JP2003209254A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型の液晶表示装置において、アクティブマトリクス
基板に用いられる半導体装置及びその製造方法に関し、
特に、遮光性に優れた半導体装置及びその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device used as an active matrix substrate in an active matrix type liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
In particular, the present invention relates to a semiconductor device having an excellent light-shielding property and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示装置においては、アクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置によって画像表示を行
うことが主流になっている。アクティブマトリックス型
の液晶表示装置は、マトリクス状に配置した複数の画素
を有するアクティブマトリクス基板と、このアクティブ
マトリクス基板に対向して配置された対向基板とを有し
ている。この両基板の間には、表示媒体である液晶が充
填されて液晶層が形成される。2. Description of the Related Art In recent years, in liquid crystal display devices, it has become mainstream to perform image display by an active matrix type liquid crystal display device. The active matrix type liquid crystal display device has an active matrix substrate having a plurality of pixels arranged in a matrix, and a counter substrate arranged so as to face the active matrix substrate. A liquid crystal serving as a display medium is filled between the two substrates to form a liquid crystal layer.
【0003】アクティブマトリクス基板は、画像表示の
一単位となる各画素ごとに、マトリクス状に配置された
複数の画素電極を有しており、各画素電極は、それぞれ
の画素電極に対応して配置されたスイッチング素子に接
続されている。液晶層を挟んでアクティブマトリクス基
板に対向して配置された対向基板には、対向電極が形成
されている。The active matrix substrate has a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix for each pixel which is one unit of image display, and each pixel electrode is arranged corresponding to each pixel electrode. Connected to the switching element. A counter electrode is formed on a counter substrate which is arranged to face the active matrix substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween.
【0004】このような構成を有するアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置を用いて画像表示を行う場合、ア
クティブマトリクス基板に形成された各画素電極に接続
されたスイッチング素子のオン・オフを制御して、表示
信号となる電圧を各画素電極に印加する。スイッチング
素子がオンになって、表示信号となる電圧が画素電極に
印加されると、対向基板の対向電極との間で所定の電圧
が印加され、両電極間に存在する液晶層の液晶の配向状
態が変化し、この液晶の配向状態の変化によって各画素
を透過する光量が変化する。このように液晶を透過する
光量を、スイッチング素子のオン・オフ及び表示電圧の
印加による画素毎の制御によって、全体として画面表示
が行われる。When an image is displayed using the active matrix type liquid crystal display device having such a structure, on / off of the switching element connected to each pixel electrode formed on the active matrix substrate is controlled, A voltage serving as a display signal is applied to each pixel electrode. When the switching element is turned on and a voltage serving as a display signal is applied to the pixel electrode, a predetermined voltage is applied between the pixel electrode and the counter electrode of the counter substrate to align the liquid crystal of the liquid crystal layer existing between the two electrodes. The state changes, and the change in the alignment state of the liquid crystal changes the amount of light transmitted through each pixel. In this way, the amount of light transmitted through the liquid crystal is controlled for each pixel by turning on / off the switching element and applying a display voltage, so that the screen display is performed as a whole.
【0005】画素電極をオン・オフするスイッチング素
子としては、薄膜トランジスタ(以下、TFTと省略す
る)、ダイオード等の非線形素子が用いられるが、液晶
表示装置の駆動回路と一体形成することができ、かつ、
応答速度を高速化することができる点で、ポリシリコン
から形成されたTFTが最も好適であり、このため、ス
イッチング素子としては、通常、ポリシリコンから形成
されたTFTが用いられている。A non-linear element such as a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) or a diode is used as a switching element for turning on / off the pixel electrode, but it can be formed integrally with a drive circuit of a liquid crystal display device, and ,
A TFT formed of polysilicon is the most preferable in that the response speed can be increased, and therefore, a TFT formed of polysilicon is usually used as the switching element.
【0006】しかし、上記のアクティブマトリクス型の
液晶表示装置は、シリコン等の半導体に照射された光に
よって、光吸収が起こった場合、半導体には電子、荷電
子帯には正孔がそれぞれ励起されることにより電子−正
孔対が生成されて、いわゆる光電効果が起こることが一
般的に知られている。このため、ポリシリコン薄膜を活
性層(チャネル領域)に用いたTFTは、光が照射され
ると、電子−正孔対に起因した光電流が発生し、TFT
のオフ時のリーク電流が増大する。その結果、ポリシリ
コン薄膜から形成されたTFTに光が照射されると、こ
の光照射に起因して、クロストークの発生、コントラス
トの低下等によって、画像品質が低下するという問題が
ある。However, in the above active matrix type liquid crystal display device, when light is absorbed by light applied to a semiconductor such as silicon, electrons are excited in the semiconductor and holes are excited in the valence band. It is generally known that an electron-hole pair is generated thereby, and a so-called photoelectric effect occurs. Therefore, in the TFT using the polysilicon thin film for the active layer (channel region), when light is irradiated, a photocurrent caused by the electron-hole pair is generated, and the TFT
The leakage current at the time of turning off increases. As a result, when the TFT formed of the polysilicon thin film is irradiated with light, there is a problem that the image quality is deteriorated due to the generation of crosstalk, deterioration of contrast, and the like due to the irradiation of light.
【0007】このような光電効果によって画像品質が低
下することを防止するために、ポリシリコンTFTが形
成されているアクティブマトリクス基板における光の入
射側となる液晶層側または対向基板に、TFTが形成さ
れる位置に対向して遮光膜を設け、液晶層側からTFT
に入射される光を遮光する液晶表示装置が提案されてい
る。In order to prevent the image quality from being deteriorated by such a photoelectric effect, the TFT is formed on the liquid crystal layer side or the counter substrate which is the light incident side of the active matrix substrate on which the polysilicon TFT is formed. The light-shielding film is provided so as to face the position where
There has been proposed a liquid crystal display device that shields light entering the device.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、液晶表示装置
の液晶層への光の入射側にのみ遮光膜を設けて、TFT
に直接入射される光を遮光しても、遮光膜が形成されて
いない部分を通り抜けた光が、液晶表示装置の外部に設
けられているレンズ、偏光板、ミラー等の光学部分、ま
たは、液晶表示装置の内壁等に反射されて、TFTに光
が照射されるおそれがある。特に、透過型のプロジェク
ション表示装置に液晶表示装置を用いた場合には、小型
に構成された液晶表示装置を用いて画像を拡大投影する
ために、非常に強い光が液晶表示装置に照射され、液晶
表示装置の内外の各部を反射する反射光の光量が大きい
ために、TFTに直接入射する光を遮光するだけでは不
充分であり、各部を反射する反射光によって、TFTの
オフリークが生じ、その結果、クロストークの発生、コ
ントラストの低下等によって、表示品質が低下するおそ
れが強い。However, the light-shielding film is provided only on the light-incident side of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device, and the TFT is
Even if the light that is directly incident on the liquid crystal is blocked, the light that has passed through the portion where the light-shielding film is not formed is the optical portion such as a lens, a polarizing plate, or a mirror provided outside the liquid crystal display device, or the liquid crystal. The TFT may be irradiated with light by being reflected by the inner wall of the display device or the like. In particular, when a liquid crystal display device is used for a transmission type projection display device, in order to magnify and project an image using the liquid crystal display device having a small size, the liquid crystal display device is irradiated with extremely strong light, Since the amount of reflected light that reflects each part inside and outside the liquid crystal display device is large, it is not enough to block the light that directly enters the TFT, and the reflected light that reflects each part causes off-leakage of the TFT. As a result, there is a strong possibility that the display quality will be deteriorated due to the occurrence of crosstalk, the deterioration of contrast, and the like.
【0009】TFTに直接入射する入射光及び液晶表示
装置内外の各部から反射される反射光を防止する構成を
有する液晶表示装置として、例えば、特開2000−1
31716号公報に提案された液晶表示装置が知られて
いる。As a liquid crystal display device having a structure for preventing incident light directly incident on the TFT and reflected light reflected from each part inside and outside the liquid crystal display device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-1
A liquid crystal display device proposed in Japanese Patent No. 31716 is known.
【0010】図12には、この公報に記載された液晶表
示装置のアクティブマトリクス基板に使用される半導体
装置の概略構成を説明する断面図を示している。FIG. 12 is a sectional view illustrating a schematic structure of a semiconductor device used for the active matrix substrate of the liquid crystal display device described in this publication.
【0011】この公報に記載された半導体装置は、石英
基板1上に形成される。石英基板1上には、石英基板1
の下方から照射される光を遮光する下部遮光膜2が所定
形状に形成されている。この下部遮光膜2が形成された
石英基板1上には、絶縁膜3が形成されて、その上面が
全体にわたって同一の高さとされている。The semiconductor device described in this publication is formed on a quartz substrate 1. On the quartz substrate 1, the quartz substrate 1
A lower light-shielding film 2 that shields light emitted from below is formed in a predetermined shape. An insulating film 3 is formed on the quartz substrate 1 on which the lower light-shielding film 2 is formed, and the upper surface thereof has the same height over the entire surface.
【0012】絶縁膜3上には、下部遮光膜が形成された
位置に対応して、薄膜トランジスタ(TFT)の活性層
となる島状のシリコン薄膜4が形成されている。この島
状のシリコン薄膜4は、中央部にチャネル領域が形成さ
れ、このチャネル領域を挟む両側部に、ソース領域、ド
レイン領域がそれぞれ形成されている。On the insulating film 3, an island-shaped silicon thin film 4 to be an active layer of a thin film transistor (TFT) is formed corresponding to the position where the lower light-shielding film is formed. The island-shaped silicon thin film 4 has a channel region formed in the central portion, and a source region and a drain region are formed on both side portions sandwiching the channel region.
【0013】TFTとなるシリコン薄膜4が形成された
絶縁膜3上には、薄膜のゲート絶縁膜5が形成されてい
る。このゲート絶縁膜5上には、シリコン薄膜4に形成
されたチャネル領域に対応してゲート電極6が形成され
ている。ゲート電極6が形成されたゲート絶縁膜5上に
は、下層のシリコン薄膜4が形成された部分において厚
くなるように層間絶縁膜7が厚膜に形成されている。こ
の層間絶縁膜7及びゲート絶縁膜5には、下層のシリコ
ン薄膜4のソース領域及びドレイン領域がそれぞれ存在
する位置に対応して、電極取り出し用のコンタクトホー
ルが形成されている。A thin gate insulating film 5 is formed on the insulating film 3 on which the silicon thin film 4 to be a TFT is formed. A gate electrode 6 is formed on the gate insulating film 5 corresponding to the channel region formed in the silicon thin film 4. On the gate insulating film 5 on which the gate electrode 6 is formed, the interlayer insulating film 7 is formed as a thick film so as to be thicker in the portion where the lower silicon thin film 4 is formed. Contact holes for electrode extraction are formed in the interlayer insulating film 7 and the gate insulating film 5 at positions corresponding to the source region and the drain region of the underlying silicon thin film 4, respectively.
【0014】各コンタクトホールには、それぞれ、金属
膜が埋め込まれて引出電極8が形成されている。各引出
電極8は、それぞれ、コンタクトホールを介して下層の
シリコン薄膜4のソース領域及びドレイン領域に接続さ
れている。A metal film is embedded in each contact hole to form a lead electrode 8. Each extraction electrode 8 is connected to the source region and the drain region of the lower silicon thin film 4 via a contact hole, respectively.
【0015】引出電極8が形成された層間絶縁膜7上に
は、パッシベーション膜9が形成されている。このパッ
シベーション膜9上には、下層の下部遮光膜2が形成さ
れた位置に対応して上部遮光膜11が形成されている。A passivation film 9 is formed on the interlayer insulating film 7 on which the extraction electrode 8 is formed. An upper light-shielding film 11 is formed on the passivation film 9 at a position where the lower lower light-shielding film 2 is formed.
【0016】図12に示す半導体装置では、TFTとな
るシリコン薄膜4の下方及び上方にそれぞれ、上部遮光
膜11及び下部遮光膜2が設けられており、上方から直
接TFTに向けて入射してくる入射光が上部遮光膜11
によって遮光され、下方からの反射光が下部遮光膜2に
よって遮光される。In the semiconductor device shown in FIG. 12, the upper light-shielding film 11 and the lower light-shielding film 2 are provided below and above the silicon thin film 4 to be the TFT, respectively, and the light is directly incident on the TFT from above. Incident light is the upper light shielding film 11
The light is shielded by the lower light shielding film 2 and the reflected light from below is shielded by the lower light shielding film 2.
【0017】しかし、この半導体装置では、液晶表示装
置内外において反射して、上部遮光膜11及び下部遮光
膜2によって遮光されない角度で、TFTのシリコン薄
膜4に光が入射することを防止することができず、遮光
が不十分であるという問題がある。また、上部及び下部
にそれぞれ形成された上部遮光膜11及び下部遮光膜2
の幅を広げれば、各方向から照射される光を遮光する遮
光効果を高めることができるが、各遮光膜の幅が広がる
ことにより、開口率が低下するという問題がある。However, in this semiconductor device, it is possible to prevent light from entering the silicon thin film 4 of the TFT at an angle at which the light is reflected inside and outside the liquid crystal display device and is not blocked by the upper light-shielding film 11 and the lower light-shielding film 2. However, there is a problem that the light cannot be shielded sufficiently. Further, the upper light-shielding film 11 and the lower light-shielding film 2 formed on the upper and lower portions, respectively.
