、ミラー130
5、スクリーン1306等を含む。本発明は投射装置1
304の一部を構成する液晶表示装置1314やその他
の信号制御回路に適用することができる。FIG. 13B shows a rear type projector, which includes a main body 1303, a projection device 1304, and a mirror 130.
5, a screen 1306 and the like. The present invention relates to a projection device 1
The present invention can be applied to a liquid crystal display device 1314 constituting a part of the display device 304 and other signal control circuits.
【0114】なお、図13(C)は、図13(A)及び
図13(B)中における投射装置1301、1304の
構造の一例を示した図である。投射装置1301、13
04は、光源光学系1307、ミラー1308、131
0〜1312、ダイクロイックミラー1309、プリズ
ム1313、液晶表示装置1314、位相差板131
5、投射光学系1316で構成される。投射光学系13
16は、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13(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. 13C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 1301 and 1304 in FIGS. 13A and 13B. Projection devices 1301, 13
04 denotes a light source optical system 1307, mirrors 1308 and 131
0 to 1312, dichroic mirror 1309, prism 1313, liquid crystal display 1314, retardation plate 131
5. It is composed of a projection optical system 1316. Projection optical system 13
Reference numeral 16 denotes 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 an optical path indicated by an arrow in FIG. Good.
【0115】また、図13(D)は、図13(C)中に
おける光源光学系1307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1307は、リフレクタ
ー1318、光源1319、レンズアレイ1320、1
321、偏光変換素子1322、集光レンズ1323で
構成される。なお、図13(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。FIG. 13D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 1307 in FIG. 13C. In this embodiment, the light source optical system 1307 includes a reflector 1318, a light source 1319, a lens array 1320,
321, a polarization conversion element 1322, and a condenser lens 1323. Note that the light source optical system shown in FIG. 13D 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.
【0116】ただし、図13に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置の適用例は図示していな
い。However, in the projector shown in FIG. 13, a case where a transmissive electro-optical device is used is shown, and an application example of a reflective electro-optical device is not shown.
【0117】図14(A)は携帯電話であり、表示用パ
ネル1401、操作用パネル1402、接続部140
3、センサー内蔵ディスプレイ1404、音声出力部1
405、操作キー1406、電源スイッチ1407、音
声入力部1408、アンテナ1409等を含む。本発明
をセンサー内蔵ディスプレイ1404、音声出力部14
05、音声入力部1408やその他の信号制御回路に適
用することができる。FIG. 14A shows a mobile phone, which includes a display panel 1401, an operation panel 1402, and a connection section 140.
3. Display 1404 with built-in sensor, audio output unit 1
405, operation keys 1406, a power switch 1407, a voice input unit 1408, an antenna 1409, and the like. The present invention is applied to a display 1404 with a built-in sensor,
05, it can be applied to the audio input unit 1408 and other signal control circuits.
【0118】図14(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体1411、表示部1412、記憶媒体141
3、操作スイッチ1414、アンテナ1415等を含
む。本発明は表示部1412、記憶媒体1413やその
他の信号回路に適用することができる。FIG. 14B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 1411, a display portion 1412, and a storage medium 141.
3, including an operation switch 1414, an antenna 1415, and the like. The present invention can be applied to the display portion 1412, the storage medium 1413, and other signal circuits.
【0119】図14(C)はディスプレイであり、本体
1416、支持台1417、表示部1418等を含む。
本発明は表示部1418に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。FIG. 14C shows a display, which includes a main body 1416, a support base 1417, a display portion 1418, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 1418. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).
【0120】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
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。As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields.
【0121】本発明により、TFTを構成する結晶質半
導体層の結晶の配向性を制御することにより、単結晶に
近い活性層を形成することができ、画像などの高速処理
や高速通信等が可能となる。According to the present invention, an active layer close to a single crystal can be formed by controlling the crystal orientation of the crystalline semiconductor layer constituting the TFT, and high-speed processing of images and the like and high-speed communication can be performed. Becomes
【図1】 本実施形態1の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment.
【図2】 本実施形態2の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the second embodiment.
【図3】 成膜チャンバーを複数有する成膜装置図。FIG. 3 is a diagram of a film forming apparatus having a plurality of film forming chambers.
【図4】 本実施例1のTFT断面図。FIG. 4 is a sectional view of a TFT according to the first embodiment.
