JP2002313722A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Landscapes
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- Thin Film Transistor (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はゲッタリング技術を
用いた半導体装置の作製方法及び、当該作製方法により
得られる半導体装置に関する。特に本発明は、半導体膜
の結晶化において触媒作用のある金属元素を添加して作
製される結晶質半導体膜を用いた半導体装置の作製方法
並びに半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a gettering technique and a semiconductor device obtained by the method. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a crystalline semiconductor film which is manufactured by adding a metal element having a catalytic action in crystallization of a semiconductor film, and a semiconductor device.
【0002】なお、本明細書中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しうる装置全般を
指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て
半導体装置である。[0002] In this specification, a semiconductor device generally refers to a device that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.
【0003】[0003]
【従来の技術】結晶構造を有する半導体膜(以下、結晶
質半導体膜という)を用いた代表的な半導体素子として
薄膜トランジスタ(以下、TFTと記す)が知られてい
る。TFTはガラスなどの絶縁基板上に集積回路を形成
する技術として注目され、駆動回路一体型液晶表示装置
などが実用化されつつある。従来からの技術において、
結晶質半導体膜は、プラズマCVD法や減圧CVD法で
堆積した非晶質半導体膜を、加熱処理やレーザーアニー
ル法(レーザー光の照射により半導体膜を結晶化させる
技術)により作製されている。2. Description of the Related Art A thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) is known as a typical semiconductor element using a semiconductor film having a crystalline structure (hereinafter, referred to as a crystalline semiconductor film). TFTs are attracting attention as a technique for forming an integrated circuit on an insulating substrate such as glass, and a drive circuit integrated liquid crystal display device and the like are being put into practical use. In conventional technology,
The crystalline semiconductor film is manufactured by heating or laser annealing an amorphous semiconductor film deposited by a plasma CVD method or a low pressure CVD method (a technique of crystallizing a semiconductor film by irradiation with laser light).
【0004】こうして作製される結晶質半導体膜は多数
の結晶粒の集合体であり、その結晶方位は任意な方向に
配向して制御不能であるため、TFTの特性を制限する
要因となっている。このような問題点に対し、特開平7
−183540号公報で開示される技術は、ニッケルな
ど半導体膜の結晶化に対し触媒作用のある金属元素を添
加して結晶質半導体膜を作製するものであり、結晶化に
必要とする加熱温度を低下させる効果ばかりでなく、結
晶方位の配向性を単一方向に高めることが可能である。
このような結晶質半導体膜でTFTを形成すると、電界
効果移動度の向上のみでなく、サブスレッショルド係数
(S値)が小さくなり、飛躍的に電気的特性を向上させ
ることが可能となっている。[0004] The crystalline semiconductor film thus produced is an aggregate of a large number of crystal grains, and the crystal orientation is uncontrollable because it is oriented in an arbitrary direction, which is a factor limiting TFT characteristics. . To solve such problems, Japanese Patent Application Laid-Open
The technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 183540 discloses a method of manufacturing a crystalline semiconductor film by adding a metal element such as nickel which has a catalytic effect on crystallization of a semiconductor film. In addition to the effect of lowering the crystal orientation, the orientation of the crystal orientation can be increased in a single direction.
When a TFT is formed using such a crystalline semiconductor film, not only the field effect mobility is improved, but also the subthreshold coefficient (S value) is reduced, and the electrical characteristics can be dramatically improved. .
【0005】しかし、触媒作用のある金属元素を添加す
る故に、結晶質半導体膜の膜中或いは膜表面には、当該
金属元素が残存し、得られる素子の特性をばらつかせる
などの問題がある。その一例は、TFTにおいてオフ電
流が増加し、個々の素子間でばらつくなどの問題があ
る。即ち、結晶化に対し触媒作用のある金属元素は、一
旦、結晶質半導体膜が形成されてしまえば、かえって不
要な存在となってしまう。However, since a metal element having a catalytic action is added, there is a problem that the metal element remains in the film of the crystalline semiconductor film or on the film surface, and the characteristics of the obtained element are varied. . As an example, there is a problem that the off-state current increases in the TFT, and the TFT varies among individual elements. That is, once the crystalline semiconductor film is formed, the metal element having a catalytic action on crystallization becomes unnecessary.
【0006】リンを用いたゲッタリングは、このような
金属元素を結晶質半導体膜の特定の領域から除去するた
めの手法として有効に活用されている。例えば、TFT
のソース・ドレイン領域にリンを添加して450〜70
0℃の熱処理を行うことで、チャネル形成領域から当該
金属元素を容易に除去することが可能である。Gettering using phosphorus has been effectively utilized as a technique for removing such a metal element from a specific region of a crystalline semiconductor film. For example, TFT
Is added to the source / drain region of
By performing the heat treatment at 0 ° C., the metal element can be easily removed from the channel formation region.
【0007】リンはイオンドープ法(PH3などをプラ
ズマで解離して、イオンを電界で加速して半導体中に注
入する方法であり、基本的にイオンの質量分離を行わな
い方法を指す)で結晶質半導体膜に注入するが、ゲッタ
リングのために必要なリン濃度は1×1020/cm3以上で
ある。イオンドープ法によるリンの添加は、結晶質半導
体膜の非晶質化をもたらすが、リン濃度の増加はその後
のアニールによる再結晶化の妨げとなり問題となってい
る。また、高濃度のリンの添加は、ドーピングに必要な
処理時間の増大をもたらし、ドーピング工程におけるス
ループットを低下させるので問題となっている。[0007] Phosphorus is obtained by an ion doping method (a method in which PH 3 or the like is dissociated by plasma and ions are accelerated by an electric field and injected into a semiconductor, and basically means a method in which mass separation of ions is not performed). The phosphorus is injected into the crystalline semiconductor film, and the phosphorus concentration required for gettering is 1 × 10 20 / cm 3 or more. Although the addition of phosphorus by the ion doping method causes the crystalline semiconductor film to become amorphous, an increase in the phosphorus concentration hinders recrystallization by subsequent annealing, which is a problem. In addition, the addition of a high concentration of phosphorus causes an increase in the processing time required for doping, which causes a problem in that the throughput in the doping process is reduced.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温(60
0℃以上)の加熱処理回数を低減し、さらなる低温プロ
セス(600℃以下)を実現するとともに、工程簡略化
及びスループットの向上を実現することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to high temperature (60
It is an object to reduce the number of heat treatments (0 ° C. or more) to realize a further low-temperature process (600 ° C. or less), and to realize a simplified process and an improvement in throughput.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】ゲッタリング技術は単結
晶シリコンウエハーを用いる集積回路の製造技術におい
て主要な技術として位置付けられている。ゲッタリング
は半導体中に取り込まれた金属不純物が、何らかのエネ
ルギーでゲッタリングサイトに偏析して、素子の能動領
域の不純物濃度を低減させる技術として知られている。
それは、エクストリンシックゲッタリング(Extrinsic G
ettering)とイントリンシックゲッタリング(Intrinsic
Gettering)の二つに大別されている。エクストリンシッ
クゲッタリングは外部から歪場や化学作用を与えてゲッ
タリング効果をもたらすものである。高濃度のリンを単
結晶シリコンウエハーの裏面から拡散させるリンゲッタ
はこれに当たり、前述の結晶質半導体膜に対するリンを
用いたゲッタリングもエクストリンシックゲッタリング
の一種と見なすことができる。The gettering technique is positioned as a major technique in the technique of manufacturing an integrated circuit using a single crystal silicon wafer. Gettering is known as a technique in which metal impurities taken into a semiconductor are segregated at a gettering site with some energy to reduce the impurity concentration in an active region of an element.
It is Extrinsic G gettering
ettering) and intrinsic gettering (Intrinsic
Gettering). The extrinsic gettering is to provide a gettering effect by applying a strain field or a chemical action from the outside. This is the case with a phosphorus getter that diffuses high-concentration phosphorus from the back surface of a single-crystal silicon wafer, and the above-described gettering using phosphorus on a crystalline semiconductor film can also be regarded as a kind of extrinsic gettering.
【0010】一方、イントリンシックゲッタリングは単
結晶シリコンウエハーの内部に生成された酸素が関与す
る格子欠陥の歪場を利用したものとして知られている。
本発明は、このような格子欠陥、或いは格子歪みを利用
したイントリンシックゲッタリングに着目したものであ
り、厚さ10〜100nm程度の結晶質半導体膜に適用す
るために以下の手段を採用するものである。[0010] On the other hand, intrinsic gettering is known to utilize a strain field of a lattice defect involving oxygen generated inside a single crystal silicon wafer.
The present invention focuses on intrinsic gettering utilizing such lattice defects or lattice distortion, and employs the following means in order to apply it to a crystalline semiconductor film having a thickness of about 10 to 100 nm. It is.
【0011】本発明は、金属元素を用いて結晶構造を有
する半導体膜を形成する手段と、選択的に希ガス元素を
添加してゲッタリングサイトを形成する手段と、ゲッタ
リングサイトに金属元素をゲッタリングさせる手段とを
有している。The present invention provides a means for forming a semiconductor film having a crystal structure using a metal element, a means for selectively adding a rare gas element to form a gettering site, and a method for forming a gettering site by adding a metal element to a gettering site. Means for gettering.
【0012】また、希ガス元素を添加する方法としては
イオンドープ法またはイオン注入法を用いればよい。As a method for adding a rare gas element, an ion doping method or an ion implantation method may be used.
【0013】また、希ガス元素に加え、H、H2、O、
O2、Pから選ばれた一種または複数種を添加してもよ
い。なお、希ガス元素に加え、H、H2、O、O2から選
ばれた一種または複数種を添加する場合、例えば希ガス
元素に加え、水蒸気を含む雰囲気で行えばよい。雰囲気
に水蒸気を加え、イオンドープ法を用いて希ガス元素
(アルゴン)を添加した時、電磁場直交型質量分析器
(E×(cross)B mass analyzer)を用いて測定した
結果を図24に示す。なお、電磁場直交型質量分析器
は、磁界と電界を垂直にし、かつそれぞれがイオンビー
ム軸と垂直になるように配置した質量分析器である。電
場によりビームを偏向し、検出対象イオンが磁場により
中心軸上に戻るようにして質量分析を行う。Further, in addition to the rare gas elements, H, H 2 , O,
One or more selected from O 2 and P may be added. When one or more selected from H, H 2 , O, and O 2 are added in addition to the rare gas element, the addition may be performed in an atmosphere containing water vapor in addition to the rare gas element, for example. FIG. 24 shows the results of measurement using an electromagnetic field orthogonal mass analyzer (E × (cross) B mass analyzer) when water vapor was added to the atmosphere and a rare gas element (argon) was added using the ion doping method. . The electromagnetic field orthogonal mass analyzer is a mass analyzer in which a magnetic field and an electric field are perpendicular to each other, and each is arranged to be perpendicular to an ion beam axis. The beam is deflected by an electric field, and mass spectrometry is performed such that ions to be detected return to the center axis by a magnetic field.
【0014】また、希ガス元素に加え、H、H2、O、
O2、Pから選ばれた一種または複数種を添加する場
合、例えば希ガス元素に加え、水蒸気とフォスフィンを
含む雰囲気で行えばよい。このように複数の元素を添加
することにより相乗的にゲッタリング効果が得られる。In addition to the rare gas elements, H, H 2 , O,
When adding one or more selected from O 2 and P, for example, the addition may be performed in an atmosphere containing water vapor and phosphine in addition to the rare gas element. As described above, a gettering effect can be obtained synergistically by adding a plurality of elements.
【0015】特に、酸素(O、O2)を添加することは
有効であり、ゲッタリング工程において、結晶化を助長
する金属元素は、ゲッタリングサイトの酸素濃度の多い
領域に移動する傾向がある。In particular, it is effective to add oxygen (O, O 2 ), and in the gettering step, the metal element that promotes crystallization tends to move to the gettering site where the oxygen concentration is high. .
【0016】また、本発明において、結晶構造を有する
半導体膜は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
添加した後、加熱処理または強光の照射によって結晶化
を行えばよい。結晶化の後、フッ酸を含むエッチャン
ト、例えば希フッ酸やFPM(フッ酸、過酸化水素水、
純水との混合液)で偏析した金属元素を除去または低減
してもよい。また、フッ酸を含むエッチャントで表面を
エッチング処理した場合には、強光を照射して表面を平
坦化することが望ましい。In the present invention, the semiconductor film having a crystal structure may be obtained by adding a metal element to a semiconductor film having an amorphous structure and then performing crystallization by heat treatment or irradiation with strong light. After crystallization, an etchant containing hydrofluoric acid, for example, dilute hydrofluoric acid or FPM (hydrofluoric acid, hydrogen peroxide,
(Mixture with pure water) to remove or reduce the segregated metal element. When the surface is etched with an etchant containing hydrofluoric acid, it is desirable to irradiate strong light to flatten the surface.
【0017】また、上記結晶化の後、さらに結晶化を改
善するためのレーザー光または強光の照射を行ってもよ
い。この結晶化を改善するためのレーザー光または強光
の照射の後にフッ酸を含むエッチャントで偏析した金属
元素を除去または低減してもよく、さらに強光を照射し
て表面を平坦化してもよい。After the above-mentioned crystallization, irradiation with laser light or strong light may be performed to further improve the crystallization. After the irradiation of laser light or strong light for improving the crystallization, the metal element segregated by an etchant containing hydrofluoric acid may be removed or reduced, and the surface may be flattened by further irradiation with strong light. .
【0018】次いで、結晶構造を有する半導体膜上に珪
素を主成分とする絶縁膜を形成する。なお、この絶縁膜
は極薄いものでよく、炭素、即ち有機物の除去のために
行われるヒドロ洗浄と呼ばれる表面処理に使用するオゾ
ンを含む溶液で酸化させることによって形成してもよ
い。この絶縁膜は、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)のドーピングす
るためのものである。この絶縁膜を形成して、チャネル
ドープを行った後で活性化させるため強光を照射しても
よい。Next, an insulating film containing silicon as a main component is formed on the semiconductor film having a crystal structure. Note that the insulating film may be extremely thin, and may be formed by oxidizing with carbon, that is, a solution containing ozone used for surface treatment called hydrocleaning for removing organic substances. This insulating film is for doping a trace amount of an impurity element (boron or phosphorus) in order to control the threshold value of the TFT. This insulating film may be formed and irradiated with intense light for activation after channel doping.
【0019】また、本発明の特徴の一つは、結晶質半導
体薄膜に希ガス元素を添加してゲッタリングサイトを形
成するプロセスと、加熱処理(強光の照射による加熱処
理を含む)するプロセスとを有しており、該加熱処理に
より結晶質半導体薄膜に含まれる金属が移動してゲッタ
リングサイト(希ガス元素のイオンが添加された領域)
に捕獲され、ゲッタリングサイト以外の結晶質半導体薄
膜から金属を除去または低減することである。なお、加
熱処理に代えて強光を照射してもよいし、加熱処理と同
時に強光を照射してもよい。また、このゲッタリングの
際、チャネルドープにより添加された不純物元素を活性
化させてもよい。One of the features of the present invention is a process of forming a gettering site by adding a rare gas element to a crystalline semiconductor thin film, and a process of performing heat treatment (including heat treatment by irradiation with strong light). And the metal contained in the crystalline semiconductor thin film is moved by the heat treatment to obtain a gettering site (a region to which ions of a rare gas element are added).
And removing or reducing metal from the crystalline semiconductor thin film other than the gettering sites. Note that strong light may be applied instead of the heat treatment, or strong light may be applied simultaneously with the heat treatment. At the time of this gettering, the impurity element added by channel doping may be activated.
【0020】また、本発明は結晶構造を有する半導体膜
へマスクを用いて希ガス元素(希ガスとも呼ばれる)を
添加した不純物領域を形成し、加熱処理により前記不純
物領域に半導体膜に含まれる金属元素を偏析させるゲッ
タリングを行った後、前記マスクを用いて半導体膜のパ
ターニングを行うことも特徴としている。マスク数の低
減または工程を簡略化する上では、希ガス元素を選択的
に添加するマスクと半導体膜のパターニングで使用する
マスクとを同一とすることが望ましいが、ゲッタリング
を行うと、金属元素が希ガスを添加した領域の境界に偏
析しやすい傾向があることから、図13に示したように
別々のマスクとしてもよい。Further, according to the present invention, an impurity region in which a rare gas element (also referred to as a rare gas) is added to a semiconductor film having a crystal structure by using a mask is formed, and a metal contained in the semiconductor film is formed in the impurity region by heat treatment. After gettering for segregating elements, the semiconductor film is patterned using the mask. In order to reduce the number of masks or simplify the process, it is preferable to use the same mask for selectively adding a rare gas element and the mask used for patterning a semiconductor film. Are likely to be segregated at the boundary of the region to which the rare gas is added. Therefore, separate masks may be used as shown in FIG.
【0021】また、希ガス元素の添加方法としては、イ
オンドーピング法やイオン注入法を用いることができ、
希ガス元素としては、He、Ne、Ar、Kr、Xeか
ら選ばれた一種または複数種を用いることができる。中
でも安価なガスであるArを用いることが望ましい。イ
オンドーピング法を用いる場合、ドーピングガスに含ま
れる希ガス元素の1種類が占める濃度が30%以上、好
ましくは100%とする。例えば、Krガス30%、A
rガス70%の濃度としたドーピングガスを用いてもよ
い。As a method for adding the rare gas element, an ion doping method or an ion implantation method can be used.
As the rare gas element, one or more kinds selected from He, Ne, Ar, Kr, and Xe can be used. Above all, it is desirable to use Ar which is an inexpensive gas. In the case of using the ion doping method, the concentration occupied by one of the rare gas elements contained in the doping gas is 30% or more, preferably 100%. For example, Kr gas 30%, A
A doping gas having a concentration of r gas of 70% may be used.
【0022】また、本発明は、半導体膜のパターニング
を行う際、希ガスを添加した領域、即ち、金属元素が高
濃度に偏析した領域は除去され、マスクで覆われ、且つ
金属元素が低減された領域が所望の形状を有する半導体
層として形成される。なお、半導体層を形成する際にオ
ーバーエッチすれば、半導体層の端部に存在する金属が
偏析している部分を除去することができる。また、パタ
ーニングを行った後、上記マスクは除去する。Further, according to the present invention, when patterning a semiconductor film, a region to which a rare gas is added, that is, a region where a metal element is segregated at a high concentration is removed, covered with a mask, and a metal element is reduced. The formed region is formed as a semiconductor layer having a desired shape. Note that if overetching is performed at the time of forming the semiconductor layer, a portion where the metal existing at the edge of the semiconductor layer is segregated can be removed. After the patterning, the mask is removed.
【0023】次いで、半導体層の表面をフッ酸を含むエ
ッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜となる珪素を主
成分とする絶縁膜を形成する。この表面洗浄とゲート絶
縁膜の形成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが
望ましい。また、この表面洗浄の前または後に活性化工
程を加え、チャネルドープにより添加された不純物元素
を活性化させてもよい。Next, after cleaning the surface of the semiconductor layer with an etchant containing hydrofluoric acid, an insulating film containing silicon as a main component and serving as a gate insulating film is formed. It is desirable that the surface cleaning and the formation of the gate insulating film be performed continuously without exposure to the air. Before or after this surface cleaning, an activation step may be added to activate the added impurity element by channel doping.
【0024】次いで、ゲート絶縁膜表面を洗浄した後、
ゲート電極を形成し、p型またはn型を付与する不純物
元素を適宜添加して、ソース領域及びドレイン領域を形
成する。また、必要であればLDD領域も形成してもよ
い。添加した後、不純物元素を活性化するために加熱処
理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行えばよ
い。また、活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダ
メージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマ
ダメージを回復することができる。特に、室温〜300
℃の雰囲気中において、表面または裏面からYAGレー
ザーの第2高調波を照射して不純物元素を活性化させる
ことは非常に有効である。YAGレーザーはメンテナン
スが少ないため好ましい。Next, after cleaning the surface of the gate insulating film,
A gate electrode is formed, and a source region and a drain region are formed by appropriately adding an impurity element imparting p-type or n-type. If necessary, an LDD region may be formed. After the addition, heat treatment, strong light irradiation, or laser light irradiation may be performed to activate the impurity elements. In addition, plasma damage to the gate insulating film and plasma damage to the interface between the gate insulating film and the semiconductor layer can be recovered simultaneously with the activation. In particular, room temperature to 300
It is very effective to activate the impurity element by irradiating the second harmonic of the YAG laser from the front surface or the back surface in an atmosphere of ° C. YAG lasers are preferred because they require less maintenance.
【0025】以降の工程は、層間絶縁膜を形成し、水素
化を行って、ソース領域、ドレイン領域に達するコンタ
クトホールを形成し、ソース電極、ドレイン電極を形成
してTFTを完成させる。In the subsequent steps, an interlayer insulating film is formed, hydrogenation is performed, contact holes reaching the source region and the drain region are formed, and a source electrode and a drain electrode are formed to complete a TFT.
【0026】本発明により、熱処理を用いて結晶化を行
い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合は、高温熱処
理2回(結晶化、ゲッタリング)に抑えることができ、
強光により結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方法で
行う場合には、高温熱処理1回(ゲッタリング)に抑え
ることができる。According to the present invention, when crystallization is performed using heat treatment and activation is performed by a method other than heat treatment, it is possible to suppress the high-temperature heat treatment to twice (crystallization and gettering).
When crystallization is performed by intense light and activation is performed by a method other than the heat treatment, it can be suppressed to one high-temperature heat treatment (gettering).
【0027】また、希ガスを添加する処理時間は、1分
または2分程度の短時間で高濃度の希ガス元素を半導体
膜に添加することができるため、リンを用いたゲッタリ
ングと比較してスループットが格段に向上する。In addition, the treatment time for adding a rare gas is as short as about 1 minute or 2 minutes, so that a high concentration rare gas element can be added to a semiconductor film. And the throughput is significantly improved.
【0028】希ガス元素によるゲッタリングの能力につ
いて実験を行った。半導体膜は50nmの非晶質シリコン
膜に10ppmの酢酸ニッケル含有水溶液を塗布した後、
500℃にて1時間の脱水素処理と、550℃にて4時
間の加熱処理により結晶化させた結晶質半導体膜を用い
た。この結晶化半導体膜をパターニングした後、90n
mの酸化珪素膜を形成した。そして、ゲッタリングされ
る領域を幅50μmとし、該領域を挟むようにマスクを
用いてアルゴンをイオンドープ法(80keVの加速電圧
で、5×1015/cm2のドーズ量)で注入してゲッタリン
グサイト(幅5μm)を設けた試料を作製した。アルゴ
ンは99.9999%以上のものを用い、注入に要する
時間は1〜2分でよかった。そして、窒素雰囲気中、加
熱温度を350℃、400℃、450℃、500℃、5
50℃とし、加熱時間を4時間、6時間、8時間として
それぞれゲッタリングを行った。ゲッタリング後、酸化
珪素膜を除去した後、FPMで処理した。ゲッタリング
の効果は、結晶質半導体膜の被ゲッタリング領域におけ
るエッチピットの数により確認した。即ち、添加したニ
ッケルの大部分はニッケルシリサイドとして結晶質半導
体膜に残存するが、これはFPM(フッ酸、過酸化水素
水、純水の混合液)によりエッチングされることが知ら
れている。従って、被ゲッタリング領域をFPMで処理
してエッチピットの有無を確認することにより、ゲッタ
リングの効果を確認することができる。この場合、エッ
チピットの数(密度)が少ない程、ゲッタリングの効果
が高いことを意味する。図26にその結果を示す。図2
6からは、加熱時間を長くすれば長くするほどエッチピ
ットの密度は少なくなっており、500℃、好ましくは
550℃の熱処理によりエッチピットの密度が十分少な
くなっていることが読み取れる。An experiment was conducted on the ability of gettering by a rare gas element. After applying a 10 ppm nickel acetate-containing aqueous solution to a 50 nm amorphous silicon film,
A crystalline semiconductor film crystallized by a dehydrogenation treatment at 500 ° C. for 1 hour and a heat treatment at 550 ° C. for 4 hours was used. After patterning this crystallized semiconductor film, 90n
m silicon oxide film was formed. The region to be gettered is set to a width of 50 μm, and argon is implanted by a mask so as to sandwich the region by an ion doping method (acceleration voltage of 80 keV and dose of 5 × 10 15 / cm 2 ). A sample provided with a ring site (5 μm width) was prepared. Argon used was 99.9999% or more, and the time required for the injection was preferably 1 to 2 minutes. Then, in a nitrogen atmosphere, the heating temperature is set to 350 ° C., 400 ° C., 450 ° C., 500 ° C., 5 ° C.
The gettering was performed at 50 ° C. for 4 hours, 6 hours, and 8 hours. After gettering, the silicon oxide film was removed, and then the substrate was treated with FPM. The gettering effect was confirmed by the number of etch pits in the gettering region of the crystalline semiconductor film. That is, it is known that most of the added nickel remains in the crystalline semiconductor film as nickel silicide, but this is etched by FPM (a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, and pure water). Therefore, the effect of gettering can be confirmed by processing the gettered region with FPM and confirming the presence or absence of an etch pit. In this case, the smaller the number (density) of the etch pits, the higher the gettering effect. FIG. 26 shows the result. FIG.
From FIG. 6, it can be seen that the longer the heating time, the lower the density of the etch pits, and that the heat treatment at 500 ° C., preferably 550 ° C., has sufficiently reduced the density of the etch pits.
