JP2003303833A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は絶縁表面を有する基
板上に薄膜トランジスタ(以下、TFTと記す)で構成
された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関
する。例えば、液晶表示装置に代表される電気光学装置
および電気光学装置を搭載した電子機器の構成に関す
る。なお、本願明細書において半導体装置とは、半導体
特性を利用することで機能する装置全般を指し、上記電
気光学装置およびその電気光学装置を搭載した電子機器
を範疇に含んでいる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a circuit formed of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) on a substrate having an insulating surface and a method for manufacturing the semiconductor device. For example, the present invention relates to a configuration of an electro-optical device represented by a liquid crystal display device and an electronic device including the electro-optical device. Note that in this specification, a semiconductor device refers to all devices that function by utilizing semiconductor characteristics, and includes in its category the electro-optical device and electronic equipment equipped with the electro-optical device.
【0002】[0002]
【従来の技術】TFTをガラス基板または石英基板上に
設け、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する
技術開発が積極的に推進されている。中でも結晶構造を
有する半導体膜を活性層にしたTFT(以下、結晶質T
FTと記す)は高移動度が得られるので、同一基板上に
機能回路を集積させて高精細な画像表示を実現すること
が可能であるとされている。2. Description of the Related Art Technological development for manufacturing an active matrix type liquid crystal display device by providing TFTs on a glass substrate or a quartz substrate has been actively promoted. Above all, a TFT having a semiconductor film having a crystalline structure as an active layer (hereinafter, referred to as crystalline T
Since FT) has high mobility, it is said that high-definition image display can be realized by integrating functional circuits on the same substrate.
【0003】ここで、本明細書において、前記結晶構造
を有する半導体膜とは、単結晶半導体、多結晶半導体、
微結晶半導体を含み、さらに、特開平7−130652
号公報、特開平8−78329号公報、特開平10−1
35468号公報、特開平10−135469号公報、
または特開平10−247735号公報で開示された半
導体を含んでいる。Here, in the present specification, the semiconductor film having a crystal structure means a single crystal semiconductor, a polycrystalline semiconductor,
Including a microcrystalline semiconductor, and further including JP-A-7-130652
JP-A-8-78329, JP-A-10-1
35468, JP-A-10-135469,
Alternatively, it includes the semiconductor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-247735.
【0004】アクティブマトリクス型液晶表示装置を構
成するためには、画素マトリクス回路のnチャネル型T
FT(以下、画素TFTと記す)だけでも100〜20
0万個が必要となり、さらに周辺に設ける機能回路を付
加するとそれ以上の結晶質TFTが必要である。液晶表
示装置に要求される仕様は厳しく、画像表示を安定して
行うためには、結局、個々の結晶質TFTの信頼性を確
保することが第1に必要とされている。To construct an active matrix type liquid crystal display device, an n channel type T of a pixel matrix circuit is used.
FT (hereinafter referred to as pixel TFT) alone is 100 to 20
It is necessary to have 0,000, and if a functional circuit provided in the periphery is further added, more crystalline TFTs are required. The specifications required for liquid crystal display devices are strict, and in order to perform stable image display, it is firstly necessary to ensure the reliability of each crystalline TFT.
【0005】TFTなどの電界効果トランジスタの特性
は、ドレイン電流とドレイン電圧が比例して増加する線
形領域と、ドレイン電圧が増加してもドレイン電流が飽
和する飽和領域と、ドレイン電圧を印加しても理想的に
は電流が流れない遮断領域とに分けて考えることができ
る。本明細書では、線形領域と飽和領域をTFTのオン
領域と呼び、遮断領域をオフ領域と呼ぶ。また、便宜
上、オン領域のドレイン電流をオン電流と呼びオフ領域
の電流をオフ電流と呼ぶ。Characteristics of a field effect transistor such as a TFT are as follows: a linear region in which the drain current and the drain voltage increase in proportion to each other, a saturation region in which the drain current saturates even if the drain voltage increases, and a drain voltage applied. Ideally, it can be considered separately as a cutoff region in which no current flows. In this specification, the linear region and the saturation region are referred to as a TFT on region, and the cutoff region is referred to as an off region. Further, for convenience, the drain current in the ON region is called an ON current, and the current in the OFF region is called an OFF current.
【0006】画素TFTは駆動条件として振幅15〜2
0V程度のゲート電圧が印加される。従って、オン領域
とオフ領域の両方の特性を満足する必要がある。一方、
画素マトリクス回路を駆動するための周辺回路はCMO
S回路を基本として構成され、主にオン領域の特性が重
視される。The pixel TFT has an amplitude of 15 to 2 as a driving condition.
A gate voltage of about 0V is applied. Therefore, it is necessary to satisfy the characteristics of both the ON region and the OFF region. on the other hand,
A peripheral circuit for driving the pixel matrix circuit is a CMO.
It is configured based on the S circuit, and the characteristics of the ON region are mainly emphasized.
【0007】ところが、結晶質TFTは信頼性の面で依
然LSIなどに用いられるMOSトランジスタ(単結晶
半導体基板上に作製されるトランジスタ)に及ばないと
されている。例えば、結晶質TFTを連続駆動させる
と、電界効果移動度やオン電流の低下やオフ電流の増加
といった劣化現象が観測されることがある。この原因は
ホットキャリア注入現象であり、ドレイン近傍の高電界
によって発生したホットキャリアが劣化現象を引き起こ
すものである。However, the crystalline TFT is still inferior in terms of reliability to MOS transistors (transistors manufactured on a single crystal semiconductor substrate) used in LSIs and the like. For example, when a crystalline TFT is continuously driven, a deterioration phenomenon such as a decrease in field effect mobility, an ON current, or an increase in an OFF current may be observed. This is caused by the hot carrier injection phenomenon, and the hot carriers generated by the high electric field near the drain cause the deterioration phenomenon.
【0008】LSIの技術分野ではMOSトランジスタ
のオフ電流を下げ、かつ、ドレイン近傍の高電界を緩和
する方法として、低濃度ドレイン(LDD:Lightly Do
pedDrain)構造が知られている。この構造はチャネル形
成領域の外側に低濃度の不純物領域を設けたものであ
り、この低濃度不純物領域をLDD領域と呼んでいる。In the technical field of LSI, as a method of reducing the off-current of a MOS transistor and mitigating a high electric field near the drain, a low concentration drain (LDD: Lightly Do) is used.
pedDrain) structure is known. In this structure, a low-concentration impurity region is provided outside the channel formation region, and this low-concentration impurity region is called an LDD region.
【0009】結晶質TFTでもLDD構造を形成するこ
とは当然知られている。例えば、特開平7−20221
0号公報には、ゲート電極を互いに幅の異なる2層構造
とし、上層の幅を下層の幅よりも小さく形成し、そのゲ
ート電極をマスクとしてイオン注入を行うことにより、
ゲート電極の厚さが異なることによるイオンの侵入深さ
の違いを利用して、一回のイオン注入でLDD領域を形
成している。そして、LDD領域の直上にゲート電極が
重なる構造としている。It is naturally known that an LDD structure is formed even in a crystalline TFT. For example, JP-A-7-20221
According to Japanese Patent Laid-Open No. 0-202, a gate electrode has a two-layer structure having different widths, an upper layer width is formed smaller than a lower layer width, and ion implantation is performed using the gate electrode as a mask.
The LDD region is formed by one-time ion implantation by utilizing the difference in ion penetration depth due to the different thickness of the gate electrode. Then, the structure is such that the gate electrode overlaps directly on the LDD region.
【0010】このような構造は、GOLD(Gate-drain
Overlapped LDD)構造、LATID(Large-tilt-angl
e implanted drain)構造、または、ITLDD(Inver
seT LDD)構造等として知られている。そして、ドレイ
ン近傍の高電界を緩和してホットキャリア注入現象を防
ぎ、信頼性を向上させることができる。例えば、「Muts
uko Hatano,Hajime Akimoto and Takeshi Sakai,IEDM97
TECHNICAL DIGEST,p523-526,1997」では、シリコンで
形成したサイドウォールによるGOLD構造であるが、
他の構造のTFTと比べ、きわめて優れた信頼性が得ら
れることが確認されている。Such a structure has GOLD (Gate-drain
Overlapped LDD) structure, LATID (Large-tilt-angl)
e implanted drain) structure or ITLDD (Inver
seT LDD) structure, etc. Then, the high electric field in the vicinity of the drain can be relaxed, the hot carrier injection phenomenon can be prevented, and the reliability can be improved. For example, "Muts
uko Hatano, Hajime Akimoto and Takeshi Sakai, IEDM97
TECHNICAL DIGEST, p523-526, 1997 ”describes a GOLD structure with sidewalls made of silicon.
It has been confirmed that extremely excellent reliability can be obtained as compared with TFTs having other structures.
【0011】しかしながら、同論文に公開された構造で
は通常のLDD構造に比べてオフ電流が大きくなってし
まうという問題があり、そのための対策が必要である。
特に、画素マトリクス回路を構成する画素TFTでは、
オフ電流が増加すると、消費電力が増えたり画像表示に
異常が現れたりするので、GOLD構造を結晶質TFT
をそのまま適用することはできない。However, the structure disclosed in the same paper has a problem that the off current becomes larger than that of the normal LDD structure, and a countermeasure for that is required.
In particular, in the pixel TFT that constitutes the pixel matrix circuit,
If the off-current increases, the power consumption increases and abnormalities appear in the image display.
Cannot be applied as is.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するための技術であり、MOSトランジスタ
と同等かそれ以上の信頼性を達成すると同時に、オン領
域とオフ領域の両方で良好な特性が得られる結晶質TF
Tを実現することを目的とする。そして、そのような結
晶質TFTで回路を形成した半導体回路を有する信頼性
の高い半導体装置を実現することを目的とする。The present invention is a technique for solving such a problem, and achieves the reliability equal to or higher than that of a MOS transistor, and at the same time, is excellent in both the ON region and the OFF region. Crystalline TF with excellent characteristics
The purpose is to realize T. Then, an object is to realize a highly reliable semiconductor device having a semiconductor circuit in which a circuit is formed by such a crystalline TFT.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】図18は、これまでの知
見を基にして、TFTの構造とそのとき得られるVg−
Id(ゲート電圧―ドレイン電流)特性を模式的に示し
たものである。図18(A−1)は、半導体層がチャネ
ル形成領域と、ソース領域と、ドレイン領域とから成る
最も単純なTFTの構造である。同図(B−1)はこの
TFTの特性であり、+Vg側がTFTのオン領域、−
Vg側はオフ領域である。そして、実線は初期特性を示
し、破線はホットキャリア注入現象による劣化の特性を
示している。この構造ではオン電流とオフ電流が共に高
く、また、劣化も大きいので、例えば、画素マトリクス
回路の画素TFTなどにはこのままでは使用できなかっ
た。FIG. 18 shows the structure of TFT and Vg-obtained at that time, based on the knowledge obtained so far.
3 schematically shows Id (gate voltage-drain current) characteristics. FIG. 18A-1 illustrates a simplest TFT structure in which a semiconductor layer includes a channel formation region, a source region, and a drain region. FIG. 3B-1 shows the characteristics of this TFT, in which the + Vg side is the ON region of the TFT, and −
The Vg side is an off region. The solid line shows the initial characteristic, and the broken line shows the characteristic of deterioration due to the hot carrier injection phenomenon. In this structure, both the on-current and the off-current are high and the deterioration is large, so that it cannot be used as it is, for example, in a pixel TFT of a pixel matrix circuit.
【0014】図18(A−2)は、(A−1)にLDD
領域となる低濃度不純物領域が設けられた構造であり、
ゲート電極とオーバーラップしないLDD構造である。
同図(B−2)はこのTFTの特性であり、オフ電流を
ある程度抑えることができるが、オン電流の劣化を防ぐ
ことはできなかった。また、図18(A−3)は、LD
D領域がゲート電極と完全にオーバーラップした構造
で、GOLD構造とも呼ばれるものである。同図(B−
3)はこれに対応する特性で、劣化を問題ない程度にま
で抑えることはできるが、−Vg側で(A−2)の構造
よりもオフ電流が増加している。FIG. 18 (A-2) shows the LDD in (A-1).
The structure has a low-concentration impurity region to be a region,
The LDD structure does not overlap with the gate electrode.
FIG. 2B-2 shows the characteristics of this TFT, which can suppress the off current to some extent, but could not prevent the deterioration of the on current. In addition, FIG.
It has a structure in which the D region completely overlaps the gate electrode, and is also called a GOLD structure. In the figure (B-
3) is a characteristic corresponding to this, and although the deterioration can be suppressed to such an extent that there is no problem, the off current is increased on the −Vg side as compared with the structure of (A-2).
【0015】従って、図18(A−1)、(A−2)、
(A−3)に示す構造では、画素マトリクス回路に必要
なオン領域の特性とオフ領域の特性を、信頼性の問題を
含めて同時に満足させることはできなかった。しかし、
図18(A−4)に示すようにLDD領域をゲート電極
とオーバーラップさせた部分と、オーバーラップさせな
い部分とを形成するような構造とすると、オン電流の劣
化を十分に抑制し、かつ、オフ電流を低減することが可
能となる。Therefore, FIGS. 18 (A-1), (A-2),
In the structure shown in (A-3), the characteristics of the ON region and the characteristics of the OFF region required for the pixel matrix circuit cannot be satisfied at the same time including the problem of reliability. But,
As shown in FIG. 18A-4, when a structure in which the LDD region overlaps with the gate electrode and the non-overlapped region is formed, deterioration of on-state current can be sufficiently suppressed, and It is possible to reduce the off current.
【0016】図18(A-4)の構造は以下の考察によ
り導かれるものである。図18(A−3)に示したよう
な構造で、nチャネル型TFTのゲート電極に負の電圧
が印加されたとき、即ちオフ領域において、ゲート電極
とオーバーラップして形成されたLDD領域では、負電
圧の増加と共にゲート絶縁膜との界面にホールが誘起さ
れて、ドレイン領域、LDD領域、チャネル領域をつな
ぐ少数キャリアによる電流経路が形成される。このと
き、ドレイン領域に正の電圧が印加されているとホール
はソース領域側に流れるため、これがオフ電流の増加原
因と考えられた。The structure of FIG. 18A-4 is derived from the following consideration. In the structure shown in FIG. 18A-3, when a negative voltage is applied to the gate electrode of the n-channel TFT, that is, in the LDD region formed by overlapping with the gate electrode in the off region. , Holes are induced at the interface with the gate insulating film as the negative voltage increases, and a current path is formed by minority carriers that connect the drain region, the LDD region, and the channel region. At this time, when a positive voltage is applied to the drain region, holes flow toward the source region, which is considered to be the cause of the increase in off current.
【0017】このような電流経路を途中で遮断するため
に、ゲート電圧が印加されても少数キャリアが蓄積され
ないLDD領域を設ければ良いと考えることができる。
本発明はこのような構成を有するTFTと、このTFT
を用いた回路に関するものである。In order to cut off such a current path on the way, it can be considered to provide an LDD region in which minority carriers are not accumulated even if a gate voltage is applied.
The present invention relates to a TFT having such a structure and this TFT
It relates to a circuit using.
【0018】従って、本発明の構成は、基板上に、半導
体層と、該半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、該
ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有するTF
Tが形成されている半導体装置において、前記ゲート電
極は、前記ゲート絶縁膜に接して形成されるゲート電極
の第1層目と、前記ゲート電極の第1層目上であって該
ゲート電極の第1層目の内側に形成されるゲート電極の
第2層目と、前記ゲート電極の第1層目と前記ゲート電
極の第2層目とに接して形成されるゲート電極の第3層
目とを有し、前記半導体層は、チャネル形成領域と、一
導電型の第1の不純物領域と、前記チャネル形成領域と
前記第1の不純物領域との間に形成された一導電型の第
2の不純物領域とを有し、前記一導電型の第2の不純物
領域の一部は、前記ゲート電極の第1層目と重なってい
ることを特徴としている。Therefore, the structure of the present invention has the TF having the semiconductor layer, the gate insulating film formed on the semiconductor layer, and the gate electrode formed on the gate insulating film on the substrate.