【図5】 本実施例1のTFT断面図。FIG. 5 is a sectional view of a TFT according to the first embodiment.
【図6】 本実施例1のTFT断面図。FIG. 6 is a sectional view of a TFT according to the first embodiment.
【図7】 本実施例1で作製するアクティブマトリクス
基板の画素部の上面図。FIG. 7 is a top view of a pixel portion of an active matrix substrate manufactured in Embodiment 1.
【図8】 本実施例5のアクティブマトリクス型液晶表
示装置断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of an active matrix liquid crystal display device according to a fifth embodiment.
【図9】 本実施例6のEL表示パネルの上面図及び断
面図。FIG. 9 is a top view and a cross-sectional view of an EL display panel according to a sixth embodiment.
【図10】 本実施例6のEL表示パネルの断面図。FIG. 10 is a sectional view of an EL display panel according to a sixth embodiment.
【図11】 本実施例6のEL表示パネルの上面図。FIG. 11 is a top view of an EL display panel according to a sixth embodiment.
【図12】 本実施例7のいろいろな半導体装置を示す
図。FIG. 12 is a diagram showing various semiconductor devices according to the seventh embodiment.
【図13】 本実施例7のいろいろな半導体装置を示す
図。FIG. 13 is a diagram showing various semiconductor devices according to the seventh embodiment.
【図14】 本実施例7のいろいろな半導体装置を示す
図。FIG. 14 is a diagram showing various semiconductor devices according to the seventh embodiment.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/786 H01L 29/78 627G 21/336 (72)発明者 鳥海 聡志 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 大槻 高志 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 Fターム(参考) 2H092 JA24 JA37 MA07 MA17 MA27 MA29 MA30 NA25 PA10 PA11 RA01 RA05 4K030 BA29 BB05 CA06 DA02 DA08 DA09 FA01 HA03 HA04 LA15 5F048 AA09 AB10 AC04 BA16 BB01 BB06 BB09 BC06 BC11 BE08 BF07 BG07 5F052 AA11 CA10 DA02 DB01 DB02 DB03 EA13 EA15 FA06 JA01 5F110 AA30 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 DD25 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE14 EE23 EE28 FF02 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG17 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL04 HL06 HL11 HM15 NN03 NN04 NN22 NN34 NN35 NN72 PP01 PP03 PP27 PP29 PP31 PP34 PP35 QQ04 QQ09 QQ10 QQ11 QQ24 QQ25 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/786 H01L 29/78 627G 21/336 (72) Inventor Satoshi Toriumi 398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Stock (72) Inventor Takashi Otsuki 398 Hase, Atsugi-shi, Kanagawa F-term (reference) 2H092 JA24 JA37 MA07 MA17 MA27 MA29 MA30 NA25 PA10 PA11 RA01 RA05 4K030 BA29 BB05 CA06 DA02 DA08 DA09 FA01 HA03 HA04 LA15 5F048 AA09 AB10 AC04 BA16 BB01 BB06 BB09 BC06 BC11 BE08 BF07 BG07 5F052 AA11 CA10 DA02 DB01 DB02 DB03 EA13 EA15 FA06 JA01 5F110 AA30 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD02 DD03 DD05 DD13 EE23 EE28 FF02 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG17 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ 04 HJ12 HJ13 HJ23 HL04 HL06 HL11 HM15 NN03 NN04 NN22 NN34 NN35 NN72 PP01 PP03 PP27 PP29 PP31 PP34 PP35 QQ04 QQ09 QQ10 QQ11 QQ24 QQ25
Claims (11)
前記絶縁膜の下地上に非晶質半導体膜を形成する工程
と、前記非晶質半導体膜を形成する工程の前後に前記非
晶質半導体膜の結晶化を助長する触媒元素を添加する工
程及びフッ素処理の工程と、前記非晶質半導体膜を結晶
化させる工程と、を有する半導体装置の作製方法。A step of forming a base of an insulating film on a substrate;
Forming an amorphous semiconductor film below the insulating film; and adding a catalytic element that promotes crystallization of the amorphous semiconductor film before and after the step of forming the amorphous semiconductor film; and A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of fluorine treatment; and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film.