If the width is widened, the light blocking effect of blocking the light emitted from each direction can be enhanced, but the widening of the width of each light blocking film causes a problem that the aperture ratio is reduced.
【0018】特開2000−180899号公報には、
図13に示すような半導体装置が記載されている。Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-180899 discloses that
A semiconductor device as shown in FIG. 13 is described.
【0019】この半導体装置は、透明絶縁性基板21を
有しており、透明絶縁性基板21上には、透明絶縁性基
板21の下方から照射される光を遮光する下部遮光膜2
2が所定形状に形成されている。この下部遮光膜22の
周縁部は、順テーパー形状に形成されて、上部から入射
される光を外部側に反射するようになっている。This semiconductor device has a transparent insulating substrate 21, and on the transparent insulating substrate 21, a lower light-shielding film 2 that shields light emitted from below the transparent insulating substrate 21.
2 is formed in a predetermined shape. The peripheral portion of the lower light shielding film 22 is formed in a forward tapered shape so that the light incident from the upper portion is reflected to the outside.
【0020】この下部遮光膜22が形成された透明絶縁
性基板21上には、第1層間膜23が形成されて、その
上面が全体にわたって同一の高さになっている。A first interlayer film 23 is formed on the transparent insulating substrate 21 on which the lower light-shielding film 22 is formed, and the upper surface thereof has the same height over the entire surface.
【0021】第1層間膜23上には、下部遮光膜22が
形成された位置に対応して、薄膜トランジスタ(TF
T)の活性層となる島状のシリコン薄膜24が形成され
ている。A thin film transistor (TF) is formed on the first interlayer film 23 corresponding to the position where the lower light shielding film 22 is formed.
The island-shaped silicon thin film 24 which becomes the active layer of T) is formed.
【0022】TFTとなるシリコン薄膜24が形成され
た第1層間膜23上には、ゲート酸化膜25が形成され
て、その上面が平坦化されている。このゲート酸化膜2
5上には、シリコン薄膜24が形成された位置に対応し
て、ゲート電極26がシリコン薄膜24を覆うように形
成されている。ゲート電極26が形成されたゲート酸化
膜25上には、第2層間膜27が形成されて、その上面
が平坦化されている。この第2層間膜27上には、下層
の下部遮光膜22が形成された位置に対応して上部遮光
膜28が、下部遮光膜22を覆うように形成されてい
る。上部遮光膜28が形成された第2層間膜27上に
は、第3層間膜29が形成されて、その上面が平坦化さ
れている。A gate oxide film 25 is formed on the first interlayer film 23 on which the silicon thin film 24 serving as a TFT is formed, and the upper surface thereof is flattened. This gate oxide film 2
A gate electrode 26 is formed on the substrate 5 so as to cover the silicon thin film 24 at a position corresponding to the position where the silicon thin film 24 is formed. A second interlayer film 27 is formed on the gate oxide film 25 with the gate electrode 26 formed on, and the upper surface thereof is planarized. An upper light-shielding film 28 is formed on the second interlayer film 27 so as to cover the lower light-shielding film 22 at a position where the lower lower light-shielding film 22 is formed. A third interlayer film 29 is formed on the second interlayer film 27 having the upper light-shielding film 28 formed thereon, and the upper surface thereof is flattened.
【0023】この半導体装置では、図12に示す半導体
装置と同様に、TFTの下方及び上方にそれぞれ、上部
遮光膜28及び下部遮光膜22が設けられている。しか
も、下部遮光膜22の端部に順テーパー面が形成されて
いるために、下部遮光膜22の端部に形成された順テー
パー面によって、上部遮光膜28の周囲から侵入する光
が、TFTが形成されていない方向に反射される。In this semiconductor device, similarly to the semiconductor device shown in FIG. 12, an upper light shielding film 28 and a lower light shielding film 22 are provided below and above the TFT, respectively. Moreover, since the forward taper surface is formed at the end portion of the lower light-shielding film 22, the forward taper surface formed at the end portion of the lower light-shielding film 22 prevents the light entering from the periphery of the upper light-shielding film 28 from entering the TFT. Is reflected in the direction in which no is formed.
【0024】しかし、このような構成の半導体装置で
は、製造工程におけるフォトリソグラフィによるアライ
メント精度に変動が生じて、上部遮光膜28及び下部遮
光膜22等の位置がずれたり、各々の積層膜自体の膜厚
に変動が生じること等によって、液晶表示装置内にて乱
反射する光が、TFTとなるシリコン薄膜24に光が照
射されるおそれがある。シリコン薄膜24の下部に形成
された下部遮光膜22の端部は、順テーパー形状に形成
されており、斜め上方から入射してくる光をシリコン薄
膜24が形成されていない外部の方向に反射するように
なっているが、乱反射によって回り込んでくる光がシリ
コン膜24に入射することを防止することはできない。However, in the semiconductor device having such a structure, the alignment accuracy due to photolithography in the manufacturing process varies, the positions of the upper light-shielding film 28 and the lower light-shielding film 22 are displaced, and the respective laminated films themselves are misaligned. Due to variations in the film thickness or the like, there is a possibility that light that is diffusely reflected in the liquid crystal display device will be applied to the silicon thin film 24 that will become the TFT. An end portion of the lower light-shielding film 22 formed below the silicon thin film 24 is formed in a forward taper shape, and reflects light incident obliquely from above toward the outside where the silicon thin film 24 is not formed. However, it is not possible to prevent the light wrapping around due to irregular reflection from entering the silicon film 24.
【0025】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、各方向から入射する光の光量を低減す
ることができ、TFTの特性劣化を防止することができ
る半導体装置及びその製造方法を提供することを目的と
する。The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is possible to reduce the amount of light incident from each direction and prevent the deterioration of the characteristics of TFTs, and to manufacture the same. The purpose is to provide a method.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
上記課題を解決するため、透明絶縁基板上に設けられた
絶縁膜上に形成され、薄膜トランジスタのソース領域及
びチャネル領域及びドレイン領域となる島状の半導体膜
と、該透明絶縁基板と該絶縁膜との間に形成された下部
遮光膜と、該半導体膜上に形成された層間絶縁膜と、該
層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して、前
記半導体膜のソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接
続されるように、該層間絶縁膜上に設けられており、そ
れぞれが前記チャネル領域のチャネル方向と直交する方
向に延びるソース電極及びドレイン電極と、該ソース電
極及びドレイン電極上に形成された絶縁層と、該絶縁層
上に設けられた上部遮光膜とを備え、前記ソース電極及
びドレイン電極は、前記半導体膜のチャネル方向と直交
する方向の端部が逆テーパー形状になっていることを特
徴とするものである。The semiconductor device of the present invention comprises:
In order to solve the above problems, an island-shaped semiconductor film which is formed on an insulating film provided on a transparent insulating substrate and serves as a source region, a channel region, and a drain region of a thin film transistor, the transparent insulating substrate, and the insulating film. Connected to the source region and the drain region of the semiconductor film through a lower light-shielding film formed between the two, an interlayer insulating film formed on the semiconductor film, and a contact hole formed in the interlayer insulating film. As described above, a source electrode and a drain electrode that are provided on the interlayer insulating film and extend in a direction orthogonal to the channel direction of the channel region, and an insulating layer formed on the source electrode and the drain electrode. And an upper light-shielding film provided on the insulating layer, and the source electrode and the drain electrode have end portions in a direction orthogonal to the channel direction of the semiconductor film. And it is characterized in that a tapered shape.
【0027】上記本発明の半導体装置において、前記上
部遮光膜は、その下面が前記ソース電極及びドレイン電
極のチャネル方向と直交する方向の長さと同程度の長さ
を有するように形成され、周縁部が順テーパー形状にな
っていることが好ましい。In the above semiconductor device of the present invention, the upper light-shielding film is formed such that the lower surface thereof has a length substantially equal to the length of the source electrode and the drain electrode in the direction orthogonal to the channel direction, and the peripheral portion Preferably has a forward tapered shape.
【0028】上記本発明の半導体装置において、前記下
部遮光膜は、高融点金属材料により形成されていること
が好ましい。In the above semiconductor device of the present invention, it is preferable that the lower light shielding film is made of a refractory metal material.
【0029】上記本発明の半導体装置において、前記ソ
ース電極及びドレイン電極に形成された端部の逆テーパ
ー傾斜角度θ1は、
θ1=70〜80°
の範囲に形成されていることが好ましい。In the above semiconductor device of the present invention, the reverse taper inclination angle θ1 of the ends formed on the source electrode and the drain electrode is preferably formed in the range of θ1 = 70 to 80 °.
【0030】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
上記本発明の半導体装置の製造方法であって、前記透明
絶縁基板上に下部遮光膜を形成する工程と、該下部遮光
膜が形成された該透明絶縁基板上に絶縁膜を形成する工
程と、該絶縁膜上に、薄膜トランジスタとなる島状の半
導体膜を形成する工程と、該半導体膜が形成された該絶
縁膜上にゲート絶縁膜を形成する工程と、該ゲート絶縁
膜上の該半導体膜上に該当する位置にゲート電極を形成
する工程と、該ゲート電極をマスクとして、該半導体膜
に不純物を注入して、該ゲート電極の直下の該半導体膜
の領域にチャネル領域を形成し、該ゲート電極によって
マスクされない該半導体膜の領域に不純物が注入された
ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、該ゲー
ト電極が形成されたゲート絶縁膜上に層間絶縁膜を形成
する工程と、該層間絶縁膜及び該ゲート絶縁膜に、該半
導体膜のソース領域及びドレイン領域にそれぞれ達する
コンタクトホールを形成する工程と、該各コンタクトホ
ール内及び該層間絶縁膜上に金属層を形成し、該層間絶
縁膜上の該金属層を該半導体膜のチャネル方向に直交す
る方向に延びる金属層を残すようにパターニングして、
ソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、該ソー
ス電極及びドレイン電極が形成された層間絶縁膜上に窒
化膜及び酸化膜を順次形成する工程と、該酸化膜上に上
部遮光膜を形成する工程と、を包含することを特徴とす
るものである。The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a lower light-shielding film on the transparent insulating substrate, a step of forming an insulating film on the transparent insulating substrate on which the lower light-shielding film is formed, A step of forming an island-shaped semiconductor film to be a thin film transistor on the insulating film, a step of forming a gate insulating film on the insulating film on which the semiconductor film is formed, and the semiconductor film on the gate insulating film Forming a gate electrode at a position corresponding to the above, and using the gate electrode as a mask, implanting an impurity into the semiconductor film to form a channel region in a region of the semiconductor film immediately below the gate electrode, Forming a source region and a drain region in which impurities are implanted in a region of the semiconductor film that is not masked by a gate electrode; forming an interlayer insulating film on the gate insulating film having the gate electrode formed; Forming a contact hole in the insulating film and the gate insulating film to reach the source region and the drain region of the semiconductor film, and forming a metal layer in each contact hole and on the interlayer insulating film, Patterning the metal layer on the film to leave a metal layer extending in a direction orthogonal to the channel direction of the semiconductor film,
A step of forming a source electrode and a drain electrode, a step of sequentially forming a nitride film and an oxide film on the interlayer insulating film on which the source electrode and the drain electrode are formed, and a step of forming an upper light-shielding film on the oxide film And are included.
【0031】上記本発明の半導体装置の製造方法におい
て、前記各工程におけるプロセス最高温度は、900〜
1200℃の範囲であることが好ましい。In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the maximum process temperature in each of the above steps is 900 to
It is preferably in the range of 1200 ° C.
【0032】また、本発明の半導体装置は、透明絶縁基
板上に設けられた絶縁膜上に形成され、薄膜トランジス
タのソース領域及びチャネル領域及びドレイン領域とな
る島状の半導体膜と、該透明絶縁基板と該絶縁膜との間
に形成された下部遮光膜と、該半導体膜上に形成された
層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホ
ールを介して、前記半導体膜のソース領域及びドレイン
領域にそれぞれ接続されるように、該層間絶縁膜上に設
けられており、それぞれが前記チャネル領域のチャネル
方向に直交する方向に延びるソース電極及びドレイン電
極と、前記ソース電極及びドレイン電極上に形成された
絶縁層と、該絶縁層上に設けられた上部遮光膜とを備
え、該絶縁膜上に、前記半導体膜と同一面内に、該半導
体膜と同一の材料によって電気的に非導通な遮光層が、
前記半導体膜の周囲を囲むように形成されていることを
特徴とするものである。Further, the semiconductor device of the present invention comprises an island-shaped semiconductor film which is formed on an insulating film provided on a transparent insulating substrate and serves as a source region, a channel region and a drain region of a thin film transistor, and the transparent insulating substrate. Through the lower light-shielding film formed between the insulating film and the insulating film, the interlayer insulating film formed on the semiconductor film, and the contact hole formed in the interlayer insulating film. A source electrode and a drain electrode, which are provided on the interlayer insulating film so as to be respectively connected to the drain region and extend in a direction orthogonal to the channel direction of the channel region, and on the source electrode and the drain electrode. An insulating layer formed and an upper light-shielding film provided on the insulating layer are provided, and the same material as the semiconductor film is formed on the insulating film in the same plane as the semiconductor film. Shielding layer of electrically non-conductive What is
It is characterized in that it is formed so as to surround the periphery of the semiconductor film.