【0029】また、ゲッタリングされる領域の幅を30
μmとして同様の実験を行った結果を図27に示す。図
27と図26を比較すれば、ゲッタリングされる領域が
30μmであれば500℃でも十分にエッチピットの密
度が少なくなっている。The width of the region to be gettered is set to 30.
FIG. 27 shows the result of a similar experiment performed with μm. 27 and 26, if the region to be gettered is 30 μm, the density of the etch pits is sufficiently reduced even at 500 ° C.
【0030】なお、図29にエッチピットが形成された
試料の簡略図を示す。なお、図29中、希ガス元素添加
領域10401とはアルゴンが添加された領域を示して
いる。ゲッタリングされた領域(被ゲッタリング領域)
10402に存在するエッチピット10403の数を光
学顕微鏡で見ながらカウントしてエッチピット密度を得
た。FIG. 29 is a simplified diagram of a sample in which etch pits are formed. Note that in FIG. 29, a rare gas element added region 10401 indicates a region to which argon is added. Gettered area (area to be gettered)
The number of the etch pits 10403 existing in the 10402 was counted while observing with an optical microscope to obtain an etch pit density.
【0031】また、リンのゲッタリング能力と比較する
ため、さらに実験を行った。ドーピング条件と加熱条件
とを変えて、上記実験と同様にエッチピットの密度を得
た。ここでは、ゲッタリングサイト(幅5μm)にリン
をイオンドープ法(水素で希釈された5%のPH3を用
い、加速電圧80keV、ドーズ量1.3×1015/cm2)
で注入した試料、アルゴンをイオンドープ法(80keV
の加速電圧で、1×101 5、5×1015/cm2、5×10
15/cm2のドーズ量)でそれぞれ注入した試料をそれぞれ
作製し、これらを比較評価した。この時、リンの注入に
要する時間は約8分である。そして、加熱温度500
℃、24時間でゲッタリングを行った。また、それぞれ
ゲッタリングされた領域の幅を30μmとした試料と、
50μmとした試料とで比較した。図28にその結果を
示す。図28から、リンよりもドーズ量が少ないにも関
わらず、アルゴンのほうがゲッタリング能力が高いこと
が示されている。また、アルゴンの添加量が少ない、即
ち、5×1015/cm2のドーズ量であっても加熱時間が長
ければ十分ゲッタリングされ、エッチピットの密度を少
なくすることが可能である。Further experiments were conducted to compare with the gettering ability of phosphorus. By changing the doping conditions and the heating conditions, the etch pit density was obtained in the same manner as in the above experiment. Here, phosphorus is ion-doped at a gettering site (width 5 μm) (5% PH 3 diluted with hydrogen, acceleration voltage 80 keV, dose 1.3 × 10 15 / cm 2 ).
Ion-doped sample (80 keV)
In the accelerating voltage, 1 × 10 1 5, 5 × 10 15 / cm 2, 5 × 10
Each sample was injected at a dose of 15 / cm 2 ), and these were compared and evaluated. At this time, the time required for phosphorus injection is about 8 minutes. And heating temperature 500
Gettering was performed at 24 ° C. for 24 hours. In addition, a sample in which the width of each gettered region is 30 μm,
The comparison was made with a sample of 50 μm. FIG. 28 shows the result. FIG. 28 shows that argon has a higher gettering ability even though the dose is smaller than that of phosphorus. Further, even if the addition amount of argon is small, that is, even if the dose amount is 5 × 10 15 / cm 2 , if the heating time is long, gettering is sufficiently performed, and the density of etch pits can be reduced.
【0032】このように、リンを用いたゲッタリングと
比較して、希ガス元素の添加による本発明のゲッタリン
グ能力は高く、さらに高濃度、例えば1×1020〜5×
10 21/cm3で添加できるため、結晶化に用いる金属元
素の添加量を多くすることができる。即ち、結晶化に用
いる金属元素の添加量を多くすることによって結晶化の
処理時間をさらに短時間で行うことが可能となる。ま
た、結晶化の処理時間を変えない場合には、結晶化に用
いる金属元素の添加量を多くすることによって、さらな
る低温で結晶化することができる。また、結晶化に用い
る金属元素の添加量を多くすることによって、自然核の
発生を低減することができ、良好な結晶質半導体膜を形
成することができる。Thus, gettering using phosphorus and
In comparison, the getterin of the present invention by adding a rare gas element
High performance, and higher concentration, for example, 1 × 1020~ 5x
10 twenty one/cmThreeMetal source used for crystallization
The amount of element added can be increased. That is, for crystallization
Crystallization by increasing the amount of metal element
Processing time can be further reduced. Ma
If the crystallization processing time is not changed,
By adding more metal elements
It can be crystallized at very low temperatures. Also used for crystallization
By increasing the amount of metal element added,
Generation can be reduced and a good crystalline semiconductor film can be formed.
Can be achieved.
【0033】また、本発明のゲッタリングは、結晶化に
用いた金属元素のゲッタリングだけでなく、他の重金属
元素のゲッタリングも行われる。In the gettering of the present invention, not only the gettering of the metal element used for crystallization but also the gettering of another heavy metal element is performed.
【0034】また、本発明のゲッタリングによって、結
晶構造の半導体膜のアニールも行われる。The semiconductor film having a crystalline structure is also annealed by the gettering of the present invention.
【0035】また、アイランドを形成するまでに高温熱
処理が施されているため、基板の収縮がアイランド形成
後の工程で生じず、パターニングのずれを最小限に抑え
ることができ、デバイス製造の上で歩留まりが向上す
る。また、熱処理回数が少ない本発明は、基板の厚さが
薄く(例えば0.7mmや0.5mm)とも基板に与え
る影響が小さいため、問題なく使用可能である。Further, since the high-temperature heat treatment is performed before the island is formed, no shrinkage of the substrate occurs in the process after the island is formed, and the patterning deviation can be minimized. The yield is improved. In addition, the present invention, in which the number of heat treatments is small, can be used without any problem even if the thickness of the substrate is small (for example, 0.7 mm or 0.5 mm) because the influence on the substrate is small.
【0036】本明細書で開示する作製工程に関する発明
の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添
加する第1工程と、前記半導体膜を結晶化させて結晶構
造を有する半導体膜を形成する第2工程と、前記結晶構
造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的に添加して
不純物領域を形成する第3工程と、前記不純物領域に前
記金属元素をゲッタリングして結晶構造を有する半導体
膜中の前記金属元素を選択的に除去または低減する第4
工程と、前記不純物領域を除去する第5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。The structure of the invention relating to the manufacturing process disclosed in this specification includes a first step of adding a metal element to a semiconductor film having an amorphous structure, and a semiconductor film having a crystal structure by crystallizing the semiconductor film. A second step of forming an impurity region by selectively adding a rare gas element to the semiconductor film having the crystal structure, and a crystallizing process by gettering the metal element in the impurity region. A fourth method for selectively removing or reducing the metal element in the semiconductor film having a structure;
And a fifth step of removing the impurity region.
【0037】上記構成において、前記希ガス元素はH
e、Ne、Ar、Kr、Xeから選ばれた一種または複
数種であることを特徴としている。In the above structure, the rare gas element is H
e, Ne, Ar, Kr, and Xe.
【0038】また、上記構成において、前記第3工程に
おける前記希ガス元素に加えて、H、H2、O、O2、
P、H2Oから選ばれた一種または複数種を添加するこ
とを特徴としている。In the above structure, in addition to the rare gas element in the third step, H, H 2 , O, O 2 ,
One or more selected from P and H 2 O are added.
【0039】また、上記構成において、前記第3工程
は、希ガス元素及び水蒸気を含む雰囲気下で行うことを
特徴としている。Further, in the above structure, the third step is performed in an atmosphere containing a rare gas element and water vapor.
【0040】また、上記各構成において、前記第5の工
程の後、前記半導体膜に強光またはレーザー光を表面側
または裏面側から照射して前記不純物元素を活性化する
工程を有することを特徴としている。In each of the above structures, after the fifth step, a step of irradiating the semiconductor film with intense light or laser light from the front side or the back side to activate the impurity element is provided. And
【0041】また、上記各構成において、前記第2工程
は、加熱処理であることを特徴としている。In each of the above structures, the second step is a heat treatment.
【0042】また、上記各構成において、前記第2工程
は、前記非晶質構造を有する半導体膜に強光を照射する
処理であることを特徴としている。In each of the above structures, the second step is a step of irradiating the semiconductor film having the amorphous structure with strong light.
【0043】また、上記各構成において、前記第2工程
は、加熱処理を行い、且つ、前記非晶質構造を有する半
導体膜に強光を照射する処理であることを特徴としてい
る。Further, in each of the above structures, the second step is a step of performing a heat treatment and irradiating the semiconductor film having the amorphous structure with strong light.
【0044】また、上記各構成において、前記第4工程
は、加熱処理であることを特徴としている。In each of the above structures, the fourth step is a heat treatment.
【0045】また、上記各構成において、前記第4工程
は、前記半導体膜に強光を照射する処理であることを特
徴としている。In each of the above structures, the fourth step is a step of irradiating the semiconductor film with strong light.
【0046】また、上記各構成において、前記第4工程
は、加熱処理を行い、且つ、前記半導体膜に強光を照射
する処理であることを特徴としている。Further, in each of the above structures, the fourth step is a step of performing a heat treatment and irradiating the semiconductor film with strong light.
【0047】また、上記各構成において、前記強光は、
ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアー
クランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムラン
プ、または高圧水銀ランプから射出された光であること
を特徴としている。In each of the above structures, the strong light is
The light is emitted from a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon arc lamp, a carbon arc lamp, a high-pressure sodium lamp, or a high-pressure mercury lamp.
【0048】また、上記各構成において、前記金属元素
はFe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、
Pt、Cu、Auから選ばれた一種または複数種である
ことを特徴としている。In each of the above structures, the metal element is Fe, Ni, Co, Ru, Rh, Pd, Os, Ir,
It is characterized by one or more selected from Pt, Cu and Au.
【0049】また、作製方法に関する他の発明の構成
は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する
第1工程と、前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有
する半導体膜を形成する第2工程と、前記結晶構造を有
する半導体膜上に第1のマスクを形成する第3工程と、
前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的
に添加して不純物領域を形成する第4工程と、前記不純
物領域に前記金属元素をゲッタリングして結晶構造を有
する半導体膜中の前記金属元素を選択的に除去または低
減する第5工程と、前記結晶構造を有する半導体膜上に
第2のマスクを形成する第6工程と、前記半導体膜を選
択的に除去する第7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である。Another aspect of the invention relating to a manufacturing method includes a first step of adding a metal element to a semiconductor film having an amorphous structure, and forming a semiconductor film having a crystal structure by crystallizing the semiconductor film. A second step of forming a first mask on the semiconductor film having the crystal structure;
A fourth step of selectively adding a rare gas element to the semiconductor film having a crystal structure to form an impurity region; and obtaining the impurity element in the semiconductor film having a crystal structure by gettering the metal element to the impurity region. A fifth step of selectively removing or reducing a metal element, a sixth step of forming a second mask over the semiconductor film having the crystal structure, and a seventh step of selectively removing the semiconductor film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【0050】また、上記構成において、前記第7の工程
は、前記不純物領域と、前記結晶構造を有する半導体膜
の一部とを除去する工程であることを特徴とする半導体
装置の作製方法。In the above structure, the seventh step is a step of removing the impurity region and a part of the semiconductor film having the crystal structure.
【0051】また、上記構成において、前記第2のマス
クは、前記第1のマスクの端部より内側の位置に設ける
ことを特徴としている。Further, in the above structure, the second mask is provided at a position inside the end of the first mask.
【0052】また、作製方法に関する他の発明の構成
は、非晶質構造を有する半導体膜に第1のマスクを形成
する第1工程と、前記非晶質構造を有する半導体膜に金
属元素を選択的に添加する第2工程と、前記半導体膜を
結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する第3
工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素
を選択的に添加して不純物領域を形成する第4工程と、
前記不純物領域に前記金属元素をゲッタリングして結晶
構造を有する半導体膜中の前記金属元素を選択的に除去
または低減する第5工程と、前記結晶構造を有する半導
体膜上に第2のマスクを形成する第6工程と、前記半導
体膜を選択的に除去する第7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である。Another aspect of the invention relating to a manufacturing method includes a first step of forming a first mask on a semiconductor film having an amorphous structure, and selecting a metal element for the semiconductor film having an amorphous structure. And a third step of crystallizing the semiconductor film to form a semiconductor film having a crystalline structure.
A fourth step of selectively adding a rare gas element to the semiconductor film having the crystal structure to form an impurity region;
A fifth step of selectively removing or reducing the metal element in the semiconductor film having a crystal structure by gettering the metal element in the impurity region, and forming a second mask on the semiconductor film having the crystal structure. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a sixth step of forming; and a seventh step of selectively removing the semiconductor film.
【0053】また、作製方法に関する他の発明の構成
は、非晶質構造を有する半導体膜に第1のマスクを形成
する第1工程と、前記非晶質構造を有する半導体膜に金
属元素を選択的に添加する第2工程と、前記半導体膜を
結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する第3
工程と、前記結晶構造を有する半導体膜上に第2のマス
クを形成する第4工程と、前記結晶構造を有する半導体
膜に、希ガス元素を選択的に添加して不純物領域を形成
する第5工程と、前記不純物領域に前記金属元素をゲッ
タリングして結晶構造を有する半導体膜中の前記金属元
素を選択的に除去または低減する第6工程と、前記結晶
構造を有する半導体膜上に第3のマスクを形成する第7
工程と、前記半導体膜を選択的に除去する第8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である。Another structure of the invention relating to a manufacturing method includes a first step of forming a first mask on a semiconductor film having an amorphous structure, and a step of selecting a metal element for the semiconductor film having an amorphous structure. And a third step of crystallizing the semiconductor film to form a semiconductor film having a crystalline structure.
A fourth step of forming a second mask on the semiconductor film having the crystal structure; and a fifth step of selectively adding a rare gas element to the semiconductor film having the crystal structure to form an impurity region. A sixth step of selectively removing or reducing the metal element in the semiconductor film having a crystal structure by gettering the metal element in the impurity region, and a third step of forming a third element on the semiconductor film having the crystal structure. 7th to form the mask of
A method for manufacturing a semiconductor device, including a step and an eighth step of selectively removing the semiconductor film.
【0054】また、本発明の構成は、半導体層と、該半
導体層に接する絶縁膜と、該絶縁膜に接するゲート電極
とを含むTFTを基板上に備えた半導体装置であって、
前記基板は、少なくとも一部に希ガス元素を含む領域を
有していることを特徴とする半導体装置である。なお、
この基板は絶縁性基板または半導体基板である。また、
この構成は、希ガス元素を添加した工程の際、基板にも
希ガス元素が添加されて得られるものである。この時、
図14(C)に希ガス元素を添加した直後の状態の簡略
図を示した。さらに希ガス元素に加え、H、H2、O、
O2、P、H2Oから選ばれた一種または複数種を添加し
た場合も同様に基板にも下地絶縁膜にもH、H2、O、
O2、P、H2Oから選ばれた一種または複数種が添加さ
れる。ただし、希ガス元素に比べて、これらは後の熱処
理により拡散しやすい。According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device provided with a TFT including a semiconductor layer, an insulating film in contact with the semiconductor layer, and a gate electrode in contact with the insulating film on a substrate,
The semiconductor device is characterized in that the substrate has a region containing a rare gas element at least partially. In addition,
This substrate is an insulating substrate or a semiconductor substrate. Also,
This structure is obtained by adding the rare gas element to the substrate in the step of adding the rare gas element. At this time,
FIG. 14C is a simplified diagram showing a state immediately after the addition of the rare gas element. In addition to the rare gas elements, H, H 2 , O,
Similarly, when one or more kinds selected from O 2 , P, and H 2 O are added, H, H 2 , O,
One or more selected from O 2 , P and H 2 O are added. However, compared to the rare gas elements, these are more easily diffused by the subsequent heat treatment.
【0055】また、上記構成において、前記希ガス元素
を含む領域を形成するマスクと前記半導体層を形成する
マスクは同一であることを特徴としている。こうするこ
とでマスク数を増加させることなく半導体装置が得られ
る。In the above structure, the mask for forming the region containing the rare gas element and the mask for forming the semiconductor layer are the same. Thus, a semiconductor device can be obtained without increasing the number of masks.
【0056】また、本発明の他の構成は、基板上に接す
る絶縁膜と、半導体層とを含むTFTを備えた半導体装
置であって、前記絶縁膜は、少なくとも一部に希ガス元
素を含む領域を有していることを特徴とする半導体装置
である。Another aspect of the present invention is a semiconductor device including a TFT including an insulating film in contact with a substrate and a semiconductor layer, wherein the insulating film contains a rare gas element at least partially. A semiconductor device having a region.
【0057】なお、上記絶縁膜はブロッキング層として
設けられた下地絶縁膜である。この下地絶縁膜に希ガス
が添加される時の状態を、図14(B)に示した。The above insulating film is a base insulating film provided as a blocking layer. FIG. 14B shows a state in which a rare gas is added to the base insulating film.
【0058】また、上記構成において、前記基板は、少
なくとも一部に希ガス元素を含む領域を有している。即
ち、マスクを形成しなかった領域には、基板にも下地絶
縁膜にも希ガス元素が添加されている。さらに希ガス元
素に加え、H、H2、O、O2、P、H2Oから選ばれた
一種または複数種を添加した場合も同様に基板にも下地
絶縁膜にもH、H2、O、O2、P、H2Oから選ばれた
一種または複数種が添加される。ただし、希ガス元素に
比べて、これらは後の熱処理により拡散しやすい。In the above structure, the substrate has a region containing a rare gas element at least partially. That is, in a region where the mask is not formed, the rare gas element is added to both the substrate and the base insulating film. Further, when one or more kinds selected from H, H 2 , O, O 2 , P, and H 2 O are added in addition to the rare gas element, H, H 2 , One or more selected from O, O 2 , P and H 2 O are added. However, compared to the rare gas elements, these are more easily diffused by the subsequent heat treatment.
【0059】また、前記希ガス元素を含む領域を形成す
るマスクと前記半導体層を形成するマスクは同一である
ことを特徴としている。Also, the mask for forming the region containing the rare gas element and the mask for forming the semiconductor layer are the same.
【0060】[0060]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0061】図1及び図2は本発明の一実施形態を説明
する図であり、非晶質半導体膜の全面に触媒作用のある
金属元素を全面に添加して結晶化した後、ゲッタリング
を行う方法である。FIGS. 1 and 2 are views for explaining one embodiment of the present invention. After a metal element having a catalytic action is added to the entire surface of the amorphous semiconductor film and crystallized, gettering is performed. How to do it.
【0062】図1(A)において、基板101はバリウ
ムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラス、或い
は石英などを用いることができる。基板101の表面に
は、ブロッキング層102として無機絶縁膜を10〜2
00nmの厚さで形成する。好適なブロッキング層の一例
は、プラズマCVD法で作製される酸化窒化シリコン膜
であり、SiH4、NH3、N2Oから作製される第1酸
化窒化シリコン膜を50nmの厚さに形成し、SiH4と
N2Oから作製される第2酸化窒化珪素膜を100nmの
厚さに形成したものが適用される。ブロッキング層10
2はガラス基板に含まれるアルカリ金属がこの上層に形
成する半導体膜中に拡散しないために設けるものであ
り、石英を基板とする場合には省略することも可能であ
る。In FIG. 1A, a substrate 101 can be made of barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, quartz, or the like. On the surface of the substrate 101, an inorganic insulating film is
It is formed with a thickness of 00 nm. An example of a suitable blocking layer is a silicon oxynitride film formed by a plasma CVD method, in which a first silicon oxynitride film formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O is formed to a thickness of 50 nm, The second silicon oxynitride film formed from SiH 4 and N 2 O with a thickness of 100 nm is applied. Blocking layer 10
Reference numeral 2 is provided to prevent the alkali metal contained in the glass substrate from diffusing into the semiconductor film formed thereover, and may be omitted when quartz is used as the substrate.
【0063】ブロッキング層102の上に形成する非晶
質構造を有する半導体膜103は、シリコンを主成分と
する半導体材料を用いる。代表的には、非晶質シリコン
膜又は非晶質シリコンゲルマニウム膜などが適用され、
プラズマCVD法や減圧CVD法、或いはスパッタ法で
10〜100nmの厚さに形成する。良質な結晶を得るた
めには、非晶質構造を有する半導体膜103に含まれる
酸素、窒素、炭素などの不純物濃度を極力低減する必要
があり、高純度の材料ガスを用いることはもとより、超
高真空対応のCVD装置を用いることが望ましい。The semiconductor film 103 having an amorphous structure formed on the blocking layer 102 uses a semiconductor material containing silicon as a main component. Typically, an amorphous silicon film or an amorphous silicon germanium film is applied,
It is formed to a thickness of 10 to 100 nm by a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method. In order to obtain high-quality crystals, it is necessary to reduce the concentration of impurities such as oxygen, nitrogen, and carbon contained in the semiconductor film 103 having an amorphous structure as much as possible. It is desirable to use a CVD apparatus compatible with high vacuum.
【0064】次いで、非晶質構造を有する半導体膜10
3の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素
を添加する。半導体膜の結晶化を促進する触媒作用のあ
る金属元素としては鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コ
バルト(Co)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(R
h)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリ
ジウム(Ir)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(A
u)などであり、これらから選ばれた一種または複数種
を用いることができる。代表的にはニッケルを用い、重
量換算で3〜50ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩
溶液をスピナーで塗布して触媒含有層104を形成す
る。(図1(A))後の工程で行うゲッタリング能力が
非常に高いため、高濃度のニッケルを含む溶液を使用す
ることが可能である。また、高濃度の溶液を塗布するた
めにスピナーの回転数を低減してもよい。この場合、当
該溶液の馴染みをよくするために、非晶質構造を有する
半導体膜103の表面処理として、オゾン含有水溶液で
極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜をフッ酸と過酸化水
素水の混合液でエッチングして清浄な表面を形成した
後、再度オゾン含有水溶液で処理して極薄い酸化膜を形
成しておく。シリコンなど半導体膜の表面は本来疎水性
なので、このように酸化膜を形成しておくことにより酢
酸ニッケル塩溶液を均一に塗布することができる。Next, the semiconductor film 10 having an amorphous structure
To the surface of No. 3, a metal element having a catalytic action to promote crystallization is added. Metal elements having a catalytic action to promote crystallization of a semiconductor film include iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), ruthenium (Ru), and rhodium (R).
h), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), copper (Cu), gold (A
u) and the like, and one or more selected from them can be used. Typically, nickel is used, and a nickel acetate solution containing 3 to 50 ppm by weight of nickel is applied by a spinner to form the catalyst-containing layer 104. (FIG. 1A) Since the gettering ability performed in a later step is extremely high, a solution containing high-concentration nickel can be used. Further, the number of rotations of the spinner may be reduced to apply a high-concentration solution. In this case, in order to improve the familiarity of the solution, as a surface treatment of the semiconductor film 103 having an amorphous structure, an extremely thin oxide film is formed with an aqueous solution containing ozone, and the oxide film is formed with hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide. After forming a clean surface by etching with a mixed solution of the above, an ultrathin oxide film is formed by treating again with an ozone-containing aqueous solution. Since the surface of a semiconductor film such as silicon is hydrophobic in nature, a nickel acetate solution can be uniformly applied by forming an oxide film in this manner.
【0065】勿論、触媒含有層104は上記塗布方法に
限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理などに
より形成しても良い。Of course, the catalyst-containing layer 104 is not limited to the above-described coating method, but may be formed by a sputtering method, a vapor deposition method, a plasma treatment, or the like.
【0066】次いで、加熱処理または強光の照射を行
い、結晶化を行う。この場合、結晶化は触媒となる金属
元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、
それを核として結晶化が進行する。こうして、図1
(B)に示す結晶質半導体膜105が形成される。熱処
理により結晶化を行う場合は、この非晶質シリコン膜に
脱水素化(500℃、1時間)を行った後、熱結晶化
(550℃〜650℃で4〜24時間)を行うとよい。
また、強光の照射により結晶化を行う場合は、赤外光、
可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み
合わせを用いることが可能であるが、代表的には、ハロ
ゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークラ
ンプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、
または高圧水銀ランプから射出された光を用いる。(図
1(B))なお、必要であれば、第1の強光を照射する
前に非晶質構造を有する半導体膜103に含有する水素
を放出させる熱処理を行ってもよい。また、加熱処理と
強光の照射とを同時に行って結晶化を行ってもよい。Next, heat treatment or intense light irradiation is performed to perform crystallization. In this case, crystallization forms silicide in a portion of the semiconductor film in contact with a metal element serving as a catalyst,
Crystallization proceeds with the nucleus. Thus, FIG.
A crystalline semiconductor film 105 shown in FIG. In the case of performing crystallization by heat treatment, this amorphous silicon film may be dehydrogenated (500 ° C., 1 hour) and then thermally crystallized (550 ° C. to 650 ° C. for 4 to 24 hours). .
When crystallization is performed by irradiation with strong light, infrared light,
It is possible to use any one of visible light or ultraviolet light or a combination thereof, but typically, a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon arc lamp, a carbon arc lamp, a high pressure sodium lamp,
Alternatively, light emitted from a high-pressure mercury lamp is used. (FIG. 1B) If necessary, heat treatment for releasing hydrogen contained in the semiconductor film 103 having an amorphous structure may be performed before the first strong light irradiation. Further, the crystallization may be performed by simultaneously performing the heat treatment and the irradiation with strong light.