前記絶縁膜の下地表面にフッ素処理を施す工程と、前記
フッ素処理を行った絶縁膜の下地上に非晶質半導体膜を
形成する工程と、前記非晶質半導体膜表面に前記非晶質
半導体膜の結晶化を助長する触媒元素を添加する工程
と、前記非晶質半導体膜を結晶化させる工程と、を有す
る半導体装置の作製方法。A step of forming a base of an insulating film on the substrate;
Performing a fluorine treatment on the underlayer surface of the insulating film, forming an amorphous semiconductor film under the insulating film subjected to the fluorine treatment, and forming the amorphous semiconductor film on the surface of the amorphous semiconductor film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of adding a catalytic element that promotes crystallization of a film; and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film.
前記絶縁膜の下地表面に非晶質半導体膜の結晶化を助長
する触媒元素を添加する工程と、前記触媒元素を添加し
た絶縁膜の下地上に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜表面にフッ素処理を施す工程と、前
記非晶質半導体膜を結晶化させる工程と、を有する半導
体装置の作製方法。A step of forming a base of an insulating film on the substrate;
A step of adding a catalytic element that promotes crystallization of the amorphous semiconductor film to a base surface of the insulating film; anda step of forming an amorphous semiconductor film on a lower surface of the insulating film to which the catalytic element is added,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: performing a fluorine treatment on a surface of the amorphous semiconductor film; and crystallizing the amorphous semiconductor film.
前記絶縁膜の下地表面にフッ素処理を施す工程と、前記
フッ素処理を行った絶縁膜の下地表面に非晶質半導体膜
の結晶化を助長する触媒元素を添加する工程と、前記フ
ッ素処理と触媒元素を添加した絶縁膜の下地上に非晶質
半導体膜を形成する工程と、前記非晶質半導体膜を結晶
化させる工程と、を有する半導体装置の作製方法。4. A step of forming a base of an insulating film on a substrate;
A step of subjecting the underlayer surface of the insulating film to a fluorine treatment, a step of adding a catalytic element that promotes crystallization of the amorphous semiconductor film to the underlayer surface of the insulating film subjected to the fluorine treatment, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an amorphous semiconductor film below an insulating film to which an element is added; and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film.
前記絶縁膜の下地表面に非晶質半導体膜の結晶化を助長
する触媒元素を添加する工程と、前記触媒元素を添加し
た絶縁膜の下地表面をフッ素処理する工程と、前記触媒
元素の添加とフッ素処理を施した絶縁膜の下地上に非晶
質半導体膜を形成する工程と、前記非晶質半導体膜を結
晶化させる工程と、を有する半導体装置の作製方法。5. A step of forming a base of an insulating film on a substrate;
A step of adding a catalyst element for promoting crystallization of the amorphous semiconductor film to a base surface of the insulating film, a step of subjecting the base surface of the insulating film to which the catalyst element is added to a fluorine treatment, and A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an amorphous semiconductor film below a fluorine-treated insulating film; and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film.
としてNi、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、In、S
n、Pb、As、Sbから選ばれた一種又は複数種類の
元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。6. The method according to claim 1, wherein Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, S
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising using one or more elements selected from n, Pb, As, and Sb.
を添加する方法は、触媒元素を含有する溶液の添加或い
は触媒元素からなる極薄膜の形成であることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method of adding the catalyst element includes adding a solution containing the catalyst element or forming an extremely thin film made of the catalyst element. Method.
を添加された被膜の触媒元素の面内濃度が、1×1010
atoms/cm2から1×1013atoms/cm2で
あることを特徴とする半導体装置の作製方法。8. The method according to claim 1, wherein the in-plane concentration of the catalyst element in the coating film to which the catalyst element is added is 1 × 10 10
A method for manufacturing a semiconductor device, which has a concentration of atoms / cm 2 to 1 × 10 13 atoms / cm 2 .
処理の方法は、フッ素プラズマ処理或いはフッ素を含有
する非晶質半導体膜の形成であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method of fluorination treatment is fluorine plasma treatment or formation of an amorphous semiconductor film containing fluorine.
半導体膜を結晶化させる工程とは、加熱処理と光照射の
両工程或いはどちらか1工程であることを特徴とする半
導体装置の作製方法。10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the step of crystallizing the amorphous semiconductor film is at least one of a heat treatment step and a light irradiation step. Production method.
れる結晶質半導体膜は概ね(110)配向を有すること
を特徴とする半導体装置の作製方法。11. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the crystalline semiconductor film formed has a substantially (110) orientation.
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