In the semiconductor device in which T is formed, the gate electrode is formed on a first layer of the gate electrode formed in contact with the gate insulating film, and on the first layer of the gate electrode. A second layer of the gate electrode formed inside the first layer, and a third layer of the gate electrode formed in contact with the first layer of the gate electrode and the second layer of the gate electrode. And the semiconductor layer has a channel formation region, a first conductivity type first impurity region, and a second conductivity type second region formed between the channel formation region and the first impurity region. And a part of the second impurity region of one conductivity type is overlapped with the first layer of the gate electrode.
【0019】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上に、半導体層を形成する第1の工程と、前記半
導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する第2の工程
と、前記ゲート絶縁膜上に、導電層(A)と導電層
(B)を順次形成する第3の工程と、前記導電層(B)
を所定のパターンにエッチングして、ゲート電極の第2
層目を形成する第4の工程と、一導電型の不純物元素を
前記半導体層の選択された領域に添加する第5の工程
と、前記導電層(A)と前記ゲート電極の第2層目とに
接して、導電層(C)を形成する第6の工程と、前記導
電層(C)と導電層(A)とを所定のパターンにエッチ
ングして、ゲート電極の第3層目とゲート電極の第1層
目とを形成する第7の工程と、一導電型の不純物元素を
前記半導体層の選択された領域に添加する第8の工程と
を有することを特徴としている。According to another aspect of the invention, a first step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and a second step of forming a gate insulating film in contact with the semiconductor layer, A third step of sequentially forming a conductive layer (A) and a conductive layer (B) on the gate insulating film, and the conductive layer (B)
Is etched into a predetermined pattern to form a second gate electrode.
A fourth step of forming a layer, a fifth step of adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the semiconductor layer, a second layer of the conductive layer (A) and the gate electrode A sixth step of forming a conductive layer (C) in contact with the conductive layer (C), and etching the conductive layer (C) and the conductive layer (A) into a predetermined pattern to form a third layer of the gate electrode and the gate. The method is characterized by including a seventh step of forming a first layer of an electrode and an eighth step of adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the semiconductor layer.
【0020】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上に、半導体層を形成する第1の工程と、前記半
導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する第2の工程
と、前記ゲート絶縁膜上に、導電層(A)と導電層
(B)を順次形成する第3の工程と、前記導電層(B)
を所定のパターンにエッチングして、ゲート電極の第2
層目を形成する第4の工程と、一導電型の不純物元素を
前記半導体層の選択された領域に添加する第5の工程
と、前記導電層(A)と前記ゲート電極の第2層目とに
接して、導電層(C)を形成する第6の工程と、前記導
電層(C)と導電層(A)とを所定のパターンにエッチ
ングして、ゲート電極の第3層目とゲート電極の第1層
目とを形成する第7の工程と、一導電型の不純物元素を
前記半導体層の選択された領域に添加する第8の工程
と、前記ゲート電極の第1層目と前記ゲート電極の第3
層目との一部を除去する第9の工程とを有することを特
徴としている。According to another aspect of the invention, a first step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and a second step of forming a gate insulating film in contact with the semiconductor layer, A third step of sequentially forming a conductive layer (A) and a conductive layer (B) on the gate insulating film, and the conductive layer (B)
Is etched into a predetermined pattern to form a second gate electrode.
A fourth step of forming a layer, a fifth step of adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the semiconductor layer, a second layer of the conductive layer (A) and the gate electrode A sixth step of forming a conductive layer (C) in contact with the conductive layer (C), and etching the conductive layer (C) and the conductive layer (A) into a predetermined pattern to form a third layer of the gate electrode and the gate. A seventh step of forming a first layer of the electrode; an eighth step of adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the semiconductor layer; a first layer of the gate electrode; Third of gate electrode
And a ninth step of removing a part of the layer.
【0021】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上に、第1の半導体層と第2の半導体層を形成す
る第1の工程と、前記第1の半導体層と第2の半導体層
上に、ゲート絶縁膜を形成する第2の工程と、前記ゲー
ト絶縁膜上に、導電層(A)と導電層(B)を順次形成
する第3の工程と、前記導電層(B)を所定のパターン
にエッチングして、ゲート電極の第2層目を形成する第
4の工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の半導体
層の選択された領域に添加する第5の工程と、前記導電
層(A)と前記ゲート電極の第2層目とに接して、導電
層(C)を形成する第6の工程と、前記導電層(C)と
導電層(A)とを所定のパターンにエッチングして、ゲ
ート電極の第3層目とゲート電極の第1層目とを形成す
る第7の工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の半
導体層と第2の半導体層の選択された領域に添加する第
8の工程と、一導電型とは逆の導電型の不純物を前記第
2の半導体層の選択された領域に添加する第9の工程と
を有することを特徴としている。According to another aspect of the invention, there is provided a first step of forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A second step of forming a gate insulating film on the semiconductor layer, a third step of sequentially forming a conductive layer (A) and a conductive layer (B) on the gate insulating film, and the conductive layer (B ) Is etched into a predetermined pattern to form a second layer of the gate electrode, and a fifth step of adding an impurity element of one conductivity type to the selected region of the first semiconductor layer is performed. A step of forming a conductive layer (C) in contact with the conductive layer (A) and the second layer of the gate electrode, the conductive layer (C) and the conductive layer (A) Is etched into a predetermined pattern to form a third layer of the gate electrode and a first layer of the gate electrode, An eighth step of adding an impurity element of a conductivity type to selected regions of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and an impurity of a conductivity type opposite to one conductivity type in the second semiconductor layer And a ninth step of adding the selected region to the selected region.
【0022】このようなTFTは、CMOS回路のnチ
ャネル型TFTや画素TFTに好適に用いることができ
る。本発明のTFTの構成において、半導体層に形成す
る第1の不純物領域はソース領域またはドレイン領域と
して機能するものであり、第2の不純物領域はLDD領
域として機能する。従って、一導電型の不純物元素の濃
度は第2の不純物領域の方が第1の不純物領域よりも低
い。Such a TFT can be preferably used as an n-channel TFT of a CMOS circuit or a pixel TFT. In the structure of the TFT of the present invention, the first impurity region formed in the semiconductor layer functions as a source region or a drain region, and the second impurity region functions as an LDD region. Therefore, the concentration of the impurity element of one conductivity type is lower in the second impurity region than in the first impurity region.
【0023】また、前記半導体層の一端に設けられた一
導電型の不純物領域と、前記ゲート絶縁膜と、前記ゲー
ト電極の第1層目乃至ゲート電極の第3層目から形成さ
れた配線とから保持容量を形成し、前記保持容量は前記
TFTのソースまたはドレインに接続している構成をと
ることもできる。Further, an impurity region of one conductivity type provided at one end of the semiconductor layer, the gate insulating film, and a wiring formed from the first layer of the gate electrode to the third layer of the gate electrode. A storage capacitor may be formed from the storage capacitor and the storage capacitor may be connected to the source or the drain of the TFT.
【0024】さらに、前記ゲート電極の第1層目と、前
記ゲート電極の第3層目とは、シリコン(Si)、チタ
ン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、
モリブデン(Mo)、から選ばれた一種または複数種の
元素、あるいは前記元素を成分とする化合物であり、前
記ゲート電極の第2層目は、アルミニウム(Al)、銅
(Cu)、から選ばれた一種または複数種の元素、ある
いは前記元素を主成分とする化合物であることを特徴と
している。Further, the first layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode are composed of silicon (Si), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W),
One or more elements selected from molybdenum (Mo) or a compound containing the element as a component, and the second layer of the gate electrode is selected from aluminum (Al) and copper (Cu). It is characterized in that it is one or more kinds of elements or a compound containing the above elements as a main component.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1により
説明する。絶縁表面を有する基板101は、ガラス基
板、プラスチック基板、セラミックス基板などを用いる
ことができる。また、酸化シリコン膜などの絶縁膜を表
面に形成したシリコン基板やステンレス基板を用いても
良い。また、石英基板を使用することも可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As the substrate 101 having an insulating surface, a glass substrate, a plastic substrate, a ceramics substrate, or the like can be used. Alternatively, a silicon substrate or a stainless substrate having an insulating film such as a silicon oxide film formed on its surface may be used. It is also possible to use a quartz substrate.
【0026】そして、基板101のTFTが形成される
側の面には、下地膜102が形成される。下地膜102
はプラズマCVD法やスパッタ法で形成すれば良く、酸
化シリコン膜や窒化シリコン膜、または酸化窒化シリコ
ン膜で形成すると良い。下地膜102は基板101から
不純物が半導体層へ拡散することを防ぐために設けるも
のである。例えば、窒化シリコン膜を25〜100nm
形成し、さらに酸化シリコン膜を50〜200nm形成
した2層構造としても良い。A base film 102 is formed on the surface of the substrate 101 on which the TFT is formed. Base film 102
May be formed by a plasma CVD method or a sputtering method, and may be formed by a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film. The base film 102 is provided to prevent diffusion of impurities from the substrate 101 to the semiconductor layer. For example, a silicon nitride film having a thickness of 25 to 100 nm
A two-layer structure may be formed in which a silicon oxide film is further formed to a thickness of 50 to 200 nm.
【0027】下地膜102に接して形成する半導体層
は、プラズマCVD法、減圧CVD法、スパッタ法など
の成膜法で形成される非晶質半導体膜を、レーザーアニ
ール法や熱アニール法による固相成長法で結晶化した、
結晶質半導体を用いることが望ましい。また、前記成膜
法で形成される微結晶半導体膜を適用することも可能で
ある。ここで適用できる半導体材料は、シリコン、ゲル
マニウム、またシリコンゲルマニウム合金、炭化シリコ
ンがあり、その他にガリウム砒素などの化合物半導体材
料を用いることもできる。As a semiconductor layer formed in contact with the base film 102, an amorphous semiconductor film formed by a film formation method such as a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method is formed by a laser annealing method or a thermal annealing method. Crystallized by phase growth method,
It is desirable to use a crystalline semiconductor. Alternatively, a microcrystalline semiconductor film formed by the above film formation method can be applied. Semiconductor materials applicable here include silicon, germanium, silicon germanium alloys, and silicon carbide, and compound semiconductor materials such as gallium arsenide can also be used.
【0028】或いは、基板301上に形成する半導体層
は、単結晶シリコン層を形成したSOI(Silicon On
Insulators)基板としても良い。SOI基板にはその
構造や作製方法によっていくつかの種類が知られている
が、代表的には、SIMOX(Separation by Implan
ted Oxygen)、ELTRAN(Epitaxial Layer Tra
nsfer:キャノン社の登録商標)基板、Smart-Cut(SOIT
EC社の登録商標)などを使用することができる。勿論、
その他のSOI基板を使用することも可能である。Alternatively, the semiconductor layer formed on the substrate 301 is an SOI (Silicon On) formed by a single crystal silicon layer.
Insulators) Substrate may be used. Some types of SOI substrates are known depending on their structures and manufacturing methods, but typically, SIMOX (Separation by Implan) is used.
ted Oxygen), ELTRAN (Epitaxial Layer Tra)
nsfer: Canon registered trademark board, Smart-Cut (SOIT
A registered trademark of EC company, etc. can be used. Of course,
It is also possible to use other SOI substrates.
【0029】図1では、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTの断面構造を示している。nチャネル型TF
Tとpチャネル型TFTのゲート電極は、ゲート電極の
第1層目と、ゲート電極の第2層目と、ゲート電極の第
3層目とから構成されている。ゲート電極の第1層目1
13、116はゲート絶縁膜103に接して形成されて
いる。そして、ゲート電極の第1層目よりもチャネル長
方向の長さが短く形成されたゲート電極の第2層目11
4、117が、ゲート電極の第1層目113、116に
重ねて設けられる。さらにゲート電極の第3層目は11
5、118は、ゲート電極の第1層目113、116
と、ゲート電極の第2層目114、117上に形成され
る。FIG. 1 shows sectional structures of an n-channel TFT and a p-channel TFT. n-channel type TF
The gate electrodes of the T and p-channel TFTs are composed of the first layer of the gate electrode, the second layer of the gate electrode, and the third layer of the gate electrode. First layer of gate electrode 1
13, 116 are formed in contact with the gate insulating film 103. Then, the second layer 11 of the gate electrode formed to have a shorter length in the channel length direction than the first layer of the gate electrode 11
4, 117 are provided to overlap the first layers 113 and 116 of the gate electrode. Furthermore, the third layer of the gate electrode is 11
5 and 118 are the first layers 113 and 116 of the gate electrode.
And is formed on the second layers 114 and 117 of the gate electrode.
【0030】ゲート電極の第1層目113、116は、
シリコン(Si)、チタン(Ti)、タンタル(T
a)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)から選
ばれた材料か、これらの材料を成分とする材料で形成す
る。例えば、W―Mo化合物や、窒化タンタル(Ta
N)、窒化タングステン(WN)としても良い。ゲート
電極の第1層目の厚さは10〜100nm、好ましくは
20〜50nmとすれば良い。The first layers 113 and 116 of the gate electrode are
Silicon (Si), titanium (Ti), tantalum (T
It is formed of a material selected from a), tungsten (W), molybdenum (Mo), or a material containing any of these materials. For example, W-Mo compound and tantalum nitride (Ta
N) or tungsten nitride (WN). The thickness of the first layer of the gate electrode may be 10 to 100 nm, preferably 20 to 50 nm.
【0031】ゲート電極の第2層目114、117は抵
抗率の低い、アルミニウム(Al)や銅(Cu)を成分
とする材料を用いることが望ましい。ゲート電極の第2
層目の厚さは50〜400nm、好ましくは100〜2
00nmとすれば良い。ゲート電極の第2層目は、ゲー
ト電極の電気抵抗を下げる目的で形成するものであり、
ゲート電極に接続するゲート配線やバスラインの長さと
抵抗値を考慮して、その両者の兼ね合いで決定すれば良
い。For the second layers 114 and 117 of the gate electrode, it is desirable to use a material having a low resistivity and containing aluminum (Al) or copper (Cu) as a component. Second of gate electrode
The thickness of the layer is 50 to 400 nm, preferably 100 to 2
It may be set to 00 nm. The second layer of the gate electrode is formed for the purpose of reducing the electric resistance of the gate electrode,
The length may be determined in consideration of both the length and resistance of the gate wiring or bus line connected to the gate electrode.
【0032】ゲート電極の第3層目115、118は、
ゲート電極の第1層目と同様にシリコン(Si)、チタ
ン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、
モリブデン(Mo)から選ばれた材料か、これらの材料
を成分とする材料で形成する。ゲート電極の第3層目の
厚さは50〜400nm、好ましくは100〜200n
mとすれば良い。The third layers 115 and 118 of the gate electrode are
Similar to the first layer of the gate electrode, silicon (Si), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W),
It is formed of a material selected from molybdenum (Mo) or a material containing these materials as a component. The thickness of the third layer of the gate electrode is 50 to 400 nm, preferably 100 to 200 n.
It should be m.
【0033】いずれにしても、ゲート電極の第1層目
と、ゲート電極の第2層目と、ゲート電極の第3層目と
は、スパッタ法で上記材料の被膜を形成すれば良く、ウ
エットエッチングとドライエッチングにより所定の形状
に形成する。ここで、ゲート電極の第3層目を、ゲート
電極の第2層目を覆って形成させるためには、上記で示
したようにゲート電極の第2層目の厚さを管理すること
はもとより、スパッタ条件を適切に設定する必要があ
る。例えば、形成する被膜の成膜速度を比較的遅くする
ことは有効な手段である。In any case, the first layer of the gate electrode, the second layer of the gate electrode, and the third layer of the gate electrode may be formed by forming a coating film of the above material by a sputtering method. It is formed into a predetermined shape by etching and dry etching. Here, in order to form the third layer of the gate electrode so as to cover the second layer of the gate electrode, it is of course necessary to control the thickness of the second layer of the gate electrode as described above. It is necessary to set the sputtering conditions appropriately. For example, it is an effective means to make the film formation rate of the formed film relatively slow.