【0067】結晶化の直後、半導体膜に含まれる金属元
素を低減するため、フッ素を含むエッチャントを用いて
触媒となる金属元素をエッチングで低減または除去して
もよい。Immediately after the crystallization, the metal element serving as a catalyst may be reduced or removed by etching using an etchant containing fluorine in order to reduce the metal element contained in the semiconductor film.
【0068】次いで、結晶化率(膜の全体積における結
晶成分の割合)を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修
するために、結晶質半導体膜105に対して光を照射す
る。(図1(C))光には波長400nm以下のエキシマ
レーザー光や、YAGレーザーの第2高調波、第3高調
波を用いる。また、連続発振の気体レーザもしくは固体
レーザを用いてもよい。固体レーザとしては、Cr、N
d、Er、Ho、Ce、Co、Ti又はTmがドーピン
グされたYAG、YVO4、YLF、YAlO3などの結
晶を使ったレーザが適用される。当該レーザの基本波は
ドーピングする材料によって異なり、1μm前後の基本
波を有するレーザ光が得られる。基本波に対する高調波
は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。
ここでは、繰り返し周波数10〜1000Hz程度のパル
スレーザー光を用い、当該レーザー光を光学系にて10
0〜400mJ/cm2に集光し、90〜95%のオーバーラ
ップ率をもって結晶質半導体膜105に対するレーザー
処理を行っても良い。また、レーザー光に代えて強光を
照射してもよいし、同時にレーザー光と強光とを照射し
てもよい。Next, the crystalline semiconductor film 105 is irradiated with light in order to increase the crystallization rate (the ratio of crystal components in the total volume of the film) and repair defects remaining in the crystal grains. (FIG. 1C) As the light, excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, or the second or third harmonic of a YAG laser is used. Further, a continuous wave gas laser or solid laser may be used. Cr, N as solid-state lasers
d, Er, Ho, Ce, Co, YAG which Ti or Tm is doped, YVO 4, YLF, laser using crystals such as YAlO 3 applies. The fundamental wave of the laser depends on the material to be doped, and a laser beam having a fundamental wave of about 1 μm can be obtained. Harmonics with respect to the fundamental wave can be obtained by using a nonlinear optical element.
Here, pulse laser light having a repetition frequency of about 10 to 1000 Hz is used, and the laser light is
The crystalline semiconductor film 105 may be subjected to laser treatment with a concentration of 0 to 400 mJ / cm 2 and an overlap ratio of 90 to 95%. Further, intense light may be applied instead of laser light, or laser light and intense light may be applied simultaneously.
【0069】なお、連続発振が可能な固体レーザを用い
る場合、出力10Wの連続発振のYVO4レーザから射
出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換
する。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素
子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好
ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状
のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このとき
のエネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度
(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要であ
る。そして、0.5〜2000cm/s程度の速度でレ
ーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射す
る。When a solid-state laser capable of continuous oscillation is used, laser light emitted from a continuous oscillation YVO 4 laser having an output of 10 W is converted into a harmonic by a nonlinear optical element. There is also a method in which a YVO 4 crystal and a non-linear optical element are put in a resonator to emit harmonics. Then, the laser light is preferably shaped into a rectangular or elliptical laser beam on the irradiation surface by an optical system, and the laser light is irradiated onto the object to be processed. At this time, the energy density of approximately 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, irradiation is performed by moving the semiconductor film relatively to the laser light at a speed of about 0.5 to 2000 cm / s.
【0070】次いで、欠陥を補修する処理の直後に、結
晶質半導体膜に含まれる金属元素を低減するため、フッ
素を含むエッチャントを用いて触媒となる金属元素をエ
ッチングで低減または除去してもよい。また、このエッ
チングで表面に凹凸が生じてしまった場合には、強光を
照射して表面を平坦化してもよい。Next, immediately after the process of repairing the defect, in order to reduce the metal element contained in the crystalline semiconductor film, the metal element serving as a catalyst may be reduced or removed by etching using an etchant containing fluorine. . Further, if the etching causes irregularities on the surface, the surface may be flattened by irradiating strong light.
【0071】次いで、オゾンを含む溶液で半導体膜表面
の有機物を除去する洗浄を行い、表面に極薄い酸化膜を
形成する。この極薄い酸化膜を通過させて微量な不純物
元素(ボロンまたはリン)を半導体膜に添加するチャネ
ルドープを行ってTFTのしきい値を制御することが望
ましい。また、チャネルドープを行った後で不純物元素
を活性化させるため強光を照射してもよい。また、ニッ
ケルを添加する前に同様の洗浄を行い、極薄い酸化膜を
形成した後にチャネルドープを行ってもよい。Next, cleaning is performed to remove organic substances on the surface of the semiconductor film with a solution containing ozone to form an extremely thin oxide film on the surface. It is desirable to control the threshold value of the TFT by performing channel doping in which a very small amount of an impurity element (boron or phosphorus) is added to the semiconductor film by passing through this extremely thin oxide film. After channel doping, strong light irradiation may be performed to activate the impurity element. Further, similar cleaning may be performed before adding nickel, and channel doping may be performed after forming an extremely thin oxide film.
【0072】次いで、結晶質半導体膜上に100〜20
0nmの厚さの酸化珪素膜106aを形成する。(図1
(D))酸化珪素膜の作製方法は限定されないが、例え
ば、オルトケイ酸テトラエチル(Tetraethyl Ortho Sil
icate:TEOS)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、
基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MH
z)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させ形成する。Next, 100 to 20 is deposited on the crystalline semiconductor film.
A silicon oxide film 106a having a thickness of 0 nm is formed. (Figure 1
(D) The method of forming the silicon oxide film is not limited, but for example, tetraethyl orthosilicate (Tetraethyl Ortho Silicate)
icate: TEOS) and O 2, and the reaction pressure is 40 Pa,
A substrate temperature of 300 to 400 ° C. and a high frequency (13.56 MHz)
z) It is formed by discharging at a power density of 0.5 to 0.8 W / cm 2 .
【0073】次いで、酸化珪素膜上にレジストからなる
マスク107を形成する。このマスクによってパターニ
ングし、TFTの半導体層となる部分を覆う酸化珪素か
らなる絶縁層106bを形成した後、半導体膜に希ガス
元素を添加してゲッタリングサイト108を形成する。
(図2(A))ここでは、イオンドーピング法またはイ
オン注入法を用い、半導体膜に添加される希ガス元素の
濃度を1×1020〜5×1021/cm3とすることが望
ましい。この時、レジストからなるマスクをそのまま残
した状態で希ガス元素のドーピングを行ってもよいし、
レジストマスクからなるマスクを除去した後、希ガス元
素のドーピングを行ってもよい。希ガス元素のドーピン
グ後は、レジストからなるマスクを除去する。また、希
ガス元素に加え、周期表15族元素または周期表13族
元素を添加してもよい。なお、図2(A)では、半導体
膜のみに希ガス元素が添加されたように図示したが、実
際は、希ガスを添加する工程の条件によって、図14
(A)〜図14(C)に示したような金属元素の濃度分
布を制御できる。図14(A)は、半導体膜の浅い位置
にピークを有する濃度分布120となるような条件で行
ったものであり、図14(B)は半導体膜の中間位置に
ピークを有する濃度分布121となるような条件で行っ
たため、ブロッキング層102にも希ガス元素が添加さ
れた例である。また、図14(C)は半導体膜の深い位
置にピークを有する濃度分布122となるような条件で
行ったため、ブロッキング層102及び基板101にも
希ガス元素が添加された例である。図14(B)や図1
4(C)に示したようにブロッキング層や基板に希ガス
元素を添加することによって応力の緩和を図ることがで
きる。Next, a mask 107 made of a resist is formed on the silicon oxide film. After patterning using this mask to form an insulating layer 106b made of silicon oxide covering a portion to be a semiconductor layer of the TFT, a gettering site 108 is formed by adding a rare gas element to the semiconductor film.
(FIG. 2A) Here, it is preferable that the concentration of the rare gas element added to the semiconductor film be 1 × 10 20 to 5 × 10 21 / cm 3 using an ion doping method or an ion implantation method. At this time, doping with a rare gas element may be performed while a mask made of a resist is left as it is,
After removing the resist mask, doping with a rare gas element may be performed. After the doping with the rare gas element, the resist mask is removed. Further, in addition to the rare gas element, a periodic table group 15 element or a periodic table group 13 element may be added. Although FIG. 2A shows that the rare gas element is added only to the semiconductor film, in actuality, FIG.
14A to 14C, the concentration distribution of the metal element can be controlled. FIG. 14A is obtained under the condition that the concentration distribution 120 has a peak at a shallow position of the semiconductor film, and FIG. 14B shows the concentration distribution 121 having a peak at an intermediate position of the semiconductor film. This is an example in which a rare gas element is also added to the blocking layer 102 because it was performed under such conditions. FIG. 14C illustrates an example in which the rare gas element is added to the blocking layer 102 and the substrate 101 because the concentration distribution 122 has a peak at a deep position in the semiconductor film. FIG. 14 (B) and FIG.
As shown in FIG. 4C, stress can be reduced by adding a rare gas element to the blocking layer or the substrate.
【0074】次いで、ゲッタリングを行う。(図2
(B))ゲッタリングは窒素雰囲気中で450〜800
℃、1〜24時間、例えば550℃にて14時間の熱処
理を行うと、ゲッタリングサイト108に金属元素を偏
析させることができる。このゲッタリングにより、絶縁
層106bで覆われた半導体膜に含まれる金属元素を除
去、または金属元素の濃度を低減する。また、熱処理に
代えて強光を照射してもよい。また、熱処理に加えて強
光を照射してもよい。ただし、ゲッタリングの加熱手段
に、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノン
アークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウム
ランプ、または高圧水銀ランプから射出された光を用い
るRTA法を用いる場合、半導体膜の加熱温度が400
℃〜550℃となるように強光を照射することが望まし
い。また、450〜800℃に加熱された不活性ガス中
に短時間さらして瞬間的に熱処理を行ってもよい。あま
り高い加熱温度としてしまうと半導体膜中の歪みが無く
なってしまい、ゲッタリングサイト(ニッケルシリサイ
ド)からニッケルを飛び出させる作用やニッケルを捕獲
する作用が消えてしまうため、ゲッタリング効率が低下
してしまう。Next, gettering is performed. (Figure 2
(B)) gettering is performed at 450 to 800 in a nitrogen atmosphere.
When heat treatment is performed at a temperature of 1 to 24 hours, for example, at 550 ° C. for 14 hours, a metal element can be segregated at the gettering site 108. By this gettering, a metal element contained in the semiconductor film covered with the insulating layer 106b is removed or the concentration of the metal element is reduced. Further, strong light may be applied instead of the heat treatment. In addition, intense light may be applied in addition to the heat treatment. However, when the RTA method using light emitted from a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon arc lamp, a carbon arc lamp, a high-pressure sodium lamp, or a high-pressure mercury lamp is used as the heating means for gettering, the heating temperature of the semiconductor film is reduced. 400
It is desirable to irradiate intense light at a temperature of from 550C to 550C. Alternatively, heat treatment may be performed instantaneously by exposing to an inert gas heated to 450 to 800 ° C. for a short time. If the heating temperature is too high, the strain in the semiconductor film is lost, and the effect of causing nickel to jump out of the gettering site (nickel silicide) and the effect of capturing nickel disappear, thereby lowering the gettering efficiency. .
【0075】ゲッタリングが終わったら、上記マスクを
そのまま用いてゲッタリングサイトを除去して、金属元
素が低減された領域からなる所望の形状を有する半導体
層109を形成し、最後に酸化珪素からなる絶縁層を除
去する。(図2(C))絶縁層を除去する際、半導体層
の表面もわずかにエッチングすることが望ましい。図3
6にゲッタリング後にFPM(フッ酸、過酸化水素水、
純水の混合液)によりニッケルシリサイドをエッチング
した際の光学顕微鏡写真を示した。図36から半導体層
の周縁部にエッチピットが多数観察されていることか
ら、ゲッタリングによって半導体層の周縁部にニッケル
が偏析しやすいと予想される。ちなみに図36は、ガラ
ス基板上に膜厚50nmの下地絶縁膜と、膜厚50nm
のポリシリコン膜(ニッケル添加した後、結晶化させた
もの)とを形成し、アルゴンを加速電圧10keV、1
×1015/cm2のドーズ量で選択的に添加し、550
℃、4時間でゲッタリングを行った後、FPM処理を行
ったものである。After the gettering is completed, the gettering site is removed by using the above mask as it is to form a semiconductor layer 109 having a desired shape composed of a region where the metal element is reduced, and finally made of silicon oxide. The insulating layer is removed. (FIG. 2C) When removing the insulating layer, it is desirable that the surface of the semiconductor layer be slightly etched. FIG.
After gettering to 6, FPM (hydrofluoric acid, hydrogen peroxide,
An optical microscope photograph when nickel silicide was etched with a mixed solution of pure water) was shown. From FIG. 36, since a large number of etch pits are observed at the peripheral portion of the semiconductor layer, it is expected that nickel is easily segregated at the peripheral portion of the semiconductor layer by gettering. FIG. 36 shows a base insulating film having a thickness of 50 nm and a thickness of 50 nm on a glass substrate.
Polysilicon film (crystallized after nickel addition) is formed, and argon is accelerated to 10 keV, 1
X 10 15 / cm 2 at a dose of 550
After gettering at 4 ° C. for 4 hours, FPM treatment was performed.
【0076】また、レジストからなるマスクを形成した
段階で、酸化珪素膜を通過させて希ガス元素のドーピン
グを行ってゲッタリングサイトを形成してもよい。この
場合には、ドーピング後マスクを除去してゲッタリング
した後、酸化珪素膜を除去し、その後、半導体膜のう
ち、希ガス元素が添加された領域(ゲッタリングサイ
ト)のみを選択的に除去して半導体層を形成する。エッ
チャントとしてダッシュ液、サト液、セコ液等を用いれ
ば、希ガス元素が添加された領域は非晶質化されている
ため、結晶質半導体膜である領域(希ガスが添加されて
いない)と選択的にエッチングすることができる。Further, at the stage when a mask made of a resist is formed, a gettering site may be formed by doping a rare gas element through a silicon oxide film. In this case, after the doping, the mask is removed and gettering is performed, then the silicon oxide film is removed, and thereafter, only a region (a gettering site) of the semiconductor film to which a rare gas element is added is selectively removed. Thus, a semiconductor layer is formed. When a dash solution, a Sato solution, a Seco solution, or the like is used as an etchant, a region to which a rare gas element is added is amorphous, and therefore, a region which is a crystalline semiconductor film (a rare gas is not added). It can be selectively etched.
【0077】次いで、半導体層109の表面をフッ酸を
含むエッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜となる珪
素を主成分とする絶縁膜110を形成する。(図2
(D))半導体層109の表面洗浄とゲート絶縁膜の形
成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが望まし
い。また、この表面洗浄の前または後に活性化工程を加
え、チャネルドープにより添加された不純物元素を活性
化させてもよい。Next, after the surface of the semiconductor layer 109 is washed with an etchant containing hydrofluoric acid, an insulating film 110 mainly containing silicon to be a gate insulating film is formed. (Figure 2
(D) The surface cleaning of the semiconductor layer 109 and the formation of the gate insulating film are preferably performed continuously without exposure to the air. Before or after this surface cleaning, an activation step may be added to activate the added impurity element by channel doping.
【0078】次いで、絶縁膜110表面を洗浄し、ゲー
ト電極を形成した後、半導体層109にn型またはp型
を付与する不純物元素を適宜添加して、ソース領域及び
ドレイン領域を形成する。また、必要であればLDD領
域も形成してもよい。n型またはp型を付与する不純物
元素を添加した後、不純物元素を活性化するために加熱
処理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行えばよ
い。特に、室温〜300℃の雰囲気中において、表面ま
たは裏面からYAGレーザーの第2高調波または第3高
調波を照射して不純物元素を活性化させることは非常に
有効である。Next, after the surface of the insulating film 110 is washed and a gate electrode is formed, an impurity element imparting n-type or p-type is added to the semiconductor layer 109 as appropriate to form a source region and a drain region. If necessary, an LDD region may be formed. After addition of the impurity element imparting n-type or p-type, heat treatment, irradiation with strong light, or irradiation with laser light may be performed to activate the impurity element. In particular, it is very effective to activate the impurity element by irradiating the second or third harmonic of the YAG laser from the front or back surface in an atmosphere at room temperature to 300 ° C.
【0079】以降の工程は、層間絶縁膜の形成、水素
化、ソース領域、ドレイン領域に達するコンタクトホー
ルの形成、ソース電極、ドレイン電極の形成等を行って
TFTを完成させる。In the subsequent steps, a TFT is completed by forming an interlayer insulating film, hydrogenating, forming a contact hole reaching a source region and a drain region, forming a source electrode and a drain electrode, and the like.
【0080】こうして形成したTFTを画素部のスイッ
チング素子、または駆動回路を構成するTFTとして用
い、様々な電子機器に搭載する。The TFT thus formed is used as a switching element in a pixel portion or a TFT constituting a driving circuit, and is mounted on various electronic devices.
【0081】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。The present invention having the above configuration will be described in more detail with reference to the following embodiments.
【0082】[0082]
【実施例】[実施例1]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
方法について図3〜図6を用いて説明する。[Embodiment 1] Here, a method for simultaneously manufacturing a pixel portion and TFTs (n-channel TFT and p-channel TFT) of a driving circuit provided around the pixel portion on the same substrate is described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG.
【0083】まず、本実施例ではコーニング社の#70
59ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウ
ムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラス
などのガラスからなる基板200を用いる。なお、基板
200としては、透光性を有する基板であれば限定され
ず、石英基板を用いても良い。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。First, in this embodiment, Corning # 70
A substrate 200 made of glass such as barium borosilicate glass typified by 59 glass or # 1737 glass or aluminoborosilicate glass is used. Note that the substrate 200 is not limited as long as it has a light-transmitting property, and a quartz substrate may be used. Further, a plastic substrate having heat resistance enough to withstand the processing temperature of this embodiment may be used.
【0084】次いで、基板200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、S
iH4、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10〜200nm(好まし
くは50〜100nm)形成する。本実施例では、膜厚5
0nmの酸化窒化シリコン膜201a(組成比Si=3
2%、O=27%、N=24%、H=17%)を形成し
た。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50〜200n
m(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成す
る。本実施例では、膜厚100nmの酸化窒化シリコン
膜201b(組成比Si=32%、O=59%、N=7
%、H=2%)を形成した。Next, a silicon oxide film is formed on the substrate 200,
A base film 201 including an insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed. 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. For the first layer of the base film 201, a plasma CVD
iH 4, NH 3, a and N 2 O silicon oxynitride film 201a is formed as the reaction gas 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm) is formed. In this embodiment, the film thickness 5
0 nm silicon oxynitride film 201a (composition ratio Si = 3
2%, O = 27%, N = 24%, H = 17%). Next, as a second layer of the base film 201, a silicon oxynitride film 201b formed using SiH 4 and N 2 O as a reaction gas is formed by a plasma CVD method to a thickness of 50 to 200 n.
m (preferably 100 to 150 nm). In this embodiment, a 100-nm-thick silicon oxynitride film 201b (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N = 7)
%, H = 2%).
【0085】次いで、下地膜上に半導体層202〜20
6を形成する。半導体層202〜206は、非晶質構造
を有する半導体膜を公知の手段(スパッタ法、LPCV
D法、またはプラズマCVD法等)により成膜した後、
公知の結晶化処理(レーザー結晶化法、熱結晶化法、ま
たはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等)を行っ
て得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニング
して形成する。この半導体層202〜206の厚さは2
5〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形
成する。結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(SiXGe
1-X(X=0.0001〜0.02))合金などで形成
すると良い。本実施例では、プラズマCVD法を用い、
55nmの非晶質シリコン膜を成膜した後、ニッケルを
含む溶液を非晶質シリコン膜上に保持させた。この非晶
質シリコン膜に脱水素化(500℃、1時間)を行った
後、熱結晶化(550℃、4時間)を行い、さらに結晶
化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶
質シリコン膜を形成した。そして、実施の形態に示した
ように、酸化シリコン膜からなるマスクを形成した後、
結晶質シリコン膜に希ガス元素をマスクで選択的に添加
して、ゲッタリングを行った後、結晶質シリコン膜のパ
ターニングを行い、その後、マスクを除去した。なお、
希ガス元素を添加する際、アルゴンと微量の水蒸気とを
含む原料ガスとしてイオンドープする。こうして、結晶
質シリコン膜からなる半導体層202〜206を形成し
た。この半導体層202〜206のパターニングが終了
した状態は、実施の形態における図1(C)に相当す
る。なお、酸化膜を形成した後、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
ドーピングを適宜行ってもよい。Next, the semiconductor layers 202 to 20 are formed on the underlying film.
6 is formed. The semiconductor layers 202 to 206 are formed by forming a semiconductor film having an amorphous structure by a known means (sputtering method, LPCV
D method or plasma CVD method)
A crystalline semiconductor film obtained by performing a known crystallization treatment (such as a laser crystallization method, a thermal crystallization method, or a thermal crystallization method using a catalyst such as nickel) is patterned and formed into a desired shape. . The thickness of the semiconductor layers 202 to 206 is 2
It is formed with a thickness of 5 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm). The material of the crystalline semiconductor film is not limited, but is preferably silicon or silicon germanium (Si x Ge).
It is good to form with 1-X (X = 0.0001-0.02) alloy etc. In this embodiment, a plasma CVD method is used,
After a 55-nm amorphous silicon film was formed, a solution containing nickel was held on the amorphous silicon film. After dehydrogenation (500 ° C., 1 hour) of this amorphous silicon film, thermal crystallization (550 ° C., 4 hours) is performed, and further, laser annealing treatment for improving crystallization is performed. Thus, a crystalline silicon film was formed. Then, as shown in the embodiment, after forming a mask made of a silicon oxide film,
After gettering by selectively adding a rare gas element to the crystalline silicon film using a mask, patterning of the crystalline silicon film was performed, and then the mask was removed. In addition,
When adding a rare gas element, ion doping is performed as a source gas containing argon and a small amount of water vapor. Thus, semiconductor layers 202 to 206 made of a crystalline silicon film were formed. The state where the patterning of the semiconductor layers 202 to 206 is completed corresponds to FIG. 1C in the embodiment. After the oxide film is formed, a small amount of an impurity element (boron or phosphorus) may be appropriately doped to control the threshold value of the TFT.
【0086】次いで、半導体層202〜206の表面を
バッファーフッ酸等のフッ酸系のエッチャントで洗浄し
た後、プラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さ
を40〜150nmとして珪素を主成分とする絶縁膜2
07を形成する。本実施例では、プラズマCVD法によ
り115nmの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si
=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成し
た。勿論、このゲート絶縁膜となる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, after the surfaces of the semiconductor layers 202 to 206 are washed with a hydrofluoric acid-based etchant such as buffered hydrofluoric acid, the thickness is 40 to 150 nm using plasma CVD or sputtering, and silicon is used as a main component. Insulating film 2
07 is formed. In this embodiment, a silicon oxynitride film (composition ratio Si) having a thickness of 115 nm is formed by a plasma CVD method.
= 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%). Needless to say, the insulating film serving as 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.
【0087】次いで、図3(A)に示すように、ゲート
絶縁膜207上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜
208と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜20
9とを積層形成する。本実施例では、膜厚30nmのT
aN膜からなる第1の導電膜208と、膜厚370nm
のW膜からなる第2の導電膜209を積層形成した。T
aN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用
い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、W膜
は、Wのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。そ
の他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CV
D法で形成することもできる。Next, as shown in FIG. 3A, a first conductive film 208 having a thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film 20 having a thickness of 100 to 400 nm are formed on the gate insulating film 207.
9 are laminated. In this embodiment, a 30 nm-thick T
a first conductive film 208 made of an aN film and a film thickness of 370 nm
The second conductive film 209 made of the W film was formed by lamination. T
The aN film was formed by a sputtering method, and was sputtered using a Ta target in an atmosphere containing nitrogen. The W film was formed by a sputtering method using a W target. In addition, thermal CV using tungsten hexafluoride (WF 6 )
It can also be formed by Method D.
【0088】なお、本実施例では、第1の導電膜208
をTaN、第2の導電膜209をWとしたが、特に限定
されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cu、
Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で単層または積層を
用いればよい。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、AgPdCu合金を用いてもよい。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の導電膜を窒化チタ
ン(TiN)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。In this embodiment, the first conductive film 208
Is TaN and the second conductive film 209 is W, but there is no particular limitation, and any of Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu,
A single layer or a stacked layer may be formed using an element selected from Cr and Nd, 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. Further, an AgPdCu alloy may be used. Also,
The first conductive film is formed of a tantalum (Ta) film, the second conductive film is formed of a W film, the first conductive film is formed of a titanium nitride (TiN) film, and the second conductive film is formed of a W film. A combination of forming a first conductive film with a tantalum nitride (TaN) film and forming a second conductive film with an Al film,
The conductive film may be formed of a tantalum nitride (TaN) film and the second conductive film may be formed of a Cu film.