【0033】上記本発明の半導体装置において、前記下
部遮光膜は、高融点金属材料により形成されていること
が好ましい。In the above semiconductor device of the present invention, it is preferable that the lower light-shielding film is made of a refractory metal material.
【0034】上記本発明の半導体装置において、前記遮
光層は、前記半導体膜との間隔が、0.05μm〜0.
10μmの範囲になるように形成されていることが好ま
しい。In the above semiconductor device of the present invention, the light-shielding layer has a distance from the semiconductor film of 0.05 μm to 0.
It is preferably formed so as to have a range of 10 μm.
【0035】上記本発明の半導体装置において、前記遮
光層は、該遮光層の幅w、前記下部遮光膜の長さbとし
て、0<w/b<0.7の範囲になるように形成されて
いることが好ましい。In the above semiconductor device of the present invention, the light shielding layer is formed so that the width w of the light shielding layer and the length b of the lower light shielding film are in the range of 0 <w / b <0.7. Preferably.
【0036】上記本発明の半導体装置において、前記遮
光層は、上部遮光膜の長さaが、下部遮光膜の長さbよ
り長い場合に(a≧b)、遮光層の幅wが、w<a/2
を満たす範囲に形成されていることが好ましい。In the above semiconductor device of the present invention, in the light shielding layer, when the length a of the upper light shielding film is longer than the length b of the lower light shielding film (a ≧ b), the width w of the light shielding layer is w. <A / 2
It is preferably formed in a range that satisfies the above condition.
【0037】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
上記本発明の半導体装置の製造方法であって、前記透明
絶縁基板上に下部遮光膜を形成する工程と、該下部遮光
膜が形成された該透明絶縁基板上に絶縁膜を形成する工
程と、該絶縁膜上に、薄膜トランジスタとなる島状の半
導体膜と、該半導体膜と同一の材料により形成される遮
光層を形成する工程と、該半導体膜及び遮光層が形成さ
れた該絶縁膜上にゲート絶縁膜を形成する工程と、該ゲ
ート絶縁膜上の該半導体膜上に該当する位置にゲート電
極を形成する工程と、該ゲート電極をマスクとして、該
半導体膜に不純物を注入して、該ゲート電極の直下の該
半導体膜の領域にチャネル領域を形成し、該ゲート電極
によってマスクされない該半導体膜の領域に不純物が注
入されたソース領域及びドレイン領域を形成する工程
と、該ゲート電極が形成されたゲート絶縁膜上に層間絶
縁膜を形成する工程と、該層間絶縁膜及び該ゲート絶縁
膜に、該半導体膜のソース領域及びドレイン領域にそれ
ぞれ達するコンタクトホールを形成する工程と、該各コ
ンタクトホール内及び該層間絶縁膜上に金属層を形成
し、該層間絶縁膜上の該金属層を該半導体膜のチャネル
方向に直交する方向に延びる金属層を残すようにパター
ニングして、ソース電極及びドレイン電極を形成する工
程と、該ソース電極及びドレイン電極が形成された層間
絶縁膜上に窒化膜及び酸化膜を順次形成する工程と、該
酸化膜上に上部遮光膜を形成する工程と、を包含するこ
とを特徴とするものである。The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a lower light-shielding film on the transparent insulating substrate, a step of forming an insulating film on the transparent insulating substrate on which the lower light-shielding film is formed, A step of forming an island-shaped semiconductor film to be a thin film transistor on the insulating film, and a light-shielding layer formed of the same material as the semiconductor film; and a step of forming the semiconductor film and the light-shielding layer on the insulating film. A step of forming a gate insulating film, a step of forming a gate electrode on the semiconductor film over the gate insulating film, and a step of implanting an impurity into the semiconductor film using the gate electrode as a mask, Forming a channel region in the region of the semiconductor film directly below the gate electrode and forming a source region and a drain region in which impurities are implanted in the region of the semiconductor film not masked by the gate electrode; A step of forming an interlayer insulating film on the formed gate insulating film, a step of forming contact holes reaching the source region and the drain region of the semiconductor film in the interlayer insulating film and the gate insulating film, respectively. A metal layer is formed in the contact hole and on the interlayer insulating film, and the metal layer on the interlayer insulating film is patterned to leave a metal layer extending in a direction orthogonal to the channel direction of the semiconductor film to form a source electrode. And a step of forming a drain electrode, a step of sequentially forming a nitride film and an oxide film on the interlayer insulating film on which the source electrode and the drain electrode are formed, and a step of forming an upper light-shielding film on the oxide film, It is characterized by including.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置及びそ
の製造方法について、図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0039】(実施の形態1)本実施の形態1の半導体
装置は、例えば、アクティブマトリクス型の液晶表示装
置において、アクティブマトリクス基板として用いられ
る。(First Embodiment) The semiconductor device of the first embodiment is used as an active matrix substrate in an active matrix type liquid crystal display device, for example.
【0040】図1(a)及び(b)は、それぞれ、本実
施の形態1の半導体装置の概略構成を示しており、図1
(a)は、この半導体装置の活性層におけるソース領域
及びドレイン領域によって両側が挟まれているチャネル
領域に沿ったチャネル方向に沿う概略断面図であり、図
1(b)は、チャネル方向と直交する方向に沿う概略断
面図である。FIGS. 1A and 1B respectively show a schematic structure of the semiconductor device according to the first embodiment.
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view taken along a channel direction along a channel region sandwiched on both sides by a source region and a drain region in an active layer of this semiconductor device, and FIG. 1B is orthogonal to the channel direction. It is a schematic sectional drawing which follows the direction.
【0041】この半導体装置は、ガラス基板等の透明絶
縁基板31上に形成されている。透明絶縁基板31上に
は、透明絶縁基板31の下方から照射される光を遮光す
る下部遮光膜32が所定形状に形成されている。この下
部遮光膜32が形成された透明絶縁基板31上には、絶
縁膜33が形成されて、その上面が平坦化されている。This semiconductor device is formed on a transparent insulating substrate 31 such as a glass substrate. On the transparent insulating substrate 31, a lower light shielding film 32 that shields light emitted from below the transparent insulating substrate 31 is formed in a predetermined shape. An insulating film 33 is formed on the transparent insulating substrate 31 on which the lower light shielding film 32 is formed, and the upper surface thereof is flattened.
【0042】絶縁膜33上には、下部遮光膜32が形成
された位置に対応する位置に、薄膜トランジスタ(以
下、TFTという)の活性層となる島状の半導体膜34
が形成されている。この島状の半導体膜34は、中央部
にチャネル領域34cが形成され、このチャネル領域3
4cを挟む両側部に、ソース領域34s、ドレイン領域
34dがそれぞれ形成されている。半導体膜34は、下
部遮光膜32の上方において下部遮光膜32の面積より
も小さな面積で形成されている。On the insulating film 33, at a position corresponding to the position where the lower light-shielding film 32 is formed, an island-shaped semiconductor film 34 which becomes an active layer of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT).
Are formed. A channel region 34c is formed in the center of the island-shaped semiconductor film 34.
A source region 34s and a drain region 34d are formed on both sides sandwiching 4c. The semiconductor film 34 is formed above the lower light shielding film 32 with an area smaller than the area of the lower light shielding film 32.
【0043】TFTとなる半導体膜34が形成された絶
縁膜33上には、薄膜のゲート絶縁膜35が形成されて
いる。このゲート絶縁膜35上には、半導体膜34に形
成されたチャネル領域34cに対応してゲート電極36
が形成されている。ゲート電極36が形成されたゲート
絶縁膜35上には、下層の半導体膜34が形成された部
分で厚くなるように層間絶縁膜37が形成されている。
この層間絶縁膜37及びゲート絶縁膜35には、下層の
半導体膜34のソース領域34s及びドレイン領域34
dが存在する位置に対応して、電極取り出し用のコンタ
クトホール37aがそれぞれ形成されている。A thin gate insulating film 35 is formed on the insulating film 33 on which the semiconductor film 34 to be a TFT is formed. A gate electrode 36 is formed on the gate insulating film 35 so as to correspond to the channel region 34c formed in the semiconductor film 34.
Are formed. An interlayer insulating film 37 is formed on the gate insulating film 35 having the gate electrode 36 formed thereon so as to be thicker in a portion where the lower semiconductor film 34 is formed.
In the interlayer insulating film 37 and the gate insulating film 35, the source region 34s and the drain region 34 of the lower semiconductor film 34 are formed.
Contact holes 37a for taking out electrodes are formed corresponding to the positions where d exists.
【0044】層間絶縁膜37上には、各コンタクトホー
ル37aをそれぞれ覆うように、ソース電極38及びド
レイン電極39が設けられている。ソース電極38及び
ドレイン電極39は、それぞれ、コンタクトホール37
aに充填された金属によって半導体膜34のソース領域
34s及びドレイン領域34dにそれぞれ接続されてい
る。A source electrode 38 and a drain electrode 39 are provided on the interlayer insulating film 37 so as to cover the contact holes 37a. The source electrode 38 and the drain electrode 39 have contact holes 37, respectively.
The metal filled in a is connected to the source region 34s and the drain region 34d of the semiconductor film 34, respectively.
【0045】半導体膜34上に形成されたソース電極3
8及びドレイン電極39は、遮光性の金属によりそれぞ
れ長方形の平板状に形成されている。ソース電極38及
びドレイン電極39は、チャネル方向に沿って長くなっ
ており、その長手方向の各端部が、下方になるにしたが
って徐々に内側に位置するように、逆テーパー形状に形
成されている。この逆テーパー状の端部の傾斜角度は、
70〜80°とされる。Source electrode 3 formed on semiconductor film 34
8 and the drain electrode 39 are each formed of a light-shielding metal into a rectangular flat plate shape. The source electrode 38 and the drain electrode 39 are elongated along the channel direction, and are formed in a reverse taper shape so that each end portion in the longitudinal direction is gradually positioned inside as it goes downward. . The angle of inclination of this reverse tapered end is
It is set to 70 to 80 °.
【0046】ソース電極38及びドレイン電極39が形
成された層間絶縁膜37上には、窒化膜40及び酸化膜
41がこの順に積層されて、酸化膜41の上面は一定の
高さとなっている。酸化膜41上には、周縁部が上方に
なるにつれて相互に接近するように順テーパー形状に形
成された上部遮光膜42が設けられている。上部遮光膜
42は、その下面におけるチャネル方向と直交する方向
の寸法が下層のソース電極38及びドレイン電極39の
同方向の長さと同程度の長さを有するように形成されて
いる。A nitride film 40 and an oxide film 41 are laminated in this order on the interlayer insulating film 37 on which the source electrode 38 and the drain electrode 39 are formed, and the upper surface of the oxide film 41 has a constant height. An upper light-shielding film 42 formed in a forward taper shape is provided on the oxide film 41 so that the peripheral portions thereof are closer to each other as they go upward. The upper light-shielding film 42 is formed such that the dimension of the lower surface thereof in the direction orthogonal to the channel direction is approximately the same as the length of the lower-layer source electrode 38 and drain electrode 39 in the same direction.
【0047】次に、本願発明者らは、波動光学シミュレ
ーションを利用して半導体膜34の上方に設けられたソ
ース電極38及びドレイン電極39(以下、金属層38
(39)と称する)において、逆テーパー形状に形成さ
れた端部の傾斜角度を、遮光性に最も優れたものとなる
最適設定条件を求めたので、以下、そのシミュレーショ
ン結果について説明する。Next, the inventors of the present application utilize a wave optical simulation to provide a source electrode 38 and a drain electrode 39 (hereinafter referred to as a metal layer 38) provided above the semiconductor film 34.
In (39)), the optimum setting condition for the inclination angle of the end portion formed in the reverse taper shape to give the best light shielding property is obtained, and the simulation result will be described below.
【0048】図2は、本願発明者らが、実際に行った波
動光学シミュレーションに用いた半導体装置における、
金属層38(39)及び上部遮光膜42のそれぞれの端
部に形成された傾斜角度θ1及びθ2を定義するための
断面図である。FIG. 2 shows a semiconductor device used in the wave optics simulation actually performed by the inventors.
FIG. 6 is a cross-sectional view for defining tilt angles θ1 and θ2 formed at the respective ends of the metal layer 38 (39) and the upper light-shielding film 42.
【0049】図3には、図2に示すように定義された金
属層38(39)の傾斜角度θ1について、この傾斜角
度θ1を種々変更した場合に、下層の半導体膜34チャ
ネル領域34cに入射される光量を求めた結果に関する
グラフを示している。この図3において、実線は、上部
遮光膜42におけるテーパー形状の傾斜角度θ2が、θ
2=60°の場合、破線は、上部遮光膜42の傾斜角度
θ2が、θ2=0°の場合をそれぞれ示している。In FIG. 3, the inclination angle θ1 of the metal layer 38 (39) defined as shown in FIG. 2 is incident on the lower semiconductor film 34 channel region 34c when the inclination angle θ1 is variously changed. The graph regarding the result of having calculated | required the light amount to be shown is shown. In FIG. 3, the solid line indicates that the taper-shaped inclination angle θ2 of the upper light shielding film 42 is θ.