【0034】図1のようなゲート電極の構造として、ゲ
ート電極の第2層目を、ゲート電極の第1層目とゲート
電極の第3層目で囲んだクラッド構造とすることで耐熱
性を高めることができる。ゲート電極の材料としては、
AlやCuなどの抵抗率の低い材料を用いることが望ま
しいが、450℃以上で加熱するとヒロックが発生した
り、周辺の絶縁膜や半導体層に拡散してしまうといった
問題点がある。しかし、このような現象はSi、Ti、
Ta、W、Moなどの材料か、これらの材料を成分とす
る材料で囲んだクラッド構造とすることで防ぐことがで
きる。As the structure of the gate electrode as shown in FIG. 1, the second layer of the gate electrode has a clad structure in which it is surrounded by the first layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode to improve heat resistance. Can be increased. As the material of the gate electrode,
It is desirable to use a material having a low resistivity such as Al or Cu, but there are problems that hillocks are generated when heated at 450 ° C. or higher, and that hillocks are diffused into the surrounding insulating film or semiconductor layer. However, such a phenomenon is caused by Si, Ti,
This can be prevented by using a material such as Ta, W, or Mo, or a clad structure surrounded by a material containing these materials.
【0035】nチャネル型TFTの半導体層は、チャネ
ル形成領域104と、第1の不純物領域107、108
と、チャネル形成領域に接して形成される第2の不純物
領域105、106a、106bとから成っている。第
1の不純物領域と第2の不純物領域にはいずれもn型を
付与する不純物元素が添加されている。このとき、前記
不純物元素の濃度は、第1の不純物領域の濃度が1×1
020〜1×1021atoms/cm3、好ましくは2×1020〜
5×1020atoms/cm3として、第2の不純物領域の濃度
が1×1016〜5×1019atoms/cm3、代表的には5×
1017〜5×101 8atoms/cm3で添加されている。第1
の不純物領域107、108はソース領域およびドレイ
ン領域として機能する。The semiconductor layer of the n-channel TFT has a channel forming region 104 and first impurity regions 107 and 108.
And second impurity regions 105, 106a, and 106b formed in contact with the channel formation region. An impurity element imparting n-type conductivity is added to both the first impurity region and the second impurity region. At this time, the concentration of the impurity element is 1 × 1 in the first impurity region.
0 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 , preferably 2 × 10 20 to
The concentration of the second impurity region is 5 × 10 20 atoms / cm 3 , and the concentration of the second impurity region is 1 × 10 16 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 , typically 5 ×
It is added at 10 17 ~5 × 10 1 8 atoms / cm 3. First
Impurity regions 107 and 108 function as a source region and a drain region.
【0036】一方、pチャネル型TFTの第3の不純物
領域111、112a、112bは、ソース領域または
ドレイン領域として機能するものである。そして、第3
の不純物領域112bにはn型を付与する不純物元素が
第1の不純物領域と同じ濃度で含まれているが、その
1.5〜3倍の濃度でp型を付与する不純物元素が添加
されている。On the other hand, the third impurity regions 111, 112a, 112b of the p-channel TFT function as a source region or a drain region. And the third
In the impurity region 112b, the impurity element imparting n-type is contained at the same concentration as that of the first impurity region, but the impurity element imparting p-type is added at a concentration 1.5 to 3 times that of the first impurity region. There is.
【0037】第2の不純物領域への不純物元素は、添加
するn型を付与する不純物元素をゲート電極の第1層目
113とゲート絶縁膜103を通過させて半導体層に添
加する方法により行われるものである。The impurity element for the second impurity region is formed by a method of adding an impurity element imparting n-type to be added to the semiconductor layer through the first layer 113 of the gate electrode and the gate insulating film 103. It is a thing.
【0038】第2の不純物領域106a、106bは、
図2(A)、(B)に示すようにゲート絶縁膜103を
介してゲート電極と重なる第2の不純物領域106aと
ゲート電極と重ならない第2の不純物領域106bとに
分けることができる。すなわち、ゲート電極とオーバー
ラップするLDD領域と、オーバーラップしないLDD
領域が形成される。この領域の作り分けは、一導電型の
不純物元素を添加する第1の工程(第2の不純物領域の
形成)と、一導電型の不純物元素を添加する第2の工程
(第1の不純物領域の形成)により行うものであり、こ
のときフォトレジストをマスクとして利用すれば良い。The second impurity regions 106a and 106b are
As shown in FIGS. 2A and 2B, a second impurity region 106a which overlaps with the gate electrode and a second impurity region 106b which does not overlap with the gate electrode can be divided with the gate insulating film 103 interposed therebetween. That is, the LDD region that overlaps the gate electrode and the LDD that does not overlap.
A region is formed. This region is divided into a first step of adding an impurity element of one conductivity type (formation of a second impurity region) and a second step of adding an impurity element of one conductivity type (first impurity region). Formation), and the photoresist may be used as a mask at this time.
【0039】これは、同一基板上に駆動電圧の異なる回
路を作製するときにきわめて便利な方法である。図2
(B)には、液晶表示装置のロジック回路部、バッファ
回路部、アナログスイッチ部、および画素マトリクス回
路に使用するTFTの設計値の一例を示す。このとき、
それぞれのTFTの駆動電圧を考慮して、チャネル長は
もとより、ゲート電極と重なる第2の不純物領域106
aとゲート電極と重ならない第2の不純物領域106b
の長さを設定することが可能となる。This is a very convenient method when manufacturing circuits with different drive voltages on the same substrate. Figure 2
FIG. 1B shows an example of design values of TFTs used in the logic circuit section, the buffer circuit section, the analog switch section, and the pixel matrix circuit of the liquid crystal display device. At this time,
Considering the driving voltage of each TFT, the second impurity region 106 overlapping the gate electrode as well as the channel length is taken into consideration.
a and the second impurity region 106b which does not overlap with the gate electrode
It is possible to set the length of.
【0040】駆動回路のシフトレジスタ回路のTFT
や、バッファ回路のTFTは基本的にオン領域の特性が
重視されるので、いわゆるGOLD構造でも良く、ゲー
ト電極と重ならない第2の不純物領域106bは必ずし
も設ける必要はない。しかしあえて設ける場合は駆動電
圧を考慮して0.5〜3μmの範囲で設定すれば良い。
いずれにしても、耐圧を考慮してゲート電極と重ならな
い第2の不純物領域106bの値は、駆動電圧が高くな
るにしたがって大きくすることが望ましい。TFT of shift register circuit of drive circuit
In addition, since the TFT of the buffer circuit basically emphasizes the characteristics of the ON region, a so-called GOLD structure may be used, and the second impurity region 106b that does not overlap with the gate electrode is not necessarily provided. However, if it is intentionally provided, it may be set in the range of 0.5 to 3 μm in consideration of the driving voltage.
In any case, considering the breakdown voltage, it is desirable that the value of the second impurity region 106b that does not overlap the gate electrode be increased as the driving voltage increases.
【0041】また、アナログスイッチや、画素マトリク
ス回路に設けるTFTはオフ電流が増加しては困るの
で、例えば、駆動電圧16Vの場合、チャネル長3μm
としてゲート電極と重なる第2の不純物領域106aを
1.5μmとし、ゲート電極と重ならない第2の不純物
領域106bを1.5μmとする。勿論、本発明はここ
で示す設計値に限定されるものでなく、実施者が適宣決
定すれば良い。Further, since it is difficult for the analog switch and the TFT provided in the pixel matrix circuit to increase the off current, for example, when the driving voltage is 16 V, the channel length is 3 μm.
As the second impurity region 106a overlapping with the gate electrode is 1.5 μm, and the second impurity region 106b not overlapping with the gate electrode is 1.5 μm. Of course, the present invention is not limited to the design values shown here, and may be determined by the practitioner as appropriate.
【0042】また、図17に示すように、本発明におい
て、ゲート電極の第1層目1701と、ゲート電極の第
2層目1702と、ゲート電極の第3層目1703との
チャネル長方向の長さは、作製するTFTの寸法と深い
関わりがある。ゲート電極の第2層目1702のチャネ
ル長方向の長さは、チャネル長L1にほぼ相当するもの
である。このときL1は0.1〜10μm、代表的には
0.2〜5μmの値とすれば良い。Further, as shown in FIG. 17, in the present invention, the first layer 1701 of the gate electrode, the second layer 1702 of the gate electrode, and the third layer 1703 of the gate electrode are arranged in the channel length direction. The length is closely related to the size of the TFT to be manufactured. The length of the second layer 1702 of the gate electrode in the channel length direction substantially corresponds to the channel length L1. At this time, L1 may have a value of 0.1 to 10 μm, typically 0.2 to 5 μm.
【0043】また、第2の不純物領域1705の長さL
6は前述のようにフォトレジストによるマスキングで任
意に設定することが可能であるが、0.2〜6μm、代
表的には0.6〜3μmで形成することが望ましい。Further, the length L of the second impurity region 1705
Although 6 can be arbitrarily set by masking with a photoresist as described above, it is desirable to form 6 to 0.2 μm, typically 0.6 to 3 μm.
【0044】そして、第2の不純物領域1705がゲー
ト電極と重なる長さL4は、ゲート電極の第1層目17
01の長さL2と密接な関係にある。L4の長さは、
0.1〜4μm、代表的には0.5〜3μmで形成する
ことが望ましい。また、第2の不純物領域1705がゲ
ート電極と重ならないる長さL5は、前述のように必ず
しも設ける必要がない場合もあるが、通常は0.1〜3
μm、代表的には0.3〜2μmとするのが良い。ここ
でL4とL5の長さは、例えば、前述のようにTFTの
駆動電圧を根拠にして決めると良い。The length L4 at which the second impurity region 1705 overlaps with the gate electrode is determined by the first layer 17 of the gate electrode.
It has a close relationship with the length L2 of 01. The length of L4 is
The thickness is preferably 0.1 to 4 μm, typically 0.5 to 3 μm. Further, the length L5 at which the second impurity region 1705 does not overlap the gate electrode may not necessarily be provided as described above, but is usually 0.1 to 3.
μm, typically 0.3 to 2 μm. Here, the lengths of L4 and L5 may be determined based on the driving voltage of the TFT as described above, for example.
【0045】また、図1においてチャネル形成領域10
4には、あらかじめ1×1016〜5×1018atoms/cm3
の濃度でボロンが添加されても良い。このボロンはしき
い値電圧を制御するために添加されるものであり、同様
の効果が得られるものであれば他の元素で代用すること
もできる。Further, in FIG. 1, the channel forming region 10
4 includes 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 in advance.
Boron may be added at a concentration of. This boron is added to control the threshold voltage, and other elements can be substituted as long as the same effect can be obtained.
【0046】以上示したように本発明は、ゲート電極を
ゲート電極の第1層目113、116と、ゲート電極の
第2層目114、117と、ゲート電極の第3層目11
5、118とで形成し、図1で示すようにゲート電極の
第2層目114、117が、ゲート電極の第1層目11
3,116とゲート電極の第3層目115、118で囲
まれたクラッド型の構造としてある。そして、少なくと
もnチャネル型TFTでは、ゲート絶縁膜103を介し
て半導体層に設けられた第2の不純物領域106の一部
が、このようなゲート電極と重なっている構造に特徴が
ある。As described above, according to the present invention, the gate electrodes are the first layers 113 and 116 of the gate electrodes, the second layers 114 and 117 of the gate electrodes, and the third layer 11 of the gate electrodes.
5, 118, and the second layer 114 and 117 of the gate electrode is the first layer 11 of the gate electrode as shown in FIG.
3 and 116 and the third layer 115, 118 of the gate electrode, which is a clad type structure. At least the n-channel TFT is characterized by the structure in which a part of the second impurity region 106 provided in the semiconductor layer with the gate insulating film 103 interposed therebetween overlaps with such a gate electrode.
【0047】nチャネル型TFTにおいて、第2の不純
物領域はチャネル形成領域104を中心としてドレイン
領域側(図1の第1の不純物領域108側)だけに設け
ても良い。また画素マトリクス回路の画素TFTのよう
に、オン領域とオフ領域の両方の特性が要求される場合
には、チャネル形成領域104を中心としてソース側
(図1の第1の不純物領域107側)とドレイン領域側
(図1の第1の不純物領域108側)の両方に設けるこ
とが望ましい。In the n-channel TFT, the second impurity region may be provided only on the drain region side (the first impurity region 108 side in FIG. 1) centering on the channel forming region 104. Further, when characteristics of both the ON region and the OFF region are required as in the pixel TFT of the pixel matrix circuit, the source side (the first impurity region 107 side in FIG. 1) is centered on the channel formation region 104. It is desirable to provide both on the drain region side (on the first impurity region 108 side in FIG. 1).
【0048】一方、pチャネル型TFTにはチャネル形
成領域109と第3の不純物領域111、112a、1
12bが形成された構造とする。勿論、本発明のnチャ
ネル型TFTと同様の構造としても良いが、pチャネル
型TFTはもともと信頼性が高いため、オン電流を稼い
でnチャネル型TFTとの特性バランスをとった方が好
ましい。本願発明を図1に示すようにCMOS回路に適
用する場合には、特にこの特性のバランスをとることが
重要である。但し、本発明の構造をpチャネル型TFT
に適用しても何ら問題はない。On the other hand, in the p-channel TFT, the channel forming region 109 and the third impurity regions 111, 112a, 1 are formed.
12b is formed. Of course, the structure may be similar to that of the n-channel type TFT of the present invention, but since the p-channel type TFT is originally highly reliable, it is preferable to earn an on-current to balance the characteristics with the n-channel type TFT. When the present invention is applied to a CMOS circuit as shown in FIG. 1, it is important to balance these characteristics. However, the structure of the present invention is applied to a p-channel TFT.
There is no problem even if applied to.
【0049】こうしてnチャネル型TFTおよびpチャ
ネル型TFTが完成したら、第1の層間絶縁膜119で
覆い、ソース配線120、121、ドレイン配線122
を設ける。図1の構造では、これらを設けた後でパッシ
ベーション膜123として窒化シリコン膜を設けてい
る。さらに樹脂材料でなる第2の層間絶縁膜124が設
けられている。第2の層間絶縁膜は、樹脂材料に限定さ
れる必要はないが、例えば、液晶表示装置に応用する場
合には、表面の平坦性を確保するために樹脂材料を用い
ることが好ましい。When the n-channel TFT and the p-channel TFT are completed in this way, they are covered with the first interlayer insulating film 119, and the source wirings 120 and 121 and the drain wiring 122.
To provide. In the structure of FIG. 1, after providing these, a silicon nitride film is provided as the passivation film 123. Further, a second interlayer insulating film 124 made of a resin material is provided. The second interlayer insulating film does not need to be limited to a resin material, but when applied to a liquid crystal display device, for example, it is preferable to use a resin material in order to secure the flatness of the surface.
【0050】図1では、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTとを相補的組み合わせて成るCMOS回路を
例にして示したが、nチャネル型TFTを用いたNMO
S回路や、液晶表示装置の画素マトリクス回路に本願発
明を適用することもできる。In FIG. 1, a CMOS circuit formed by complementarily combining an n-channel TFT and a p-channel TFT is shown as an example, but an NMO using an n-channel TFT is shown.
The present invention can also be applied to the S circuit and the pixel matrix circuit of the liquid crystal display device.
【0051】以上に示した本願発明の構成について、以
下に示す実施例でさらに詳細に説明する。The structure of the present invention described above will be described in more detail with reference to the following embodiments.
【0052】[実施例1]本実施例では、本願発明の構
成を、画素マトリクス回路とその周辺に設けられる駆動
回路の基本形態であるCMOS回路を同時に作製する方
法について説明する。[Embodiment 1] In this embodiment, the structure of the present invention will be described with reference to a method for simultaneously producing a pixel matrix circuit and a CMOS circuit which is a basic form of a driving circuit provided in the periphery thereof.
【0053】図3(A)において、基板301には、コ
ーニング社の1737ガラス基板に代表される無アルカ
リガラス基板を用いる。そして、基板301のTFTが
形成される表面には、下地膜302をプラズマCVD法
やスパッタ法で形成する。下地膜302は図示していな
いが、窒化シリコン膜を25〜100nm、代表的には
50nmの厚さに、酸化シリコン膜を50〜300n
m、代表的には150nmの厚さに形成する。In FIG. 3A, a non-alkali glass substrate typified by Corning's 1737 glass substrate is used as the substrate 301. Then, a base film 302 is formed by plasma CVD or sputtering on the surface of the substrate 301 on which the TFT is formed. Although not shown, the base film 302 is a silicon nitride film having a thickness of 25 to 100 nm, typically 50 nm, and a silicon oxide film having a thickness of 50 to 300 n.
m, typically 150 nm thick.