【0089】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210〜215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。第
1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条件
で行う。本実施例では第1のエッチング条件として、I
CP(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25/2
5/10(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
マを生成してエッチングを行った。なお、基板側の電極
面積サイズは、12.5cm×12.5cmであり、コ
イル型の電極面積サイズ(ここではコイルの設けられた
石英円板)は、直径25cmの円板である。なお、エッ
チング用ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl4、
CCl4などを代表とする塩素系ガスまたはCF4、SF
6、NF3などを代表とするフッ素系ガス、またはO2を
適宜用いることができる。ここでは、松下電器産業
(株)製のICPを用いたドライエッチング装置(Mode
lE645−□ICP)を用いた。基板側(試料ステー
ジ)にも150WのRF(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。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。第1のエッチング条件で
のWに対するエッチング速度は200.39nm/mi
n、TaNに対するエッチング速度は80.32nm/
minであり、TaNに対するWの選択比は約2.5で
ある。また、この第1のエッチング条件によって、Wの
テーパー角は、約26°となる。Next, masks 210 to 215 made of resist are formed by photolithography, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. In this embodiment, the first etching condition is I
Using a CP (Inductively Coupled Plasma) etching method, using CF 4 , Cl 2, and O 2 as etching gases, and using a gas flow ratio of 25/2.
At 5/10 (sccm), 500 W RF (13.56 MHz) power was applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma and perform etching. The electrode area size on the substrate side is 12.5 cm × 12.5 cm, and the coil-type electrode area size (here, a quartz disk provided with a coil) is a disk having a diameter of 25 cm. In addition, as the etching gas, Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 ,
Chlorine gas such as CCl 4 or CF 4 , SF
6 , a fluorine-based gas such as NF 3 , or O 2 can be used as appropriate. Here, a dry etching apparatus using ICP manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (Mode
lE645- □ ICP) was used. A 150 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. The W film is etched under the first etching conditions to make the end of the first conductive layer tapered. The etching rate for W under the first etching condition is 200.39 nm / mi.
n, the etching rate for TaN is 80.32 nm /
min and the selectivity ratio of W to TaN is about 2.5. Further, the taper angle of W is about 26 ° under the first etching condition.
【0090】この後、レジストからなるマスク210〜
215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
った。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56
MHz)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。第2のエッチング条件でのWに対するエッチング速
度は58.97nm/min、TaNに対するエッチン
グ速度は66.43nm/minである。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。Then, a mask 210 made of resist is formed.
The second etching condition was changed without removing 215, CF 4 and Cl 2 were used as etching gases, the respective gas flow rates were set to 30/30 (sccm), and a coil-type electrode was formed at a pressure of 1 Pa. RF (13.56 MHz) power of 500 W was applied to generate plasma, and etching was performed for about 30 seconds. The substrate side (sample stage) also has a 20 W RF (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. The etching rate for W under the second etching condition is 58.97 nm / min, and the etching rate for TaN is 66.43 nm / min. 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%.
【0091】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°とすればよい。In the first etching process, by making the shape of the resist mask appropriate,
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 may be 15 to 45 degrees.
【0092】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
216〜221(第1の導電層216a〜221aと第
2の導電層216b〜221b)を形成する。図示しな
いが、ゲート絶縁膜となる絶縁膜207のうち、第1の
形状の導電層216〜221で覆われない領域は10〜
20nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成され
る。As described above, the first shape conductive layers 216 to 221 (the first conductive layers 216 a to 221 a and the second conductive layer 216 b) composed of the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching process. To 221b). Although not shown, a region of the insulating film 207 serving as a gate insulating film which is not covered with the first shape conductive layers 216 to 221 is 10 to
A thin region is formed by etching about 20 nm.
【0093】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3(B))ドーピン
グ処理はイオンドープ法、若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
〜1×1015/cm2とし、加速電圧を60〜100keV
として行う。本実施例ではドーズ量を5×1014/cm2と
し、加速電圧を80keVとして行った。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)を用いるが、ここではリン
(P)を用いた。この場合、導電層216〜221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
合的に高濃度不純物領域222〜233が形成される。
高濃度不純物領域222〜233には3×1019〜3×
1020/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. 3B) 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
11 × 10 15 / cm 2 and acceleration voltage of 60-100 keV
Do as. In this embodiment, the dose is set to 5 × 10 14 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 80 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. Here, phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 216 to 221
A high-concentration impurity region 222 to 233 is formed in a self-aligned manner as a mask for the impurity element imparting the mold.
The high-concentration impurity regions 222 to 233 have 3 × 10 19 to 3 ×
An impurity element imparting n-type is added in a concentration range of 10 20 / cm 3 .
【0094】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第2のエッチング処理を行う。ここでは、エッチン
グ用ガスにSF6とCl2とO2とを用い、それぞれのガ
ス流量比を24/12/24(sccm)とし、1.3
Paの圧力でコイル型の電極に700W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2
5秒行った。基板側(試料ステージ)にも10WのRF
(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。第2のエッチング処理でのWに対する
エッチング速度は227.3nm/min、TaNに対
するエッチング速度は32.1nm/minであり、T
aNに対するWの選択比は7.1であり、絶縁膜207
であるSiONに対するエッチング速度は33.7nm
/minであり、TaNに対するWの選択比は6.83
である。このようにエッチングガス用ガスにSF6を用
いた場合、絶縁膜207との選択比が高いので膜減りを
抑えることができる。また、駆動回路のTFTにおいて
は、テーパ−部のチャネル長方向の幅が長ければ長いほ
ど信頼性が高いため、テーパ−部を形成する際、SF6
を含むエッチングガスでドライエッチングを行うことが
有効である。Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here, SF 6 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, and the respective gas flow ratios are set to 24/12/24 (sccm).
700W RF (13.56MHZ) on coil type electrode at pressure of Pa
z) Apply power and generate plasma to perform etching 2
Performed for 5 seconds. 10W RF on substrate side (sample stage)
(13.56 MHz) Power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. In the second etching process, the etching rate for W is 227.3 nm / min, the etching rate for TaN is 32.1 nm / min, and T
The selectivity ratio of W to aN is 7.1, and the insulating film 207
The etching rate for SiON is 33.7 nm.
/ Min, and the selectivity ratio of W to TaN is 6.83.
It is. As described above, when SF 6 is used as the etching gas, the selectivity with respect to the insulating film 207 is high, so that the film loss can be suppressed. In the TFT of the driving circuit, the taper - because of the high longer reliable Longer width in the channel length direction of the section, taper - when forming the parts, SF 6
It is effective to perform dry etching with an etching gas containing.
【0095】この第2のエッチング処理によりWのテー
パー角は70°となった。この第2のエッチング処理に
より第2の導電層234b〜239bを形成する。一
方、第1の導電層は、ほとんどエッチングされず、第1
の導電層234a〜239aを形成する。図示しない
が、実際には、第1の導電層の幅は、第2のエッチング
処理前に比べて約0.15μm程度、即ち線幅全体で
0.3μm程度後退する。The taper angle of W became 70 ° by the second etching process. The second conductive layers 234b to 239b are formed by the second etching process. On the other hand, the first conductive layer is hardly etched,
Of conductive layers 234a to 239a are formed. Although not shown, in practice, the width of the first conductive layer is reduced by about 0.15 μm, that is, about 0.3 μm in the entire line width as compared with before the second etching process.
【0096】また、上記第2のエッチング処理におい
て、CF4とCl2とO2とをエッチングガスに用いるこ
とも可能である。その場合は、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エッチングを行えばよい。基板側
(試料ステージ)にも20WのRF(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。C
F4とCl2とO2とを用いる場合のWに対するエッチン
グ速度は124.62nm/min、TaNに対するエ
ッチング速度は20.67nm/minであり、TaN
に対するWの選択比は6.05である。従って、W膜が
選択的にエッチングされる。In the second etching process, CF 4 , Cl 2 and O 2 can be used as an etching gas. In that case, if the gas flow ratio of each gas is 25/25/10 (sccm), and RF (13.56 MHz) power of 500 W is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma and perform etching. Good. A 20 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage) and a substantially negative self-bias voltage is applied. C
When F 4 , Cl 2 and O 2 are used, the etching rate for W is 124.62 nm / min, the etching rate for TaN is 20.67 nm / min, and TaN
Is 6.05. Therefore, the W film is selectively etched.
【0097】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、第2のドーピング処理を行って図3(C)の状態
を得る。ドーピングは第2の導電層234b〜239b
を不純物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層
のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加される
ようにドーピングする。本実施例では、不純物元素とし
てP(リン)を用い、ドーピング条件をドーズ量1.5
×1014/cm2、加速電圧90keV、イオン電流密度
0.5μA/cm2、フォスフィン(PH3)5%水素希
釈ガス、ガス流量30sccmにてプラズマドーピング
を行った。こうして、第1の導電層と重なる低濃度不純
物領域241〜254を自己整合的に形成する。この低
濃度不純物領域241〜254へ添加されたリン(P)
の濃度は、1×1017〜1×1019/cm3であり、且つ、
第1の導電層のテーパー部の膜厚に従って濃度勾配を有
している。なお、第1の導電層のテーパー部と重なる半
導体層において、第1の導電層のテーパー部の端部から
内側に向かって不純物濃度(P濃度)が次第に低くなっ
ている。また、高濃度不純物領域222〜233にも不
純物元素が添加され、高濃度不純物領域255〜266
を形成する。Next, after removing the resist mask, a second doping process is performed to obtain the state shown in FIG. Doping is performed on the second conductive layers 234b to 239b.
Is used as a mask for the impurity element, and the semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer is doped so that the impurity element is added. In this embodiment, P (phosphorus) is used as an impurity element, and the doping condition is set at a dose amount of 1.5.
Plasma doping was performed at × 10 14 / cm 2 , an acceleration voltage of 90 keV, an ion current density of 0.5 μA / cm 2 , a phosphine (PH 3 ) 5% hydrogen dilution gas, and a gas flow rate of 30 sccm. Thus, the low-concentration impurity regions 241 to 254 overlapping with the first conductive layer are formed in a self-aligned manner. Phosphorus (P) added to these low-concentration impurity regions 241 to 254
Is 1 × 10 17 to 1 × 10 19 / cm 3 , and
The first conductive layer has a concentration gradient according to the thickness of the tapered portion. Note that in the semiconductor layer overlapping with the tapered portion of the first conductive layer, the impurity concentration (P concentration) gradually decreases from the end of the tapered portion of the first conductive layer toward the inside. Further, an impurity element is also added to the high-concentration impurity regions 222 to 233, and the high-concentration impurity regions 255 to 266 are added.
To form
【0098】次いで、後にnチャネル型TFTの活性層
となる半導体層をレジストからなるマスク267〜26
9で覆い、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(n型)とは逆の導電型(p
型)を付与する不純物元素が添加されたp型不純物領域
270〜273(高濃度不純物領域270a〜273a
及び低濃度不純物領域270b〜273b)を形成す
る。なお、テーパ−部を通過させてドープするため、p
型の低濃度不純物領域270b〜273bは、n型の低
濃度不純物領域241〜254と同様の濃度勾配を有し
ている。(図4(A))第1の導電層234a、236
b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p型不純物領域を形成する。
本実施例では、p型不純物領域270〜273はジボラ
ン(B2H6)を用い、ドーピング条件をドーズ量1×1
015/cm2、加速電圧30keVとしたイオンドープ法で
形成する。なお、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270a〜273a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ボロンの濃度が6×1019〜6
×1020/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。Next, a semiconductor layer which will be an active layer of an n-channel TFT later is masked with a resist mask 267-26.
9 and a third doping process is performed. Due to this third doping process, the semiconductor layer serving as the active layer of the p-channel TFT has a conductivity type (p-type) opposite to the one conductivity type (n-type).
P-type impurity regions 270 to 273 (high-concentration impurity regions 270a to 273a)
And low-concentration impurity regions 270b to 273b). Since doping is performed by passing through the tapered portion, p
The low-concentration impurity regions 270b to 273b have the same concentration gradient as the n-type low-concentration impurity regions 241 to 254. (FIG. 4A) First conductive layers 234a, 236
Using b as a mask for the impurity element, an impurity element imparting p-type is added to form a p-type impurity region.
In this embodiment, the p-type impurity regions 270 to 273 use diborane (B 2 H 6 ) and the doping condition is a dose of 1 × 1.
It is formed by an ion doping method at 0 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 30 keV. Note that phosphorus is added to the impurity regions 270a to 273a at different concentrations by the first doping process and the second doping process, but the boron concentration is 6 × 10 19 to 6
By performing the doping treatment so as to have a density of × 10 20 / cm 3 , there is no problem because it functions as a source region and a drain region of the p-channel TFT.
【0099】また、第2のエッチング処理で膜減りしな
い条件、例えばSF6をエッチングガスに用いた場合、
ボロンのドーピングを容易とするため、第3のドーピン
グ処理の前に絶縁膜207を薄膜化するエッチング(C
HF3ガスを用いた反応性イオンエッチング法(RIE
法))を行ってもよい。Further, when the film is not reduced by the second etching process, for example, when SF 6 is used as an etching gas,
In order to facilitate the doping of boron, etching (C) for thinning the insulating film 207 before the third doping process is performed.
Reactive ion etching using HF 3 gas (RIE
Method)).
【0100】次いで、レジストからなるマスク274を
形成して第3のエッチング処理を行う。この第3のエッ
チング処理では第1の導電層のテーパー部のみを選択的
にエッチングする。第3のエッチング処理は、エッチン
グガスにWとの選択比が高いCl3を用い、ICPエッ
チング装置を用いて行う。本実施例では、Cl3のガス
流量比を80(sccm)とし、1.2Paの圧力でコ
イル型の電極に350WのRF(13.56MHz)電力を投入
してプラズマを生成してエッチングを30秒行った。基
板側(試料ステージ)にも50WのRF(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。第3のエッチングにより、第1の導電層237c〜
239cが形成される。(図4(B))Next, a mask 274 made of a resist is formed and a third etching process is performed. In the third etching process, only the tapered portion of the first conductive layer is selectively etched. The third etching process is performed using an ICP etching apparatus using Cl 3 having a high selectivity to W as an etching gas. In this embodiment, the gas flow ratio of Cl 3 is set to 80 (sccm), RF power (13.56 MHz) of 350 W is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1.2 Pa to generate plasma, and etching is performed for 30 seconds. went. A 50 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage) and a substantially negative self-bias voltage is applied. By the third etching, the first conductive layers 237c to 237c to
239c are formed. (FIG. 4 (B))
【0101】上記第3のエッチング処理によって、画素
部には、第1の導電層237c〜239cと重ならず、
濃度勾配を有する低濃度不純物領域(LDD領域)24
7〜254が形成される。なお、駆動回路において、低
濃度不純物領域(GOLD領域)241〜246は、第
1の導電層234a〜236aと重なったままである。
このように、各回路に応じてTFTの構造を作り分けて
いる。By the third etching process, the pixel portion does not overlap with the first conductive layers 237c to 239c,
Low concentration impurity region (LDD region) 24 having concentration gradient
7 to 254 are formed. Note that, in the driver circuit, the low-concentration impurity regions (GOLD regions) 241 to 246 remain over the first conductive layers 234a to 236a.
As described above, the structure of the TFT is separately formed according to each circuit.
【0102】また、第1の導電層237cと第2の導電
層237bとで形成された電極は、後の工程で形成され
るサンプリング回路のnチャネル型TFTのゲート電極
となる。同様に、第1の導電層238cと第2の導電層
238bとで形成された電極は、後の工程で形成される
画素部のnチャネル型TFTのゲート電極となり、第1
の導電層239cと第2の導電層239bとで形成され
た電極は、後の工程で形成される画素部の保持容量の一
方の電極となる。The electrode formed by the first conductive layer 237c and the second conductive layer 237b becomes a gate electrode of an n-channel TFT of a sampling circuit formed in a later step. Similarly, an electrode formed of the first conductive layer 238c and the second conductive layer 238b serves as a gate electrode of an n-channel TFT in a pixel portion formed in a later step,
The electrode formed by the conductive layer 239c and the second conductive layer 239b of the above becomes one electrode of a storage capacitor of a pixel portion formed in a later step.
【0103】また、本実施例では第3のドーピング処理
の後に、第3のエッチング処理を行った例を示したが、
第3のエッチング処理を行った後に第3のドーピング処
理を行ってもよい。In this embodiment, the third etching process is performed after the third doping process.
After performing the third etching process, the third doping process may be performed.
【0104】次いで、レジストからなるマスク274を
除去して第1の層間絶縁膜275を形成する。この第1
の層間絶縁膜275としては、プラズマCVD法または
スパッタ法を用い、厚さを10〜200nmとしてシリ
コンを含む絶縁膜で形成する。この第1の層間絶縁膜
は、膜減りした絶縁膜に後でコンタクトホールを形成す
る際、半導体層をオーバーエッチングしないようにエッ
チングストッパーとしての機能を果たすものである。本
実施例では、プラズマCVD法により膜厚50nmの酸
化シリコン膜を形成した。勿論、第1の層間絶縁膜27
5は酸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, the mask 274 made of resist is removed to form a first interlayer insulating film 275. This first
The interlayer insulating film 275 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 10 to 200 nm by a plasma CVD method or a sputtering method. The first interlayer insulating film functions as an etching stopper to prevent the semiconductor layer from being over-etched when a contact hole is formed later in the reduced insulating film. In this embodiment, a 50 nm-thick silicon oxide film is formed by a plasma CVD method. Of course, the first interlayer insulating film 27
Reference numeral 5 is not limited to a silicon oxide film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.
【0105】次いで、図4(C)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YAGレーザーまたはエ
キシマレーザーを裏面から照射することによって行う。
裏面から照射することによって、ゲート電極と絶縁膜を
介して重なる不純物領域の活性化を行うことができる。Next, as shown in FIG. 4C, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by irradiating the back surface with a YAG laser or an excimer laser.
Irradiation from the back surface can activate an impurity region which overlaps with the gate electrode via the insulating film.
【0106】また、反射板を用いてレーザー光を照射し
てもよい。その場合、固体レーザー、代表的にはYAG
レーザー)で行うことが望ましい。反射板を用いる場合
は、図8にその簡略図を示したように、鏡面を有する反
射板504を用いて、基板501の表面側からと、裏面
側からとで線状のYAGレーザーの第2高調波または第
3高調波を同時に照射する方法を用いた。YAGレーザ
ーは可視光であるので、基板が透光性を有していれば吸
収されず、アモルファスシリコンに吸収される。特に、
本実施例のようにゲート電極の下に低濃度不純物領域を
設けている場合、ゲート電極と絶縁膜を介して重なる不
純物領域の活性化を行うことが非常に困難であった。図
8に示す反射板を用いた活性化方法によって不純物領域
506またはチャネル形成領域505に含まれる不純物
元素の活性化を行うことができる。図8中、502は下
地膜、503は高濃度不純物領域、507はシリンドリ
カルレンズである。なお、YAGレーザーアニール法の
他にラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用す
ることもできる。Further, laser light may be irradiated using a reflection plate. In that case, a solid state laser, typically YAG
Laser). When a reflecting plate is used, as shown in a simplified diagram in FIG. 8, a reflecting plate 504 having a mirror surface is used to form a second linear YAG laser from the front side of the substrate 501 and from the back side. A method of simultaneously irradiating a harmonic or a third harmonic was used. Since the YAG laser emits visible light, it is not absorbed if the substrate has a light-transmitting property, and is absorbed by amorphous silicon. In particular,
When a low-concentration impurity region is provided below a gate electrode as in this embodiment, it is very difficult to activate an impurity region overlapping with the gate electrode via an insulating film. Activation of the impurity element included in the impurity region 506 or the channel formation region 505 can be performed by an activation method using a reflector shown in FIG. 8, reference numeral 502 denotes a base film, 503, a high-concentration impurity region, and 507, a cylindrical lens. Note that a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied instead of the YAG laser annealing method.
【0107】また、本実施例では、上記活性化の前に第
1の層間絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を
行った後、第1の層間絶縁膜を形成する工程としてもよ
い。In this embodiment, the example in which the first interlayer insulating film is formed before the activation is described. However, as a step of forming the first interlayer insulating film after the activation, Is also good.
【0108】次いで、窒化シリコン膜からなる第2の層
間絶縁膜276を形成して熱処理(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。本実施例では、窒素雰囲気中で410℃、
1時間の熱処理を行った。この工程は第2の層間絶縁膜
276に含まれる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。第1の層間絶縁膜の存在に
関係なく半導体層を水素化することができる。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。Next, a second interlayer insulating film 276 made of a silicon nitride film is formed and heat-treated (heat treatment at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours) to perform a step of hydrogenating the semiconductor layer. In this embodiment, in a nitrogen atmosphere, 410 ° C.
Heat treatment was performed for one hour. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by hydrogen contained in the second interlayer insulating film 276. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first interlayer insulating film. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
【0109】次いで、第2の層間絶縁膜276上に有機
絶縁物材料から成る第3の層間絶縁膜277を形成す
る。本実施例では膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形
成した。次いで、各不純物領域(257、258、26
1〜263、265、270a、271a、272a、
273a)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。本実施例では複数のエッチング処
理を行った。本実施例では第2の層間絶縁膜をエッチン
グストッパーとして第3の層間絶縁膜をエッチングした
後、第1の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第
2の層間絶縁膜をエッチングしてから第1の層間絶縁膜
をエッチングした。Next, a third interlayer insulating film 277 made of an organic insulating material is formed on the second interlayer insulating film 276. In this embodiment, an acrylic resin film having a thickness of 1.6 μm was formed. Next, each of the impurity regions (257, 258, 26
1-263, 265, 270a, 271a, 272a,
Patterning is performed to form a contact hole reaching 273a). In this embodiment, a plurality of etching processes are performed. In this embodiment, after the third interlayer insulating film is etched using the second interlayer insulating film as an etching stopper, the second interlayer insulating film is etched using the first interlayer insulating film as an etching stopper, and then the first interlayer insulating film is etched. The insulating film was etched.
【0110】次いで、不純物領域(257、258、2
61〜263、270a、271a、272a、273
a)とそれぞれ電気的に接続する電極278〜286
と、不純物領域265と電気的に接続する画素電極28
7を形成する。これらの電極及び画素電極の材料は、A
lまたはAgを主成分とする膜、またはそれらの積層膜
等の反射性の優れた材料を用いる。Next, the impurity regions (257, 258, 2
61-263, 270a, 271a, 272a, 273
a) Electrodes 278-286 each electrically connected to a)
And pixel electrode 28 electrically connected to impurity region 265
7 is formed. The materials of these electrodes and pixel electrodes are A
A material having excellent reflectivity, such as a film containing l or Ag as a main component or a laminated film thereof is used.
【0111】以上の様にして、nチャネル型TFT30
6及びpチャネル型TFT305からなるロジック回路
部303と、nチャネル型TFT308及びpチャネル
型TFT307からなるサンプリング回路部304とを
有する駆動回路301と、nチャネルTFT309から
なる画素TFT及び保持容量310とを有する画素部3
02と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 30
A drive circuit 301 having a logic circuit portion 303 including 6-channel and p-channel TFTs 305, a sampling circuit portion 304 including an n-channel TFT 308 and a p-channel TFT 307, and a pixel TFT and a storage capacitor 310 including an n-channel TFT 309. Pixel section 3 having
02 can be formed over the same substrate. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.
【0112】本実施例では、各回路に応じてTFTの構
造が異なっている。In this embodiment, the structure of the TFT differs depending on each circuit.
【0113】画素部のnチャネル型TFT309には、
消費電力を低く抑えることが要求され、オフ電流値が十
分低いTFT構造とすることが望ましい。また、本実施
例では、低濃度不純物領域249〜252に濃度勾配を
持たせ、さらにゲート電極(238b、238c)と重
ならない構造とした。また、nチャネル型TFT309
におけるゲート電極の端部は、ゲート絶縁膜を挟んで、
チャネル形成領域と低濃度不純物領域との界面と概略一
致する。また、各低濃度不純物領域249〜252の濃
度分布は、チャネル形成領域292、293からの距離
が増大するとともに不純物濃度が増加している。The n-channel TFT 309 in the pixel portion includes:
It is required to keep power consumption low, and it is desirable to have a TFT structure with a sufficiently low off-current value. In this embodiment, the low-concentration impurity regions 249 to 252 have a concentration gradient and do not overlap with the gate electrodes (238b, 238c). Also, an n-channel TFT 309
The end of the gate electrode is sandwiched between the gate insulating film,
It substantially coincides with the interface between the channel formation region and the low concentration impurity region. In the concentration distribution of each of the low-concentration impurity regions 249 to 252, the impurity concentration increases as the distance from the channel formation regions 292 and 293 increases.
【0114】なお、本実施例ではnチャネル型TFT3
09は、ソース領域およびドレイン領域の間に二つのチ
ャネル形成領域を有した構造(ダブルゲート構造)とな
っているが、本実施例はダブルゲート構造に限定される
ことなく、チャネル形成領域が一つ形成されるシングル
ゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造
であっても良い。In this embodiment, the n-channel TFT 3
Reference numeral 09 denotes a structure having two channel formation regions between the source region and the drain region (double gate structure). However, this embodiment is not limited to the double gate structure, and the number of channel formation regions is one. One single gate structure or three triple gate structures may be used.