When 2 = 60 °, the broken line shows the case where the inclination angle θ2 of the upper light shielding film 42 is θ2 = 0 °.
【0050】図3に示すグラフを参照して明らかなよう
に、金属層38(39)の傾斜角度θ1は、上部遮光膜
42における傾斜角度θ2の値にかかわりなく、θ1=
70〜80°の範囲内のとき、チャネル領域34cに入
射される光量が最も低減されていることが示されてい
る。また、上部遮光膜42については、傾斜角度θ2
が、θ2=60°のときのほうが、チャネル領域34c
に入射される光量が低減されていることが示されてい
る。As is apparent from the graph shown in FIG. 3, the inclination angle θ1 of the metal layer 38 (39) is θ1 = irrespective of the value of the inclination angle θ2 in the upper light shielding film 42.
It is shown that the amount of light incident on the channel region 34c is most reduced in the range of 70 to 80 °. Further, regarding the upper light-shielding film 42, the inclination angle θ2
When θ2 = 60 °, the channel region 34c
It has been shown that the amount of light incident on is reduced.
【0051】上部遮光膜42については、下層の金属層
38(39)との相対的位置関係が重要であり、例え
ば、上部遮光膜42の設置位置にアライメントのズレが
生じて、チャネル領域34cの幅方向に関して、下層の
金属層38(39)の線幅よりも上部遮光膜42の幅方
向の寸法が長くなると、上部遮光膜42で回折されて下
方に回り込む回折光の強度が大きくなり、チャネル領域
34cに到達する光の強度が増大するおそれがある。こ
れに対して、上部遮光膜42のチャネル方向の長さが、
金属層38(39)の同方向の長さと同じかまたは短い
場合には、金属層38(39)と上部遮光膜42とで二
重に遮光することができ、上方から入射する光を確実に
遮光して、回折光による光の強度を低減することができ
る。また、上部遮光膜42の端部を順テーパー形状とし
ていることにより、図2に示すように、上方から半導体
層32に向かって照射される光を、半導体膜32から遠
ざかるように上方に効率よく反射させることができる。
外部方向に向けて反射するために好適な形状になってい
る。Regarding the upper light-shielding film 42, the relative positional relationship with the lower metal layer 38 (39) is important, and, for example, an alignment deviation occurs in the installation position of the upper light-shielding film 42, resulting in the channel region 34c. In the width direction, when the dimension of the upper light-shielding film 42 in the width direction becomes longer than the line width of the lower metal layer 38 (39), the intensity of the diffracted light diffracted by the upper light-shielding film 42 and wrapping downward is increased, and the channel The intensity of the light reaching the region 34c may increase. On the other hand, the length of the upper light shielding film 42 in the channel direction is
When the length of the metal layer 38 (39) is the same as or shorter than the length in the same direction, the metal layer 38 (39) and the upper light-shielding film 42 can do double light shielding, and the light incident from above can be surely provided. By blocking the light, the intensity of the diffracted light can be reduced. Further, since the end portion of the upper light-shielding film 42 has a forward tapered shape, as shown in FIG. 2, the light emitted toward the semiconductor layer 32 from above can be efficiently moved upward so as to move away from the semiconductor film 32. Can be reflected.
The shape is suitable for reflecting toward the outside.
【0052】また、チャネル方向に直交する方向につい
て端部が逆テーパー形状に形成された各金属層38(3
9)は、その上面の同方向の長さが上部遮光膜42の下
面の同方向の長さと同程度の長さになるように形成され
ている。これにより、上部遮光膜42の周縁部からの回
折光を有効に遮光することができる。また、この金属層
38(39)は、逆テーパー形状に形成されていること
により、透明絶縁基板31の下方から侵入する光を半導
体膜34とは反対側に反射させることができるために、
半導体膜34に光が入射することをさらに確実に防止す
ることができる。In addition, each metal layer 38 (3) having an end portion formed in an inversely tapered shape in the direction orthogonal to the channel direction.
9) is formed such that the length of the upper surface in the same direction is approximately the same as the length of the lower surface of the upper light shielding film 42 in the same direction. Thereby, the diffracted light from the peripheral portion of the upper light shielding film 42 can be effectively shielded. Further, since the metal layer 38 (39) is formed in the inverse taper shape, light entering from below the transparent insulating substrate 31 can be reflected to the side opposite to the semiconductor film 34.
It is possible to more reliably prevent light from entering the semiconductor film 34.
【0053】次に、本実施の形態1の半導体装置の製造
方法について、図4(a)〜(e)及び図5(a)〜
(c)を用いて、工程毎に説明する。Next, regarding the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, FIGS. 4 (a) to 4 (e) and FIG. 5 (a) to
Each step will be described with reference to (c).
【0054】まず、ガラスまたは石英等の透明絶縁基板
31上に、遮光膜を、CVD法またはスパッタ法等を用
いて堆積し、続けて、この遮光膜を、フォトリソグラフ
ィ及びエッチングを用いて所定形状にパターニングし
て、図4(a)に示すように、下部遮光膜32とする。First, a light shielding film is deposited on the transparent insulating substrate 31 such as glass or quartz by using the CVD method or the sputtering method, and then this light shielding film is formed into a predetermined shape by using photolithography and etching. 4A to form the lower light-shielding film 32 as shown in FIG.
【0055】下部遮光膜32としては、例えば、タング
ステン(W)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モ
リブデン(Mo)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)
等の金属膜とポリシリコン等のシリコン膜またはシリサ
イド膜とを組み合わせた遮光効果のある材料としたもの
が用いられる。このような材料により下部遮光膜32を
形成すれば、十分な遮光性が得られる。また、シリコン
膜の融点は約1400℃、シリサイド膜の融点は、13
00〜1500℃であるため、下部遮光膜32として上
記の材料を用いることにより、通常のバックライトはも
ちろん、プロジェクション用のハライドランプのような
強力な光を発するランプを用いても十分な耐熱性を有し
ており、また、後述の製造工程にて、900〜1200
℃という高温のプロセス温度による高温熱処理を実施し
ても、十分な耐熱性を有している。As the lower light-shielding film 32, for example, tungsten (W), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), chromium (Cr), nickel (Ni) is used.
A material having a light-shielding effect, which is a combination of a metal film such as the above and a silicon film such as polysilicon or a silicide film is used. If the lower light-shielding film 32 is formed of such a material, a sufficient light-shielding property can be obtained. Further, the melting point of the silicon film is about 1400 ° C., and the melting point of the silicide film is 13
Since the temperature is from 00 to 1500 ° C., by using the above-mentioned material as the lower light-shielding film 32, it is possible to obtain sufficient heat resistance not only with an ordinary backlight but also with a lamp that emits strong light such as a halide lamp for projection. In addition, in the manufacturing process described later, 900 to 1200
Even if a high temperature heat treatment is performed at a high process temperature of ℃, it has sufficient heat resistance.
【0056】次に、図4(b)に示すように、下部遮光
膜32が形成された透明絶縁基板31上の全面にわたっ
て、SiO2膜等の絶縁膜33を形成する。この絶縁膜
33の膜厚は、下部遮光膜32を反射して、絶縁膜33
を通過する光が干渉効果によって打ち消されるような膜
厚に設定される。Next, as shown in FIG. 4B, an insulating film 33 such as a SiO 2 film is formed on the entire surface of the transparent insulating substrate 31 on which the lower light shielding film 32 is formed. The film thickness of the insulating film 33 reflects the lower light shielding film 32,
The film thickness is set so that the light passing through is canceled by the interference effect.
【0057】次に、図4(c)に示すように、絶縁膜3
3上に薄膜トランジスタの活性層となる半導体膜34を
形成する。この半導体膜34は、非晶質、多結晶または
単結晶等のSi膜、Ge膜、GaAs膜またはGaP膜
等である。例えば、半導体膜34として、多結晶シリコ
ン膜を形成する場合には、絶縁膜33上に非晶質シリコ
ン膜を50〜150μmの膜厚に形成した後、高温条件
での熱処理またはレーザー光照射を実施することによっ
て多結晶化する方法を用いることが一般的である。続い
て、絶縁膜33上に形成された半導体膜34に対して、
フォトリソグラフィ及びエッチングを実施することによ
り、半導体膜を所定の島状にパターニングする。なお、
このような島状の半導体膜34を形成した後、閾値電圧
を制御するために、不純物イオンを注入する工程を実施
してもよい。Next, as shown in FIG. 4C, the insulating film 3
A semiconductor film 34 to be an active layer of a thin film transistor is formed on the semiconductor layer 3. The semiconductor film 34 is an amorphous, polycrystalline, or single crystal Si film, a Ge film, a GaAs film, a GaP film, or the like. For example, when a polycrystalline silicon film is formed as the semiconductor film 34, an amorphous silicon film having a thickness of 50 to 150 μm is formed on the insulating film 33, and then heat treatment or laser light irradiation under high temperature conditions is performed. It is common to use the method of polycrystallizing by carrying out. Then, with respect to the semiconductor film 34 formed on the insulating film 33,
The semiconductor film is patterned into a predetermined island shape by performing photolithography and etching. In addition,
After forming such an island-shaped semiconductor film 34, a step of implanting impurity ions may be performed in order to control the threshold voltage.
【0058】次に、図4(d)に示すように、半導体膜
34が形成された絶縁膜33の全面にわたって、ゲート
酸化膜35を形成する。このゲート酸化膜35は、CV
D法を用いて新たに堆積する方法、または、半導体膜3
4を酸化する方法によって形成される。さらに、新たに
堆積する方法及び半導体膜34を酸化する方法の両方を
用いることによって形成してもよい。続いて、ゲート酸
化膜35の半導体膜34上に該当する位置にゲート電極
36を形成する。Next, as shown in FIG. 4D, a gate oxide film 35 is formed on the entire surface of the insulating film 33 on which the semiconductor film 34 is formed. This gate oxide film 35 is CV
Method of newly depositing using D method, or semiconductor film 3
4 is formed by the method of oxidizing 4. Further, it may be formed by using both a new deposition method and a method of oxidizing the semiconductor film 34. Then, a gate electrode 36 is formed at a position corresponding to the gate oxide film 35 on the semiconductor film 34.
【0059】次に、図4(e)に示すように、ゲート電
極36をマスクとして、半導体膜34に不純物イオンを
注入する。ゲート電極36の両側部に該当する位置の半
導体膜34の領域は、不純物イオンが注入されて、ソー
ス領域34s及びドレイン領域34dとなる。マスクと
なるゲート電極36の下の半導体膜34の領域は、不純
物が注入されないことにより、両側のソース領域34s
及びドレイン領域34dに挟まれたチャネル領域34c
となる。Next, as shown in FIG. 4E, impurity ions are implanted into the semiconductor film 34 using the gate electrode 36 as a mask. Impurity ions are implanted into regions of the semiconductor film 34 at positions corresponding to both sides of the gate electrode 36 to become source regions 34s and drain regions 34d. In the region of the semiconductor film 34 below the gate electrode 36 which serves as a mask, impurities are not implanted, so that the source regions 34s on both sides are
And a channel region 34c sandwiched between the drain region 34d
Becomes
【0060】次に、図5(a)に示すように、ゲート電
極36が形成されたゲート絶縁膜35上の全面にわたっ
て、下層の半導体膜34に該当する部分が所定高さ他の
領域よりも高くなるように層間絶縁膜37を形成する。
この層間絶縁膜37の膜厚は、層間絶縁膜37を通過す
る光が干渉効果によって、互いに打ち消し合うような膜
厚に設定される。Next, as shown in FIG. 5A, a portion corresponding to the lower semiconductor film 34 has a predetermined height over the entire surface of the gate insulating film 35 on which the gate electrode 36 is formed, as compared with other regions. The interlayer insulating film 37 is formed to have a high height.
The film thickness of the interlayer insulating film 37 is set to such a thickness that the lights passing through the interlayer insulating film 37 cancel each other due to the interference effect.
【0061】層間絶縁膜37を形成した後、引き続い
て、層間絶縁膜37及びゲート絶縁膜35に、下層の半
導体膜34のソース領域34s及びドレイン領域34d
が配置された位置に対応して、それぞれ、ソース領域3
4s及びドレイン領域34dに達するコンタクトホール
37aを形成する。After the interlayer insulating film 37 is formed, the source region 34s and the drain region 34d of the lower semiconductor film 34 are successively formed on the interlayer insulating film 37 and the gate insulating film 35.
The source regions 3 corresponding to the positions where
A contact hole 37a reaching 4s and the drain region 34d is formed.