【0054】その他に、プラズマCVD法でSiH4、
NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜を10
〜200nm(好ましくは50〜100nm)、同様にSi
H4、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜を50〜
200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積
層形成する。In addition, SiH 4 ,
A silicon oxynitride film made of NH 3 and N 2 O
~ 200 nm (preferably 50-100 nm), as well as Si
A silicon oxynitride film made of H 4 and N 2 O is applied to 50-
The layers are formed to a thickness of 200 nm (preferably 100 to 150 nm).
【0055】次に、この下地膜302の上に50nmの
厚さの、非晶質シリコン膜をプラズマCVD法で形成す
る。非晶質シリコン膜は含有水素量にもよるが、好まし
くは400〜550℃で数時間加熱して脱水素処理を行
い、含有水素量を5atomic%以下として、結晶化の工程
を行うことが望ましい。また、非晶質シリコン膜をスパ
ッタ法や蒸着法などの他の作製方法で形成しても良い
が、膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物元素を十分
低減させておくことが望ましい。Next, an amorphous silicon film having a thickness of 50 nm is formed on the base film 302 by the plasma CVD method. Although depending on the hydrogen content of the amorphous silicon film, it is preferable that the amorphous silicon film is heated at 400 to 550 ° C. for several hours for dehydrogenation treatment, and the hydrogen content is set to 5 atomic% or less before the crystallization step. . Further, the amorphous silicon film may be formed by another manufacturing method such as a sputtering method or an evaporation method, but it is preferable to sufficiently reduce impurity elements such as oxygen and nitrogen contained in the film.
【0056】ここで、下地膜と非晶質シリコン膜とはい
ずれもプラズマCVD法で作製することが可能であるの
で、下地膜と非晶質シリコン膜を真空中で連続して形成
しても良い。下地膜を形成後、一旦大気雰囲気にさらさ
ない工程にすることにより、表面の汚染を防ぐことが可
能となり、作製するTFTの特性バラツキを低減させる
ことができる。Here, since both the base film and the amorphous silicon film can be formed by the plasma CVD method, even if the base film and the amorphous silicon film are continuously formed in vacuum. good. It is possible to prevent surface contamination and reduce variations in the characteristics of the TFTs to be manufactured by performing a step of not exposing to the air atmosphere after forming the base film.
【0057】非晶質シリコン膜を結晶化する工程は、公
知のレーザーアニール法または熱アニール法の技術を用
いれば良い。本実施例では、パルス発振型のKrFエキ
シマレーザー光を線状に集光して非晶質シリコン膜に照
射して結晶質シリコン膜を形成する。In the step of crystallizing the amorphous silicon film, a well-known laser annealing method or thermal annealing method may be used. In this embodiment, a pulse oscillation type KrF excimer laser beam is linearly focused and irradiated onto an amorphous silicon film to form a crystalline silicon film.
【0058】結晶化をレーザーアニール法にて行う場合
には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザ
ーやアルゴンレーザーをその光源とする。また、YAG
レーザーを光源とし、その基本周波数、第2高調波、第
3高調波、第4高調波を光源としても良い。パルス発振型
のエキシマレーザーを用いる場合には、レーザー光を線
状に加工してレーザーアニールを行う。レーザーアニー
ル条件は実施者が適宣選択するものであるが、例えば、
レーザーパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネ
ルギー密度を100〜500mJ/cm2(代表的には300
〜400mJ/cm2)とする。そして線状ビームを基板全面
に渡って照射し、この時の線状ビームの重ね合わせ率
(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。When the crystallization is performed by the laser annealing method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser or an argon laser is used as the light source. Also, YAG
The laser is used as the light source, and its fundamental frequency, second harmonic,
The third harmonic and the fourth harmonic may be used as the light source. When a pulse oscillation type excimer laser is used, laser light is processed into a linear shape and laser annealing is performed. Although the laser annealing conditions are appropriately selected by the practitioner, for example,
The laser pulse oscillation frequency is 30 Hz, and the laser energy density is 100 to 500 mJ / cm 2 (typically 300
~ 400 mJ / cm 2 ). Then, the linear beam is irradiated over the entire surface of the substrate, and the overlapping rate (overlap rate) of the linear beams at this time is set to 80 to 98%.
【0059】尚、本実施例では半導体層を非晶質シリコ
ン膜から結晶質シリコン膜を形成したが、微結晶シリコ
ン膜を用いても構わないし、直接結晶質シリコン膜を成
膜しても良い。Although the crystalline silicon film is formed from the amorphous silicon film as the semiconductor layer in this embodiment, a microcrystalline silicon film may be used or a crystalline silicon film may be directly formed. .
【0060】こうして形成した結晶質シリコン膜をパタ
ーニングして、島状の半導体層303、304、305
を形成する。The crystalline silicon film thus formed is patterned to form island-shaped semiconductor layers 303, 304, 305.
To form.
【0061】次に、島状の半導体層303、304、3
05を覆って、酸化シリコンまたは窒化シリコンを主成
分とするゲート絶縁膜306を形成する。ゲート絶縁膜
306は、プラズマCVD法でN2OとSiH4を原料と
した酸化窒化シリコン膜を10〜200nm、好ましく
は50〜150nmの厚さで形成すれば良い。ここでは
100nmの厚さに形成する。Next, the island-shaped semiconductor layers 303, 304, 3
A gate insulating film 306 containing silicon oxide or silicon nitride as a main component is formed so as to cover 05. The gate insulating film 306 may be formed of a silicon oxynitride film using N 2 O and SiH 4 as raw materials in a thickness of 10 to 200 nm, preferably 50 to 150 nm by a plasma CVD method. Here, it is formed to have a thickness of 100 nm.
【0062】そして、ゲート絶縁膜306上にゲート電
極の第1層目とゲート電極の第2層目とゲート電極の第
3層目から成るゲート電極を形成する。まず、導電層
(A)307と、導電層(B)308を形成する。導電
層(A)307はTi、Ta、W、Moから選ばれた材
料で形成すれば良いが、電気抵抗や耐熱性を考慮して前
記材料を成分とする化合物を用いても良い。また、導電
層(A)307の厚さは10〜100nm、好ましくは
20〜50nmとする必要がある。ここでは、50nm
の厚さでTi膜をスパッタ法で形成する。Then, a gate electrode composed of the first layer of the gate electrode, the second layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode is formed on the gate insulating film 306. First, the conductive layer (A) 307 and the conductive layer (B) 308 are formed. The conductive layer (A) 307 may be formed of a material selected from Ti, Ta, W, and Mo, but a compound containing the above material as a component may be used in consideration of electric resistance and heat resistance. The thickness of the conductive layer (A) 307 needs to be 10 to 100 nm, preferably 20 to 50 nm. Here, 50 nm
To form a Ti film by the sputtering method.
【0063】ゲート絶縁膜306と導電層(A)307
の厚さの管理は重要である。これは、後に実施される第
1の不純物添加の工程において、n型を付与する不純物
をゲート絶縁膜306と導電層(A)307を通過させ
て半導体層303、305に添加するためである。実際
には、ゲート絶縁膜306と導電層(A)307の膜厚
と、添加する不純物元素の濃度を考慮して、第1の不純
物添加の工程条件を決定した。前記膜厚範囲であれば不
純物元素を半導体層に添加できることは予め確認された
が、膜厚が設定された本来の値よりも10%以上変動す
ると、添加される不純物濃度が減少してしまう。Gate insulating film 306 and conductive layer (A) 307
It is important to control the thickness of the. This is because in a first step of adding a later impurity, an impurity imparting n-type is added to the semiconductor layers 303 and 305 through the gate insulating film 306 and the conductive layer (A) 307. Actually, the process conditions for the first impurity addition were determined in consideration of the film thicknesses of the gate insulating film 306 and the conductive layer (A) 307 and the concentration of the impurity element to be added. It has been confirmed in advance that an impurity element can be added to the semiconductor layer within the above film thickness range, but if the film thickness fluctuates by 10% or more from the set original value, the concentration of the added impurity will decrease.
【0064】導電層(B)は、Al、Cuから選ばれた
材料を用いることが好ましい。これはゲート電極の電気
抵抗を下げるために設けられるものであり、50〜40
0nm、好ましくは100〜200nmの厚さに形成す
る。Alを用いる場合には、純Alを用いても良いし、
Ti、Si、Scから選ばれた元素が0.1〜5atomic
%添加されたAl合金を用いても良い。また銅を用いる
場合には、図示しないが、ゲート絶縁膜306の表面に
窒化シリコン膜を30〜100nmの厚さで設けておく
と好ましい。The conductive layer (B) is preferably made of a material selected from Al and Cu. This is provided to reduce the electric resistance of the gate electrode, and is 50 to 40
It is formed to a thickness of 0 nm, preferably 100 to 200 nm. When Al is used, pure Al may be used,
0.1-5 atomic elements selected from Ti, Si and Sc
% Al alloy may be used. When copper is used, although not shown, it is preferable to provide a silicon nitride film with a thickness of 30 to 100 nm on the surface of the gate insulating film 306.
【0065】ここでは、Scが0.5atomic%添加され
たAl膜をスパッタ法で200nmの厚さに形成する
(図3(A))。Here, an Al film added with 0.5 atomic% of Sc is formed to a thickness of 200 nm by the sputtering method (FIG. 3A).
【0066】次に公知のパターニング技術を使ってレジ
ストマスクを形成し、導電層(B)308の一部を除去
する工程を行う。ここでは、導電層(B)308はSc
が0.5atomic%添加されたAl膜で形成されているの
で、リン酸溶液を用いたウエットエッチング法で行う。
そして、図3(B)に示すように導電層(B)からゲー
ト電極の第2層目309、310、311、312を形
成する。それぞれのゲート電極の第2層目のチャネル長
方向の長さは、CMOS回路を形成するゲート電極の第
2層目309、310で3μmとし、また、画素マトリ
クス回路はマルチゲート構造となっていて、ゲート電極
の第2層目311、312のそれぞれの長さを2μmと
した。Next, a step of removing a part of the conductive layer (B) 308 is performed by forming a resist mask using a known patterning technique. Here, the conductive layer (B) 308 is Sc
Is formed of an Al film to which 0.5 atomic% is added, a wet etching method using a phosphoric acid solution is used.
Then, as shown in FIG. 3B, second layers 309, 310, 311, and 312 of the gate electrode are formed from the conductive layer (B). The length in the channel length direction of the second layer of each gate electrode is 3 μm in the second layers 309 and 310 of the gate electrode forming the CMOS circuit, and the pixel matrix circuit has a multi-gate structure. The length of each of the second layers 311 and 312 of the gate electrode was set to 2 μm.
【0067】この工程をドライエッチング法で行うこと
も可能であるが、導電層(A)307にダメージを与え
ず、選択性良く導電層(B)308の不要な領域を除去
するためにはウエットエッチング法が好ましい。Although it is possible to perform this step by a dry etching method, in order to remove an unnecessary region of the conductive layer (B) 308 with good selectivity without damaging the conductive layer (A) 307, a wet process is performed. The etching method is preferred.
【0068】また、画素マトリクス回路を構成する画素
TFTのドレイン側に保持容量を設ける構造となってい
る。このとき、導電層(B)と同じ材料で保持容量の容
量配線313を形成する。Further, the storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT which constitutes the pixel matrix circuit. At this time, the capacitor wiring 313 of the storage capacitor is formed of the same material as the conductive layer (B).
【0069】そして、pチャネル型TFTを形成する領
域にレジストマスク314を形成して、1回目のn型を
付与する不純物元素を添加する工程を行う。結晶質半導
体材料に対してn型を付与する不純物元素としては、リ
ン(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)などが知
られているが、ここでは、リンを用い、フォスフィン
(PH3)を用いたイオンドープ法で行う。この工程で
は、ゲート絶縁膜306と導電層(A)307を通して
その下の半導体層にリンを添加するために、加速電圧は
80keVと高めに設定する。半導体層に添加するリン
の濃度は1×10 16〜5×1019atoms/cm3の範囲にす
るのが好ましく、ここでは1×1018atoms/cm3とす
る。そして、半導体層にリンが添加された領域315、
316、317、318、319、320が形成される
(図3(B))。Then, a process for forming a p-channel type TFT
A resist mask 314 is formed in the region to form the first n-type
A step of adding an impurity element to be given is performed. Crystalline semiconductor
As an impurity element that imparts n-type to the body material,
(P), arsenic (As), antimony (Sb), etc.
However, here, using phosphorus, phosphine
(PH3) Is used for the ion doping method. In this process
Through the gate insulating film 306 and the conductive layer (A) 307
In order to add phosphorus to the semiconductor layer below, the acceleration voltage is
Set a high value of 80 keV. Phosphorus added to the semiconductor layer
Concentration is 1 × 10 16~ 5 x 1019atoms / cm3The range of
It is preferable that it is 1 × 10 here.18atoms / cm3Tosu
It Then, a region 315 in which phosphorus is added to the semiconductor layer,
316, 317, 318, 319, 320 are formed
(FIG. 3 (B)).
【0070】そして、レジストマスク314を除去した
後、導電層(A)307とゲート電極の第2層目30
9、310、311、312と保持容量の配線313に
密接させてゲート電極の第3層目となる導電層(C)3
21を形成する。導電層(C)321はTi、Ta、
W、Moから選ばれた材料で形成すれば良いが、電気抵
抗や耐熱性を考慮して前記材料を成分とする化合物を用
いても良い。例えば、また、導電層(C)321の厚さ
は10〜100nm、好ましくは20〜50nmとする
必要がある。ここでは、50nmの厚さでTa膜をスパ
ッタ法で形成する(図3(C))。After removing the resist mask 314, the conductive layer (A) 307 and the second layer 30 of the gate electrode are formed.
9, 310, 311, 312 and the conductive layer (C) 3 which is a third layer of the gate electrode in close contact with the storage capacitor wiring 313.
21 is formed. The conductive layer (C) 321 is made of Ti, Ta,
It may be formed of a material selected from W and Mo, but a compound containing the above material as a component may be used in consideration of electric resistance and heat resistance. For example, the thickness of the conductive layer (C) 321 needs to be 10 to 100 nm, preferably 20 to 50 nm. Here, a Ta film is formed with a thickness of 50 nm by a sputtering method (FIG. 3C).
【0071】次に公知のパターニング技術を使ってレジ
ストマスクを形成し、導電層(C)321と導電層
(A)307の一部を除去する工程を行う。ここでは、
ドライエッチング法により行う。導電層(C)321は
Taであり、ドライエッチングの条件として、CF4を
80SCCM、O2を20SCCM導入して100mT
orr、で500Wの高周波電力を投入して行う。この
ときTaのエッチングレートは60nm/分である。ま
た、導電層(A)307をエッチングする条件は、Si
Cl4を40SCCM、Cl2を5SCCM、BCl3を
180SCCM導入して、80mTorr、1200W
の高周波電力を印加して行う。このとき、Tiのエッチ
ングレートは34nm/分である。Next, a step of removing a part of the conductive layer (C) 321 and the conductive layer (A) 307 is performed by forming a resist mask using a known patterning technique. here,
The dry etching method is used. The conductive layer (C) 321 is Ta, and 100 mT by introducing 80 SCCM of CF 4 and 20 SCCM of O 2 as conditions for dry etching.
The high frequency power of 500 W is applied at orr. At this time, the etching rate of Ta is 60 nm / min. The conditions for etching the conductive layer (A) 307 are Si
Introducing 40 SCCM of Cl 4 , 5 SCCM of Cl 2 and 180 SCCM of BCl 3 , 80 mTorr, 1200 W
Is applied by applying high frequency power. At this time, the etching rate of Ti is 34 nm / min.
【0072】エッチング後わずかに残さが確認されるこ
とがあるが、SPX洗浄液やEKCなどの溶液で洗浄す
ることにより除去することができる。また、上記エッチ
ング条件で、下地にあるゲート絶縁膜306のエッチン
グレートは18〜38nm/分であり、エッチング時間
が長いとゲート絶縁膜のエッチングが進んでしまうため
注意が必要である。Although a slight residue may be confirmed after etching, it can be removed by cleaning with a solution such as SPX cleaning liquid or EKC. Further, under the above etching conditions, the etching rate of the underlying gate insulating film 306 is 18 to 38 nm / min, and it should be noted that the etching of the gate insulating film proceeds if the etching time is long.