【0115】また、保持容量310の一方の電極として
機能する不純物領域253、254、265、266に
は、それぞれn型を付与する不純物元素が添加されてい
る。保持容量310は、絶縁膜207を誘電体として、
電極239b、239cと、半導体層とで形成してい
る。なお、本実施例では不純物領域と電極239b、2
39cとが重ならない構造としたが、重なる構造とすれ
ば、さらに容量を増大することができる。なお、本発明
は、本実施例の保持容量を形成する構造に限定されず、
公知の構造、例えば容量配線を用いた容量を用いること
も可能である。The impurity regions 253, 254, 265, and 266 functioning as one electrode of the storage capacitor 310 are each doped with an impurity element imparting n-type. The storage capacitor 310 uses the insulating film 207 as a dielectric,
The electrodes 239b and 239c and the semiconductor layer are formed. In this embodiment, the impurity regions and the electrodes 239b, 2
Although the structure does not overlap with 39c, the capacity can be further increased if the structure is made to overlap. Note that the present invention is not limited to the structure for forming the storage capacitor in this embodiment,
It is also possible to use a known structure, for example, a capacitor using a capacitor wiring.
【0116】また、サンプリング回路部304、代表的
にはアナログスイッチ回路のnチャネル型TFT308
には、同様にオフ電流値が低いことが好ましい。本実施
例では、低濃度不純物領域247、248に濃度勾配を
持たせ、さらにゲート電極(237b、237c)と重
ならない構造とした。また、各低濃度不純物領域24
7、248の濃度分布は、チャネル形成領域291から
の距離が増大するとともに不純物濃度が増加している。
ただし、オン電流値または信頼性を重視するのであれ
ば、低濃度不純物領域がゲート電極と重なる構造として
もよい。The sampling circuit section 304, typically, an n-channel TFT 308 of an analog switch circuit
It is also preferable that the off-state current value is similarly low. In this embodiment, the low-concentration impurity regions 247 and 248 have a concentration gradient, and have a structure that does not overlap with the gate electrodes (237b and 237c). Further, each low concentration impurity region 24
7 and 248, the impurity concentration increases as the distance from the channel formation region 291 increases.
Note that a structure in which a low-concentration impurity region overlaps with a gate electrode may be used if importance is attached to an on-current value or reliability.
【0117】また、pチャネル型TFT307は、オン
電流値または信頼性を重視するため、低濃度不純物領域
272b、273bがゲート電極236a、236bと
重なる構造とした。また、各低濃度不純物領域272
b、273bの濃度分布は、チャネル形成領域290か
らの距離が増大するとともに不純物濃度が増加してい
る。また、pチャネル型TFT307におけるゲート電
極の端部は、ゲート絶縁膜を挟んで、低濃度不純物領域
272b、273bと高濃度不純物領域272a、27
3aとの界面と概略一致する。The p-channel TFT 307 has a structure in which the low-concentration impurity regions 272b and 273b overlap the gate electrodes 236a and 236b in order to emphasize the on-current value or reliability. Further, each low-concentration impurity region 272
In the concentration distributions b and 273b, the impurity concentration increases as the distance from the channel formation region 290 increases. The end of the gate electrode of the p-channel TFT 307 has low-concentration impurity regions 272b and 273b and high-concentration impurity regions 272a and 272a with a gate insulating film interposed therebetween.
It substantially coincides with the interface with 3a.
【0118】また、ロジック回路部のpチャネル型TF
T305は、オン電流値または信頼性を重視するため、
低濃度不純物領域270b、271bがゲート電極23
4a、234bと重なる構造とした。また、各低濃度不
純物領域270b、271bの濃度分布は、チャネル形
成領域288からの距離が増大するとともに不純物濃度
が増加している。The p-channel type TF of the logic circuit portion
T305 emphasizes on-current value or reliability.
The low concentration impurity regions 270b and 271b are
4a and 234b. In the concentration distribution of each of the low concentration impurity regions 270b and 271b, the impurity concentration increases as the distance from the channel formation region 288 increases.
【0119】また、同様にnチャネル型TFT306
は、低濃度不純物領域272b、273bがゲート電極
235a、235bと重なる構造とした。また、各低濃
度不純物領域272b、273bの濃度分布は、チャネ
ル形成領域289からの距離が増大するとともに不純物
濃度が増加している。Similarly, the n-channel TFT 306
Has a structure in which the low-concentration impurity regions 272b and 273b overlap the gate electrodes 235a and 235b. In the concentration distribution of each of the low concentration impurity regions 272b and 273b, the impurity concentration increases as the distance from the channel formation region 289 increases.
【0120】こうして、本実施例では、同一基板上に信
頼性の高いTFT306を備えた駆動回路と、オフ電流
値が低減された画素TFT309とを備えた画素部とを
同時に形成することができた。As described above, in the present embodiment, it was possible to simultaneously form a drive circuit having a highly reliable TFT 306 and a pixel portion having a pixel TFT 309 with a reduced off-current value on the same substrate. .
【0121】また、本実施例では、希ガス元素を多量に
添加したため、下地膜及び基板にも添加される。なお、
希ガス元素に加え、水素、酸素、または水が下地膜及び
基板にも添加されるが、ドーピング後の熱処理等により
拡散しやすい。一方、希ガス元素は、比較的高温の熱処
理等でも拡散、脱離は起きにくい。希ガス元素は、下地
膜及び基板のうち、マスク106bで覆われた領域以外
の領域、即ち半導体層202〜206が配置された領域
以外の領域に添加される。In this embodiment, since a large amount of the rare gas element is added, the rare gas element is also added to the base film and the substrate. In addition,
In addition to a rare gas element, hydrogen, oxygen, or water is added to the base film and the substrate, but is easily diffused by heat treatment after doping or the like. On the other hand, the rare gas element hardly diffuses and desorbs even by a relatively high-temperature heat treatment or the like. The rare gas element is added to a region of the base film and the substrate other than a region covered with the mask 106b, that is, a region other than a region where the semiconductor layers 202 to 206 are arranged.
【0122】[実施例2]本実施例では、実施例1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6を用いる。[Embodiment 2] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 will be described below. FIG. 6 is used for the description.
【0123】まず、実施例1に従い、図5の状態のアク
ティブマトリクス基板を得た後、図5のアクティブマト
リクス基板上に配向膜401を形成しラビング処理を行
う。なお、本実施例では配向膜401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 the first embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state shown in FIG. 5, an alignment film 401 is formed on the active matrix substrate shown in FIG. 5, and a rubbing process is performed. In this embodiment, before forming the alignment film 401,
An organic resin film such as an acrylic resin film was patterned to form columnar spacers at desired positions for maintaining a substrate interval. Also, instead of columnar spacers,
Spherical spacers may be spread over the entire surface of the substrate.
【0124】次いで、対向基板400を用意する。この
対向基板には、着色層402、遮光層403が各画素に
対応して配置されたカラーフィルタが設けられている。
また、駆動回路の部分にも遮光層403を設けた。この
カラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜404を設け
た。次いで、平坦化膜404上に透明導電膜からなる対
向電極405を画素部に形成し、対向基板の全面に配向
膜406を形成し、ラビング処理を施した。Next, a counter substrate 400 is prepared. The opposite substrate is provided with a color filter in which a coloring layer 402 and a light shielding layer 403 are arranged corresponding to each pixel.
Further, a light-blocking layer 403 is provided also in a portion of the driver circuit. A flattening film 404 is provided to cover the color filter and the light shielding layer. Next, a counter electrode 405 made of a transparent conductive film was formed in the pixel portion over the planarization film 404, an alignment film 406 was formed over the entire surface of the counter substrate, and rubbing treatment was performed.
【0125】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材407
で貼り合わせる。シール材407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408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408には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図6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。そし
て、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対
向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を
用いて偏光板等を適宜設けた。そして、公知の技術を用
いてFPCを貼りつけた。Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the opposing substrate are sealed with a sealing material 407.
Paste in. A filler is mixed in the sealant 407, and the two substrates are bonded at a uniform interval by the filler and the columnar spacer. afterwards,
A liquid crystal material 408 is injected between the two substrates, and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used for the liquid crystal material 408. Thus, the active matrix type liquid crystal display device shown in FIG. 6 is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the opposing substrate is cut into a desired shape. Further, a polarizing plate and the like were appropriately provided using a known technique. Then, an FPC was attached using a known technique.
【0126】こうして得られた液晶モジュールの構成を
図7の上面図を用いて説明する。なお、図6と対応する
部分には同じ符号を用いた。The configuration of the liquid crystal module thus obtained will be described with reference to the top view of FIG. Note that the same reference numerals are used for portions corresponding to FIG.
【0127】図7(A)で示す上面図は、画素部、駆動
回路、FPC(フレキシブルプリント配線板:Flexible
Printed Circuit)411を貼り付ける外部入力端子4
09、外部入力端子と各回路の入力部までを接続する配
線410などが形成されたアクティブマトリクス基板
と、カラーフィルタなどが設けられた対向基板400と
がシール材407を介して貼り合わされている。FIG. 7A is a top view showing a pixel portion, a driving circuit, an FPC (Flexible Printed Wiring Board: Flexible
External input terminal 4 for pasting Printed Circuit) 411
09, an active matrix substrate on which a wiring 410 for connecting an external input terminal to an input portion of each circuit is formed, and a counter substrate 400 provided with a color filter and the like are bonded to each other with a sealant 407 interposed therebetween.
【0128】ゲート配線側駆動回路301aと重なるよ
うに対向基板側に遮光層403aが設けられ、ソース配
線側駆動回路301bと重なるように対向基板側に遮光
層403bが形成されている。また、画素部302上の
対向基板側に設けられたカラーフィルタ402は遮光層
と、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の着色
層とが各画素に対応して設けられている。実際に表示す
る際には、赤色(R)の着色層、緑色(G)の着色層、
青色(B)の着色層の3色でカラー表示を形成するが、
これら各色の着色層の配列は任意なものとする。A light-shielding layer 403a is provided on the counter substrate side so as to overlap with the gate wiring side driving circuit 301a, and a light-shielding layer 403b is formed on the counter substrate side so as to overlap with the source wiring side driving circuit 301b. In the color filter 402 provided on the counter substrate side on the pixel portion 302, a light-shielding layer and colored layers of red (R), green (G), and blue (B) are provided for each pixel. Have been. When actually displaying, a red (R) colored layer, a green (G) colored layer,
A color display is formed by three colors of a blue (B) colored layer.
The arrangement of the colored layers of these colors is arbitrary.
【0129】ここでは、カラー化を図るためにカラーフ
ィルタ402を対向基板に設けているが特に限定され
ず、アクティブマトリクス基板を作製する際、アクティ
ブマトリクス基板にカラーフィルタを形成してもよい。[0129] Here, the color filter 402 is provided on the opposing substrate in order to achieve colorization. However, the present invention is not particularly limited. When an active matrix substrate is manufactured, a color filter may be formed on the active matrix substrate.
【0130】また、カラーフィルタにおいて隣り合う画
素の間には遮光層が設けられており、表示領域以外の箇
所を遮光している。また、ここでは、駆動回路を覆う領
域にも遮光層403a、403bを設けているが、駆動
回路を覆う領域は、後に液晶表示装置を電子機器の表示
部として組み込む際、カバーで覆うため、特に遮光層を
設けない構成としてもよい。また、アクティブマトリク
ス基板を作製する際、アクティブマトリクス基板に遮光
層を形成してもよい。Further, a light-shielding layer is provided between adjacent pixels in the color filter to shield portions other than the display area from light. Further, here, the light-blocking layers 403a and 403b are provided also in a region covering the driver circuit. However, the region covering the driver circuit is covered with a cover when the liquid crystal display device is later incorporated as a display portion of an electronic device. A structure without a light-blocking layer may be employed. When an active matrix substrate is manufactured, a light-blocking layer may be formed on the active matrix substrate.
【0131】また、上記遮光層を設けずに、対向基板と
対向電極の間に、カラーフィルタを構成する着色層を複
数層重ねた積層で遮光するように適宜配置し、表示領域
以外の箇所(各画素電極の間隙)や、駆動回路を遮光し
てもよい。Further, without providing the above-mentioned light-shielding layer, a colored layer constituting a color filter is appropriately arranged between the opposing substrate and the opposing electrode so as to shield light by a laminated layer of a plurality of layers, and a portion other than the display region ( The gap between each pixel electrode) and the driving circuit may be shielded from light.
【0132】また、外部入力端子にはベースフィルムと
配線から成るFPC411が異方性導電性樹脂で貼り合
わされている。さらに補強板で機械的強度を高めてい
る。An FPC 411 composed of a base film and wiring is bonded to the external input terminal with an anisotropic conductive resin. Furthermore, the mechanical strength is enhanced by the reinforcing plate.
【0133】以上のようにして作製される液晶モジュー
ルは各種電子機器の表示部として用いることができる。The liquid crystal module manufactured as described above can be used as a display unit of various electronic devices.
【0134】[実施例3]本実施例は、実施例1とは、
マスクとなる絶縁膜106aの形成後の工程が異なる例
を示す。本実施例は、レジストからなるマスクを除去し
た後、希ガス元素を添加する例である。それ以外の工程
は同一であるので、図9では、図2と同じ符号を用い
る。[Embodiment 3] This embodiment is different from Embodiment 1 in that
An example in which steps after formation of the insulating film 106a serving as a mask are different will be described. This embodiment is an example in which a rare gas element is added after removing a mask made of a resist. Since the other steps are the same, the same reference numerals as in FIG. 2 are used in FIG.
【0135】まず、実施の形態に従って図1(D)と同
じ状態を得る。次いで、実施の形態に従ってレジストか
らなるマスクを形成し、酸化シリコン膜をパターニング
して酸化シリコン膜からなるマスクを形成する。次い
で、レジストからなるマスクを除去した後、希ガス元素
を添加する。(図9(A))First, the same state as in FIG. 1D is obtained according to the embodiment. Next, a mask made of a resist is formed according to the embodiment, and the silicon oxide film is patterned to form a mask made of a silicon oxide film. Next, after removing the resist mask, a rare gas element is added. (FIG. 9A)
【0136】以降の工程は、実施の形態に従えば、図9
(B)〜図9(D)の状態が得られ、実施例1に従え
ば、図6に示すアクティブマトリクス基板が得られる。The subsequent steps are performed according to the embodiment, as shown in FIG.
9 (D) are obtained, and according to the first embodiment, the active matrix substrate shown in FIG. 6 is obtained.
【0137】なお、本実施例は実施例2と組み合わせる
ことが可能である。This embodiment can be combined with the second embodiment.
【0138】[実施例4]本実施例では、実施例1とレ
ジストからなるマスクを形成した後の工程が異なってい
る。[Embodiment 4] This embodiment is different from Embodiment 1 in the steps after forming a resist mask.
【0139】本実施例は、レジストからなるマスクを形
成した後、実施例1のように酸化シリコン膜からなる絶
縁膜をエッチングすることなく、酸化シリコン膜からな
る絶縁膜106aを通過させて希ガス元素を添加する。
(図10(A))この際、SIMS分析を行ったニッケ
ルの濃度プロファイルを図20に示す。図20は希ガス
元素(ここではAr)を絶縁膜(膜厚0.9μm)を通
過させて添加した直後のニッケルの濃度を示している。
ニッケルは、半導体膜中に1×1018〜1×1019/c
m3存在している。添加した条件は、ドーピングガスと
してアルゴンガス100%、ドーズ量4×1015/cm
2、加速電圧90kVである。In this embodiment, after a mask made of a resist is formed, the rare gas is passed through the insulating film 106a made of a silicon oxide film without etching the insulating film made of a silicon oxide film as in the first embodiment. Add elements.
(FIG. 10A) FIG. 20 shows a nickel concentration profile subjected to SIMS analysis at this time. FIG. 20 shows the nickel concentration immediately after the addition of the rare gas element (Ar in this case) through the insulating film (0.9 μm in thickness).
Nickel is contained in the semiconductor film in an amount of 1 × 10 18 to 1 × 10 19 / c.
m 3 exists. The added conditions are as follows: argon gas 100% as doping gas, dose amount 4 × 10 15 / cm
2. The acceleration voltage is 90 kV.
【0140】次いで、ゲッタリングを行うが、酸化シリ
コンからなる絶縁膜106aで覆ったままの状態で行
う。(図10(B))ここでのゲッタリングは、550
℃、4時間で行い、その後、SIMS分析を行った結果
が図21である。図21からは、ゲッタリングにより半
導体膜中のニッケルが検出下限まで除去されたことが示
されている。Next, gettering is performed in a state where it is covered with the insulating film 106a made of silicon oxide. (FIG. 10B) The gettering here is 550
FIG. 21 shows the results obtained by performing SIMS analysis at 4 ° C. for 4 hours and then by SIMS analysis. FIG. 21 shows that nickel in the semiconductor film was removed to the lower detection limit by gettering.
【0141】次いで、絶縁膜106aを除去する。(図
10(C))Next, the insulating film 106a is removed. (FIG. 10 (C))
【0142】次いで、前の工程により希ガス元素が添加
されて非晶質化した部分(ゲッタリングサイト)108
を選択的にエッチングする。(図10(D))Next, a portion (gettering site) 108 which is made amorphous by adding a rare gas element in the previous step.
Is selectively etched. (FIG. 10 (D))
【0143】エッチャントとしてダッシュ液、サト液、
セコ液等を用いることができる。ただし、セコ液はクロ
ムが含まれているので工業的には不向きである。As an etchant, dash solution, Sato solution,
Seco solution or the like can be used. However, the Seco solution is not industrially suitable because it contains chromium.
【0144】以上の工程により結晶質シリコンからなる
半導体層109のみを残存させることができる。According to the above steps, only the semiconductor layer 109 made of crystalline silicon can be left.
【0145】なお、本実施例は実施例2と組み合わせる
ことが可能である。This embodiment can be combined with the second embodiment.
【0146】[実施例5]本実施例では、結晶化処理と
ゲッタリング処理とを同一処理で行う例を図11に示
す。[Embodiment 5] In this embodiment, an example in which the crystallization process and the gettering process are performed by the same process is shown in FIG.
【0147】まず、実施の形態に従って、基板601上
にブロッキング層602、非晶質半導体膜603を形成
する。次いで、ニッケル含有層604を形成する。ここ
ではスパッタ法によりニッケルの薄膜を形成した。First, a blocking layer 602 and an amorphous semiconductor film 603 are formed over a substrate 601 according to the embodiment. Next, a nickel-containing layer 604 is formed. Here, a nickel thin film was formed by a sputtering method.
【0148】次いで、珪素を主成分とする絶縁膜を形成
し、該絶縁膜上にレジストからなるマスク606を形成
する。次いで、レジストからなるマスクを用いてエッチ
ングを行い絶縁膜を選択的に除去して絶縁膜からなるマ
スク605を形成する。Next, an insulating film containing silicon as a main component is formed, and a mask 606 made of a resist is formed on the insulating film. Next, etching is performed using a mask made of a resist to selectively remove the insulating film, so that a mask 605 made of an insulating film is formed.
【0149】次いで、レジストからなるマスク606及
び絶縁膜からなるマスク605を用いて、希ガス元素を
非晶質半導体膜に添加する。図11(C)中、希ガス元
素が選択的に添加された領域を不純物領域607として
示した。Next, a rare gas element is added to the amorphous semiconductor film by using a mask 606 made of a resist and a mask 605 made of an insulating film. In FIG. 11C, a region to which a rare gas element is selectively added is illustrated as an impurity region 607.
【0150】次いで、結晶化とゲッタリングとを両方行
うための熱処理または強光の照射を行う。熱処理で行う
場合は、500℃〜650℃で4〜24時間、例えば5
50℃、4時間で行えばよい。この加熱処理により絶縁
膜からなるマスク605と接している非晶質半導体膜が
ニッケルの作用により結晶化される。この加熱処理で
は、結晶化と同時に、非晶質半導体膜中のニッケルが移
動して希ガス元素が添加された不純物領域にゲッタリン
グされる。図11(D)の矢印の方向にニッケルが移動
する。なお、希ガス元素を添加した領域は、ほとんど結
晶化されない。本発明者の実験では、希ガスを添加した
場合、リンを添加した場合と比較して熱処理を施しても
結晶性が回復しにくい。この比較結果は、図22、図2
3で示した。図22はそれぞれの条件(条件1=加速電
圧80kV、1.5×1015/cm 2のドーズ量でリン
をドーピング、条件2=加速電圧80kV、1.5×1
015/cm2のドーズ量でリンをドーピングし、加速電
圧90kV、2×1015/cm2のドーズ量でアルゴン
をドーピング、条件3=加速電圧80kV、1.5×1
015/cm2のドーズ量でリンをドーピングし、加速電
圧90kV、4×101 5/cm2のドーズ量でアルゴン
をドーピング、条件4=加速電圧90kV、4×1015
/cm2のドーズ量でアルゴンをドーピング)で添加し
た直後のラマンスペクトルを示し、図23は、窒素雰囲
気で550℃、4時間の熱処理を行った直後のラマンス
ペクトルを示している。Next, both crystallization and gettering are performed.
Heat treatment or strong light irradiation. Perform by heat treatment
In this case, the temperature is 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours, for example, 5 hours.
It may be performed at 50 ° C. for 4 hours. Insulation by this heat treatment
The amorphous semiconductor film in contact with the mask 605 made of a film
Crystallized by the action of nickel. In this heat treatment
Means that nickel in the amorphous semiconductor film is transferred simultaneously with crystallization.
Move to getterin in the impurity region to which the rare gas element is added.
Is Nickel moves in the direction of the arrow in FIG.
I do. Note that the region to which the rare gas element was added
Does not crystallize. In our experiments, noble gases were added.
If the heat treatment is performed compared to the case where phosphorus is added
Crystallinity is difficult to recover. The comparison results are shown in FIGS.
3. FIG. 22 shows each condition (condition 1 = acceleration power).
Pressure 80 kV, 1.5 × 1015/ Cm TwoPhosphorus dose
Doping, condition 2 = acceleration voltage 80 kV, 1.5 × 1
015/ CmTwoDoping with phosphorus at a dose of
Pressure 90kV, 2 × 1015/ CmTwoArgon with dose of
Doping, condition 3 = acceleration voltage 80 kV, 1.5 × 1
015/ CmTwoDoping with phosphorus at a dose of
Pressure 90kV, 4 × 101 Five/ CmTwoArgon with dose of
Doping, condition 4 = acceleration voltage 90 kV, 4 × 1015
/ CmTwoDoping with argon at a dose of
FIG. 23 shows the Raman spectrum immediately after
Immediately after heat treatment at 550 ° C for 4 hours
The spectrum is shown.
【0151】次いで、マスク606を用いて不純物領域
609を除去して、結晶質半導体膜からなる半導体層6
10を得ることができる。Next, impurity region 609 is removed using mask 606, and semiconductor layer 6 made of a crystalline semiconductor film is removed.
10 can be obtained.
【0152】本実施例では、結晶化とゲッタリングを同
時に行うため、スループットが格段に向上する。In this embodiment, since crystallization and gettering are performed simultaneously, the throughput is remarkably improved.
【0153】また、ブロッキング層602、非晶質半導
体膜603、ニッケル含有層604、及びシリコンを主
成分とする絶縁膜を大気にふれることなく連続してCV
D法により形成してもよい。Further, the blocking layer 602, the amorphous semiconductor film 603, the nickel-containing layer 604, and the insulating film containing silicon as a main component are continuously exposed to the CV without being exposed to the air.
It may be formed by Method D.
【0154】なお、本実施例は実施例1または実施例2
と自由に組み合わせることが可能である。This embodiment corresponds to the first embodiment or the second embodiment.
And can be freely combined.
【0155】[実施例6]本実施例では、マスクを用い
て金属元素を選択的に添加する例を図12に示す。[Embodiment 6] In this embodiment, an example in which a metal element is selectively added using a mask is shown in FIG.
【0156】まず、実施の形態または実施例1に従っ
て、基板901上に下地膜(ブロッキング層)902、
非晶質構造を有する半導体膜903を形成する。次い
で、珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。なお、この
下地膜902と半導体膜903と絶縁膜を大気解放せず
に連続で成膜すると不純物が混入しないため、好まし
い。First, a base film (blocking layer) 902 is formed on a substrate 901 according to the embodiment mode or the first embodiment.
A semiconductor film 903 having an amorphous structure is formed. Next, an insulating film containing silicon as a main component is formed. Note that it is preferable that the base film 902, the semiconductor film 903, and the insulating film be successively formed without being released to the atmosphere because impurities are not mixed.
【0157】次いで、レジストからなるマスク906を
形成し、エッチングを行って絶縁膜を選択的に除去して
絶縁膜からなるマスク905を形成する。(図12
(A))Next, a mask 906 made of a resist is formed, and the insulating film is selectively removed by etching to form a mask 905 made of an insulating film. (FIG. 12
(A))
【0158】次いで、実施の形態または実施例1に従っ
て、金属含有層907を形成する。(図12(B))次
いで、実施の形態または実施例1に従って結晶化を行
い、結晶構造を有する半導体膜908が得られる。(図
12(C))この結晶化では図12(C)中の矢印で示
した方向に結晶成長する。なお、マスク905で覆われ
ていない領域には高濃度のニッケルが存在している。Next, a metal-containing layer 907 is formed according to the embodiment mode or Example 1. (FIG. 12B) Next, crystallization is performed according to the embodiment mode or Example 1, and a semiconductor film 908 having a crystal structure is obtained. (FIG. 12C) In this crystallization, the crystal grows in the direction indicated by the arrow in FIG. 12C. Note that high-concentration nickel exists in a region not covered with the mask 905.
【0159】次いで、実施の形態に従って、マスク90
5を用いて希ガス元素を添加し、不純物領域909を形
成する。(図12(D))Then, according to the embodiment, mask 90 is used.