【0062】続いて、コンタクトホール37aがそれぞ
れ形成された層間絶縁膜37上の全体にわたって、Al
等の金属層を堆積する。このAl等の金属層は、層間絶
縁膜37上に堆積されると共に、各コンタクトホール3
7a内に充填される。そして、金属層を全面にわたって
形成した後、エッチングを実施することにより、半導体
膜34のソース領域34s、チャネル領域34c、ドレ
イン領域34dが配列した方向と直交する方向(チャネ
ル幅方向)と同一の方向に延びる金属層が残るように、
エッチングを実施する。また、このエッチング工程で
は、各金属層の幅方向の各端部が、70〜80°の逆テ
ーパー形状を有するように、エッチングを実施する。こ
のエッチング工程を経て、金属配線からなるソース電極
38及びドレイン電極39が形成される。本実施の形態
1では、CF4ガスまたはCF4とCHF3との混合ガス
等を用いたドライエッチングを用いてソース電極38及
びドレイン電極39を形成した。Subsequently, the entire surface of the interlayer insulating film 37 in which the contact holes 37a are formed is entirely covered with Al.
Etc. to deposit a metal layer. This metal layer of Al or the like is deposited on the interlayer insulating film 37, and each contact hole 3 is formed.
7a is filled. Then, after the metal layer is formed over the entire surface, etching is performed, so that the same direction as the direction (channel width direction) orthogonal to the direction in which the source region 34s, the channel region 34c, and the drain region 34d of the semiconductor film 34 are arranged. So that the metal layer extending to
Etching is performed. In addition, in this etching step, etching is performed so that each end portion in the width direction of each metal layer has an inverse tapered shape of 70 to 80 °. Through this etching process, the source electrode 38 and the drain electrode 39 made of metal wiring are formed. In the first embodiment, the source electrode 38 and the drain electrode 39 are formed by dry etching using CF 4 gas or a mixed gas of CF 4 and CHF 3 .
【0063】次に、図5(b)に示すように、ソース電
極38及びドレイン電極39がそれぞれ形成された層間
絶縁膜37上の全面にわたって窒化膜40を形成し、続
いて、酸化膜41を形成する。この窒化膜40及び酸化
膜41は、金属により形成されたソース電極38及びド
レイン電極39を保護するためのパッシベーション膜と
して形成されている。酸化膜41を形成した後、水素化
処理を行い、引き続いて、下層に半導体膜34等が形成
されていることにより、凹凸が形成されている酸化膜4
1の表面上に対して、エッチバックまたはCMP(Ch
emicalMechanical Polishin
g)等を行うことにより平坦化する。Next, as shown in FIG. 5B, a nitride film 40 is formed over the entire surface of the interlayer insulating film 37 on which the source electrode 38 and the drain electrode 39 are respectively formed, and then an oxide film 41 is formed. Form. The nitride film 40 and the oxide film 41 are formed as a passivation film for protecting the source electrode 38 and the drain electrode 39 made of metal. After the oxide film 41 is formed, hydrogenation is performed, and subsequently, the semiconductor film 34 and the like are formed in the lower layer, so that the oxide film 4 in which unevenness is formed is formed.
Etchback or CMP (Ch
mechanicalMechanical Polish
g) etc. to flatten the surface.
【0064】次に、図5(c)に示すように、平坦化さ
れた酸化膜41上に、CVD法、スパッタ法等を用いて
遮光膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ及びエッ
チングを行うことにより所定の形状にパターニングして
上部遮光膜42とする。この上部遮光膜42のエッチン
グは、周縁部が順テーパー形状を有するように実施され
る。上部遮光膜42は、下層の下部遮光膜32と同様
に、種々の遮光性材料により形成することが可能であ
る。Next, as shown in FIG. 5C, a light shielding film is formed on the flattened oxide film 41 by the CVD method, the sputtering method or the like, and then photolithography and etching are performed. Is patterned into a predetermined shape to form the upper light-shielding film 42. The etching of the upper light shielding film 42 is performed so that the peripheral portion has a forward tapered shape. The upper light-shielding film 42 can be formed of various light-shielding materials similarly to the lower light-shielding film 32 of the lower layer.
【0065】上記のように製造された半導体装置を、液
晶表示装置のアクティブマトリクス基板として用いる場
合、ドレイン電極39上の窒化膜40及び酸化膜41
に、コンタクトホールを形成した後、酸化膜41上に、
画素電極となる透明金属膜をITO等によって形成し、
所定形状にエッチングする。この透明金属膜により形成
された画素電極は、ドレイン電極39上に形成されたコ
ンタクトホールを介してドレイン電極39に接続され
る。When the semiconductor device manufactured as described above is used as an active matrix substrate of a liquid crystal display device, the nitride film 40 and the oxide film 41 on the drain electrode 39 are formed.
Then, after forming a contact hole, on the oxide film 41,
A transparent metal film to be a pixel electrode is formed of ITO or the like,
Etching into a predetermined shape. The pixel electrode formed of this transparent metal film is connected to the drain electrode 39 through a contact hole formed on the drain electrode 39.
【0066】(実施の形態2)本実施の形態2の半導体
装置は、例えば、アクティブマトリクス型の液晶表示装
置において、アクティブマトリクス基板として用いられ
る。(Second Embodiment) The semiconductor device according to the second embodiment is used as an active matrix substrate in an active matrix type liquid crystal display device, for example.
【0067】図6は、それぞれ、本実施の形態2の半導
体装置の概略構成を示しており、図6(a)は、この半
導体装置の半導体膜におけるソース領域及びドレイン領
域によって両側が挟まれているチャネル領域のチャネル
方向に沿う概略断面図であり、図6(b)は、そのチャ
ネル方向に直交する方向に沿う概略断面図である。FIGS. 6A and 6B respectively show a schematic structure of a semiconductor device according to the second embodiment. FIG. 6A shows a semiconductor film of the semiconductor device in which both sides are sandwiched by a source region and a drain region. It is a schematic sectional drawing which follows the channel direction of the existing channel region, and FIG.6 (b) is a schematic sectional drawing which follows the direction orthogonal to the channel direction.
【0068】この半導体装置は、ガラス基板等の透明絶
縁基板51上に形成されている。透明絶縁基板51上に
は、透明絶縁基板51の下方から照射される光を遮光す
る下部遮光膜52が所定形状に形成されている。この下
部遮光膜52が形成された透明絶縁基板51上には、所
定厚さの絶縁膜53が形成されて、その上面が全体にわ
たって平坦になっている。This semiconductor device is formed on a transparent insulating substrate 51 such as a glass substrate. On the transparent insulating substrate 51, a lower light shielding film 52 that shields light emitted from below the transparent insulating substrate 51 is formed in a predetermined shape. An insulating film 53 having a predetermined thickness is formed on the transparent insulating substrate 51 on which the lower light-shielding film 52 is formed, and the upper surface thereof is flat over the entire surface.
【0069】絶縁膜53上には、下部遮光膜52が形成
された位置に対応して、島状の半導体膜54が形成され
ている。この島状の半導体膜54は、後の工程を経て薄
膜トランジスタ(以下、TFTという)の活性層となる
領域である。この島状の半導体膜54は、中央部にチャ
ネル領域54cが形成され、このチャネル領域54cを
挟む両側部に、ソース領域54s、ドレイン領域54d
がそれぞれ形成されている。また、この島状の半導体膜
54の周囲には、後にTFTの活性層となる島状の半導
体膜54に光が入射することを防止する遮光層55が形
成されている。An island-shaped semiconductor film 54 is formed on the insulating film 53 so as to correspond to the position where the lower light-shielding film 52 is formed. The island-shaped semiconductor film 54 is a region which will be an active layer of a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) through a later process. A channel region 54c is formed in the center of the island-shaped semiconductor film 54, and the source region 54s and the drain region 54d are formed on both sides of the channel region 54c.
Are formed respectively. Around the island-shaped semiconductor film 54, a light-shielding layer 55 is formed to prevent light from entering the island-shaped semiconductor film 54, which will later become the active layer of the TFT.
【0070】この遮光層55は、島状の半導体膜54と
同様の半導体によって形成されている。この遮光層55
は、遮光層55と半導体膜54との間隔が、0.05μ
m〜0.10μmの範囲、また、遮光層55の幅wは、
下部遮光膜52の長さをbとして、w/bが、0<w/
b<0.7の範囲となるように形成されている。The light shielding layer 55 is formed of the same semiconductor as the island-shaped semiconductor film 54. This light shielding layer 55
Is 0.05 μm between the light shielding layer 55 and the semiconductor film 54.
The range of m to 0.10 μm and the width w of the light shielding layer 55 are
When the length of the lower light shielding film 52 is b, w / b is 0 <w /
It is formed so that b <0.7.
【0071】TFTの活性層となる半導体膜54及びT
FTへの光の入射を防止する遮光層55がそれぞれ形成
された絶縁膜53上には、薄膜のゲート絶縁膜56が形
成されている。このゲート絶縁膜56上には、半導体膜
54に形成されたチャネル領域54cに対応してゲート
電極57が形成されている。ゲート電極57が形成され
たゲート絶縁膜56上には、下層の半導体膜54が形成
された部分で厚くなるように、層間絶縁膜58が形成さ
れている。この層間絶縁膜58及びゲート絶縁膜56に
は、下層の半導体膜54のソース領域54s及びドレイ
ン領域54dが配置された位置に対応して、電極取り出
し用のコンタクトホール58aがそれぞれ形成されてい
る。The semiconductor film 54 and T serving as the active layer of the TFT.
A thin gate insulating film 56 is formed on the insulating film 53 on which the light shielding layer 55 that prevents light from entering the FT is formed. A gate electrode 57 is formed on the gate insulating film 56 so as to correspond to the channel region 54c formed in the semiconductor film 54. An interlayer insulating film 58 is formed on the gate insulating film 56 with the gate electrode 57 formed thereon so as to be thicker in a portion where the lower semiconductor film 54 is formed. Contact holes 58a for electrode extraction are formed in the interlayer insulating film 58 and the gate insulating film 56 at positions corresponding to the source regions 54s and the drain regions 54d of the lower semiconductor film 54, respectively.
【0072】層間絶縁膜58上には、各コンタクトホー
ル58aをそれぞれ覆うように、ソース電極59及びド
レイン電極60が設けられている。ソース電極59及び
ドレイン電極60は、それぞれ、コンタクトホール58
aに充填された金属によって半導体膜54のソース領域
54s及びドレイン電極54dにそれぞれ接続されてい
る。半導体膜54上に形成されたソース電極59及びド
レイン電極60は、遮光性の金属により、それぞれ、チ
ャネル方向に沿って長い長方形の平板状に形成されてい
る。A source electrode 59 and a drain electrode 60 are provided on the interlayer insulating film 58 so as to cover the contact holes 58a. The source electrode 59 and the drain electrode 60 have contact holes 58, respectively.
The source region 54s of the semiconductor film 54 and the drain electrode 54d are respectively connected by the metal filled in a. The source electrode 59 and the drain electrode 60 formed on the semiconductor film 54 are made of light-shielding metal and formed in a rectangular flat plate shape that is long along the channel direction.
【0073】ソース電極59及びドレイン電極60がそ
れぞれ形成された層間絶縁膜58上には、窒化膜61及
び酸化膜62がこの順に積層されて、酸化膜62の上面
は一定の高さになっている。酸化膜62上には、下部遮
光膜52と同様の遮光性材料により上部遮光膜63が形
成されている。この上部遮光膜63は、下部遮光膜52
と同様の形状に形成されている。A nitride film 61 and an oxide film 62 are stacked in this order on the interlayer insulating film 58 on which the source electrode 59 and the drain electrode 60 are formed, and the upper surface of the oxide film 62 has a constant height. There is. An upper light-shielding film 63 is formed on the oxide film 62 with a light-shielding material similar to that of the lower light-shielding film 52. The upper light-shielding film 63 is the lower light-shielding film 52.
It is formed in the same shape as.
【0074】次に、本願発明者らは、波動光学シミュレ
ーションを利用して、半導体膜54に隣接して形成され
た遮光層55を、半導体膜54のチャネル領域54cに
入射する入射光量に関して遮光性に優れたものとなる最
適条件を求めたので、以下、そのシミュレーション結果
について説明する。Next, the inventors of the present application utilize the wave optical simulation to shield the light shielding layer 55 formed adjacent to the semiconductor film 54 with respect to the amount of incident light incident on the channel region 54c of the semiconductor film 54. Since the optimum conditions that are excellent in the above are obtained, the simulation results will be described below.
【0075】図7は、本願発明者らが、実際に行った波
動光学シミュレーションに用いた半導体装置における遮
光層55の幅w及び遮光層55と半導体膜54との間隔
d、及び上部遮光膜63の幅aと下部遮光膜52の幅b
を定義する断面図である。FIG. 7 shows the width w of the light-shielding layer 55, the distance d between the light-shielding layer 55 and the semiconductor film 54, and the upper light-shielding film 63 in the semiconductor device actually used in the wave optics simulation performed by the inventors. Width a and the width b of the lower light-shielding film 52
It is sectional drawing which defines.
【0076】図8には、図7に示すように定義された間
隔dについて、この間隔dを種々変更した場合に、チャ
ネル領域に入射される光量を求めた結果を示すグラフを
示している。FIG. 8 is a graph showing the results of obtaining the amount of light incident on the channel region when the distance d is variously changed for the distance d defined as shown in FIG.
【0077】図8に示すグラフを参照して明らかなよう
に、遮光層55と半導体膜54との間隔幅dは、0.5
〜0.7μmの範囲で、間隔dの増加とともに、入射光
量が低減されてることが観察されるが、全体としては、
間隔dが小さくなる程、入射光量が低減されている。As is clear from the graph shown in FIG. 8, the gap width d between the light shielding layer 55 and the semiconductor film 54 is 0.5.