【0073】そして、ゲート電極の第1層目322、3
23、324、325とゲート電極の第3層目327、
328、329、330とが形成される。ゲート電極の
第1層目とゲート電極の第3層目とのチャネル長方向の
長さは同じに形成され、ゲート電極の第1層目322、
323とゲート電極の第3層目327、328は6μm
の長さに形成する。また、ゲート電極の第1層目32
4、325とゲート電極の第3層目329、330は4
μmの長さに形成する(図4(A))。Then, the first layers 322, 3 of the gate electrodes
23, 324, 325 and the third layer 327 of the gate electrode,
328, 329, 330 are formed. The first layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode are formed to have the same length in the channel length direction, and the first layer of the gate electrode 322,
323 and the third layers 327 and 328 of the gate electrode are 6 μm
To the length of. In addition, the first layer 32 of the gate electrode
4, 325 and the third layer 329, 330 of the gate electrode are 4
It is formed to a length of μm (FIG. 4 (A)).
【0074】このようにして、ゲート電極の第1層目と
ゲート電極の第2層目とゲート電極の第3層目とから成
るゲート電極が形成される。また、画素マトリクス回路
を構成する画素TFTのドレイン側に保持容量を設ける
構造となっている。このとき、導電層(A)と、導電層
(C)とから保持容量の配線326、331が形成され
る。In this way, the gate electrode composed of the first layer of the gate electrode, the second layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode is formed. In addition, a storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT that constitutes the pixel matrix circuit. At this time, storage capacitor wirings 326 and 331 are formed from the conductive layer (A) and the conductive layer (C).
【0075】そして、図4(B)に示すように、レジス
トマスク332、333、334、335、336を形
成して、2回目のn型を付与する不純物元素を添加する
工程を行う。これも、フォスフィン(PH3)を用いた
イオンドープ法で行う。この工程でもゲート絶縁膜30
6を通してその下の半導体層にリンを添加するために、
加速電圧は80keVと高めに設定する。そして、リン
が添加された領域337、338、339、340、3
41、342、343が形成される。この領域のリンの
濃度は、1回目のn型を付与する不純物元素を添加する
工程と比較して高濃度であり、1×1019〜1×1021
atoms/cm3とするのが好ましく、ここでは1×1020ato
ms/cm3とする。Then, as shown in FIG. 4B, resist masks 332, 333, 334, 335, and 336 are formed, and a second step of adding an impurity element imparting n-type conductivity is performed. This is also performed by the ion doping method using phosphine (PH 3 ). Even in this step, the gate insulating film 30
6 to add phosphorus to the semiconductor layer thereunder,
The acceleration voltage is set as high as 80 keV. Then, the phosphorus added regions 337, 338, 339, 340, 3
41, 342, 343 are formed. The concentration of phosphorus in this region is higher than that in the first step of adding the impurity element imparting n-type conductivity, and is 1 × 10 19 to 1 × 10 21.
Atoms / cm 3 is preferable, and here 1 × 10 20 ato
ms / cm 3
【0076】この工程において、レジストマスク33
2、333、334、335のチャネル長方向の長さ
は、それぞれのTFTの構造を決める上で重要である。
特に、nチャネル型TFTにおいては、前述のゲート電
極の第1層目と第3層目の長さと、このレジストマスク
の長さにより、第2の不純物領域がゲート電極と重なる
領域と、重ならない領域をある範囲で自由に決めること
ができる。本実施例では、ゲート電極の第1層目322
と第3層目327の長さを6μmで、ゲート電極の第1
層目324、325と第3層目329、330の長さを
4μmで形成したので、レジストマスク332は9μm
の長さで、レジストマスク334、335は7μmの長
さで形成した。勿論、ここで記載したそれぞれの長さは
一例であるので、前述のようにTFTの駆動電圧を考慮
して決めると良い。In this step, the resist mask 33
The lengths of 2, 333, 334, and 335 in the channel length direction are important in determining the structure of each TFT.
Particularly, in the n-channel TFT, the second impurity region does not overlap with the gate electrode because of the lengths of the first and third layers of the gate electrode and the length of the resist mask. The area can be freely determined within a certain range. In this embodiment, the first layer 322 of the gate electrode
And the length of the third layer 327 is 6 μm, the first of the gate electrode
Since the lengths of the third layers 324 and 325 and the third layers 329 and 330 are 4 μm, the resist mask 332 has a length of 9 μm.
And the resist masks 334 and 335 were formed to have a length of 7 μm. Of course, the respective lengths described here are examples, and it is advisable to determine them in consideration of the driving voltage of the TFT as described above.
【0077】次にnチャネル型TFTを形成する領域を
レジストマスク344、345で覆って、pチャネル型
TFTが形成される領域のみに、p型を付与する第3の
不純物元素を添加するの工程を行う。p型を付与する不
純物元素としては、ボロン(B)、アルミニウム(A
l)、ガリウム(Ga)、が知られているが、ここでは
ボロンをその不純物元素として、ジボラン(B2H6)を
用いてイオンドープ法で添加する。この場合も加速電圧
を80keVとして、2×1020atoms/cm3の濃度にボ
ロンを添加する。そして、図4(C)に示すようにボロ
ンが高濃度に添加された第3の不純物領域346a、3
46b、347a、347bが形成される。第3の不純
物域346b、347bには前の工程で添加されたリン
が含まれているが、その 2倍の濃度でボロンが添加さ
れているので問題はない(図4(C))。Next, a step of covering the regions for forming the n-channel type TFTs with resist masks 344 and 345 and adding a third impurity element imparting p-type to only the regions for forming the p-channel type TFTs. I do. As the impurity element imparting p-type, boron (B), aluminum (A
l) and gallium (Ga) are known, but here, boron is added as the impurity element by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). Also in this case, the acceleration voltage is set to 80 keV, and boron is added at a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 . Then, as shown in FIG. 4C, third impurity regions 346a and
46b, 347a, 347b are formed. Phosphorus added in the previous step is contained in the third impurity regions 346b and 347b, but there is no problem because boron is added at a concentration twice that (FIG. 4C).
【0078】図4(C)までの工程が終了したら、図5
で示すように、レジストマスク344、345を除去し
て、第1の層間絶縁膜374を形成する工程を行う。第
1の層間絶縁膜374は2層構造で形成する。最初に窒
化シリコン膜374aを50nmの成膜する。窒化シリ
コン膜はプラズマCVD法で形成し、SiH4を5SC
CM、NH3を40SCCM、N2を100SCCM導入
して0.7Torr、300Wの高周波電力を投入す
る。そして、続いて酸化シリコン膜374bをTEOS
を500SCCM、O2を50SCCM導入し1Tor
r、200Wの高周波電力を投入して950nmの厚さ
に成膜する。このように窒化シリコン膜374aと酸化
シリコン膜374bにより、合計1μmの第1の層間絶
縁膜374を形成する。When the steps up to FIG.
As shown by, the step of removing the resist masks 344 and 345 and forming the first interlayer insulating film 374 is performed. The first interlayer insulating film 374 has a two-layer structure. First, a silicon nitride film 374a is formed to a thickness of 50 nm. The silicon nitride film is formed by the plasma CVD method, and SiH 4 is added to 5 SC.
40 SCCM of CM and NH 3 and 100 SCCM of N 2 are introduced, and high frequency power of 0.7 Torr and 300 W is applied. Then, subsequently, the silicon oxide film 374b is formed with TEOS.
Introduces 500 SCCM and O 2 50 SCCM, 1 Tor
A high frequency power of 200 W is applied to form a film having a thickness of 950 nm. In this manner, the silicon nitride film 374a and the silicon oxide film 374b form a first interlayer insulating film 374 having a total thickness of 1 μm.
【0079】ここで形成された窒化シリコン膜は次の熱
処理工程を行うために必要なものである。本実施例で
は、前述のようなクラッド構造のゲート電極を形成す
る。この構造はAlで形成されるゲート電極の第2層目
を、Tiで形成されるゲート電極の第1層目とTaで形
成されるゲート電極の第3層目で囲むように形成してい
る。TaはAlのヒロックや周辺へのしみ出しを防ぐ効
果があるが、常圧において400℃以上で加熱するとす
ぐに酸化してしまう欠点を有している。その結果、電気
抵抗が増加してしまうが、その表面を第1の層間絶縁膜
の窒化シリコン膜374aで被覆しておくと、酸化を防
止することができる。The silicon nitride film formed here is necessary for performing the next heat treatment step. In this embodiment, the gate electrode having the clad structure as described above is formed. This structure is formed so that the second layer of the gate electrode formed of Al is surrounded by the first layer of the gate electrode formed of Ti and the third layer of the gate electrode formed of Ta. . Ta has an effect of preventing hillocks of Al and exudation to the surroundings, but has a drawback that it is oxidized immediately when heated at 400 ° C. or higher under normal pressure. As a result, electric resistance increases, but oxidation can be prevented by covering the surface with the silicon nitride film 374a of the first interlayer insulating film.
【0080】熱処理の工程は、それぞれの濃度で添加さ
れたn型またはp型を付与する不純物元素を活性化する
ために行う必要がある。この工程は、電気加熱炉を用い
る熱アニール法や、前述のエキシマレーザーを用いるレ
ーザーアニール法や、ハロゲンランプを用いるラピット
サーマルアニール法(RTA法)で行えば良い。しか
し、レーザーアニール法は低い基板加熱温度で活性をす
ることができるが、ゲート電極の下にかくれる領域まで
活性化させることは困難である。従って、ここでは熱ア
ニール法で活性化の工程を行う。この時の条件は、窒素
雰囲気中において300〜700℃、好ましくは350
〜550℃、ここでは450℃、2時間の処理を行う。The heat treatment step must be carried out to activate the impurity element imparting n-type or p-type added at each concentration. This step may be performed by a thermal annealing method using an electric heating furnace, a laser annealing method using the above-mentioned excimer laser, or a rapid thermal annealing method (RTA method) using a halogen lamp. However, although the laser annealing method can be activated at a low substrate heating temperature, it is difficult to activate even the shaded region under the gate electrode. Therefore, the activation process is performed here by the thermal annealing method. The condition at this time is 300 to 700 ° C., preferably 350 in a nitrogen atmosphere.
Up to 550 ° C., here 450 ° C., for 2 hours.
【0081】第1の層間絶縁膜374はその後、パター
ニングでそれぞれのTFTのソース領域と、ドレイン領
域に達するコンタクトホールが形成する。そして、ソー
ス配線375、376、377、とドレイン配線37
8、379を形成する。図示していないが、本実施例で
はこの配線を、Ti膜を100nm、Tiを含むAl膜
300nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して
形成する3層構造の配線として用いる。Thereafter, the first interlayer insulating film 374 is patterned to form a contact hole reaching the source region and the drain region of each TFT. Then, the source wirings 375, 376, 377 and the drain wiring 37
8 and 379 are formed. Although not shown, this wiring is used as a wiring having a three-layer structure in which a Ti film of 100 nm, an Al film of 300 nm containing Ti, and a Ti film of 150 nm are successively formed by a sputtering method, although not shown.
【0082】そして、ソース配線375、376、37
7とドレイン配線378、379と、第1の層間絶縁膜
374を覆ってパッシベーション膜380を形成する。
パッシベーション膜380は、窒化シリコン膜で50n
mの厚さで形成する。さらに、有機樹脂からなる第2の
層間絶縁膜381を約1000nmの厚さに形成する。
有機樹脂膜としては、ポリイミド、アクリル、ポリイミ
ドアミド等を使用することができる。有機樹脂膜を用い
ることの利点は、成膜方法が簡単である点や、比誘電率
が低いので、寄生容量を低減できる点、平坦性に優れる
点などが上げられる。なお上述した以外の有機樹脂膜を
用いることもできる。ここでは、基板に塗布後、熱重合
するタイプのポリイミドを用い、300℃で焼成して形
成する。Then, the source wirings 375, 376, 37
7 and the drain wirings 378 and 379 and the first interlayer insulating film 374, a passivation film 380 is formed.
The passivation film 380 is a silicon nitride film with a thickness of 50 n.
It is formed with a thickness of m. Further, a second interlayer insulating film 381 made of organic resin is formed to a thickness of about 1000 nm.
As the organic resin film, polyimide, acryl, polyimide amide or the like can be used. The advantage of using the organic resin film is that the film formation method is simple, the relative dielectric constant is low, the parasitic capacitance can be reduced, and the flatness is excellent. Note that organic resin films other than those described above can also be used. Here, a polyimide of a type that is thermally polymerized after being applied to the substrate is used, and is baked at 300 ° C. to be formed.
【0083】以上までの工程で、クラッド構造のゲート
電極が形成され、CMOS回路のnチャネル型TFTに
はチャネル形成領域348、第1の不純物領域360、
361、第2の不純物領域349a、349b、350
a、350bが形成される。ここで、第2の不純物領域
は、ゲート電極と重なる領域349a、350aが1.
5μmの長さに、ゲート電極と重ならない領域(LDD
領域)349b、350bが1.5μmの長さにそれぞ
れ形成される。そして、第1の不純物領域360はソー
ス領域として、第1の不純物領域361はドレイン領域
として機能する。Through the above steps, the gate electrode having the clad structure is formed, and the channel forming region 348, the first impurity region 360, and the n-channel TFT of the CMOS circuit are formed.
361, second impurity regions 349a, 349b, 350
a and 350b are formed. Here, in the second impurity region, the regions 349a and 350a overlapping with the gate electrode are 1.
A region (LDD) that does not overlap the gate electrode with a length of 5 μm
Regions 349b and 350b are formed to a length of 1.5 μm, respectively. Then, the first impurity region 360 functions as a source region and the first impurity region 361 functions as a drain region.
【0084】pチャネル型TFTは、同様にクラッド構
造のゲート電極が形成され、チャネル形成領域362、
第3の不純物領域363a、363b、364a、36
4bが形成される。第3の不純物領域363a、363
bはソース領域として、第3の不純物領域364a、3
64bはドレイン領域となる。Similarly, in the p-channel TFT, a gate electrode having a clad structure is formed, and a channel forming region 362,
Third impurity regions 363a, 363b, 364a, 36
4b is formed. Third impurity regions 363a and 363
b is used as a source region for the third impurity regions 364a, 3
64b becomes a drain region.
【0085】また、画素マトリクス回路の画素TFT
は、チャネル形成領域365、369と第1の不純物領
域368、372と第2の不純物領域366、367、
370、371が形成される。この第2の不純物領域
は、ゲート電極と重なる領域366a、367a、37
0a、371aと重ならない領域366b、367b、
370b、371bとに分けることができる。Further, the pixel TFT of the pixel matrix circuit
Are channel formation regions 365 and 369, first impurity regions 368 and 372, and second impurity regions 366 and 367.
370 and 371 are formed. The second impurity region has regions 366a, 367a, 37 overlapping the gate electrode.
Areas 366b, 367b that do not overlap with 0a, 371a,
370b and 371b.
【0086】こうして図5に示すように、基板301上
にCMOS回路と、画素マトリクス回路が形成されたア
クティブマトリクス基板が作製される。また、画素マト
リクス回路の画素TFTのドレイン側には、保持容量が
同時に形成される。Thus, as shown in FIG. 5, an active matrix substrate in which the CMOS circuit and the pixel matrix circuit are formed on the substrate 301 is manufactured. Further, a storage capacitor is simultaneously formed on the drain side of the pixel TFT of the pixel matrix circuit.
【0087】[実施例2]本実施例では、実施例1と同
様に、画素マトリクス回路とその周辺に設けられる駆動
回路の基本形態であるCMOS回路を同時に作製する他
の実施形態について説明する。[Embodiment 2] Similar to Embodiment 1, this embodiment describes another embodiment in which a CMOS circuit, which is a basic form of a pixel matrix circuit and a driving circuit provided around the pixel matrix circuit, is manufactured at the same time.
【0088】まず、実施例1と同様に図3(A)から
(C)までの工程と、図4(A)までの工程を行う。First, as in the first embodiment, the steps of FIGS. 3A to 3C and the steps of FIG. 4A are performed.