5 to form an impurity region 909 by adding a rare gas element. (FIG. 12 (D))
【0160】次いで、実施の形態に従って、ゲッタリン
グを行う。(図12(E))この際、結晶構造を有する
半導体膜のうち、領域910、即ち不純物領域909以
外の領域は、ゲッタリングにより金属元素が低減され
た。Then, gettering is performed according to the embodiment. (FIG. 12E) At this time, in the semiconductor film having a crystal structure, the region other than the region 910, that is, the region other than the impurity region 909, was reduced in metal element by gettering.
【0161】次いで、マスク905を用いて、不純物領
域909を除去した後、マスク905を除去して半導体
層911を形成する。(図12(F))Next, after the impurity region 909 is removed using the mask 905, the mask 905 is removed to form a semiconductor layer 911. (FIG. 12 (F))
【0162】なお、本実施例は実施例1または実施例2
と自由に組み合わせることが可能である。This embodiment corresponds to the first embodiment or the second embodiment.
And can be freely combined.
【0163】[実施例7]本実施例は実施の形態1とは
異なり、希ガス元素を選択的に添加するマスクと半導体
膜のパターニングで使用するマスクとを別々とする例で
ある。図13に本実施例の簡略工程図を示す。[Embodiment 7] Unlike the first embodiment, this embodiment is an example in which a mask for selectively adding a rare gas element and a mask used for patterning a semiconductor film are separated. FIG. 13 shows a simplified process diagram of this embodiment.
【0164】まず、実施の形態1に従って、図1(D)
と同じ状態を得る。First, according to Embodiment 1, FIG.
And get the same state.
【0165】次いで、実施の形態1よりも大きめにレジ
ストからなるマスク1107を形成し、該マスクを用い
て酸化シリコン膜をエッチングしてマスク1106bを
形成する。次いで、希ガス元素をマスク1106bを用
いて選択的に添加してゲッタリングサイト1108を形
成する。Next, a mask 1107 made of a resist larger than that in Embodiment Mode 1 is formed, and the silicon oxide film is etched using the mask to form a mask 1106b. Next, a gettering site 1108 is formed by selectively adding a rare gas element using the mask 1106b.
【0166】次いで、マスク1107を除去した後、ゲ
ッタリングを行う。ゲッタリングは、実施の形態1に従
って行えばよい。Next, gettering is performed after the mask 1107 is removed. Gettering may be performed according to the first embodiment.
【0167】次いで、マスク1106bを除去して、再
度レジストからなるマスク1111を形成する。このマ
スクは半導体膜をパターニングするためのものであり、
マスク1107よりも内側に設けられるものである。Next, the mask 1106b is removed, and a mask 1111 made of resist is formed again. This mask is for patterning the semiconductor film,
It is provided inside the mask 1107.
【0168】次いで、マスク1111で覆われた領域以
外の半導体膜を除去する。ゲッタリングを行うと、金属
元素が希ガス元素を添加した領域の境界に偏析しやすい
傾向があることから、希ガス元素を添加した領域付近の
半導体膜も除去する。こうして、結晶構造を有する半導
体膜1109を形成する。Next, the semiconductor film other than the area covered with the mask 1111 is removed. When the gettering is performed, the semiconductor element in the vicinity of the region to which the rare gas element is added is also removed because the metal element tends to segregate at the boundary of the region to which the rare gas element is added. Thus, a semiconductor film 1109 having a crystal structure is formed.
【0169】以降の工程は、実施の形態1に従って半導
体膜1109を覆う絶縁膜1110を形成すればよい。
そして、実施例1に従ってアクティブマトリクス基板を
作製する。In the subsequent steps, an insulating film 1110 covering the semiconductor film 1109 may be formed in accordance with Embodiment Mode 1.
Then, an active matrix substrate is manufactured according to the first embodiment.
【0170】こうして、得られたアクティブマトリクス
基板上のTFTは優れた電気特性を有する。図25にそ
のTFT(L/W=7μm/8μm、駆動回路のnチャ
ネル型TFT、ゲート絶縁膜の膜厚115nm)の電圧
/電流特性を電気特性を示す。The TFT on the active matrix substrate thus obtained has excellent electric characteristics. FIG. 25 shows voltage / current characteristics and electrical characteristics of the TFT (L / W = 7 μm / 8 μm, n-channel TFT of a driver circuit, and a gate insulating film thickness of 115 nm).
【0171】図25において、TFTのしきい値(Vt
h)は、1.222V、S値は、0.175V/de
c、電界効果移動度(μFE)は、179.9cm2/
Vs、オン電流値は、Vds(ソース領域とドレイン領
域の電圧差)=14Vの時に2.34×10-4A、オフ
電流値は、Vds=14Vの時に3.7×10-12Aと
なった。これらの値は全て良好なTFT特性値を示して
いる。In FIG. 25, the threshold value of the TFT (Vt
h) is 1.222 V, S value is 0.175 V / de
c, the field effect mobility (μFE) is 179.9 cm 2 /
Vs, the on-current value is 2.34 × 10 −4 A when Vds (voltage difference between the source region and the drain region) = 14 V, and the off-current value is 3.7 × 10 −12 A when Vds = 14 V. became. These values all indicate good TFT characteristic values.
【0172】なお、本実施例は実施例1乃至6のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。This embodiment can be combined with any one of Embodiments 1 to 6.
【0173】[実施例8]実施例1では画素電極が反射
性を有する金属材料で形成された反射型の表示装置の例
を示したが、本実施例では画素電極を透光性を有する導
電膜で形成した透過型の表示装置の例を図15に示す。[Eighth Embodiment] In the first embodiment, an example of a reflective display device in which the pixel electrode is formed of a reflective metal material is described. In the present embodiment, the pixel electrode is formed of a light-transmitting conductive material. FIG. 15 shows an example of a transmission type display device formed of a film.
【0174】層間絶縁膜800を形成する工程までは実
施例1と同じであるので、ここでは省略する。実施例1
に従って層間絶縁膜277を形成した後、透光性を有す
る導電膜からなる画素電極801を形成する。透光性を
有する導電膜としては、ITO(酸化インジウム酸化ス
ズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―Z
nO)、酸化亜鉛(ZnO)等を用いればよい。Since the steps up to the step of forming the interlayer insulating film 800 are the same as those of the first embodiment, the description is omitted here. Example 1
After forming the interlayer insulating film 277 according to the above, a pixel electrode 801 made of a light-transmitting conductive film is formed. Examples of the light-transmitting conductive film include ITO (indium tin oxide alloy) and indium zinc oxide alloy (In 2 O 3 —Z).
nO), zinc oxide (ZnO), or the like may be used.
【0175】その後、層間絶縁膜800にコンタクトホ
ールを形成する。次いで、画素電極801と重なる接続
電極802を形成する。この接続電極802は、コンタ
クトホールを通じてドレイン領域と接続されている。ま
た、この接続電極802と同時に他のTFTのソース電
極またはドレイン電極も形成する。Thereafter, a contact hole is formed in interlayer insulating film 800. Next, a connection electrode 802 overlapping with the pixel electrode 801 is formed. This connection electrode 802 is connected to the drain region through a contact hole. In addition, a source electrode or a drain electrode of another TFT is formed simultaneously with the connection electrode 802.
【0176】また、ここでは全ての駆動回路を基板上に
形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個のICを
用いてもよい。Although an example in which all the driving circuits are formed on the substrate has been described, several ICs may be used as a part of the driving circuit.
【0177】以上のようにしてアクティブマトリクス基
板が形成される。このアクティブマトリクス基板を用
い、実施例2に従って液晶モジュールを作製し、バック
ライト804、導光板805を設け、カバー806で覆
えば、図15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。なお、カバー806と液晶モジュールは
接着剤や有機樹脂を用いて貼り合わせる。また、基板と
対向基板を貼り合わせる際、枠で囲んで有機樹脂を枠と
基板との間に充填して接着してもよい。また、透過型で
あるので偏光板803は、アクティブマトリクス基板と
対向基板の両方に貼り付ける。An active matrix substrate is formed as described above. Using this active matrix substrate, a liquid crystal module is manufactured according to the second embodiment, a backlight 804 and a light guide plate 805 are provided, and the cover is covered with a cover 806. Thus, an active matrix liquid crystal display device shown in FIG. 15 is completed. Note that the cover 806 and the liquid crystal module are attached to each other using an adhesive or an organic resin. Further, when the substrate and the counter substrate are attached to each other, an organic resin may be filled between the frame and the substrate so as to be adhered. Further, since it is a transmission type, the polarizing plate 803 is attached to both the active matrix substrate and the counter substrate.
【0178】なお、本実施例は実施例1乃至7のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。This embodiment can be combined with any one of Embodiments 1 to 7.
【0179】[実施例9]本実施例では、EL(Electr
o Luminescence)素子を備えた発光表示装置を作製する
例を図16に示す。[Embodiment 9] In this embodiment, the EL (Electr
FIG. 16 shows an example of manufacturing a light-emitting display device provided with an (o Luminescence) element.
【0180】図16(A)は、ELモジュールをを示す
上面図、図16(B)は図16(A)をA−A’で切断
した断面図である。絶縁表面を有する基板700(例え
ば、ガラス基板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチ
ック基板等)に、画素部702、ソース側駆動回路70
1、及びゲート側駆動回路703を形成する。これらの
画素部や駆動回路は、実施の形態に従えば得ることがで
きる。また、718はシール材、719はDLC膜であ
り、画素部および駆動回路部はシール材718で覆わ
れ、そのシール材は保護膜719で覆われている。さら
に、接着材を用いてカバー材720で封止されている。
カバー材720としては、プラスチック、ガラス、金
属、セラミックス等、いかなる組成の基材でもよい。ま
た、カバー材720の形状および支持体の形状も特に限
定されず、平面を有するもの、曲面を有するもの、可曲
性を有するもの、フィルム状のものであってもよい。熱
や外力などによる変形に耐えるためカバー材720は基
板700と同じ材質のもの、例えばガラス基板を用いる
ことが望ましく、サンドブラスト法などにより図16に
示す凹部形状(深さ3〜10μm)に加工する。さらに
加工して乾燥剤721が設置できる凹部(深さ50〜2
00μm)を形成することが望ましい。また、多面取り
でELモジュールを製造する場合、基板とカバー材とを
貼り合わせた後、CO2レーザー等を用いて端面が一致
するように分断してもよい。FIG. 16A is a top view showing the EL module, and FIG. 16B is a cross-sectional view of FIG. 16A taken along the line AA ′. A pixel portion 702 and a source-side driver circuit 70 are provided over a substrate 700 having an insulating surface (eg, a glass substrate, a crystallized glass substrate, or a plastic substrate).
1 and a gate-side drive circuit 703 are formed. These pixel portions and driving circuits can be obtained according to the embodiment. Reference numeral 718 denotes a sealing material, and 719 denotes a DLC film. The pixel portion and the driving circuit portion are covered with a sealing material 718, and the sealing material is covered with a protective film 719. Further, it is sealed with a cover material 720 using an adhesive.
The cover material 720 may be a base material of any composition such as plastic, glass, metal, and ceramic. In addition, the shape of the cover member 720 and the shape of the support are not particularly limited, and may have a flat surface, a curved surface, a bendable shape, or a film shape. The cover material 720 is preferably made of the same material as the substrate 700, for example, a glass substrate in order to withstand deformation due to heat or external force, and is processed into a concave shape (depth 3 to 10 μm) shown in FIG. . A recess (depth of 50 to 2) into which a desiccant 721 can be installed by further processing
00 μm). In the case where an EL module is manufactured by multi-cavity bonding, a substrate and a cover material may be bonded to each other, and then cut using a CO 2 laser or the like so that the end faces are aligned.
【0181】また、ここでは図示しないが、用いる金属
層(ここでは陰極など)の反射により背景が映り込むこ
とを防ぐために、位相差板(λ/4板)や偏光板からな
る円偏光板と呼ばれる円偏光手段を基板(発光を通過さ
せる基板またはカバー材)に設けてもよい。Although not shown here, in order to prevent the background from being reflected due to the reflection of the metal layer (here, the cathode or the like) used, a circularly polarizing plate made of a phase difference plate (λ / 4 plate) or a polarizing plate is used. A so-called circularly polarizing means may be provided on a substrate (a substrate or a cover material that allows light to pass therethrough).
【0182】なお、708はソース側駆動回路701及
びゲート側駆動回路703に入力される信号を伝送する
ための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキ
シブルプリントサーキット)709からビデオ信号やク
ロック信号を受け取る。また、本実施例の発光装置は、
デジタル駆動であってもよく、アナログ駆動であっても
よく、ビデオ信号はデジタル信号であってもよいし、ア
ナログ信号であってもよい。なお、ここではFPCしか
図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤
(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書にお
ける発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにF
PCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むもの
とする。また、これらの画素部や駆動回路と同一基板上
に複雑な集積回路(CPU、コントローラ等)を形成す
ることも可能であるが、少ないマスク数での作製は困難
である。従って、CPU、コントローラ等を備えたIC
チップを、COG(chip on glass)方式やTAB(tap
e automated bonding)方式やワイヤボンディング方法
で実装することが好ましい。Reference numeral 708 denotes wiring for transmitting signals input to the source-side drive circuit 701 and the gate-side drive circuit 703, and a video signal or a clock signal from an FPC (flexible print circuit) 709 serving as an external input terminal. Receive. Further, the light emitting device of this embodiment
Digital drive or analog drive may be used, and the video signal may be a digital signal or an analog signal. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light emitting device in this specification includes not only the light emitting device main body but also the F
This also includes the state where a PC or PWB is attached. Although a complicated integrated circuit (CPU, controller, or the like) can be formed over the same substrate as the pixel portion and the driver circuit, manufacturing with a small number of masks is difficult. Therefore, an IC including a CPU, a controller, and the like
Chips are mounted on COG (chip on glass) or TAB (tap)
e automated bonding) or wire bonding.
【0183】次に、断面構造について図16(B)を用
いて説明する。基板700上に絶縁膜710が設けら
れ、絶縁膜710の上方には画素部702、ゲート側駆
動回路703が形成されており、画素部702は電流制
御用TFT711とそのドレインに電気的に接続された
画素電極712を含む複数の画素により形成される。ま
た、1つの画素に複数、即ち、2つ、または3つ、また
はそれ以上のTFTや様々な回路(カレントミラー回路
など)を組み込んだ構造としてもよい。また、ゲート側
駆動回路703はnチャネル型TFT713とpチャネ
ル型TFT714とを組み合わせたCMOS回路を用い
て形成される。Next, the cross-sectional structure will be described with reference to FIG. An insulating film 710 is provided over a substrate 700. A pixel portion 702 and a gate driver circuit 703 are formed over the insulating film 710. The pixel portion 702 is electrically connected to a current controlling TFT 711 and a drain thereof. And a plurality of pixels including the pixel electrode 712. Further, one pixel may have a structure in which a plurality of, ie, two, three, or more TFTs and various circuits (such as a current mirror circuit) are incorporated. The gate driver circuit 703 is formed using a CMOS circuit in which an n-channel TFT 713 and a p-channel TFT 714 are combined.
【0184】これらのTFT(711、713、714
を含む)は、実施の形態または実施例1に従って作製す
ればよい。なお、ここではトップゲート型TFTの例を
示したが、特に限定されず、ボトムゲート型TFT、順
スタガ型TFTとしてもよい。The TFTs (711, 713, 714)
) May be manufactured according to the embodiment mode or Example 1. Although an example of a top gate type TFT is shown here, the present invention is not particularly limited thereto, and a bottom gate type TFT and a forward stagger type TFT may be used.
【0185】画素電極712はEL素子の陽極として機
能する。また、画素電極712の両端にはバンク715
が形成され、画素電極712上にはEL層716および
EL素子の陰極717が形成される。The pixel electrode 712 functions as an anode of the EL element. Further, banks 715 are provided at both ends of the pixel electrode 712.
Are formed, and an EL layer 716 and a cathode 717 of an EL element are formed on the pixel electrode 712.
【0186】EL層716としては、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。例えば、低分子系有機EL材料や高分
子系有機EL材料を用いればよい。また、EL層として
一重項励起により発光(蛍光)する発光材料(シングレ
ット化合物)からなる薄膜、または三重項励起により発
光(リン光)する発光材料(トリプレット化合物)から
なる薄膜を用いることができる。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。[0186] As the EL layer 716, an EL layer (a layer for emitting light and moving carriers for light emission) may be formed by freely combining a light-emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer. For example, a low molecular organic EL material or a high molecular organic EL material may be used. Further, as the EL layer, a thin film made of a light-emitting material (singlet compound) that emits light (fluorescence) by singlet excitation or a thin film made of a light-emitting material that emits light (phosphorescence) by triplet excitation can 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.
【0187】陰極717は全画素に共通の配線としても
機能し、接続配線708を経由してFPC709に電気
的に接続されている。さらに、画素部702及びゲート
側駆動回路703に含まれる素子は全て陰極717、シ
ール材718、及び保護膜719で覆われている。The cathode 717 also functions as a common wiring for all pixels, and is electrically connected to the FPC 709 via the connection wiring 708. Further, elements included in the pixel portion 702 and the gate driver circuit 703 are all covered with a cathode 717, a sealant 718, and a protective film 719.
【0188】なお、シール材718としては、できるだ
け可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるの
が好ましい。また、シール材718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。It is preferable to use a material that is as transparent or translucent as possible to visible light as the sealant 718. It is preferable that the sealant 718 be a material that does not transmit moisture or oxygen as much as possible.
【0189】また、シール材718を用いて発光素子を
完全に覆った後、すくなくとも図16に示すようにDL
C膜等からなる保護膜719をシール材718の表面
(露呈面)に設けることが好ましい。また、基板の裏面
を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力
端子(FPC)が設けられる部分に保護膜が成膜されな
いように注意することが必要である。マスクを用いて保
護膜が成膜されないようにしてもよいし、CVD装置で
マスキングテープとして用いるテフロン(登録商標)等
のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜
されないようにしてもよい。After the light emitting element is completely covered with the sealing material 718, at least the DL is changed as shown in FIG.
It is preferable to provide a protective film 719 made of a C film or the like on the surface (exposed surface) of the sealant 718. Further, a protective film may be provided on the entire surface including the back surface of the substrate. Here, care must be taken so that the protective film is not formed in a portion where the external input terminal (FPC) is provided. The protection film may be prevented from being formed by using a mask, or the protection film may be prevented from being formed by covering the external input terminal portion with a tape such as Teflon (registered trademark) used as a masking tape in a CVD apparatus. Is also good.
【0190】以上のような構造でEL素子をシール材7
18及び保護膜719で封入することにより、EL素子
を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や
酸素等のEL層の酸化による劣化を促す物質が侵入する
ことを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装
置を得ることができる。With the above structure, the EL element is sealed with the sealing material 7.
By enclosing the EL element with the protective film 18 and the protective film 719, the EL element can be completely shut off from the outside, and it is possible to prevent a substance such as moisture or oxygen, which promotes deterioration of the EL layer from being oxidized, from entering from the outside. Therefore, a highly reliable light-emitting device can be obtained.
【0191】また、画素電極を陽極(Pt、Cr、W、
Niなど)とし、EL層と、透光性を有する陰極(薄い
金属層(AgMgやAlLi)と透明導電膜との積層
(ITOまたはZnO)を積層して図9とは逆方向に発
光する構成としてもよい。また、画素電極を陰極とし、
EL層と陽極を積層して図16とは逆方向に発光する構
成としてもよい。図17にその一例を示す。なお、上面
図は同一であるので省略する。Further, the pixel electrode is made to have an anode (Pt, Cr, W,
9, an EL layer, a light-transmitting cathode (a thin metal layer (AgMg or AlLi) and a transparent conductive film (ITO or ZnO) are stacked, and light is emitted in the direction opposite to that in FIG. 9). The pixel electrode may be a cathode,
An EL layer and an anode may be stacked to emit light in a direction opposite to that in FIG. FIG. 17 shows an example. Note that the top views are the same, and thus are omitted.
【0192】図17に示した断面構造について以下に説
明する。基板1000としては、ガラス基板や石英基板
の他にも、半導体基板または金属基板も使用することが
できる。基板1000上に絶縁膜1010が設けられ、
絶縁膜1010の上方には画素部1002、ゲート側駆
動回路1003が形成されており、画素部1002は電
流制御用TFT1011とそのドレインに電気的に接続
された画素電極1012を含む複数の画素により形成さ
れる。また、ゲート側駆動回路1003はnチャネル型
TFT1013とpチャネル型TFT1014とを組み
合わせたCMOS回路を用いて形成される。なお、ここ
ではトップゲート型TFTの例を示したが、特に限定さ
れず、ボトムゲート型TFT、順スタガ型TFTとして
もよい。The sectional structure shown in FIG. 17 will be described below. As the substrate 1000, a semiconductor substrate or a metal substrate can be used in addition to a glass substrate or a quartz substrate. An insulating film 1010 is provided over the substrate 1000;
A pixel portion 1002 and a gate-side driver circuit 1003 are formed over the insulating film 1010. The pixel portion 1002 is formed by a plurality of pixels including a current control TFT 1011 and a pixel electrode 1012 electrically connected to a drain thereof. Is done. The gate side driver circuit 1003 is formed using a CMOS circuit in which an n-channel TFT 1013 and a p-channel TFT 1014 are combined. Although an example of a top gate type TFT is shown here, the present invention is not particularly limited, and a bottom gate type TFT and a forward stagger type TFT may be used.
【0193】画素電極1012はEL素子の陰極として
機能する。また、画素電極1012の両端にはバンク1
015が形成され、画素電極1012上にはEL層10
16およびEL素子の陽極1017が形成される。The pixel electrode 1012 functions as a cathode of the EL element. Bank 1 is provided at both ends of the pixel electrode 1012.
015 is formed, and the EL layer 10 is formed on the pixel electrode 1012.
16 and an anode 1017 of the EL element are formed.
【0194】陽極1017は全画素に共通の配線として
も機能し、接続配線1008を経由してFPC1009
に電気的に接続されている。さらに、画素部1002及
びゲート側駆動回路1003に含まれる素子は全て陽極
1017、シール材1018、及びDLC等からなる保
護膜1019で覆われている。また、カバー材1021
と基板1000とを接着剤で貼り合わせた。また、カバ
ー材には凹部を設け、乾燥剤1021を設置する。The anode 1017 also functions as a wiring common to all pixels, and is connected to the FPC 1009 via the connection wiring 1008.
Is electrically connected to Further, the elements included in the pixel portion 1002 and the gate side driver circuit 1003 are all covered with an anode 1017, a sealant 1018, and a protective film 1019 made of DLC or the like. Also, the cover material 1021
And the substrate 1000 were bonded with an adhesive. Further, a concave portion is provided in the cover material, and a desiccant 1021 is provided.
【0195】なお、シール材1018としては、できる
だけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いる
のが好ましい。また、シール材1018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。It is preferable that a material that is as transparent or translucent as possible to visible light be used as the sealant 1018. It is preferable that the sealant 1018 be a material that does not transmit moisture or oxygen as much as possible.
【0196】また、図17では、画素電極を陰極とし、
EL層と陽極を積層したため、発光方向は図17に示す
矢印の方向となっている。In FIG. 17, the pixel electrode is a cathode,
Since the EL layer and the anode are stacked, the light emission direction is the direction of the arrow shown in FIG.
【0197】なお、本実施例は実施例1乃至8のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。This embodiment can be combined with any one of Embodiments 1 to 8.
【0198】[実施例10]本実施例では、実施例1と
は異なる例を図18に示す。[Embodiment 10] In this embodiment, an example different from Embodiment 1 is shown in FIG.
【0199】まず、絶縁表面を有する基板11上に導電
膜を形成し、パターニングを施すことにより走査線12
を形成する。この走査線12は後に形成される活性層を
光から保護する遮光層としても機能する。ここでは基板
11として石英基板を用い、走査線12としてポリシリ
コン膜(膜厚50nm)とタングステンシリサイド(W
−Si)膜(膜厚100nm)の積層構造を用いた。ま
た、ポリシリコン膜はタングステンシリサイドから基板
への汚染を保護するものである。First, a conductive film is formed on a substrate 11 having an insulating surface, and is patterned to form a scanning line 12.
To form The scanning line 12 also functions as a light shielding layer for protecting an active layer formed later from light. Here, a quartz substrate is used as the substrate 11, and a polysilicon film (50 nm thick) and tungsten silicide (W
-Si) A laminated structure of a film (film thickness 100 nm) was used. The polysilicon film protects the substrate from contamination from tungsten silicide.
【0200】次いで、走査線12を覆う絶縁膜13a、
13bを膜厚100〜1000nm(代表的には300
〜500nm)で形成する。ここではCVD法を用いた
膜厚100nmの酸化シリコン膜とLPCVD法を用い
た膜厚280nmの酸化シリコン膜を積層させた。Next, an insulating film 13a covering the scanning line 12,
13b with a thickness of 100 to 1000 nm (typically 300
To 500 nm). Here, a 100-nm-thick silicon oxide film formed by a CVD method and a 280-nm-thick silicon oxide film formed by an LPCVD method were stacked.