It is observed that the amount of incident light is reduced with an increase in the distance d in the range of up to 0.7 μm, but as a whole,
The smaller the distance d, the smaller the amount of incident light.
【0078】間隔dの増加に伴って入射光量が増加する
理由については、間隔dが増加するのに従って、遮光層
55の端部が上部遮光膜63の端部に近づくため、遮光
層55がなければ、そのまま透明絶縁性基板51の下方
に通り抜ける光が、遮光膜55によって反射されて、半
導体膜54に入射される光が増加するためであると考え
られる。The reason why the amount of incident light increases as the distance d increases is that the edge of the light shielding layer 55 approaches the edge of the upper light shielding film 63 as the distance d increases, so that the light shielding layer 55 must be provided. It is considered that this is because the light passing directly under the transparent insulating substrate 51 is reflected by the light shielding film 55 and the light incident on the semiconductor film 54 increases.
【0079】また、加工精度の限界値である間隔d=
0.05μmと遮光層なしとの遮光効果を比較すると、
微小でも間隔dが形成されていることによって、遮光効
果が認められる。Further, the interval d = which is the limit value of the processing accuracy.
Comparing the light blocking effect between 0.05 μm and without the light blocking layer,
Even if it is minute, the light-shielding effect can be recognized because the interval d is formed.
【0080】以上により、遮光層55と半導体膜54と
の間隔dは、少なくなっているほど好ましく、遮光層が
形成されていない場合との遮光効果の比較、及び間隔d
の加工精度、加工し易さを考慮して、間隔dは、0.0
5μm〜0.10μmの範囲に形成されることがより好
ましいことが示される。From the above, it is preferable that the distance d between the light shielding layer 55 and the semiconductor film 54 is smaller, and the comparison of the light shielding effect with the case where the light shielding layer is not formed and the distance d.
In consideration of the machining accuracy and easiness of machining, the interval d is 0.0
It is shown that it is more preferable to form in the range of 5 μm to 0.10 μm.
【0081】また、図9には、図7に示すように定義さ
れた幅wについて、この幅wを種々変更した場合に、チ
ャネル領域に入射される光量を求めた結果を示すグラフ
を示している。この幅wについてのシミュレーションで
は、上部遮光膜63の幅a及び下部遮光膜52の幅bを
基準として用いて、遮光層55の幅wの最適条件を求め
ている。なお、ソース電極59及びドレイン電極60の
長手方向の長さは、概略上部遮光膜63の幅方向の長さ
aに等しいとして、このシミュレーションを行ってい
る。Further, FIG. 9 shows a graph showing the result of obtaining the amount of light incident on the channel region when the width w is variously changed with respect to the width w defined as shown in FIG. There is. In the simulation of the width w, the optimum condition of the width w of the light shielding layer 55 is obtained by using the width a of the upper light shielding film 63 and the width b of the lower light shielding film 52 as a reference. The simulation is performed on the assumption that the lengths of the source electrode 59 and the drain electrode 60 in the longitudinal direction are substantially equal to the length a of the upper light-shielding film 63 in the width direction.
【0082】図9に示すグラフを参照して明らかなよう
に、遮光層55の幅wと下部遮光膜52の長さbとの
比、w/bが、0<w/b<0.7の範囲にわたって、
遮光層55が形成されていない場合に比較して、入射光
量が低減されることが明らかになっている。As is clear from the graph shown in FIG. 9, the ratio of the width w of the light shielding layer 55 to the length b of the lower light shielding film 52, w / b, is 0 <w / b <0.7. Over the range of
It is clear that the amount of incident light is reduced as compared with the case where the light shielding layer 55 is not formed.
【0083】w/b>0.6の範囲で、幅wの増加と共
に、入射光量が増加している理由については、上記の間
隔dの増加と共に、入射光量が増加する理由と同様に考
えられる。すなわち、幅wが増加することによって、遮
光層54がなければ、そのまま透明絶縁性基板51の下
方に通り抜ける光が、遮光層54によって反射されて、
半導体膜54に入射される光が増加するためであると考
えられる。The reason why the incident light amount increases as the width w increases in the range of w / b> 0.6 is considered to be the same as the reason why the incident light amount increases as the interval d increases. . That is, as the width w increases, if there is no light-shielding layer 54, the light passing directly under the transparent insulating substrate 51 is reflected by the light-shielding layer 54,
It is considered that this is because the amount of light incident on the semiconductor film 54 increases.
【0084】以上により、遮光層55の幅wは、遮光層
55が設けられていない場合に比較して、遮光効果が認
められる、0<w/b<0.7の範囲に形成されること
が好ましいことが示される。As described above, the width w of the light-shielding layer 55 is formed in the range of 0 <w / b <0.7 at which the light-shielding effect is recognized as compared with the case where the light-shielding layer 55 is not provided. Are shown to be preferred.
【0085】さらに、遮光層55の幅wは、大きくなり
過ぎると、遮光層55の端部が、上部遮光膜63の端部
より外側に位置することになり、光が透過する領域が低
減されるため、遮光層55の端部は、上部遮光膜63よ
り内側に位置することが好ましい。したがって、上部遮
光膜63の長さaが、下部遮光膜52の長さbよりも長
い(a≧b)場合には、w<a/2であることが好まし
い。Further, if the width w of the light-shielding layer 55 becomes too large, the end portion of the light-shielding layer 55 will be located outside the end portion of the upper light-shielding film 63, and the area through which light is transmitted is reduced. Therefore, it is preferable that the end portion of the light shielding layer 55 is located inside the upper light shielding film 63. Therefore, when the length a of the upper light shielding film 63 is longer than the length b of the lower light shielding film 52 (a ≧ b), it is preferable that w <a / 2.
【0086】次に、本実施の形態2の半導体装置の製造
方法について、図10(a)〜(e)及び図11(a)
〜(c)を用いて、工程毎に説明する。Next, with respect to the method of manufacturing the semiconductor device of the second embodiment, FIGS. 10 (a) to 10 (e) and 11 (a) will be described.
Each step will be described with reference to (c).
【0087】まず、ガラスまたは石英等の透明絶縁基板
51上に、CVD法またはスパッタ法等を用いて遮光膜
を堆積し、続いて、この遮光膜を、フォトリソグラフィ
及びエッチングを用いて所定形状にパターニングして、
図10(a)に示すように、下部遮光膜52を形成す
る。First, a light shielding film is deposited on the transparent insulating substrate 51 such as glass or quartz by the CVD method or the sputtering method, and then this light shielding film is formed into a predetermined shape by using photolithography and etching. Pattern it,
As shown in FIG. 10A, the lower light shielding film 52 is formed.
【0088】下部遮光膜52としては、例えば、タング
ステン(W)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モ
リブデン(Mo)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)
等の金属膜とポリシリコン等のシリコン膜またはシリサ
イド膜とを組み合わせた遮光効果のある材料としたもの
が用いられる。このような材料により下部遮光膜52を
形成すれば、十分な遮光性が得られる。また、シリコン
膜の融点は約1400℃、シリサイド膜の融点は、13
00〜1500℃であるため、下部遮光膜52として上
記の材料を用いることにより、通常のバックライトはも
ちろん、プロジェクション用のハライドランプのような
強力な光を発するランプを用いても十分な耐熱性を有し
ており、また、後述の製造工程にて、900〜1200
℃という高温のプロセス温度による高温熱処理を実施し
ても、十分な耐熱性を有している。As the lower light-shielding film 52, for example, tungsten (W), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), chromium (Cr), nickel (Ni) is used.
A material having a light-shielding effect, which is a combination of a metal film such as the above and a silicon film such as polysilicon or a silicide film is used. If the lower light-shielding film 52 is formed of such a material, sufficient light-shielding property can be obtained. Further, the melting point of the silicon film is about 1400 ° C., and the melting point of the silicide film is 13
Since the temperature is from 00 to 1500 ° C., by using the above-mentioned material as the lower light-shielding film 52, it is possible to obtain sufficient heat resistance not only with an ordinary backlight but also with a lamp that emits strong light such as a halide lamp for projection. In addition, in the manufacturing process described later, 900 to 1200
Even if a high temperature heat treatment is performed at a high process temperature of ℃, it has sufficient heat resistance.
【0089】次に、図10(b)に示すように、下部遮
光膜52が形成された透明絶縁基板51上の全面にわた
って、SiO2膜等の絶縁膜53を形成する。この絶縁
膜53の膜厚は、下部遮光膜52を反射して、絶縁膜5
3を通過する光が干渉効果によって打ち消されるような
膜厚に設定される。Next, as shown in FIG. 10B, an insulating film 53 such as a SiO 2 film is formed on the entire surface of the transparent insulating substrate 51 on which the lower light shielding film 52 is formed. The thickness of the insulating film 53 reflects the lower light-shielding film 52,
The film thickness is set so that the light passing through 3 is canceled by the interference effect.
【0090】次に、絶縁膜53上に半導体層を形成す
る。この半導体層は、非晶質、多結晶または単結晶等の
Si膜、Ge膜、GaAs膜またはGaP膜等である。
例えば、半導体層として、多結晶シリコン膜を形成する
場合には、絶縁膜53上に非晶質シリコン膜を50〜1
50μmの膜厚に形成した後、高温条件での熱処理また
はレーザー光照射を実施することによって多結晶化する
方法を用いることが一般的である。続いて、絶縁膜53
上に形成された半導体層に対して、フォトリソグラフィ
及びエッチングを実施することにより、図10(c)に
示すように、所定の島状の半導体膜54及びこの半導体
膜54の周囲を囲む遮光層55を形成する。半導体膜5
4及び遮光層55をそれぞれ形成した後、半導体膜54
には、閾値電圧を制御するため、不純物イオンを注入す
る工程を加えてもよい。この場合、遮光層55は、活性
化を行わない。このように、本実施の形態2の半導体装
置では、後の工程を経てTFTのチャネル領域となる半
導体膜54を形成するときに、同時に遮光層55を形成
することができ、遮光層55を形成するための工程を別
途行う必要がなく、工程数の増加を招かない。Next, a semiconductor layer is formed on the insulating film 53. This semiconductor layer is an amorphous, polycrystalline, or single crystal Si film, a Ge film, a GaAs film, a GaP film, or the like.
For example, when a polycrystalline silicon film is formed as the semiconductor layer, an amorphous silicon film is formed on the insulating film 53 by 50 to 1
It is common to use a method of forming a film having a thickness of 50 μm and then polycrystallizing it by performing heat treatment or laser light irradiation under high temperature conditions. Then, the insulating film 53
By performing photolithography and etching on the semiconductor layer formed above, as shown in FIG. 10C, a predetermined island-shaped semiconductor film 54 and a light-shielding layer surrounding the semiconductor film 54 are provided. 55 is formed. Semiconductor film 5
4 and the light-shielding layer 55 are respectively formed, the semiconductor film 54
In order to control the threshold voltage, a step of implanting impurity ions may be added. In this case, the light shielding layer 55 is not activated. As described above, in the semiconductor device according to the second embodiment, the light shielding layer 55 can be formed at the same time when the semiconductor film 54 to be the channel region of the TFT is formed through the subsequent steps, and the light shielding layer 55 is formed. It is not necessary to separately perform a process for doing so, and the number of processes is not increased.
【0091】次に、図10(d)に示すように、半導体
膜54及び遮光層55が形成された絶縁膜53の全面に
わたって、ゲート酸化膜56を形成する。このゲート酸
化膜56は、CVD法を用いて新たに堆積する方法、ま
たは、半導体膜54及び遮光層55を酸化する方法によ
って形成される。さらに、新たに酸化膜を堆積する方法
及び半導体膜54及び遮光層55を酸化する方法の両方
を用いることによって形成してもよい。続いて、ゲート
酸化膜56の半導体膜54上に該当する位置にゲート電
極57を形成する。Next, as shown in FIG. 10D, a gate oxide film 56 is formed on the entire surface of the insulating film 53 on which the semiconductor film 54 and the light shielding layer 55 are formed. The gate oxide film 56 is formed by a new deposition method using the CVD method or a method of oxidizing the semiconductor film 54 and the light shielding layer 55. Further, it may be formed by using both a method of newly depositing an oxide film and a method of oxidizing the semiconductor film 54 and the light shielding layer 55. Then, a gate electrode 57 is formed at a position corresponding to the gate oxide film 56 on the semiconductor film 54.
【0092】次に、図10(e)に示すように、ゲート
電極57をマスクとして、半導体膜54に不純物イオン
を注入する。半導体膜54において、ゲート電極57が
形成されていない両側部の領域は、不純物イオンが注入
されて、それぞれ、ソース領域54s及びドレイン領域
54dとなる。マスクとなるゲート電極57の直下の半
導体膜54の領域は、不純物が注入されないことによ
り、両側のソース領域54s及びドレイン領域54dに
挟まれたチャネル領域54cとなる。Next, as shown in FIG. 10E, impurity ions are implanted into the semiconductor film 54 using the gate electrode 57 as a mask. Impurity ions are implanted into regions on both sides of the semiconductor film 54 where the gate electrode 57 is not formed to become a source region 54s and a drain region 54d, respectively. The region of the semiconductor film 54 immediately below the gate electrode 57, which serves as a mask, becomes a channel region 54c sandwiched by the source region 54s and the drain region 54d on both sides because no impurities are implanted.