【0089】そして、図6(A)はゲート電極の第1層
目とゲート電極の第2層目とゲート電極の第3層目とか
らゲート電極が形成されている状態を示す。この状態の
基板に対して、レジストマスク601、602、60
3、604、605を形成し、n型を付与する不純物元
素を添加する工程を行う。そして、第1の不純物領域6
06、607、608、609、610、611、61
2が形成される(図6(B))。FIG. 6A shows a state in which the gate electrode is formed from the first layer of the gate electrode, the second layer of the gate electrode, and the third layer of the gate electrode. For the substrate in this state, resist masks 601, 602, 60
3, 604, and 605 are formed, and a step of adding an impurity element imparting n-type is performed. Then, the first impurity region 6
06, 607, 608, 609, 610, 611, 61
2 is formed (FIG. 6 (B)).
【0090】ここで形成されるレジストマスク601、
602は、いずれもLDD領域をTFTのドレイン領域
側のみに形成する形状のものである。これは、第2の不
純物領域をゲート絶縁膜上からマスクする領域がチャネ
ル形成領域を中心として、片側のみに形成されるもので
ある。The resist mask 601 formed here,
Reference numerals 602 each have a shape in which the LDD region is formed only on the drain region side of the TFT. In this, a region for masking the second impurity region from above the gate insulating film is formed only on one side with the channel forming region as the center.
【0091】このようなレジストマスクの形成は、CM
OS回路のnチャネル型TFTに対して特に有効であ
る。LDD領域が片側のみに形成されるため、TFTの
直列抵抗成分を実質的に下げることが可能となり、オン
電流を増加させることができる。The formation of such a resist mask is performed by CM
It is particularly effective for the n-channel TFT of the OS circuit. Since the LDD region is formed on only one side, it is possible to substantially reduce the series resistance component of the TFT and increase the on-current.
【0092】これまで述べてきたGOLD構造にして
も、LDD構造にしても、ドレイン領域近傍の高電界を
緩和するために設けるためのものであり、TFTのドレ
イン側に形成されていればその効果は十分得られる。Both the GOLD structure and the LDD structure described above are provided in order to reduce the high electric field in the vicinity of the drain region, and the effect is obtained if they are formed on the drain side of the TFT. Is enough.
【0093】さらに、レジストマスク613、614を
形成し、実施例1と同様にp型を付与する不純物元素を
添加する工程を行い、第3の不純物領域615a、61
5b、616を形成する。第3の不純物領域615aは
前の工程で添加したn型を付与する不純物元素が含まれ
ている(図6(C))。Further, the resist masks 613 and 614 are formed, and the step of adding the impurity element imparting p-type conductivity is performed as in the first embodiment, and the third impurity regions 615a and 61 are formed.
5b and 616 are formed. The third impurity region 615a contains the impurity element imparting n-type which is added in the previous step (FIG. 6C).
【0094】以降の工程は実施例1と同様に行えば良
く、ソース配線375、376、377とドレイン配線
378、379、パッシベーション膜380、有機樹脂
からなる第2の層間絶縁膜381を形成して図7に示す
アクティブマトリクス基板が完成する。そして、CMO
S回路のnチャネル型TFTにはチャネル形成領域61
7、第1の不純物領域620、621、第2の不純物領
域618、619が形成される。ここで、第2の不純物
領域は、ゲート電極と重なる領域(GOLD領域)61
9aと、ゲート電極と重ならない領域(LDD領域)6
19bがそれぞれ形成される。そして、第1の不純物領
域620はソース領域として、第1の不純物領域621
はドレイン領域となる。Subsequent steps may be performed in the same manner as in Example 1, and the source wirings 375, 376, 377 and drain wirings 378, 379, the passivation film 380, and the second interlayer insulating film 381 made of organic resin are formed. The active matrix substrate shown in FIG. 7 is completed. And CMO
The n-channel TFT of the S circuit has a channel formation region 61.
7, first impurity regions 620 and 621, and second impurity regions 618 and 619 are formed. Here, the second impurity region is a region (GOLD region) 61 overlapping the gate electrode 61.
9a and a region (LDD region) 6 that does not overlap the gate electrode 6
19b are formed respectively. Then, the first impurity region 620 serves as a source region and the first impurity region 621 is used.
Becomes a drain region.
【0095】pチャネル型TFTは、チャネル形成領域
622、第3の不純物領域624a、624b、623
が形成される。第3の不純物領域623はソース領域と
して、第3の不純物領域624a、624bはドレイン
領域となる。画素マトリクス回路の画素TFTは、チャ
ネル形成領域625、629と第1の不純物領域62
8、632と第2の不純物領域626、627、63
0、631が形成される。この第2の不純物領域は、ゲ
ート電極と重なる領域626a、627a、630a、
631aと重ならない領域626b、627b、630
b、631bとに分けることができる。The p-channel TFT has a channel forming region 622 and third impurity regions 624a, 624b, 623.
Is formed. The third impurity region 623 serves as a source region and the third impurity regions 624a and 624b serve as drain regions. The pixel TFT of the pixel matrix circuit includes channel formation regions 625 and 629 and a first impurity region 62.
8, 632 and second impurity regions 626, 627, 63
0, 631 are formed. The second impurity regions are regions 626a, 627a, 630a overlapping the gate electrodes,
Regions 626b, 627b, 630 that do not overlap with 631a
b and 631b.
【0096】[実施例3]本実施例では、実施例1と同
様に、画素マトリクス回路とその周辺に設けられる駆動
回路の基本形態であるCMOS回路を同時に作製する他
の実施形態について説明する。[Embodiment 3] Similar to Embodiment 1, this embodiment describes another embodiment in which a CMOS circuit, which is a basic form of a pixel matrix circuit and a driving circuit provided around the pixel matrix circuit, is manufactured at the same time.
【0097】まず、実施例1と同様に図3(A)から
(C)までの工程を行う。First, similar to the first embodiment, the steps of FIGS. 3A to 3C are performed.
【0098】そして、図8(A)では、公知のパターニ
ング技術を使ってレジストマスク801、802、80
3、804、805を形成し、導電層(C)321と導
電層(A)307の一部を除去する工程を行う。ここで
は、実施例1と同様にドライエッチング法により行う。
そして、ゲート電極の第1層目851、852、85
3、854、855とゲート電極の第3層目856、8
57、858、859、860とを形成する。ゲート電
極の第1層目とゲート電極の第3層目とのチャネル長方
向の長さは同じに形成され、CMOS回路のゲート電極
の第1層目851、852とゲート電極の第3層目85
6、857は最終的な形状よりも長く9μmの長さに形
成する。また、画素マトリクス回路のゲート電極の第1
層目853、854とゲート電極の第3層目858、8
59は同様に7μmの長さに形成する。Then, in FIG. 8A, resist masks 801, 802, 80 are formed by using a known patterning technique.
3, 804 and 805 are formed, and a step of removing a part of the conductive layer (C) 321 and the conductive layer (A) 307 is performed. Here, the dry etching method is performed as in the first embodiment.
Then, the first layers 851, 852, 85 of the gate electrodes
3, 854, 855 and the third layer 856, 8 of the gate electrode
57, 858, 859 and 860 are formed. The first layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode are formed to have the same length in the channel length direction, and the first layers 851 and 852 of the gate electrode and the third layer of the gate electrode of the CMOS circuit are formed. 85
6,857 are formed to have a length of 9 μm, which is longer than the final shape. In addition, the first of the gate electrodes of the pixel matrix circuit
The layers 853 and 854 and the third layers 858 and 8 of the gate electrode
Similarly, 59 is formed to have a length of 7 μm.
【0099】また、画素マトリクス回路の画素TFTの
ドレイン側に保持容量を設ける構造となっている。この
とき、導電層(A)と、導電層(C)とから保持容量の
配線855、860を形成する。Further, the storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT of the pixel matrix circuit. At this time, wirings 855 and 860 for the storage capacitor are formed from the conductive layer (A) and the conductive layer (C).
【0100】そして、実施例1と同様に2回目のn型を
付与する不純物元素を添加する工程を行う。この工程で
は、ゲート電極が接していないゲート絶縁膜の領域を通
って半導体層にリンが添加して、高濃度にリンが添加さ
れる領域806、807、808、811、812を形
成する。この工程の終了後、レジストマスク801、8
02、803、804、805は除去する(図8
(A))。Then, as in the first embodiment, the second step of adding the impurity element imparting n-type is performed. In this step, phosphorus is added to the semiconductor layer through a region of the gate insulating film which is not in contact with the gate electrode to form regions 806, 807, 808, 811, 812 to which phosphorus is added at high concentration. After completion of this step, resist masks 801 and 8
02, 803, 804, and 805 are removed (FIG. 8).
(A)).
【0101】次に、再度フォトレジスト膜を形成し、裏
面からの露光によるパターニングの工程を行う。このと
き、図8(B)に示すようにゲート電極がマスクとなっ
て、自己整合的にレジストマスク813、814、81
5、816、817が形成される。裏面からの露光は直
接光と散乱光を利用して行うもので、光強度や露光時間
などの露光条件の調節により、図8(B)に示すように
レジストマスクをゲート電極上の内側に形成することが
できる。Next, a photoresist film is formed again, and a patterning process is performed by exposing from the back surface. At this time, as shown in FIG. 8B, the gate electrodes serve as masks, and the resist masks 813, 814, 81 are self-aligned.
5, 816, 817 are formed. The exposure from the back surface is performed using direct light and scattered light. By adjusting the exposure conditions such as light intensity and exposure time, a resist mask is formed inside the gate electrode as shown in FIG. 8B. can do.
【0102】レジストマスク813、814、815、
816、817を使用して、ゲート電極の第3層目とゲ
ート電極の第1層目のマスクされていない領域をドライ
エッチング法により除去する。ドライエッチングの条件
は実施例1と同様に行う。エッチングが終了した後レジ
ストマスク813、814、815、816、817は
除去する。Resist masks 813, 814, 815,
Using 816 and 817, the unmasked regions of the third layer of the gate electrode and the first layer of the gate electrode are removed by dry etching. The dry etching conditions are the same as in the first embodiment. After the etching is completed, the resist masks 813, 814, 815, 816, 817 are removed.
【0103】そして、図8(C)に示すように、ゲート
電極の第1層目818、819、820、821と、ゲ
ート電極の第3層目823、824、825、826及
び保持容量の配線822、827が形成される。エッチ
ングにより、CMOS回路のゲート電極の第1層目85
1、852とゲート電極の第3層目856、857は6
μmの長さになる。また、画素マトリクス回路のゲート
電極の第1層目853、854とゲート電極の第3層目
858、859は同様に4μmの長さに形成される。Then, as shown in FIG. 8C, the first layer 818, 819, 820, 821 of the gate electrode, the third layer 823, 824, 825, 826 of the gate electrode and the wiring of the storage capacitor. 822 and 827 are formed. By etching, the first layer 85 of the gate electrode of the CMOS circuit is formed.
1 and 852 and the third layer 856 and 857 of the gate electrode are 6
It becomes the length of μm. The first layers 853 and 854 of the gate electrodes and the third layers 858 and 859 of the gate electrodes of the pixel matrix circuit are similarly formed to have a length of 4 μm.
【0104】さらに、nチャネル型TFTが形成される
領域にレジストマスク828、829を形成してp型を
付与する第3の不純物元素を添加する工程を行う(図8
(C))。Further, a step of forming resist masks 828 and 829 in a region where an n-channel type TFT is formed and adding a third impurity element imparting p-type conductivity is performed (FIG. 8).
(C)).
【0105】以降の工程は実施例1と同様に行えば良
く、図5に示すアクティブマトリクス基板が作製するこ
とができる。The subsequent steps may be performed in the same manner as in Example 1, and the active matrix substrate shown in FIG. 5 can be manufactured.
【0106】[実施例4]本実施例では、実施例1と同
様に、画素マトリクス回路とその周辺に設る駆動回路の
基本形態であるCMOS回路を同時に作製する他の実施
形態について説明する。[Embodiment 4] Similar to Embodiment 1, this embodiment describes another embodiment in which a CMOS circuit, which is a basic form of a pixel matrix circuit and a driving circuit provided around the pixel matrix circuit, is manufactured at the same time.
【0107】まず、実施例1と同様に図3(A)から
(C)までの工程を行う。そして、図9(A)で示すよ
うにゲート電極の形成を行う。First, as in the first embodiment, the steps of FIGS. 3A to 3C are performed. Then, as shown in FIG. 9A, a gate electrode is formed.
【0108】次に、公知のパターニング技術を使ってレ
ジストマスクを形成し、導電層(C)321と導電層
(A)307との一部を除去する工程を行う。ここで
は、ドライエッチング法により行う。導電層(C)32
1はTaであり、ドライエッチングの条件として、CF
4を80SCCM、O2を20SCCM導入して100m
Torr、で500Wの高周波電力を投入して行う。こ
のときTa膜のエッチングレートは60nm/分であ
る。また、導電層(A)307をエッチングする条件
は、SiCl4を40SCCM、Cl2を5SCCM、B
Cl3を180SCCM導入して、80mTorr、1
200Wの高周波電力を印加して行う。このとき、Ti
膜のエッチングレートは34nm/分である。Next, a step of removing a part of the conductive layer (C) 321 and the conductive layer (A) 307 is performed by forming a resist mask by using a known patterning technique. Here, the dry etching method is used. Conductive layer (C) 32
1 is Ta, and CF is used as a dry etching condition.
100m with 4 80 SCCM and O 2 20 SCCM
The high frequency power of 500 W is applied at Torr. At this time, the etching rate of the Ta film is 60 nm / min. Further, the conditions for etching the conductive layer (A) 307 are as follows: SiCl 4 = 40 SCCM, Cl 2 = 5 SCCM, B
Introduced 180 SCCM of Cl 3 , 80mTorr, 1
It is performed by applying high-frequency power of 200 W. At this time, Ti
The etching rate of the film is 34 nm / min.
【0109】そして、ゲート電極の第1層目322、3
23、324、325とゲート電極の第3層目327、
328、329、330とを形成する。ゲート電極の第
1層目とゲート電極の第3層目とのチャネル長方向の長
さは同じに形成され、ゲート電極の第1層目322、3
23とゲート電極の第3層目327、328は、ここで
は6μmの長さに形成する。また、ゲート電極の第1層
目324、325とゲート電極の第3層目329、33
0は、4μmの長さに形成する。Then, the first layers 322, 3 of the gate electrodes
23, 324, 325 and the third layer 327 of the gate electrode,
328, 329, and 330 are formed. The first layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode are formed to have the same length in the channel length direction.
23 and the third layers 327 and 328 of the gate electrode are formed here to a length of 6 μm. In addition, the first layers 324 and 325 of the gate electrode and the third layers 329 and 33 of the gate electrode.
0 is formed with a length of 4 μm.
【0110】上記エッチング条件では、酸化窒化シリコ
ン膜で形成されたゲート絶縁膜306もエッチングされ
る。そのエッチングレートはTa膜のエッチング条件で
18nm/分である。通常はゲート絶縁膜がエッチング
されないように注意深く行われるものであるが、この現
象を積極的に利用して、ゲート電極に接していないゲー
ト絶縁膜の領域を薄くすることができる。これは、ゲー
ト電極をエッチングする工程で、エッチング時間をその
まま増加させればすぐに実施することができる。Under the above etching conditions, the gate insulating film 306 formed of the silicon oxynitride film is also etched. The etching rate is 18 nm / min under the Ta film etching conditions. Normally, this is done carefully so that the gate insulating film is not etched, but by positively utilizing this phenomenon, the region of the gate insulating film that is not in contact with the gate electrode can be thinned. This is a process of etching the gate electrode and can be carried out immediately if the etching time is increased as it is.
【0111】しかし、ゲート絶縁膜をエッチングするた
めには、やはり使用するガスを選ぶ必要があり、塩素系
のガスよりはCF4やNF3などのフッ素系のガスの方が
良い結果が得られる。However, in order to etch the gate insulating film, it is still necessary to select a gas to be used, and a fluorine-based gas such as CF 4 or NF 3 gives better results than a chlorine-based gas. .
【0112】ここでは、Ta膜をエッチングするときに
使用したCF4とO2の混合ガスにより行う。CF4を8
0SCCM、O2を20SCCM導入して100mTo
rr、で500Wの高周波電力を投入して行う。そし
て、100nmの厚さで形成されていたゲート絶縁膜3
06に対して、約2分半のエッチングにより図9(A)
に示すようにゲート電極と接していないゲート絶縁膜の
領域を50nmの厚さにまで薄くすることができる。Here, the mixed gas of CF 4 and O 2 used when etching the Ta film is used. CF 4 to 8
100 mTo with 0 SCCM and 20 SCCM of O 2
The high frequency power of 500 W is applied at rr. Then, the gate insulating film 3 formed to have a thickness of 100 nm
As compared with 06, etching for about two and a half minutes is shown in FIG.