【0201】次いで、非晶質半導体膜を膜厚10〜10
0nmで形成する。ここでは膜厚69nmの非晶質シリ
コン膜(アモルファスシリコン膜)をLPCVD法を用
いて形成した。次いで、この非晶質半導体膜を結晶化さ
せる技術として実施の形態または実施例1に示した技術
を用いて結晶化、ゲッタリング、パターニングを行い結
晶質シリコン膜の不要な部分を除去して、半導体層14
を形成する。Next, the amorphous semiconductor film is formed to a thickness of 10 to 10
Formed at 0 nm. Here, an amorphous silicon film (amorphous silicon film) having a thickness of 69 nm was formed by an LPCVD method. Next, crystallization, gettering, and patterning are performed by using the technique described in the embodiment mode or the example 1 as a technique for crystallizing the amorphous semiconductor film, and unnecessary portions of the crystalline silicon film are removed. Semiconductor layer 14
To form
【0202】次いで、保持容量を形成するため、マスク
を形成して半導体層の一部(保持容量とする領域)にリ
ンをドーピングする。Next, in order to form a storage capacitor, a mask is formed and a part of the semiconductor layer (a region to be a storage capacitor) is doped with phosphorus.
【0203】次いで、マスクを除去し、半導体層を覆う
絶縁膜を形成した後、マスクを形成して保持容量とする
領域上の絶縁膜を選択的に除去する。[0203] Next, after removing the mask and forming an insulating film covering the semiconductor layer, a mask is formed and the insulating film on a region to be a storage capacitor is selectively removed.
【0204】次いで、マスクを除去し、熱酸化を行って
絶縁膜(ゲート絶縁膜)15を形成する。この熱酸化に
よって最終的なゲート絶縁膜の膜厚は80nmとなっ
た。なお、保持容量とする領域上に他の領域より薄い絶
縁膜を形成した。Then, the mask is removed and thermal oxidation is performed to form an insulating film (gate insulating film) 15. Due to this thermal oxidation, the final thickness of the gate insulating film became 80 nm. Note that an insulating film thinner than other regions was formed over the region to be the storage capacitor.
【0205】次いで、TFTのチャネル領域となる領域
にp型またはn型の不純物元素を低濃度に添加するチャ
ネルドープ工程を全面または選択的に行った。このチャ
ネルドープ工程は、TFTしきい値電圧を制御するため
の工程である。なお、ここではジボラン(B2H6)を質
量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロ
ンを添加した。もちろん、質量分離を行うイオンインプ
ランテーション法を用いてもよい。Next, a channel doping step of adding a p-type or n-type impurity element at a low concentration to a region to be a channel region of the TFT was performed entirely or selectively. This channel doping step is a step for controlling the TFT threshold voltage. Here, boron was added by an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) was not plasma-excited without mass separation. Of course, an ion implantation method for performing mass separation may be used.
【0206】次いで、絶縁膜15、及び絶縁膜13a、
13b上にマスクを形成し、走査線12に達するコンタ
クトホールを形成する。そして、コンタクトホールの形
成後、マスクを除去する。Next, the insulating film 15, the insulating film 13a,
A mask is formed on 13b, and a contact hole reaching the scanning line 12 is formed. After the formation of the contact holes, the mask is removed.
【0207】次いで、導電膜を形成し、パターニングを
行ってゲート電極16および容量配線17を形成する。
ここでは、リンがドープされたシリコン膜(膜厚150
nm)とタングステンシリサイド(膜厚150nm)と
の積層構造を用いた。なお、保持容量は、絶縁膜15を
誘電体とし、容量配線17と半導体層の一部とで構成さ
れている。Next, a conductive film is formed and patterned to form a gate electrode 16 and a capacitor wiring 17.
Here, a silicon film doped with phosphorus (having a thickness of 150
nm) and tungsten silicide (150 nm in film thickness). Note that the storage capacitor is formed by the capacitor wiring 17 and a part of the semiconductor layer using the insulating film 15 as a dielectric.
【0208】次いで、ゲート電極16および容量配線1
7をマスクとして自己整合的にリンを低濃度に添加す
る。この低濃度に添加された領域のリンの濃度が、1×
1016〜5×1018atoms/cm3、代表的には3
×1017〜3×1018atoms/cm3となるように
調整する。Next, the gate electrode 16 and the capacitance wiring 1
Using phosphorus as a mask, phosphorus is added at a low concentration in a self-aligning manner. The concentration of phosphorus in the region added to this low concentration is 1 ×
10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 , typically 3
It is adjusted so as to be from × 10 17 to 3 × 10 18 atoms / cm 3 .
【0209】次いで、マスクを形成してリンを高濃度に
添加し、ソース領域またはドレイン領域となる高濃度不
純物領域を形成する。この高濃度不純物領域のリンの濃
度が1×1020〜1×1021atoms/cm3(代表
的には3×1019〜3×102 0/cm3)となるように調整
する。なお、半導体層14のうち、ゲート電極16と重
なる領域はチャネル形成領域となり、マスクで覆われた
領域は低濃度不純物領域となりLDD領域として機能す
る。そして、不純物元素の添加後、マスクを除去する。Next, a mask is formed and phosphorus is added at a high concentration to form a high-concentration impurity region serving as a source region or a drain region. The concentration of phosphorus in the high concentration impurity region is adjusted to be 1 × 10 20 ~1 × 10 21 atoms / cm 3 ( typically 3 to × 10 19 ~3 × 10 2 0 / cm 3). In the semiconductor layer 14, a region overlapping with the gate electrode 16 becomes a channel formation region, and a region covered with the mask becomes a low-concentration impurity region and functions as an LDD region. After the addition of the impurity element, the mask is removed.
【0210】次いで、画素と同一基板上に形成される駆
動回路に用いるpチャネル型TFTを形成するために、
マスクでnチャネル型TFTとなる領域を覆い、ボロン
を添加してソース領域またはドレイン領域を形成する。Next, in order to form a p-channel TFT used for a driving circuit formed on the same substrate as a pixel,
A region to be an n-channel TFT is covered with a mask, and boron is added to form a source region or a drain region.
【0211】次いで、マスク412を除去した後、ゲー
ト電極16および容量配線17を覆うパッシベーション
膜18を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を70n
mの膜厚で形成した。次いで、半導体層にそれぞれの濃
度で添加されたn型またはp型不純物元素を活性化する
ための熱処理または強光の照射処理工程を行う。ここで
は裏面からYAGレーザーを照射して活性化を行った。
YAGレーザーに代えてエキシマレーザーを照射しても
よい。Next, after removing the mask 412, a passivation film 18 covering the gate electrode 16 and the capacitor wiring 17 is formed. Here, the silicon oxide film is 70 n
m. Next, heat treatment or intense light irradiation treatment for activating the n-type or p-type impurity element added to the semiconductor layer at each concentration is performed. Here, activation was performed by irradiating a YAG laser from the back surface.
An excimer laser may be applied instead of the YAG laser.
【0212】次いで、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜
19を形成する。ここでは膜厚400nmのアクリル樹
脂膜を用いた。次いで、半導体層に達するコンタクトホ
ールを形成した後、電極20及びソース配線21を形成
する。本実施例では電極20及びソース配線21を、T
i膜を100nm、Tiを含むアルミニウム膜を300
nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して形成し
た3層構造の積層膜とした。Next, an interlayer insulating film 19 made of an organic resin material is formed. Here, an acrylic resin film having a thickness of 400 nm was used. Next, after forming a contact hole reaching the semiconductor layer, an electrode 20 and a source wiring 21 are formed. In this embodiment, the electrode 20 and the source wiring 21 are
i film at 100 nm, aluminum film containing Ti at 300 nm
and a Ti film having a thickness of 150 nm were continuously formed by a sputtering method.
【0213】次いで、水素化処理をおこなった後、アク
リルからなる層間絶縁膜22を形成する。次いで、層間
絶縁膜22上に遮光性を有する導電膜100nmを成膜
し、遮光層23を形成する。次いで、層間絶縁膜24を
形成する。次いで、電極20に達するコンタクトホール
形成する。次いで、100nmの透明導電膜(ここでは
酸化インジウム・スズ(ITO)膜)を形成した後、パ
ターニングして画素電極25を形成する。Then, after performing a hydrogenation treatment, an interlayer insulating film 22 made of acrylic is formed. Next, a light-shielding conductive film 100 nm is formed over the interlayer insulating film 22 to form a light-shielding layer 23. Next, an interlayer insulating film 24 is formed. Next, a contact hole reaching the electrode 20 is formed. Next, a 100 nm transparent conductive film (here, an indium tin oxide (ITO) film) is formed and then patterned to form a pixel electrode 25.
【0214】なお、本実施例は一例であって本実施例の
工程に限定されないことはいうまでもない。例えば、各
導電膜としては、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、
モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(C
r)、シリコン(Si)から選ばれた元素、または前記
元素を組み合わせた合金膜(代表的には、Mo―W合
金、Mo―Ta合金)を用いることができる。また、各
絶縁膜としては、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜や酸
化窒化シリコン膜や有機樹脂材料(ポリイミド、アクリ
ル、ポリアミド、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシ
クロブテン)等)膜を用いることができる。It is needless to say that this embodiment is an example and the present invention is not limited to the steps of this embodiment. For example, as each conductive film, tantalum (Ta), titanium (Ti),
Molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (C
r), an element selected from silicon (Si), or an alloy film (typically, a Mo—W alloy or a Mo—Ta alloy) in which the above elements are combined can be used. As each insulating film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or an organic resin material (eg, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, or BCB (benzocyclobutene)) can be used.
【0215】また、本実施例においては、絶縁膜13
a、13bにも希ガス元素が添加された。ただし、希ガ
ス元素が添加された領域は、半導体層14が設けられて
いる領域以外である。In the present embodiment, the insulating film 13 is used.
Noble gas elements were also added to a and 13b. Note that the region to which the rare gas element is added is other than the region where the semiconductor layer 14 is provided.
【0216】なお、本実施例は実施例1乃至9のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。This embodiment can be combined with any one of Embodiments 1 to 9.
【0217】[実施例11]実施例1では、トップゲー
ト型TFTを例に説明したが、本発明は図19に示すボ
トムゲート型TFTにも適用することができる。[Embodiment 11] In the embodiment 1, the top gate type TFT has been described as an example, but the present invention can also be applied to a bottom gate type TFT shown in FIG.
【0218】図19(A)は、画素部の画素の一つを拡
大した上面図であり、図19(A)において、点線A−
A'で切断した部分が、図19(B)の画素部の断面構
造に相当する。FIG. 19A is an enlarged top view of one of the pixels in the pixel portion. In FIG.
The portion cut at A ′ corresponds to the cross-sectional structure of the pixel portion in FIG.
【0219】図19に示す画素部において、画素TFT
部はNチャネル型TFTで形成されている。基板上51
にゲート電極52が形成され、その上に窒化珪素からな
る第1絶縁膜53a、酸化珪素からなる第2絶縁膜53
bが設けられている。また、第2絶縁膜上には、活性層
としてソース領域またはドレイン領域54〜56と、チ
ャネル形成領域57、58と、前記ソース領域またはド
レイン領域とチャネル形成領域の間にLDD領域59、
60が形成される。また、チャネル形成領域57、58
は絶縁層61、62で保護される。絶縁層61、62及
び活性層を覆う第1の層間絶縁膜63にコンタクトホー
ルを形成した後、ソース領域54に接続する配線64が
形成され、ドレイン領域56に配線65が接続され、さ
らにその上にパッシベーション膜66が形成される。そ
して、その上に第2の層間絶縁膜67が形成される。さ
らに、その上に第3の層間絶縁膜68が形成され、IT
O、SnO2等の透明導電膜からなる画素電極69が配
線65と接続される。また、70は画素電極69と隣接
する画素電極である。In the pixel portion shown in FIG.
The part is formed of an N-channel TFT. On board 51
A gate electrode 52, a first insulating film 53a made of silicon nitride, and a second insulating film 53 made of silicon oxide
b is provided. On the second insulating film, a source or drain region 54 to 56 as an active layer, channel forming regions 57 and 58, an LDD region 59 between the source or drain region and the channel forming region,
60 are formed. In addition, channel forming regions 57 and 58
Is protected by the insulating layers 61 and 62. After forming a contact hole in the first interlayer insulating film 63 covering the insulating layers 61 and 62 and the active layer, a wiring 64 connected to the source region 54 is formed, a wiring 65 is connected to the drain region 56, and further thereon. Then, a passivation film 66 is formed. Then, a second interlayer insulating film 67 is formed thereon. Further, a third interlayer insulating film 68 is formed thereon,
A pixel electrode 69 made of a transparent conductive film such as O or SnO 2 is connected to the wiring 65. Reference numeral 70 denotes a pixel electrode adjacent to the pixel electrode 69.
【0220】本実施例では、活性層を上記実施の形態に
従って形成する。In this example, an active layer is formed according to the above embodiment.
【0221】本実施例では一例としてチャネルストップ
型のボトムゲート型のTFTの例を示したが特に限定さ
れない。In this embodiment, an example of a channel stop type bottom gate type TFT is shown as an example, but there is no particular limitation.
【0222】なお、本実施例では、画素部の画素TFT
のゲート配線をダブルゲート構造としているが、オフ電
流のバラツキを低減するために、トリプルゲート構造等
のマルチゲート構造としても構わない。また、開口率を
向上させるためにシングルゲート構造としてもよい。In this embodiment, the pixel TFT in the pixel portion is
Has a double-gate structure, but a multi-gate structure such as a triple-gate structure may be used in order to reduce variation in off-state current. Further, a single gate structure may be used to improve the aperture ratio.
【0223】また、画素部の容量部は、第1絶縁膜及び
第2絶縁膜を誘電体として、容量配線71と、ドレイン
領域56とで形成されている。The capacitance portion of the pixel portion is formed by the capacitance wiring 71 and the drain region 56 using the first insulating film and the second insulating film as dielectrics.
【0224】なお、図19で示した画素部はあくまで一
例に過ぎず、特に上記構成に限定されないことはいうま
でもない。Note that the pixel portion shown in FIG. 19 is merely an example, and it is needless to say that the present invention is not particularly limited to the above configuration.
【0225】なお、本実施例は実施例1乃至10のいず
れか一と組み合わせることが可能である。This embodiment can be combined with any one of Embodiments 1 to 10.
【0226】[実施例12]本実施例では、実施例1と
異なるプロセスでアクティブマトリクス基板を作製した
例について図30〜32に示す。[Embodiment 12] In this embodiment, an example in which an active matrix substrate is manufactured by a process different from that of Embodiment 1 is shown in FIGS.
【0227】本実施例は、基板1600上に下地膜16
01(酸化窒化シリコン膜1601a、酸化窒化シリコ
ン膜1601bの積層)を設け、その上に半導体層16
02〜1606を形成し、絶縁膜1607を形成し、該
絶縁膜上に第1の導電膜1608と、第2の導電膜16
09とを積層形成する工程は、実施例1と同一である。
また、半導体層の形成は実施の形態に従って形成すれば
よい。従って、詳しい説明はここでは省略する。なお、
図30(A)は、図3(A)と同じ状態を示している。In this embodiment, the base film 16 is formed on the substrate 1600.
01 (lamination of the silicon oxynitride film 1601a and the silicon oxynitride film 1601b), and the semiconductor layer 16
02 to 1606, an insulating film 1607 is formed, and a first conductive film 1608 and a second conductive film 16 are formed on the insulating film.
09 is the same as that of the first embodiment.
The semiconductor layer may be formed according to the embodiment. Therefore, a detailed description is omitted here. In addition,
FIG. 30A shows the same state as FIG.
【0228】次いで、実施例3と同様な方法で第1のエ
ッチング処理を行い、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1616〜1621(第1の導
電層1616a〜1621aと第2の導電層1616b
〜1621b)を形成する。(図30(B))なお、こ
の工程までが実施例1と同一である。Next, a first etching process is performed in the same manner as in Embodiment 3 to form first shape conductive layers 1616 to 1621 (first conductive layer) composed of a first conductive layer and a second conductive layer. 1616a to 1621a and second conductive layer 1616b
To 1621b). (FIG. 30B) The steps up to this step are the same as in the first embodiment.
【0229】そして、本実施例は、第1のエッチング処
理に引き続き、レジストからなるマスクを除去せずに第
2のエッチング処理を行う。ここでは、エッチング用ガ
スにSF6とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量
比を24/12/24(sccm)とし、1.3Paの圧
力でコイル型の電極に700WのRF(13.56MHz)電力
を投入してプラズマを生成してエッチングを25秒行っ
た。基板側(試料ステージ)にも10WのRF(13.56MH
z)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。第2のエッチング処理でのWに対するエッチン
グ速度は227.3nm/min、TaNに対するエッ
チング速度は32.1nm/minであり、TaNに対
するWの選択比は7.1であり、絶縁膜1607である
SiONに対するエッチング速度は33.7nm/mi
nであり、TaNに対するWの選択比は6.83であ
る。このようにエッチングガス用ガスにSF6を用いた
場合、絶縁膜1607との選択比が高いので膜減りを抑
えることができる。また、駆動回路のTFTにおいて
は、テーパ−部のチャネル長方向の幅が長ければ長いほ
ど信頼性が高いため、テーパ−部を形成する際、SF6
を含むエッチングガスでドライエッチングを行うことが
有効である。In this embodiment, after the first etching process, the second etching process is performed without removing the resist mask. Here, SF 6 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, the respective gas flow rates are 24/12/24 (sccm), and 700 W RF ( (13.56 MHz) The power was supplied to generate plasma, and etching was performed for 25 seconds. 10W RF (13.56MH) also on the substrate side (sample stage)
z) Turn on the power and apply a substantially negative self-bias voltage. In the second etching process, the etching rate with respect to W is 227.3 nm / min, the etching rate with respect to TaN is 32.1 nm / min, the selectivity ratio of W with respect to TaN is 7.1, and SiON which is the insulating film 1607 is SiON. Etching rate for 33.7 nm / mi
n and the selectivity ratio of W to TaN is 6.83. As described above, when SF 6 is used as the etching gas, the selectivity to the insulating film 1607 is high, so that film reduction can be suppressed. In the TFT of the driving circuit, the taper - because of the high longer reliable Longer width in the channel length direction of the section, taper - when forming the parts, SF 6
It is effective to perform dry etching with an etching gas containing.
【0230】この第2のエッチング処理によりWのテー
パー角は70°となった。この第2のエッチング処理に
より第2の導電層1622b〜1627bを形成する。
一方、第1の導電層は、ほとんどエッチングされず、第
1の導電層1622a〜1627aを形成する。また、
上記第2のエッチング処理において、CF4とCl2とO
2とをエッチングガスに用いることも可能である。The taper angle of W became 70 ° by the second etching process. By this second etching process, second conductive layers 1622b to 1627b are formed.
On the other hand, the first conductive layer is hardly etched to form first conductive layers 1622a to 1627a. Also,
In the second etching process, CF 4 , Cl 2 and O
2 can be used as an etching gas.
【0231】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、第1のドーピング処理を行って図30(C)の状
態を得る。ドーピングは第1の導電層1622a〜16
27aを不純物元素に対するマスクとして用いて第1の
導電層のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加
されないようにドーピングする。本実施例では、不純物
元素としてP(リン)を用い、フォスフィン(PH3)
5%水素希釈ガス、ガス流量30sccmにてプラズマ
ドーピングを行った。こうして、第1の導電層と重なる
低濃度不純物領域(n――領域)1628を自己整合的
に形成する。この低濃度不純物領域1628へ添加され
たリン(P)の濃度は、1×1017〜1×1019/cm3で
ある。Next, after removing the resist mask, a first doping process is performed to obtain the state shown in FIG. Doping is performed on the first conductive layers 1622a to 1622a
By using 27a as a mask for the impurity element, the semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer is doped so that the impurity element is not added. In this embodiment, P (phosphorus) is used as an impurity element, and phosphine (PH 3 ) is used.
Plasma doping was performed with a 5% hydrogen dilution gas and a gas flow rate of 30 sccm. Thus, a low-concentration impurity region (n− region) 1628 overlapping with the first conductive layer is formed in a self-aligned manner. The concentration of phosphorus (P) added to low-concentration impurity region 1628 is 1 × 10 17 to 1 × 10 19 / cm 3 .
【0232】また、第1のドーピング処理は、第1の導
電層のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加さ
れるようにドーピングしてもよい。その場合には、第1
の導電層のテーパー部の膜厚に従って濃度勾配を有する
ことになる。[0232] In the first doping treatment, doping may be performed so that an impurity element is added to the semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer. In that case, the first
Has a concentration gradient according to the thickness of the tapered portion of the conductive layer.
【0233】次いで、レジストからなるマスク1629
〜1632を形成した後、第2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31(A))なお、後にpチャネル型TFTの活性
層となる半導体層はマスク1629、1630で覆う。
ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入
法で行えば良い。ここでは、n型を付与する不純物元素
としてリンを用い、フォスフィン(PH3)5%水素希
釈ガスとしたイオンドープ法を用いて添加する。Next, a mask 1629 made of resist is used.
After forming the layers 1632, a second doping process is performed to add an impurity element imparting n-type to the semiconductor layer.
(FIG. 31A) Note that a semiconductor layer to be an active layer of a p-channel TFT later is covered with masks 1629 and 1630.
The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. Here, phosphorus is used as an impurity element imparting n-type conductivity, and phosphine (PH 3 ) is added by an ion doping method using 5% hydrogen dilution gas.
【0234】第2のドーピング処理により、後にロジッ
ク回路部のnチャネル型TFTとなる半導体層1603
には、導電層1623がリンに対するマスクとなり、自
己整合的に高濃度不純物領域(n+領域)1643、1
644が形成される。また、この第2のドーピング処理
時、テーパー部の下方にも添加して低濃度不純物領域
(n-領域)1633、1634を形成する。よって、
後に形成されるロジック回路部のnチャネル型TFT
は、ゲート電極と重なる領域(GOLD領域)のみを備
える。なお、低濃度不純物領域(n-領域)1633、
1634においては、第1の導電層のテーパー部と重な
る半導体層において、第1の導電層のテーパー部の端部
から内側に向かって不純物濃度(P濃度)が次第に低く
なっている。By the second doping process, a semiconductor layer 1603 to be an n-channel TFT of a logic circuit portion later
The conductive layer 1623 serves as a mask for phosphorus, and the self-aligned high-concentration impurity regions (n + regions) 1643,
644 are formed. In addition, at the time of the second doping treatment, low concentration impurity regions (n − regions) 1633 and 1634 are also formed by adding them below the tapered portion. Therefore,
N-channel TFT of logic circuit part formed later
Has only a region (GOLD region) overlapping the gate electrode. Note that a low-concentration impurity region (n − region) 1633,
In 1634, in the semiconductor layer overlapping the tapered portion of the first conductive layer, the impurity concentration (P concentration) gradually decreases from the end of the tapered portion of the first conductive layer toward the inside.
【0235】また、第2のドーピング処理により、後に
サンプリング回路部のnチャネル型TFTとなる半導体
層1605には、マスク1631で覆われなかった領域
に高濃度不純物領域1645、1646が形成され、マ
スク1631で覆われた領域には低濃度不純物領域(n
--領域)1635、1636が形成される。従って、後
にサンプリング回路部のnチャネル型TFTは、ゲート
電極と重ならない低濃度不純物領域(LDD領域)のみ
を備える。By the second doping process, high-concentration impurity regions 1645 and 1646 are formed in the semiconductor layer 1605 which will later become the n-channel TFT of the sampling circuit portion in a region not covered with the mask 1631. The region covered with the low-concentration impurity region (n
- region) 1635,1636 are formed. Therefore, the n-channel TFT of the sampling circuit portion later includes only a low-concentration impurity region (LDD region) that does not overlap with the gate electrode.
【0236】また、第2のドーピング処理により、後に
画素部のnチャネル型TFTとなる半導体層1606に
は、マスク1632で覆われなかった領域に高濃度不純
物領域1647〜1650が形成され、マスク1632
で覆われた領域には低濃度不純物領域(n--領域)16
37〜1640が形成される。従って、後に画素部のn
チャネル型TFTは、ゲート電極と重ならない低濃度不
純物領域(LDD領域)のみを備える。また、後に画素
部の容量部となる領域には、自己整合的に高濃度不純物
領域1650が形成され、テーパー部の下方には低濃度
不純物領域(n -領域)1641、1642が形成され
る。The second doping process allows
In a semiconductor layer 1606 that becomes an n-channel TFT in a pixel portion,
Indicates that high-density impurities exist in the area not covered by the mask 1632.
Object regions 1647 to 1650 are formed and a mask 1632
In the region covered with the low concentration impurity region (n-(Area) 16
37 to 1640 are formed. Therefore, n
The channel type TFT has a low concentration non-concentration that does not overlap with the gate electrode.
Only a pure region (LDD region) is provided. Also, after the pixel
The high-concentration impurities are self-aligned
A region 1650 is formed, and a low concentration is formed below the tapered portion.
Impurity region (n -Regions) 1641 and 1642 are formed.
You.
【0237】第2のドーピング処理により、高濃度不純
物領域1643〜1650には、3×1019〜1×10
21/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素が添加さ
れる。By the second doping process, 3 × 10 19 to 1 × 10
An impurity element imparting n-type is added in a concentration range of 21 / cm 3 .
【0238】また、第2のドーピング処理の前後で希ガ
ス元素を添加してもよく、その場合、後の熱処理でさら
にゲッタリングすることができる。また、その場合には
全ての半導体層の端部に添加されるようなマスクを第2
のドーピング処理で用いることが望ましい。Further, a rare gas element may be added before and after the second doping treatment. In that case, gettering can be further performed by a heat treatment performed later. In that case, a mask which is added to the end portions of all the semiconductor layers is formed in the second layer.