【0093】次に、図11(a)に示すように、ゲート
電極57が形成されたゲート絶縁膜56上の全面にわた
って、下層の半導体膜54に該当する部分が所定高さ他
の領域よりも高くなるように層間絶縁膜58を形成す
る。Next, as shown in FIG. 11A, over the entire surface of the gate insulating film 56 on which the gate electrode 57 is formed, the portion corresponding to the lower semiconductor film 54 has a predetermined height higher than other regions. The interlayer insulating film 58 is formed to have a high height.
【0094】層間絶縁膜58を形成した後、引き続い
て、層間絶縁膜58及びゲート絶縁膜56に、下層の半
導体膜54のソース領域54s及びドレイン領域54d
が配置された位置に対応して、それぞれ、ソース領域5
4s及びドレイン領域54dに達するコンタクトホール
58aを形成する。After forming the interlayer insulating film 58, the source region 54s and the drain region 54d of the underlying semiconductor film 54 are successively formed on the interlayer insulating film 58 and the gate insulating film 56.
Corresponding to the positions where the
A contact hole 58a reaching 4s and the drain region 54d is formed.
【0095】続いて、コンタクトホール58aがそれぞ
れ形成された層間絶縁膜58上の全体にわたって、Al
等の金属層を堆積する。このAl等の金属層は、層間絶
縁膜58上に堆積されると共に、各コンタクトホール5
8a内に充填される。そして、金属層を全面にわたって
形成した後、チャネル方向に直交する方向に沿って長い
長方形の平板状に金属層が残存するように、エッチング
を実施する。このエッチング工程を経て、金属配線から
なるソース電極59及びドレイン電極60が形成され
る。本実施の形態2では、CF4ガスまたはCF4とCH
F3との混合ガス等を用いたドライエッチングを用いて
ソース電極59及びドレイン電極60を形成した。Subsequently, the entire surface of the interlayer insulating film 58 in which the contact holes 58a are formed is entirely covered with Al.
Etc. to deposit a metal layer. This metal layer of Al or the like is deposited on the interlayer insulating film 58, and the contact holes 5 are formed.
8a is filled. Then, after the metal layer is formed over the entire surface, etching is performed so that the metal layer remains in the shape of a long rectangular flat plate along the direction orthogonal to the channel direction. Through this etching process, the source electrode 59 and the drain electrode 60 made of metal wiring are formed. In the second embodiment, CF 4 gas or CF 4 and CH
The source electrode 59 and the drain electrode 60 were formed by dry etching using a mixed gas with F 3 .
【0096】次に、図11(b)に示すように、ソース
電極59及びドレイン電極60が形成された層間絶縁膜
58上の全面にわたって窒化膜61を形成し、続いて、
酸化膜62を形成する。この窒化膜61及び酸化膜62
は、金属により形成されたソース電極59及びドレイン
電極60を保護するためのパッシベーション膜として形
成されている。酸化膜62を形成した後、水素化処理を
行い、引き続いて、下層に半導体膜54等が形成されて
いることにより、凹凸が形成されている酸化膜62の表
面に対して、エッチバックまたはCMP(Chemic
al Mechanical Polishing)等
を行うことにより平坦化する。Next, as shown in FIG. 11B, a nitride film 61 is formed over the entire surface of the interlayer insulating film 58 on which the source electrode 59 and the drain electrode 60 are formed, and then,
An oxide film 62 is formed. The nitride film 61 and the oxide film 62
Is formed as a passivation film for protecting the source electrode 59 and the drain electrode 60 made of metal. After the oxide film 62 is formed, hydrogenation is performed, and subsequently, the semiconductor film 54 or the like is formed in the lower layer, so that the surface of the oxide film 62 in which unevenness is formed is etched back or CMP. (Chemic
The surface is flattened by performing al Mechanical Polishing).
【0097】次に、図11(c)に示すように、平坦化
された酸化膜62上に、CVD法、スパッタ法等を用い
て遮光膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ及びエ
ッチングを行うことにより所定の形状にパターニングし
て上部遮光膜63を形成する。上部遮光膜63は、下層
の下部遮光膜52と同様に、種々の遮光性材料により形
成することが可能である。Next, as shown in FIG. 11C, a light-shielding film is formed on the flattened oxide film 62 by the CVD method, the sputtering method or the like, and then photolithography and etching are performed. Then, the upper light-shielding film 63 is formed by patterning into a predetermined shape. The upper light-shielding film 63 can be formed of various light-shielding materials like the lower light-shielding film 52 of the lower layer.
【0098】上記のように製造された本実施の形態2の
半導体装置を、液晶表示装置のアクティブマトリクス基
板として用いる場合、ドレイン電極60上の窒化膜61
及び酸化膜62に、コンタクトホールを形成した後、酸
化膜61上に、画素電極となる透明金属膜をITO等に
よって形成し、所定形状にエッチングする。この透明金
属膜により形成された画素電極は、ドレイン電極60上
に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極に
接続される。When the semiconductor device of the second embodiment manufactured as described above is used as an active matrix substrate of a liquid crystal display device, the nitride film 61 on the drain electrode 60 is used.
After forming a contact hole in the oxide film 62, a transparent metal film to be a pixel electrode is formed of ITO or the like on the oxide film 61 and is etched into a predetermined shape. The pixel electrode formed of this transparent metal film is connected to the drain electrode through a contact hole formed on the drain electrode 60.
【0099】[0099]
【発明の効果】本発明の半導体装置は、半導体膜と上部
遮光膜との間に配置されるソース電極及びドレイン電極
を金属により、チャネル方向に直交する方向に長い長方
形の平板状に形成すると共に、その両端部を逆テーパー
形状を有するように形成している。これにより、下方か
ら反射された光が、外部に反射させるのに適した形状に
なっていると共に、上面側が大きく形成されているため
に、上部遮光膜を回り込んだ光(回折光)が、半導体膜
に照射されることを低減し、TFTのチャネル部となる
半導体層に光が照射されることによって光リークが発生
することを抑制することができる。また、上部遮光膜
は、その周縁部を順テーパー形状を有するように形成し
たので、上部から照射された光を外部方向に向けて反射
するのに適した構造を有している。According to the semiconductor device of the present invention, the source electrode and the drain electrode disposed between the semiconductor film and the upper light-shielding film are made of metal in the form of a rectangular flat plate long in the direction orthogonal to the channel direction. , Both ends thereof are formed to have a reverse taper shape. As a result, the light reflected from below has a shape suitable for being reflected to the outside, and since the upper surface is formed large, the light (diffracted light) that wraps around the upper light-shielding film is It is possible to reduce the irradiation of the semiconductor film and suppress the occurrence of light leakage due to the irradiation of light on the semiconductor layer that serves as the channel portion of the TFT. Further, since the upper light-shielding film is formed so that its peripheral portion has a forward tapered shape, it has a structure suitable for reflecting the light emitted from the upper portion toward the outside.
【0100】また、この半導体装置は、過度に遮光膜幅
を大きくして設けることなく遮光することができるの
で、この半導体装置を用いれは、開口率が向上した小型
で高精細な液晶表示装置を提供することができる。Further, since this semiconductor device can shield light without providing the light shielding film with an excessively large width, a small size and high definition liquid crystal display device having an improved aperture ratio can be used with this semiconductor device. Can be provided.
【0101】また、本発明の他の半導体装置は、絶縁膜
上に、半導体膜と同一面内に、半導体膜と同一の材料に
よって電気的に非導通な遮光層が、半導体膜の周囲を囲
むように形成されているので、入射角度の大きい直接
光、反射光、下部遮光膜および金属層の端部から回折し
て入射する光等が半導体膜に入射することを低減するこ
とができ、TFTのチャネル部となる半導体層に光が照
射されることによって光リークが発生することを抑制す
ることができる。Further, in another semiconductor device of the present invention, a light-shielding layer electrically non-conductive by the same material as the semiconductor film surrounds the periphery of the semiconductor film on the insulating film in the same plane as the semiconductor film. Since it is formed as described above, it is possible to reduce the incidence of direct light, reflected light, light diffracted and incident from the end portions of the lower light shielding film and the metal layer, which have a large incident angle, on the semiconductor film. It is possible to suppress the occurrence of light leakage due to the irradiation of light on the semiconductor layer serving as the channel portion of the.
【0102】また、この半導体装置は、過度に遮光膜幅
を大きくして設けることなく遮光することができるの
で、この半導体装置を用いれは、開口率が向上した小型
で高精細な液晶表示装置を提供することができる。Further, since this semiconductor device can shield light without providing the light shielding film with an excessively large width, a small-sized and high-definition liquid crystal display device having an improved aperture ratio can be used with this semiconductor device. Can be provided.
【0103】この遮光層は、半導体膜を形成する既存の
工程と同時に形成することができるため、遮光層を形成
するために工程数の増加を伴うことない。Since this light shielding layer can be formed simultaneously with the existing step of forming the semiconductor film, the number of steps for forming the light shielding layer does not increase.
【図1】(a)及び(b)は、それぞれ、実施の形態1
の半導体装置の概略構成を示す断面図である。1A and 1B are respectively a first embodiment.
3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the semiconductor device of FIG.
【図2】実施の形態1の波動光学シミュレーションに用
いた半導体装置における、金属層及び上部遮光膜のそれ
ぞれの端部に形成された傾斜角度θ1及びθ2を定義す
るための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for defining tilt angles θ1 and θ2 formed at the respective end portions of the metal layer and the upper light-shielding film in the semiconductor device used for the wave optics simulation of the first embodiment.
【図3】波動光学シミュレーションによって得られたチ
ャネル領域に入射される光量を求めた結果を示すグラフ
である。FIG. 3 is a graph showing a result of obtaining an amount of light incident on a channel region obtained by a wave optics simulation.
【図4】(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態1の
半導体装置の製造方法を工程毎に説明する断面図であ
る。FIGS. 4A to 4E are cross-sectional views illustrating each step of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. FIGS.
【図5】(a)〜(c)は、それぞれ、その半導体装置
の製造方法を工程毎に説明する断面図である。5A to 5C are cross-sectional views each illustrating a method for manufacturing the semiconductor device, step by step.
【図6】(a)及び(b)は、それぞれ、実施の形態2
の半導体装置の概略構成を示す断面図である。6 (a) and 6 (b) are each a second embodiment.
3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the semiconductor device of FIG.
【図7】実施の形態2の波動光学シミュレーションに用
いた半導体装置における遮光層の幅w及び遮光層と半導
体膜との間隔d、及び上部遮光膜の幅aと下部遮光膜の
幅bを定義する断面図である。FIG. 7 defines a width w of a light-shielding layer and a distance d between the light-shielding layer and a semiconductor film, and a width a of an upper light-shielding film and a width b of a lower light-shielding film in a semiconductor device used for the wave optical simulation of the second embodiment. FIG.
【図8】波動光学シミュレーションを用いて、半導体装
置における遮光層と半導体膜との間隔dを変更した場合
に、チャネル領域に入射される光量を求めた結果を示す
グラフである。FIG. 8 is a graph showing a result of finding the amount of light incident on the channel region when the distance d between the light shielding layer and the semiconductor film in the semiconductor device is changed by using a wave optical simulation.
【図9】波動光学シミュレーションを用いて、半導体装
置における遮光層の幅wを変更した場合に、チャネル領
域に入射される光量を求めた結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a result of obtaining the amount of light incident on the channel region when the width w of the light shielding layer in the semiconductor device is changed by using a wave optics simulation.
【図10】(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態2
の半導体装置の製造方法を工程毎に説明する断面図であ
る。10 (a) to 10 (e) are respectively the second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating each step of the method for manufacturing the semiconductor device of FIG.
【図11】(a)〜(c)は、それぞれ、その半導体装
置の製造方法を工程毎に説明する断面図である。11A to 11C are cross-sectional views each illustrating a method for manufacturing the semiconductor device, step by step.
【図12】従来の半導体装置の概略構成を示す断面図で
ある。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional semiconductor device.
【図13】従来の他の半導体装置の概略構成を示す断面
図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another conventional semiconductor device.