As shown in, the region of the gate insulating film which is not in contact with the gate electrode can be thinned to a thickness of 50 nm.
【0113】そして実施例1と同様に、レジストマスク
332、333、334、335、336を形成して2
回目のn型を付与する不純物元素を添加する工程を行
う。このとき、n型を付与する不純物元素を添加する領
域337、338、339、340、341、342、
343はゲート絶縁膜の厚さが50nmとなっているの
で、半導体層に効率よく不純物元素を添加することがで
きる。Then, as in the first embodiment, resist masks 332, 333, 334, 335, 336 are formed and the resist mask is formed.
A step of adding an impurity element imparting n-type is performed for the second time. At this time, regions 337, 338, 339, 340, 341, 342 to which the impurity element imparting n-type is added,
Since the gate insulating film 343 has a thickness of 50 nm, the impurity element can be efficiently added to the semiconductor layer.
【0114】ゲート絶縁膜が薄くなったことで、イオン
ドープ法における加速電圧を80keVから40keV
まで下げることが可能となり、ゲート絶縁膜や半導体層
へのダメージを減らすことができる(図9(B))。Since the gate insulating film is thin, the acceleration voltage in the ion doping method is 80 keV to 40 keV.
It is possible to reduce the damage to the gate insulating film and the semiconductor layer (FIG. 9B).
【0115】次に図9(C)に示すようにレジストマス
ク344、345を形成し、p型を付与する不純物元素
を添加する工程も同様に実施するものであり、p型を付
与する不純物が添加される領域346a、346b、3
47a、347bに接するゲート絶縁膜は厚さが50n
mとなっているので、イオンドープ法における加速電圧
を80keVから40keVまで下げることが可能とな
り、半導体層に効率よく不純物元素を添加することがで
きる。Next, as shown in FIG. 9C, the steps of forming resist masks 344 and 345 and adding an impurity element imparting p-type are also carried out in the same manner. Added regions 346a, 346b, 3
The gate insulating film in contact with 47a and 347b has a thickness of 50n.
Since it is m, the acceleration voltage in the ion doping method can be reduced from 80 keV to 40 keV, and the impurity element can be efficiently added to the semiconductor layer.
【0116】その他の工程は実施例1に従えば良く、ソ
ース配線375、376、377とドレイン配線37
8、379、パッシベーション膜380、有機樹脂から
なる第2の層間絶縁膜381を形成して図10に示すア
クティブマトリクス基板が完成する。CMOS回路のn
チャネル型TFTにはチャネル形成領域348、第1の
不純物領域360、361、第2の不純物領域349、
350が形成される。ここで、第2の不純物領域は、ゲ
ート電極と重なる領域349a、350a、ゲート電極
と重ならない領域(LDD領域)349b、350bが
形成される。そして、第1の不純物領域360はソース
領域として、第1の不純物領域361はドレイン領域と
して機能する。pチャネル型TFTは、同様にクラッド
構造のゲート電極が形成され、チャネル形成領域36
2、第3の不純物領域363a、363b、364a、
364bが形成される。第3の不純物領域363a、3
63bはソース領域として、第3の不純物領域364
a、364bはドレイン領域となる。また、画素マトリ
クス回路の画素TFTは、チャネル形成領域365、3
69と第1の不純物領域368、372と第2の不純物
領域366a、366b、367a、367b、370
a、370b、371a、371bが形成される。この
第2の不純物領域は、ゲート電極と重なる領域366
a、367a、370a、371aと重ならない領域3
66b、367b、370b、371bとに分けること
ができる。Other steps may be in accordance with the first embodiment, and the source wirings 375, 376, 377 and the drain wiring 37.
8, 379, the passivation film 380, and the second interlayer insulating film 381 made of an organic resin are formed to complete the active matrix substrate shown in FIG. CMOS circuit n
The channel type TFT includes a channel formation region 348, first impurity regions 360 and 361, a second impurity region 349,
350 is formed. Here, in the second impurity region, regions 349a and 350a overlapping with the gate electrode and regions (LDD regions) 349b and 350b not overlapping with the gate electrode are formed. Then, the first impurity region 360 functions as a source region and the first impurity region 361 functions as a drain region. Similarly, in the p-channel TFT, a gate electrode having a clad structure is formed, and a channel forming region 36 is formed.
2, third impurity regions 363a, 363b, 364a,
364b is formed. Third impurity regions 363a, 3
63b serves as a source region for the third impurity region 364.
a and 364b become drain regions. Further, the pixel TFTs of the pixel matrix circuit have channel forming regions 365, 3 and 3.
69 and the first impurity regions 368 and 372 and the second impurity regions 366a, 366b, 367a, 367b, and 370.
a, 370b, 371a, 371b are formed. The second impurity region has a region 366 overlapping with the gate electrode.
a, 367a, 370a, 371a and the region 3 which does not overlap
66b, 367b, 370b, 371b.
【0117】[実施例5]本実施例では、本願発明の構
成を、画素マトリクス回路とその周辺に設けられる駆動
回路の基本形態であるCMOS回路を同時に作製する方
法について説明する。[Embodiment 5] In this embodiment, the structure of the present invention will be described as a method of simultaneously producing a pixel matrix circuit and a CMOS circuit which is a basic form of a driving circuit provided in the periphery thereof.
【0118】図11(A)において、基板1101に
は、例えばコーニング社の1737ガラス基板に代表さ
れる無アルカリガラス基板を用いる。そして、基板11
01のTFTが形成される表面に、下地膜1102をプ
ラズマCVD法やスパッタ法で形成する。下地膜110
2は図示していないが、窒化シリコン膜を25〜100
nm、代表的には50nmの厚さに、酸化シリコン膜を
50〜300nm、代表的には150nmの厚さに形成
する。また、下地膜1102は、窒化シリコン膜や酸化
窒化シリコン膜のみを用いても良い。In FIG. 11A, a non-alkali glass substrate represented by Corning's 1737 glass substrate is used as the substrate 1101. And the substrate 11
A base film 1102 is formed on the surface where the TFT of No. 01 is formed by a plasma CVD method or a sputtering method. Base film 110
Although not shown in FIG.
nm, typically 50 nm, and a silicon oxide film is formed to a thickness of 50 to 300 nm, typically 150 nm. Alternatively, as the base film 1102, only a silicon nitride film or a silicon oxynitride film may be used.
【0119】次に、この下地膜1102の上に50nm
の厚さの、非晶質シリコン膜をプラズマCVD法で形成
する。非晶質シリコン膜は含有水素量にもよるが、好ま
しくは400〜550℃で数時間加熱して脱水素処理を
行い、含有水素量を5atomic%以下として、結晶化の工
程を行うことが望ましい。また、非晶質シリコン膜をス
パッタ法や蒸着法などの他の作製方法で形成しても良い
が、膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物元素を十分
低減させておくことが望ましい。Next, 50 nm is formed on the base film 1102.
An amorphous silicon film having a thickness of 1 is formed by a plasma CVD method. Although depending on the hydrogen content of the amorphous silicon film, it is preferable that the amorphous silicon film is heated at 400 to 550 ° C. for several hours for dehydrogenation treatment, and the hydrogen content is set to 5 atomic% or less before the crystallization step. . Further, the amorphous silicon film may be formed by another manufacturing method such as a sputtering method or an evaporation method, but it is preferable to sufficiently reduce impurity elements such as oxygen and nitrogen contained in the film.
【0120】ここで、下地膜と非晶質シリコン膜とはい
ずれもプラズマCVD法で作製されるものであり、この
とき下地膜と非晶質シリコン膜を真空中で連続して形成
しても良い。下地膜を形成後、一旦大気雰囲気にさらさ
れない工程にすることにより、表面の汚染を防ぐことが
可能となり、作製されるTFTの特性バラツキを低減さ
せることができる。Here, both the base film and the amorphous silicon film are manufactured by the plasma CVD method, and at this time, even if the base film and the amorphous silicon film are continuously formed in vacuum. good. After the formation of the base film, it is possible to prevent the surface from being contaminated and to reduce the variations in the characteristics of the TFTs to be manufactured, by carrying out the step of not being exposed to the air atmosphere.
【0121】ここで、半導体層として用いる結晶質シリ
コン膜を、触媒元素を用いた熱結晶化法により形成す
る。触媒元素を用いる場合、特開平7−130652号
公報、特開平8−78329号公報で開示された技術を
用いることが望ましい。Here, the crystalline silicon film used as the semiconductor layer is formed by the thermal crystallization method using a catalytic element. When using a catalytic element, it is desirable to use the techniques disclosed in JP-A-7-130652 and JP-A-8-78329.
【0122】ここで、特開平7−130652号公報に
開示されている技術を本願発明に適用する場合の例を図
19(A)、(B)で説明する。基板1901上に酸化
シリコン膜1902が形成され、その上に非晶質シリコ
ン膜1903を形成する。非晶質シリコン膜1903の
表面に重量換算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニッ
ケル塩溶液を塗布してニッケル含有層1904を形成す
る(図19(A))。An example of applying the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-130652 to the present invention will be described with reference to FIGS. 19 (A) and 19 (B). A silicon oxide film 1902 is formed on the substrate 1901 and an amorphous silicon film 1903 is formed thereon. A nickel acetate salt solution containing 10 ppm by weight of nickel is applied to the surface of the amorphous silicon film 1903 to form a nickel-containing layer 1904 (FIG. 19A).
【0123】次に、500℃、1時間の脱水素工程の
後、500〜650℃で4〜12時間、例えば550℃
で8時間の熱処理を行い、結晶質シリコン膜1905を
形成する(図19(B))。Then, after a dehydrogenation step at 500 ° C. for 1 hour, it is carried out at 500 to 650 ° C. for 4 to 12 hours, for example, 550 ° C.
Then, heat treatment is performed for 8 hours to form a crystalline silicon film 1905 (FIG. 19B).
【0124】また、特開平8−78329号公報で開示
された技術は、触媒元素を選択的に添加することによっ
て、非晶質シリコン膜の選択的な結晶化を可能とするも
のである。同技術を本願発明に適用する場合について、
図20(A)、(B)で説明する。Further, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-78329 enables selective crystallization of an amorphous silicon film by selectively adding a catalytic element. When applying the same technology to the present invention,
This will be described with reference to FIGS.
【0125】まず、ガラス基板2001上に酸化シリコ
ン膜2002、非晶質シリコン膜2003を形成し、さ
らに酸化シリコン膜2004を連続的に形成する。この
時、酸化シリコン膜2004の厚さは150nmとす
る。First, a silicon oxide film 2002 and an amorphous silicon film 2003 are formed on a glass substrate 2001, and a silicon oxide film 2004 is continuously formed. At this time, the thickness of the silicon oxide film 2004 is 150 nm.
【0126】次に酸化シリコン膜2004をパターニン
グして、選択的に開孔部2005を形成し、その後、重
量換算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶
液を塗布する。これにより、ニッケル含有層2006が
形成され、ニッケル含有層2006は開孔部2005の
底部のみで非晶質シリコン膜2003と接触する(図2
0(A))。Next, the silicon oxide film 2004 is patterned to selectively form the opening portion 2005, and then a nickel acetate salt solution containing 10 ppm by weight of nickel is applied. As a result, the nickel-containing layer 2006 is formed, and the nickel-containing layer 2006 contacts the amorphous silicon film 2003 only at the bottom of the opening portion 2005 (FIG. 2).
0 (A)).
【0127】次に、500〜650℃で4〜24時間、
例えば570℃、14時間の熱処理を行い、結晶質シリ
コン膜2007を形成する。この結晶化の過程では、ニ
ッケルが接した非晶質シリコン膜の部分が最初に結晶化
し、そこから横方向へと結晶化が進行する。こうして形
成された結晶質シリコン膜2007は棒状または針状の
結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的に見れば
ある特定の方向性をもって成長しているため、結晶性が
揃っているという利点がある(図20(B))。Next, at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours,
For example, heat treatment is performed at 570 ° C. for 14 hours to form a crystalline silicon film 2007. In this crystallization process, the portion of the amorphous silicon film in contact with nickel is first crystallized, and then the crystallization proceeds in the lateral direction. The crystalline silicon film 2007 thus formed is composed of rod-shaped or needle-shaped crystals aggregated, and each crystal grows in a certain specific direction when viewed macroscopically, so that the crystallinity is uniform. This has the advantage (FIG. 20 (B)).
【0128】尚、上記2つの技術において使用可能な触
媒元素は、ニッケル(Ni)の以外にも鉄(Fe)、パ
ラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバル
ト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)と
いった元素を用いても良い。In addition to nickel (Ni), catalytic elements usable in the above two techniques are iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), Elements such as platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au) may be used.
【0129】以上のような技術を用いて結晶質シリコン
膜を形成し、パターニングを行えば、図11に示す半導
体層1103、1104、1105を形成することがで
きる。By forming a crystalline silicon film using the above technique and patterning it, the semiconductor layers 1103, 1104, 1105 shown in FIG. 11 can be formed.
【0130】また、触媒元素を用いて結晶質シリコン膜
を形成し、その触媒元素を結晶質シリコン膜から除去す
るゲッタリング工程を行った例を示す。Further, an example is shown in which a crystalline silicon film is formed using a catalytic element and a gettering step of removing the catalytic element from the crystalline silicon film is performed.
【0131】これは、非晶質シリコン膜の結晶化に用い
た触媒元素を結晶化後にリンのゲッタリング作用を用い
て除去する技術である。同技術を用いることで、結晶質
シリコン膜中の触媒元素の濃度を1×1017atoms/cm3
以下、好ましくは1×1016atoms/cm3にまで低減する
ことができる。This is a technique of removing the catalytic element used for crystallization of the amorphous silicon film after crystallization by using the gettering action of phosphorus. By using this technique, the concentration of the catalytic element in the crystalline silicon film is set to 1 × 10 17 atoms / cm 3
Hereafter, it can be reduced to preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 .
【0132】図21(A)では、下地膜2102、結晶
質シリコン膜2103が形成された状態を示している。
そして、結晶質シリコン膜2103の表面にマスク用の
酸化シリコン膜2104が150nmの厚さに形成さ
れ、パターニングにより開孔部が設けられ、結晶質シリ
コン膜を露出させた領域を設けてある。そして、リンを
添加する工程を実施して、結晶質シリコン膜にリンが添
加された領域2105を設ける。FIG. 21A shows a state in which the base film 2102 and the crystalline silicon film 2103 are formed.
Then, a silicon oxide film 2104 for a mask is formed in a thickness of 150 nm on the surface of the crystalline silicon film 2103, an opening is provided by patterning, and an area where the crystalline silicon film is exposed is provided. Then, a step of adding phosphorus is performed to provide a region 2105 in which phosphorus is added to the crystalline silicon film.
【0133】この状態で、窒素雰囲気中で550〜80
0℃、5〜24時間、例えば600℃、12時間の熱処
理を行うと、結晶質シリコン膜にリンが添加されている
領域2105がゲッタリングサイトとして働き、結晶質
シリコン膜2103に残存していた触媒元素はリンが添
加されている領域2105に偏析させることができる。In this state, 550 to 80 in a nitrogen atmosphere.
When heat treatment is performed at 0 ° C. for 5 to 24 hours, for example at 600 ° C. for 12 hours, the region 2105 in which phosphorus is added to the crystalline silicon film functions as a gettering site and remains in the crystalline silicon film 2103. The catalytic element can be segregated in the region 2105 where phosphorus is added.
【0134】そして、マスク用の酸化シリコン膜210
4と、リンが添加されている領域2105とをエッチン
グして除去することにより、結晶化の工程で使用した触
媒元素の濃度を1×1017atoms/cm3以下にまで低減し
た結晶質シリコン膜を得ることができる。この結晶質シ
リコン膜は図11(A)の半導体層1103、110
4、1105として使用することができる。Then, the silicon oxide film 210 for the mask is used.
4 and the region 2105 to which phosphorus is added are removed by etching, so that the concentration of the catalyst element used in the crystallization process is reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less. Can be obtained. This crystalline silicon film is used as the semiconductor layers 1103 and 110 of FIG.