It is desirable to use it in the doping process.
【0239】次いで、マスク1629〜1632を除去
した後、後にnチャネル型TFTの活性層となる半導体
層をレジストからなるマスク1651〜1653で覆
い、第3のドーピング処理を行う。(図31(B))テ
ーパー部を通過してp型の不純物元素が添加され、低濃
度でp型の不純物元素を含む領域(ゲート電極と重なる
領域(GOLD領域)1654b〜1657b)が形成
される。この第3のドーピング処理により、低濃度でn
型の不純物元素をふくみ、且つ高濃度でp型の不純物元
素を含む領域1654a〜1657aを形成する。領域
1654a〜1657aには低濃度のリンが含まれてい
るが、ボロンの濃度を6×1019〜6×1020/cm3とな
るようにドーピング処理し、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。Next, after removing the masks 1629 to 1632, the semiconductor layer which will later become the active layer of the n-channel TFT is covered with masks 1651 to 1653 made of resist, and a third doping process is performed. (FIG. 31B) A p-type impurity element is added through the tapered portion to form regions containing low-concentration p-type impurity elements (regions (GOLD regions) 1654b to 1657b overlapping with the gate electrode). You. With this third doping treatment, n
Regions 1654a to 1657a containing p-type impurity elements at a high concentration are formed. Although the regions 1654a to 1657a contain low-concentration phosphorus, doping treatment is performed so that the boron concentration becomes 6 × 10 19 to 6 × 10 20 / cm 3, and the source region and the drain region of the p-channel TFT are formed. No problem arises as it functions as an area.
【0240】また、本実施例では第1のドーピング処
理、第2のドーピング処理、第3のドーピング処理の順
に行ったが、特に限定されず、工程順序を自由に変更し
てもよい。In the present embodiment, the first doping process, the second doping process, and the third doping process are performed in this order. However, the present invention is not particularly limited, and the process order may be freely changed.
【0241】次いで、レジストからなるマスク1651
〜1653を除去して、第1の層間絶縁膜1658を形
成する。この第1の層間絶縁膜1658としては、プラ
ズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを10〜2
00nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。Next, a mask 1651 made of resist is used.
Are removed, and a first interlayer insulating film 1658 is formed. The thickness of the first interlayer insulating film 1658 is 10 to 2
The insulating film containing silicon is formed to have a thickness of 00 nm.
【0242】次いで、図31(C)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YAGレーザーまたは
エキシマレーザーを裏面から照射することによって行
う。裏面から照射することによって、ゲート電極と絶縁
膜を介して重なる不純物領域の活性化を行うことができ
る。Next, as shown in FIG. 31C, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by irradiating the back surface with a YAG laser or an excimer laser. Irradiation from the back surface can activate an impurity region which overlaps with the gate electrode via the insulating film.
【0243】また、本実施例では、上記活性化の前に第
1の層間絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を
行った後、第1の層間絶縁膜を形成する工程としてもよ
い。In this embodiment, the example in which the first interlayer insulating film is formed before the activation is described. However, after the activation, the step of forming the first interlayer insulating film is performed. Is also good.
【0244】次いで、窒化シリコン膜からなる第2の層
間絶縁膜1659を形成して熱処理(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。本実施例では、窒素雰囲気中で410
℃、1時間の熱処理を行った。この工程は第2の層間絶
縁膜1659に含まれる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。第1の層間絶縁膜の
存在に関係なく半導体層を水素化することができる。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。Next, a second interlayer insulating film 1659 made of a silicon nitride film is formed and heat-treated (300 to 550 ° C.).
Is performed for 1 to 12 hours) to perform a step of hydrogenating the semiconductor layer. In this embodiment, in a nitrogen atmosphere,
A heat treatment was performed at 1 ° C. for 1 hour. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by hydrogen contained in the second interlayer insulating film 1659. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first interlayer insulating film. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
【0245】次いで、第2の層間絶縁膜1659上に有
機絶縁物材料から成る第3の層間絶縁膜1660を形成
する。本実施例では膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を
形成した。次いで、各高濃度不純物領域に達するコンタ
クトホールを形成するためのパターニングを行う。本実
施例では複数のエッチング処理を行った。本実施例では
第2の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第3の
層間絶縁膜をエッチングした後、第1の層間絶縁膜をエ
ッチングストッパーとして第2の層間絶縁膜をエッチン
グしてから第1の層間絶縁膜をエッチングした。Next, a third interlayer insulating film 1660 made of an organic insulating material is formed on the second interlayer insulating film 1659. In this embodiment, an acrylic resin film having a thickness of 1.6 μm was formed. Next, patterning for forming a contact hole reaching each high-concentration impurity region is performed. In this embodiment, a plurality of etching processes are performed. In this embodiment, after the third interlayer insulating film is etched using the second interlayer insulating film as an etching stopper, the second interlayer insulating film is etched using the first interlayer insulating film as an etching stopper, and then the first interlayer insulating film is etched. The insulating film was etched.
【0246】次いで、高濃度不純物領域とそれぞれ電気
的に接続する電極1661〜1669と、高濃度不純物
領域1649と電気的に接続する画素電極1670を形
成する。これらの電極及び画素電極の材料は、Alまた
はAgを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反
射性の優れた材料を用いる。Next, electrodes 1661 to 1669 electrically connected to the high-concentration impurity regions and pixel electrodes 1670 electrically connected to the high-concentration impurity regions 1649 are formed. As a material for these electrodes and pixel electrodes, a material having excellent reflectivity, such as a film containing Al or Ag as a main component or a laminated film thereof is used.
【0247】以上の様にして、nチャネル型TFT17
06及びpチャネル型TFT1705からなるロジック
回路部1703と、nチャネル型TFT1708及びp
チャネル型TFT1707からなるサンプリング回路部
1704とを有する駆動回路1701と、nチャネルT
FT1709からなる画素TFT及び保持容量1710
とを有する画素部1702とを同一基板上に形成するこ
とができる。(図32)As described above, the n-channel TFT 17
A logic circuit portion 1703 composed of an N-channel TFT 1708 and a p-channel TFT 1705
A driving circuit 1701 having a sampling circuit portion 1704 including a channel type TFT 1707;
Pixel TFT composed of FT 1709 and storage capacitor 1710
Can be formed over the same substrate. (FIG. 32)
【0248】なお、本実施例ではnチャネル型TFT1
709は、ソース領域およびドレイン領域の間に二つの
チャネル形成領域を有した構造(ダブルゲート構造)と
なっているが、本実施例はダブルゲート構造に限定され
ることなく、チャネル形成領域が一つ形成されるシング
ルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構
造であっても良い。In this embodiment, the n-channel TFT 1
Reference numeral 709 denotes a structure having two channel formation regions between a source region and a drain region (double gate structure). However, this embodiment is not limited to the double gate structure, and one channel formation region is provided. One single gate structure or three triple gate structures may be used.
【0249】本実施例では、第2のドーピング処理によ
り、自己整合的またはマスクによって各回路に適した高
濃度不純物領域を作り分けることを特徴としている。n
チャネル型TFT1706、1708、1709のTF
Tの構造は、いずれも低濃度ドレイン(LDD:Lightl
y Doped Drain)構造となっている。この構造はチャネ
ル形成領域と、高濃度に不純物元素を添加して形成する
ソース領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物
元素を添加した領域を設けたものであり、この領域をL
DD領域と呼んでいる。さらにnチャネル型TFT17
06は、ゲート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極
と重ねて配置させた、いわゆるGOLD(Gate-drain O
verlapped LDD)構造である。また、nチャネル型TF
T1708、1709は、ゲート電極と重ならない領域
(LDD領域)のみを備えている構造である。なお、本
明細書では、絶縁膜を介してゲート電極と重なる低濃度
不純物領域(n-領域)をGOLD領域と呼び、ゲート
電極と重ならない低濃度不純物領域(n--領域)をLD
D領域と呼ぶ。このゲート電極と重ならない領域(LD
D領域)のチャネル方向の幅は、第2のドーピング処理
時のマスクを適宜変更することで自由設定することがで
きる。また、第1のドーピング処理の条件を変え、テー
パー部の下方にも不純物元素が添加されるようにすれ
ば、nチャネル型TFT1708、1709は、ゲート
電極と重なる領域(GOLD領域)と、ゲート電極と重
ならない領域(LDD領域)とを両方備えた構造とする
ことも可能である。The present embodiment is characterized in that high-concentration impurity regions suitable for each circuit are separately formed by a second doping process in a self-aligned manner or by a mask. n
TF of channel type TFT 1706, 1708, 1709
The structure of T is a low-concentration drain (LDD: Lightl
y Doped Drain) structure. In this structure, a region to which an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source or drain region formed by adding an impurity element at a high concentration.
This is called a DD area. Further, an n-channel TFT 17
Reference numeral 06 denotes a so-called GOLD (Gate-drain OLED) in which an LDD region is arranged so as to overlap with a gate electrode via a gate insulating film.
verlapped LDD) structure. Also, n-channel type TF
T1708 and T1709 have a structure including only a region (LDD region) that does not overlap with the gate electrode. Note that in this specification, a low-concentration impurity region (n − region) that overlaps with a gate electrode via an insulating film is referred to as a GOLD region, and a low-concentration impurity region (n − region) that does not overlap with the gate electrode is LD.
It is called D area. A region that does not overlap with this gate electrode (LD
The width of the (D region) in the channel direction can be freely set by appropriately changing the mask in the second doping process. If the conditions of the first doping process are changed so that an impurity element is also added below the tapered portion, the n-channel TFTs 1708 and 1709 have a region overlapping with the gate electrode (a GOLD region) and a gate electrode. And a region (LDD region) that does not overlap with the first region.
【0250】なお、本実施例は実施例1乃至12のいず
れか一と自由に組み合わせることが可能である。This embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 12.
【0251】[実施例13]本発明を実施して形成され
た駆動回路や画素部は様々なモジュール(アクティブマ
トリクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型E
Lモジュール、アクティブマトリクス型ECモジュー
ル)に用いることができる。即ち、本発明を実施するこ
とによって、それらを組み込んだ全ての電子機器が完成
される。[Embodiment 13] A drive circuit and a pixel portion formed by carrying out the present invention are composed of various modules (an active matrix type liquid crystal module, an active matrix type E module).
L module, active matrix type EC module). That is, by implementing the present invention, all electronic devices incorporating them are completed.
【0252】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、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、プロジ
ェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯
情報端末(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33〜図
35に示す。Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a head mounted display (goggle type display), a car navigation, a projector, a car stereo, a personal computer, a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, etc.). ). Examples of those are shown in FIGS.
【0253】図33(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。FIG. 33A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, a keyboard 2004 and the like.
【0254】図33(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6等を含む。FIG. 33B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6 and so on.
【0255】図33(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2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。FIG. 33C shows a mobile computer (mobile computer) including a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, a display section 2205, and the like.
【0256】図33(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。FIG. 33D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, and an arm portion 230.
3 and so on.
【0257】図33(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2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial 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. 33E shows a player using a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games and the Internet.
【0258】図33(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。FIG. 33F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display portion 2502, an eyepiece portion 2503, operation switches 2504, an image receiving portion (not shown), and the like.
【0259】図34(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置2601、スクリーン2602等を含
む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶モ
ジュール2808に適用し、装置全体を完成させること
ができる。FIG. 34A shows a front type projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like. The present invention is applied to the liquid crystal module 2808 which forms a part of the projection device 2601, and the entire device can be completed.
【0260】図34(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、投射装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2
702の一部を構成する液晶モジュール2808に適用
し、装置全体を完成させることができる。FIG. 34B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, and a mirror 270.
3, including a screen 2704 and the like. The present invention relates to a projection device 2
The entire device can be completed by applying the present invention to the liquid crystal module 2808 which constitutes a part of the device 702.
【0261】なお、図34(C)は、図34(A)及び
図34(B)中における投射装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。投射装置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、液晶モジュール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34(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. 34 (C) is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 34 (A) and 34 (B). Projection devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal module 2808, retardation plate 280
9, the projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 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, or an IR film in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.
【0262】また、図34(D)は、図34(C)中に
おける光源光学系2801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2801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34(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. 34D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 2801 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. 34D 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.
【0263】ただし、図34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及びELモジュールでの適
用例は図示していない。However, in the projector shown in FIG. 34, a case where a transmissive electro-optical device is used is shown, and examples of application to a reflective electro-optical device and an EL module are not shown.
【0264】図35(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ290
6、画像入力部(CCD、イメージセンサ等)2907
等を含む。FIG. 35A shows a mobile phone,
01, audio output unit 2902, audio input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 290
6. Image input unit (CCD, image sensor, etc.) 2907
And so on.
【0265】図35(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。FIG. 35B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, and an antenna 3006.
And so on.
【0266】図35(C)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。FIG. 35C shows a display, which includes a main body 3101, a support 3102, a display portion 3103, and the like.
【0267】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の作製方法に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜
12のどのような組み合わせからなる構成を用いても実
現することができる。As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in various fields. In addition, the electronic apparatus of the present embodiment includes
The present invention can be realized by using any combination of the twelve combinations.
【0268】[0268]
【発明の効果】本発明により、熱処理を用いて結晶化を
行い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合は、高温熱
処理2回(結晶化、ゲッタリング)に抑えることがで
き、強光により結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方
法で行う場合には、高温熱処理1回(ゲッタリング)に
抑えることができる。According to the present invention, when crystallization is performed by using heat treatment and activation is performed by a method other than heat treatment, high-temperature heat treatment can be suppressed to two times (crystallization and gettering). When crystallization is performed and activation is performed by a method other than the heat treatment, it can be suppressed to one high-temperature heat treatment (gettering).
【0269】また、希ガスを添加する処理時間は、1分
または2分程度の短時間で高濃度の希ガス元素を半導体
膜に添加することができるため、リンを用いたゲッタリ
ングと比較してスループットが格段に向上する。[0269] The treatment time for adding a rare gas is as short as about 1 minute or 2 minutes, so that a high-concentration rare gas element can be added to a semiconductor film. And the throughput is significantly improved.
【0270】また、リンを用いたゲッタリングと比較し
て、希ガス元素の添加による本発明のゲッタリング能力
は高く、さらに高濃度、例えば1×1020〜5×1021
/cm 3で添加できるため、結晶化に用いる金属元素の添
加量を多くすることができる。即ち、結晶化に用いる金
属元素の添加量を多くすることによって結晶化の処理時
間をさらに短時間で行うことが可能となる。また、結晶
化の処理時間を変えない場合には、結晶化に用いる金属
元素の添加量を多くすることによって、さらなる低温で
結晶化することができる。また、結晶化に用いる金属元
素の添加量を多くすることによって、自然核の発生を低
減することができ、良好な結晶質半導体膜を形成するこ
とができる。Also, compared to gettering using phosphorus,
The gettering ability of the present invention by adding a rare gas element
Is high, even higher concentration, for example 1 × 1020~ 5 × 10twenty one
/cm ThreeCan be added by adding a metal element used for crystallization.
The added amount can be increased. That is, gold used for crystallization
At the time of crystallization treatment by increasing the amount of addition of elemental elements
The time can be further reduced. Also, crystal
If the processing time for crystallization is not changed, the metal used for crystallization
By increasing the amount of element added,
Can be crystallized. Also, the metal source used for crystallization
By increasing the amount of element added, the generation of natural nuclei is reduced.
A good crystalline semiconductor film can be formed.
Can be.
【図1】 半導体層の作製工程を示す図。FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a semiconductor layer.
【図2】 半導体層の作製工程を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of a semiconductor layer.
【図3】 AM−LCDの作製工程を示す図。FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of an AM-LCD.
【図4】 AM−LCDの作製工程を示す図。FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of an AM-LCD.
【図5】 AM−LCDの作製工程を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of an AM-LCD.
【図6】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面構造図FIG. 6 is a sectional structural view of an active matrix liquid crystal display device.
【図7】 液晶モジュールの外観を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating an appearance of a liquid crystal module.
【図8】 活性化工程を示す図。FIG. 8 is a view showing an activation step.
【図9】 半導体層の作製工程を示す図。FIG. 9 illustrates a manufacturing process of a semiconductor layer.
【図10】 半導体層の作製工程を示す図。FIG. 10 illustrates a manufacturing process of a semiconductor layer.
【図11】 半導体層の作製工程を示す図。FIG. 11 illustrates a manufacturing process of a semiconductor layer.
【図12】 半導体層の作製工程を示す図。FIG. 12 illustrates a manufacturing process of a semiconductor layer.
【図13】 半導体層の作製工程を示す図。FIG. 13 illustrates a manufacturing process of a semiconductor layer.
【図14】 希ガス元素の濃度分布を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a concentration distribution of a rare gas element.
【図15】 透過型の例を示す図。FIG. 15 is a diagram showing an example of a transmission type.
【図16】 ELモジュールを示す上面図及び断面図。FIG. 16 is a top view and a cross-sectional view illustrating an EL module.
【図17】 ELモジュールを示す断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating an EL module.
【図18】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面構造図。FIG. 18 is a cross-sectional structural view of an active matrix liquid crystal display device.
【図19】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面構造図。FIG. 19 is a cross-sectional structural view of an active matrix liquid crystal display device.
【図20】 アニール前のニッケル濃度を示すグラフ。FIG. 20 is a graph showing nickel concentration before annealing.
【図21】 アニール後のニッケル濃度を示すグラフ。FIG. 21 is a graph showing the nickel concentration after annealing.
【図22】 アニール前のラマンスペクトルを示すグラ
フ。FIG. 22 is a graph showing a Raman spectrum before annealing.
【図23】 アニール後のラマンスペクトルを示すグラ
フ。FIG. 23 is a graph showing a Raman spectrum after annealing.
【図24】 E×Bスペクトルデータを示すグラフ。FIG. 24 is a graph showing E × B spectrum data.
【図25】 TFTにおける電圧/電流特性を示す図。FIG. 25 is a diagram showing voltage / current characteristics of a TFT.
【図26】 ゲッタリングされる領域(幅50μm)に
おけるエッチピット密度と加熱温度と加熱時間との関係
を示す図。FIG. 26 is a view showing a relationship between an etch pit density, a heating temperature, and a heating time in a region to be gettered (width: 50 μm).
【図27】 ゲッタリングされる領域(幅30μm)に
おけるエッチピット密度と加熱温度と加熱時間との関係
を示す図。FIG. 27 is a diagram showing a relationship between an etch pit density, a heating temperature, and a heating time in a region to be gettered (width: 30 μm).
【図28】 ゲッタリングされる領域(幅30μm)に
おけるエッチピット密度と加熱温度と加熱時間との関係
を示す図。FIG. 28 is a diagram showing a relationship between an etch pit density, a heating temperature, and a heating time in a region to be gettered (width: 30 μm).
【図29】 ゲッタリング後のFPM処理により観察さ
れるエッチピットを示す簡略図。FIG. 29 is a simplified diagram showing etch pits observed by FPM processing after gettering.
【図30】 AM−LCDの作製工程を示す図。FIG. 30 is a diagram showing a manufacturing process of an AM-LCD.
【図31】 AM−LCDの作製工程を示す図。FIG. 31 is a view showing a manufacturing process of an AM-LCD.
【図32】 AM−LCDの作製工程を示す図。FIG. 32 is a view showing a manufacturing process of an AM-LCD.
【図33】 電子機器の一例を示す図。FIG. 33 illustrates an example of an electronic device.
【図34】 電子機器の一例を示す図。FIG. 34 illustrates an example of an electronic device.
【図35】 電子機器の一例を示す図。FIG. 35 illustrates an example of an electronic device.
【図36】 ゲッタリング後にFPM処理を行った後の
観察写真図。FIG. 36 is an observation photograph after FPM processing is performed after gettering.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 舜平 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 大力 浩二 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 村上 智史 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 GA59 HA03 HA04 HA05 JA24 JA28 JA34 JA38 JA40 JA46 JB07 JB51 JB56 JB61 KA04 KA07 KA08 KA10 KA12 KB25 MA02 MA04 MA05 MA07 MA08 MA10 MA12 MA18 MA19 MA22 MA27 MA28 MA29 MA30 MA37 NA21 NA22 NA26 NA27 NA29 PA01 PA09 5F052 AA02 AA11 AA17 AA24 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA16 FA06 HA06 JA01 5F110 AA17 BB02 BB04 CC02 CC03 CC05 CC08 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF04 FF09 FF23 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG28 GG29 GG32 GG43 GG45 GG47 GG51 GG52 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL04 HL06 HL11 HL23 HM13 HM15 HM18 NN03 NN04 NN23 NN24 NN27 NN34 NN35 NN44 NN45 NN48 NN72 NN73 NN78 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP06 PP29 PP34 PP35 QQ04 QQ08 QQ09 QQ23 QQ25 QQ28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shunpei Yamazaki 398 Hase, Hase, Atsugi-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Semi-Conductor Energy Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Murakami 398 Hase, Atsugi-shi, Kanagawa F-term in Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. MA07 MA08 MA10 MA12 MA18 MA19 MA22 MA27 MA28 MA29 MA30 MA37 NA21 NA22 NA26 NA27 NA29 PA01 PA09 5F052 AA02 AA11 AA17 AA24 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA16 FA06 HA06 JA01 5F110 AA17 BB02 BB04 CC02 CC03 DD03 DD01 DD01 DD01 DD02 EE03 EE04 EE06 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF04 FF09 FF23 FF28 FF30 GG 01 GG02 GG13 GG25 GG28 GG29 GG32 GG43 GG45 GG47 GG51 GG52 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL04 HL06 HL11 HL23 HM13 HM15 PP18 NN03 NN04 NN23 NN24 NN27 NN27 NN34 NN27 QQ09 QQ23 QQ25 QQ28
Claims (14)
添加する第1工程と、 前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜
を形成する第2工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的
に添加して不純物領域を形成する第3工程と、 前記不純物領域に前記金属元素をゲッタリングして結晶
構造を有する半導体膜中の前記金属元素を選択的に除去
または低減する第4工程と、 前記不純物領域を除去する第5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。A first step of adding a metal element to a semiconductor film having an amorphous structure; a second step of crystallizing the semiconductor film to form a semiconductor film having a crystal structure; A third step of selectively adding a rare gas element to the semiconductor film to form an impurity region; and obtaining the metal element in the impurity region to select the metal element in the semiconductor film having a crystal structure. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a fourth step of removing or reducing the impurity; and a fifth step of removing the impurity region.
前記希ガス元素に加えて、H、H2、O、O2、Pから選
ばれた一種または複数種を添加することを特徴とする半
導体装置の作製方法。2. The method according to claim 1, wherein one or more of H, H 2 , O, O 2 , and P are added in addition to the rare gas element in the third step. A method for manufacturing a semiconductor device.
3工程は、希ガス元素及び水蒸気を含む雰囲気下で行う
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the third step is performed in an atmosphere containing a rare gas element and water vapor.
記第5の工程の後、前記半導体膜に強光またはレーザー
光を表面側または裏面側から照射して前記不純物元素を
活性化する工程を有することを特徴とする半導体装置の
作製方法。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity element is activated by irradiating the semiconductor film with intense light or laser light from a front side or a back side after the fifth step. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
記第2の工程の後にオゾンを含む溶液で前記結晶構造を
有する半導体膜の表面を酸化する工程を有することを特
徴とする半導体装置の作製方法。5. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of oxidizing a surface of the semiconductor film having a crystal structure with a solution containing ozone after the second step. Method of manufacturing.
記第2工程は、加熱処理であることを特徴とする半導体
装置の作製方法。6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second step is heat treatment.
記第2工程は、前記非晶質構造を有する半導体膜に強光
を照射する処理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 second step is a step of irradiating the semiconductor film having the amorphous structure with intense light. .
記第2工程は、加熱処理を行い、且つ、前記非晶質構造
を有する半導体膜に強光を照射する処理であることを特
徴とする半導体装置の作製方法。8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second step is a step of performing a heat treatment and irradiating the semiconductor film having the amorphous structure with strong light. Of manufacturing a semiconductor device.
記第4工程は、加熱処理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 fourth step is a heat treatment.
前記第4工程は、前記半導体膜に強光を照射する処理で
あることを特徴とする半導体装置の作製方法。10. The method according to claim 1, wherein
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the fourth step is a process of irradiating the semiconductor film with strong light.
前記第4工程は、加熱処理を行い、且つ、前記半導体膜
に強光を照射する処理であることを特徴とする半導体装
置の作製方法。11. The method according to claim 1, wherein
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the fourth step is a step of performing a heat treatment and irradiating the semiconductor film with strong light.
て、前記強光は、ハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高
圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出さ
れた光であることを特徴とする半導体装置の作製方法。12. The high-intensity light according to claim 5, wherein the intense light is light emitted from a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon arc lamp, a carbon arc lamp, a high-pressure sodium lamp, or a high-pressure mercury lamp. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
て、前記金属元素はFe、Ni、Co、Ru、Rh、P
d、Os、Ir、Pt、Cu、Auから選ばれた一種ま
たは複数種であることを特徴とする半導体装置の作製方
法。13. The method according to claim 1, wherein the metal element is Fe, Ni, Co, Ru, Rh, P
A method for manufacturing a semiconductor device, which is one or more kinds selected from d, Os, Ir, Pt, Cu, and Au.
て、前記希ガス元素はHe、Ne、Ar、Kr、Xeか
ら選ばれた一種または複数種であることを特徴とする半
導体装置の作製方法。14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the rare gas element is one or more kinds selected from He, Ne, Ar, Kr, and Xe. .
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