31 透明絶縁基板 32 下部遮光膜 33 絶縁膜 34 半導体膜 35 ゲート絶縁膜 36 ゲート電極 37 層間絶縁膜 38 ソース電極 39 ドレイン電極 40 窒化膜 41 酸化膜 42 上部遮光膜 51 透明絶縁基板 52 下部遮光膜 53 絶縁膜 54 半導体膜 55 遮光層 56 ゲート絶縁膜 57 ゲート電極 58 層間絶縁膜 59 ソース電極 60 ドレイン電極 61 窒化膜 62 酸化膜 63 上部遮光膜 31 Transparent insulating substrate 32 Lower light-shielding film 33 insulating film 34 Semiconductor film 35 Gate insulating film 36 gate electrode 37 Interlayer insulation film 38 Source electrode 39 drain electrode 40 Nitride film 41 oxide film 42 Upper light-shielding film 51 transparent insulating substrate 52 Lower light-shielding film 53 insulating film 54 Semiconductor film 55 Light-shielding layer 56 Gate insulation film 57 Gate electrode 58 Interlayer insulation film 59 Source electrode 60 drain electrode 61 Nitride film 62 oxide film 63 Upper light-shielding film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 GA11 GA12 GA13 GA17 GA21 GA60 JA24 JA27 JA29 JA30 JA31 JA32 JA36 JA41 JA42 JA43 JA44 NA01 NA21 NA25 PA09 PA13 RA05 4M104 AA01 AA02 AA04 AA05 AA09 BB01 BB02 BB05 BB13 BB14 BB16 BB17 BB18 BB19 BB24 CC00 CC01 CC05 DD02 DD12 DD63 DD91 EE03 EE06 EE16 EE17 FF06 FF08 FF11 FF13 GG09 HH19 HH20 5F110 AA21 BB01 CC02 DD02 DD03 DD13 FF09 FF22 FF29 GG02 GG03 GG04 GG12 GG13 GG15 GG25 GG52 HJ13 HL03 HM02 NN03 NN05 NN44 NN46 NN47 NN48 NN54 NN55 NN72 PP01 PP03 QQ04 QQ11 QQ19 QQ21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 2H092 GA11 GA12 GA13 GA17 GA21 GA60 JA24 JA27 JA29 JA30 JA31 JA32 JA36 JA41 JA42 JA43 JA44 NA01 NA21 NA25 PA09 PA13 RA05 4M104 AA01 AA02 AA04 AA05 AA09 BB01 BB02 BB05 BB13 BB14 BB16 BB17 BB18 BB19 BB24 CC00 CC01 CC05 DD02 DD12 DD63 DD91 EE03 EE06 EE16 EE17 FF06 FF08 FF11 FF13 GG09 HH19 HH20 5F110 AA21 BB01 CC02 DD02 DD03 DD13 FF09 FF22 FF29 GG02 GG03 GG04 GG12 GG13 GG15 GG25 GG52 HJ13 HL03 HM02 NN03 NN05 NN44 NN46 NN47 NN48 NN54 NN55 NN72 PP01 PP03 QQ04 QQ11 QQ19 QQ21
Claims (12)
形成され、薄膜トランジスタのソース領域及びチャネル
領域及びドレイン領域となる島状の半導体膜と、 該透明絶縁基板と該絶縁膜との間に形成された下部遮光
膜と、 該半導体膜上に形成された層間絶縁膜と、 該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して、
前記半導体膜のソース領域及びドレイン領域にそれぞれ
接続されるように、該層間絶縁膜上に設けられており、
それぞれが前記チャネル領域のチャネル方向と直交する
方向に延びるソース電極及びドレイン電極と、 該ソース電極及びドレイン電極上に形成された絶縁層
と、 該絶縁層上に設けられた上部遮光膜とを備え、 前記ソース電極及びドレイン電極は、前記半導体膜のチ
ャネル方向と直交する方向の端部が逆テーパー形状にな
っていることを特徴とする半導体装置。1. An island-shaped semiconductor film which is formed on an insulating film provided on a transparent insulating substrate and serves as a source region, a channel region and a drain region of a thin film transistor, and between the transparent insulating substrate and the insulating film. Through the lower light-shielding film formed on the semiconductor film, the interlayer insulating film formed on the semiconductor film, and the contact hole formed in the interlayer insulating film,
It is provided on the interlayer insulating film so as to be connected to the source region and the drain region of the semiconductor film, respectively.
A source electrode and a drain electrode each extending in a direction orthogonal to the channel direction of the channel region; an insulating layer formed on the source electrode and the drain electrode; and an upper light-shielding film provided on the insulating layer. The semiconductor device, wherein the source electrode and the drain electrode have an inversely tapered shape at an end in a direction orthogonal to a channel direction of the semiconductor film.
ス電極及びドレイン電極のチャネル方向と直交する方向
の長さと同程度の長さを有するように形成され、周縁部
が順テーパー形状になっている、請求項1に記載の半導
体装置。2. The upper light-shielding film is formed such that the lower surface thereof has a length substantially equal to the length of the source electrode and the drain electrode in the direction orthogonal to the channel direction, and the peripheral portion has a forward tapered shape. The semiconductor device according to claim 1, wherein
り形成されている、請求項2に記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the lower light shielding film is formed of a refractory metal material.
された端部の逆テーパー傾斜角度θ1は、 θ1=70〜80° の範囲に形成されている、請求項2に記載の半導体装
置。4. The semiconductor device according to claim 2, wherein the inverse taper inclination angle θ1 of the end portions formed in the source electrode and the drain electrode is formed in the range of θ1 = 70 to 80 °.
であって、 前記透明絶縁基板上に下部遮光膜を形成する工程と、 該下部遮光膜が形成された該透明絶縁基板上に絶縁膜を
形成する工程と、 該絶縁膜上に、薄膜トランジスタとなる島状の半導体膜
を形成する工程と、 該半導体膜が形成された該絶縁膜上にゲート絶縁膜を形
成する工程と、 該ゲート絶縁膜上の該半導体膜上に該当する位置にゲー
ト電極を形成する工程と、 該ゲート電極をマスクとして、該半導体膜に不純物を注
入して、該ゲート電極の直下の該半導体膜の領域にチャ
ネル領域を形成し、該ゲート電極によってマスクされな
い該半導体膜の領域に不純物が注入されたソース領域及
びドレイン領域を形成する工程と、該ゲート電極が形成
されたゲート絶縁膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、 該層間絶縁膜及び該ゲート絶縁膜に、該半導体膜のソー
ス領域及びドレイン領域にそれぞれ達するコンタクトホ
ールを形成する工程と、 該各コンタクトホール内及び該層間絶縁膜上に金属層を
形成し、該層間絶縁膜上の該金属層を該半導体膜のチャ
ネル方向に直交する方向に延びる金属層を残すようにパ
ターニングして、ソース電極及びドレイン電極を形成す
る工程と、 該ソース電極及びドレイン電極が形成された層間絶縁膜
上に窒化膜及び酸化膜を順次形成する工程と、 該酸化膜上に上部遮光膜を形成する工程と、 を包含することを特徴とする半導体装置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein a step of forming a lower light-shielding film on the transparent insulating substrate, and insulation on the transparent insulating substrate having the lower light-shielding film formed thereon. A step of forming a film, a step of forming an island-shaped semiconductor film to be a thin film transistor on the insulating film, a step of forming a gate insulating film on the insulating film on which the semiconductor film is formed, Forming a gate electrode on the insulating film at a position corresponding to the semiconductor film; and implanting an impurity into the semiconductor film by using the gate electrode as a mask to form a region in the semiconductor film immediately below the gate electrode. Forming a channel region and forming a source region and a drain region in which impurities are implanted in a region of the semiconductor film that is not masked by the gate electrode; and forming an interlayer insulating film on the gate insulating film on which the gate electrode is formed. A step of forming, a step of forming contact holes in the interlayer insulating film and the gate insulating film, each contact hole reaching a source region and a drain region of the semiconductor film, and a metal layer in each of the contact holes and on the interlayer insulating film. Forming a source electrode and a drain electrode by patterning the metal layer on the interlayer insulating film so as to leave a metal layer extending in a direction orthogonal to the channel direction of the semiconductor film, and the source electrode And a step of sequentially forming a nitride film and an oxide film on the interlayer insulating film on which the drain electrode is formed, and a step of forming an upper light-shielding film on the oxide film. Method.
は、900〜1200℃の範囲である、請求項5に記載
の半導体装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the maximum process temperature in each step is in the range of 900 to 1200 ° C.
形成され、薄膜トランジスタのソース領域及びチャネル
領域及びドレイン領域となる島状の半導体膜と、 該透明絶縁基板と該絶縁膜との間に形成された下部遮光
膜と、 該半導体膜上に形成された層間絶縁膜と、 該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して、
前記半導体膜のソース領域及びドレイン領域にそれぞれ
接続されるように、該層間絶縁膜上に設けられており、
それぞれが前記チャネル領域のチャネル方向に直交する
方向に延びるソース電極及びドレイン電極と、 前記ソース電極及びドレイン電極上に形成された絶縁層
と、 該絶縁層上に設けられた上部遮光膜とを備え、 該絶縁膜上に、前記半導体膜と同一面内に、該半導体膜
と同一の材料によって電気的に非導通な遮光層が、前記
半導体膜の周囲を囲むように形成されていることを特徴
とする半導体装置。7. An island-shaped semiconductor film which is formed on an insulating film provided on a transparent insulating substrate and serves as a source region, a channel region and a drain region of a thin film transistor, and between the transparent insulating substrate and the insulating film. Through the lower light-shielding film formed on the semiconductor film, the interlayer insulating film formed on the semiconductor film, and the contact hole formed in the interlayer insulating film,
It is provided on the interlayer insulating film so as to be connected to the source region and the drain region of the semiconductor film, respectively.
A source electrode and a drain electrode each extending in a direction orthogonal to the channel direction of the channel region; an insulating layer formed on the source electrode and the drain electrode; and an upper light-shielding film provided on the insulating layer. A light-shielding layer that is electrically non-conductive and is formed on the insulating film in the same plane as the semiconductor film by the same material as the semiconductor film so as to surround the semiconductor film. Semiconductor device.
り形成されている、請求項7に記載の半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the lower light shielding film is formed of a refractory metal material.
が、0.05μm〜0.10μmの範囲になるように形
成されている、請求項7に記載の半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the light-shielding layer is formed so that the distance from the semiconductor film is in the range of 0.05 μm to 0.10 μm.
下部遮光膜の長さbとして、0<w/b<0.7の範囲
になるように形成されている、請求項9に記載の半導体
装置。10. The light shielding layer is formed so that the width w of the light shielding layer and the length b of the lower light shielding film are in the range of 0 <w / b <0.7. The semiconductor device according to.
が、下部遮光膜の長さbより長い場合に(a≧b)、遮
光層の幅wが、w<a/2を満たす範囲に形成されてい
る、請求項10に記載の半導体装置。11. The light-shielding layer has a length a of an upper light-shielding film.
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein when the length is longer than the length b of the lower light-shielding film (a ≧ b), the width w of the light-shielding layer is formed in a range satisfying w <a / 2.
法であって、 前記透明絶縁基板上に下部遮光膜を形成する工程と、 該下部遮光膜が形成された該透明絶縁基板上に絶縁膜を
形成する工程と、 該絶縁膜上に、薄膜トランジスタとなる島状の半導体膜
と、該半導体膜と同一の材料により形成される遮光層を
形成する工程と、 該半導体膜及び遮光層が形成された該絶縁膜上にゲート
絶縁膜を形成する工程と、 該ゲート絶縁膜上の該半導体膜上に該当する位置にゲー
ト電極を形成する工程と、 該ゲート電極をマスクとして、該半導体膜に不純物を注
入して、該ゲート電極の直下の該半導体膜の領域にチャ
ネル領域を形成し、該ゲート電極によってマスクされな
い該半導体膜の領域に不純物が注入されたソース領域及
びドレイン領域を形成する工程と、 該ゲート電極が形成されたゲート絶縁膜上に層間絶縁膜
を形成する工程と、 該層間絶縁膜及び該ゲート絶縁膜に、該半導体膜のソー
ス領域及びドレイン領域にそれぞれ達するコンタクトホ
ールを形成する工程と、 該各コンタクトホール内及び該層間絶縁膜上に金属層を
形成し、該層間絶縁膜上の該金属層を該半導体膜のチャ
ネル方向に直交する方向に延びる金属層を残すようにパ
ターニングして、ソース電極及びドレイン電極を形成す
る工程と、 該ソース電極及びドレイン電極が形成された層間絶縁膜
上に窒化膜及び酸化膜を順次形成する工程と、 該酸化膜上に上部遮光膜を形成する工程と、 を包含することを特徴とする半導体装置の製造方法。12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein a step of forming a lower light-shielding film on the transparent insulating substrate, and insulation on the transparent insulating substrate having the lower light-shielding film formed thereon. A step of forming a film, a step of forming an island-shaped semiconductor film to be a thin film transistor on the insulating film, and a light-shielding layer formed of the same material as the semiconductor film, and the step of forming the semiconductor film and the light-shielding layer A step of forming a gate insulating film on the formed insulating film, a step of forming a gate electrode on the gate insulating film at a position corresponding to the semiconductor film, and the step of forming a gate electrode on the semiconductor film using the gate electrode as a mask. Impurity is implanted to form a channel region in the region of the semiconductor film immediately below the gate electrode, and a source region and a drain region are implanted in the region of the semiconductor film not masked by the gate electrode. A step of forming an interlayer insulating film on the gate insulating film on which the gate electrode is formed, and contact holes reaching the source region and the drain region of the semiconductor film, respectively, in the interlayer insulating film and the gate insulating film. Forming step, forming a metal layer in each of the contact holes and on the interlayer insulating film, leaving the metal layer on the interlayer insulating film to extend in a direction orthogonal to the channel direction of the semiconductor film. Patterning to form a source electrode and a drain electrode, a step of sequentially forming a nitride film and an oxide film on the interlayer insulating film on which the source electrode and the drain electrode are formed, and an upper light shield on the oxide film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a film.
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