4, 1105 can be used.
【0135】次に、島状の半導体層1103、110
4、1105を覆って、酸化シリコンまたは窒化シリコ
ンを主成分とするゲート絶縁膜1106を形成する。ゲ
ート絶縁膜1106は、プラズマCVD法でN2OとS
iH4を原料とした窒化酸化シリコン膜を10〜200
nm、好ましくは50〜150nmの厚さで形成すれば
良い。ここでは100nmの厚さに形成する。Next, island-shaped semiconductor layers 1103 and 110
A gate insulating film 1106 containing silicon oxide or silicon nitride as a main component is formed so as to cover 4 and 1105. The gate insulating film 1106 is formed by plasma CVD using N 2 O and S.
10-200 silicon oxynitride film made from iH 4
nm, preferably 50 to 150 nm. Here, it is formed to have a thickness of 100 nm.
【0136】そして、ゲート絶縁膜1106の表面にゲ
ート電極の第1層目とする導電層(A)1107と、ゲ
ート電極の第2層目とする導電層(B)1108とを形
成する。導電層(A)1107はTi、Ta、W、Mo
から選ばれた材料で形成すれば良いが、電気抵抗や耐熱
性を考慮して前記材料を成分とする化合物を用いても良
い。また、導電層(A)1107の厚さは10〜100
nm、好ましくは20〜50nmとする必要がある。こ
こでは、50nmの厚さでTi膜をスパッタ法で形成す
る。Then, a conductive layer (A) 1107 which is the first layer of the gate electrode and a conductive layer (B) 1108 which is the second layer of the gate electrode are formed on the surface of the gate insulating film 1106. The conductive layer (A) 1107 is made of Ti, Ta, W, Mo.
Although it may be formed of a material selected from the above, a compound containing the above material as a component may be used in consideration of electric resistance and heat resistance. The thickness of the conductive layer (A) 1107 is 10 to 100.
nm, preferably 20-50 nm. Here, a Ti film is formed with a thickness of 50 nm by a sputtering method.
【0137】ゲート電極の第2層目となる導電層(B)
1108は、Al、Cuから選ばれた材料を用いること
が好ましい。これはゲート電極の電気抵抗を下げるため
に設けられるものであり、50〜400nm、好ましく
は100〜200nmの厚さに形成する。Alを用いる
場合には、純Alを用いても良いし、Ti、Si、Sc
から選ばれた元素が0.1〜5atomic%添加されたAl
合金を用いても良い。また銅を用いる場合には、図示し
ないが、ゲート絶縁膜1106の表面に窒化シリコン膜
を30〜100nmの厚さで設けておくと好ましい。Conductive layer (B) which is the second layer of the gate electrode
It is preferable to use a material selected from Al and Cu for 1108. This is provided to reduce the electric resistance of the gate electrode, and is formed to a thickness of 50 to 400 nm, preferably 100 to 200 nm. When Al is used, pure Al may be used, or Ti, Si, Sc may be used.
Al containing 0.1 to 5 atomic% of element selected from
An alloy may be used. When copper is used, although not shown, it is preferable to provide a silicon nitride film with a thickness of 30 to 100 nm on the surface of the gate insulating film 1106.
【0138】ここでは、Scが0.5atomic%添加され
たAl膜をスパッタ法で200nmの厚さに形成する
(図11(A))。Here, an Al film added with 0.5 atomic% of Sc is formed to a thickness of 200 nm by the sputtering method (FIG. 11A).
【0139】次に公知のパターニング技術を使ってレジ
ストマスクを形成し、導電層(B)1108の一部を除
去する工程を行う。ここでは、導電層(B)1108は
Scが0.5atomic%添加されたAl膜で形成されてい
るが、リン酸溶液を用いたウエットエッチング法で行う
ことができる。そして、図11(B)に示すようにゲー
ト電極の第2層目1109、1110、1111、11
12を形成する。それぞれのゲート電極の第2層目のチ
ャネル長方向の長さは、CMOS回路を形成するゲート
電極の第2層目1109、1110で3μmとし、ま
た、画素マトリクス回路はマルチゲートの構造となって
いて、ゲート電極の第2層目1111、1112のそれ
ぞれの長さを2μmとする。Next, a step of removing a part of the conductive layer (B) 1108 is performed by forming a resist mask by using a known patterning technique. Although the conductive layer (B) 1108 is formed of an Al film to which Sc is added at 0.5 atomic% here, it can be formed by a wet etching method using a phosphoric acid solution. Then, as shown in FIG. 11B, the second layers 1109, 1110, 1111, 11 of the gate electrode are formed.
12 is formed. The length in the channel length direction of the second layer of each gate electrode is 3 μm in the second layers 1109 and 1110 of the gate electrodes forming the CMOS circuit, and the pixel matrix circuit has a multi-gate structure. Then, the length of each of the second layers 1111 and 1112 of the gate electrode is set to 2 μm.
【0140】また、画素マトリクス回路を構成する画素
TFTのドレイン側に保持容量を設ける構造となってい
る。このとき、導電層(B)と同じ材料で保持容量の配
線1113が形成される。In addition, a storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT which constitutes the pixel matrix circuit. At this time, the wiring 1113 of the storage capacitor is formed using the same material as the conductive layer (B).
【0141】そして、n型を付与する第1の不純物元素
を添加する工程を行う。ここでは、リンを用い、フォス
フィン(PH3)を用いたイオンドープ法で行う。この
工程では、ゲート絶縁膜1106と導電層(A)110
7を通してその下の半導体層1103、1104、11
05にリンを添加するために、加速電圧は80keVと
高めに設定する。半導体層に添加されるリンの濃度は、
1×1016〜5×10 19atoms/cm3の範囲にするのが好
ましく、ここでは1×1018atoms/cm3とする。そし
て、半導体層にリンが添加された領域1114、111
5、1116、1117、1118、1119、112
0、1121が形成される(図11(B))。Then, the first impurity element imparting n-type conductivity
Is added. Here, using phosphorus,
Fin (PH3) Is used for the ion doping method. this
In the process, the gate insulating film 1106 and the conductive layer (A) 110
7 through the semiconductor layers 1103, 1104, 11 thereunder.
In order to add phosphorus to 05, the accelerating voltage is 80 keV
Set higher. The concentration of phosphorus added to the semiconductor layer is
1 x 1016~ 5 x 10 19atoms / cm3Is preferable to
1x10 here18atoms / cm3And That
The regions 1114 and 111 in which phosphorus is added to the semiconductor layer
5, 1116, 1117, 1118, 1119, 112
0 and 1121 are formed (FIG. 11B).
【0142】次にnチャネル型TFTを形成する領域を
レジストマスク1122、1123で覆って、pチャネ
ル型TFTが形成される領域のみに、p型を付与する第
3の不純物元素を添加するの工程を行う。ここではボロ
ンをその不純物元素として、ジボラン(B2H6)を用い
てイオンドープ法で添加する。ここでも加速電圧を80
keVとして、2×1020atoms/cm3の濃度にボロンを
添加する。そして、図11(C)に示すようにボロンが
高濃度に添加された第3の不純物領域1124、112
5が形成される。Next, a step of covering regions for forming n-channel TFTs with resist masks 1122, 1123 and adding a third impurity element imparting p-type to only regions where p-channel TFTs are formed. I do. Here, boron is added as the impurity element by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). Again, the acceleration voltage is 80
Boron is added at a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 as keV. Then, as shown in FIG. 11C, third impurity regions 1124 and 112 to which boron is added at a high concentration are formed.
5 is formed.
【0143】そして、レジストマスク1122、112
3を除去した後、導電層(A)1107とゲート電極の
第2層目1109、1110、1111、1112と保
持容量の配線1113に密接させてゲート電極の第3層
目となる導電層(C)1126を形成する。導電層
(C)1126はTi、Ta、W、Moから選ばれた材
料で形成すれば良いが、電気抵抗や耐熱性を考慮して前
記材料を成分とする化合物を用いても良い。例えば、ま
た、導電層(C)1126の厚さは10〜100nm、
好ましくは20〜50nmとする必要がある。ここで
は、50nmの厚さでMo−W膜をスパッタ法で形成す
る。(図12(A))Then, the resist masks 1122 and 112
3 is removed, the conductive layer (A) 1107, the second layers 1109, 1111, 1112 of the gate electrode and the wiring 1113 of the storage capacitor are brought into close contact with the conductive layer (C) to be the third layer of the gate electrode (C). ) 1126 is formed. The conductive layer (C) 1126 may be formed of a material selected from Ti, Ta, W, and Mo, but a compound containing the above material as a component may be used in consideration of electric resistance and heat resistance. For example, the thickness of the conductive layer (C) 1126 is 10 to 100 nm,
It should preferably be 20 to 50 nm. Here, a Mo-W film is formed with a thickness of 50 nm by a sputtering method. (Fig. 12 (A))
【0144】次に公知のパターニング技術を使ってレジ
ストマスクを形成し、導電層(C)1126と導電層
(A)1107との一部を除去する工程を行う。ここで
は、ドライエッチング法により行う。導電層(C)11
26はMo−W膜であり、ドライエッチングの条件とし
て、Cl2を80SCCM導入して10mTorr、で
350Wの高周波電力を投入して行う。このときMo−
W膜のエッチングレートは50nm/分である。また、
導電層(A)1107をエッチングする条件は、SiC
l4を40SCCM、Cl2を5SCCM、BCl3を1
80SCCM導入して、80mTorr、1200Wの
高周波電力を印加して行う。このとき、Ti膜のエッチ
ングレートは34nm/分である。Next, a step of removing a part of the conductive layer (C) 1126 and the conductive layer (A) 1107 is performed by forming a resist mask by using a known patterning technique. Here, the dry etching method is used. Conductive layer (C) 11
Reference numeral 26 is a Mo-W film, and as a dry etching condition, 80 SCCM of Cl 2 is introduced, and high frequency power of 350 W is applied at 10 mTorr. At this time Mo-
The etching rate of the W film is 50 nm / min. Also,
The conditions for etching the conductive layer (A) 1107 are SiC.
l 4 for 40 SCCM, Cl 2 for 5 SCCM, BCl 3 for 1
80 SCCM is introduced, and high frequency power of 80 mTorr and 1200 W is applied. At this time, the etching rate of the Ti film is 34 nm / min.
【0145】エッチング後わずかに残さが確認されるこ
とがあるが、SPX洗浄液やEKCなどの溶液で洗浄す
ることにより除去することができる。また、上記エッチ
ング条件で、下地にあるゲート絶縁膜1106のエッチ
ングレートは18〜38nm/分であり、エッチング時
間が長いとゲート絶縁膜のエッチングが進んでしまうた
め注意が必要である。Although a slight residue may be observed after etching, it can be removed by cleaning with a solution such as SPX cleaning liquid or EKC. In addition, under the above etching conditions, the etching rate of the underlying gate insulating film 1106 is 18 to 38 nm / min, and it should be noted that the etching of the gate insulating film proceeds if the etching time is long.
【0146】そして、ゲート電極の第1層目1127、
1128、1129、1130とゲート電極の第3層目
1132、1133、1134、1135とを形成す
る。ゲート電極の第1層目とゲート電極の第3層目との
チャネル長方向の長さは同じに形成され、ゲート電極の
第1層目1127、1128とゲート電極の第3層目1
132、1133は、ここでは6μmの長さに形成す
る。また、ゲート電極の第1層目1129、1130と
ゲート電極の第3層目1134、1135は、4μmの
長さに形成する(図12(B))。Then, the first layer 1127 of the gate electrode,
1128, 1129, 1130 and the third layers 1132, 1133, 1134, 1135 of the gate electrodes are formed. The first layer of the gate electrode and the third layer of the gate electrode are formed to have the same length in the channel length direction, and the first layers 1127 and 1128 of the gate electrode and the third layer of the gate electrode 1
Here, 132 and 1133 are formed to have a length of 6 μm. The first layers 1129 and 1130 of the gate electrode and the third layers 1134 and 1135 of the gate electrode are formed to have a length of 4 μm (FIG. 12B).
【0147】また、画素マトリクス回路を構成する画素
TFTのドレイン側に保持容量を設ける構造となってい
る。このとき、導電層(A)と、導電層(C)とから保
持容量の電極1131、1136を形成する。In addition, a storage capacitor is provided on the drain side of the pixel TFT which constitutes the pixel matrix circuit. At this time, electrodes 1131 and 1136 of the storage capacitor are formed from the conductive layer (A) and the conductive layer (C).
【0148】そして、図12(C)に示すように、レジ
ストマスク1137、1138、1139、1140、
1141を形成して、n型を付与する第2の不純物元素
を添加する工程を行う。ここでは、フォスフィン(PH
3)を用いたイオンドープ法で行う。この工程でも、ゲ
ート絶縁膜1106を通してその下の半導体層にリンを
添加するために、加速電圧は80keVと高めに設定す
る。そして、リンが添加された領域1142、114
3、1144、1145、1146、1147、114
8を形成する。この領域のリンの濃度はn型を付与する
第1の不純物元素を添加する工程と比較して高濃度であ
り、1×1020〜1×1021atoms/cm3とするのが好ま
しく、ここでは1×1020atoms/cm3とする。Then, as shown in FIG. 12C, resist masks 1137, 1138, 1139, 1140,
1141 is formed, and a step of adding a second impurity element imparting n-type conductivity is performed. Here, phosphine (PH
3 ) is used for the ion doping method. Also in this step, the accelerating voltage is set as high as 80 keV in order to add phosphorus to the semiconductor layer thereunder through the gate insulating film 1106. Then, the phosphorus-added regions 1142 and 114
3, 1144, 1145, 1146, 1147, 114
8 is formed. The phosphorus concentration in this region is higher than that in the step of adding the first impurity element imparting n-type conductivity, and is preferably 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3. Then, it is set to 1 × 10 20 atoms / cm 3 .
【0149】この工程において、レジストマスク113
7、1138、1139、1140のチャネル長方向の
長さは、それぞれのTFTの構造を決める上で重要であ
る。特に、nチャネル型TFTにおいては、前述のゲー
ト電極の第1層目と第3層目の長さと、このレジストマ
スクの長さにより、第2の不純物領域がゲート電極と重
なる領域と、重ならない領域をある範囲で自由に決める
ことができる。本実施例では、ゲート電極の第1層目1
127、1128とゲート電極の第3層目1132、1
133の長さが6μmであり、ゲート電極の第1層目1
129、1130とゲート電極の第3層目1134、1
135の長さが4μmであるので、第1とゲート電極の
第3層目の長さが6μmで形成されたので、レジストマ
スク1137は9μmの長さで、レジストマスク113
9、1140は7μmの長さで形成する。In this step, the resist mask 113
The length of 7, 1138, 1139, 1140 in the channel length direction is important in determining the structure of each TFT. In particular, in the n-channel TFT, the second impurity region does not overlap with the region overlapping with the gate electrode due to the lengths of the first and third layers of the gate electrode and the length of the resist mask. The area can be freely determined within a certain range. In this embodiment, the first layer 1 of the gate electrode
127, 1128 and the third layer 1132, 1 of the gate electrode
The length of 133 is 6 μm, and the first layer of the gate electrode 1
129, 1130 and the third layer of gate electrodes 1134, 1
Since the length of 135 is 4 μm, the length of the third layer of the first and gate electrodes is 6 μm, so that the resist mask 1137 has a length of 9 μm.
9 and 1140 are formed with a length of 7 μm.
【0150】図12(C)までの工程が終了したら、レ
ジストマスク1137、1138、1139、114
0、1141を除去して、第1の層間絶縁膜1168を
形成する工程を行う。第1の層間絶縁膜1168は2層
構造で形成する。最初に窒化シリコン膜を50nmの成
膜する。窒化シリコン膜はプラズマCVD法で形成さ
れ、SiH4を5SCCM、NH3を40SCCM、N2
を100SCCM導入して0.7Torr、300Wの
高周波電力を投入する。そして、続いて酸化シリコン膜
をTEOSを500SCCM、O2を50SCCM導入
し1Torr、200Wの高周波電力を投入して950
nmの厚さに成膜する。従って、合計1μmの第1の層
間絶縁膜1168を形成する。After the steps shown in FIG. 12C are completed, resist masks 1137, 1138, 1139, 114 are formed.
A step of removing the first insulating film 1168 and the first interlayer insulating film 1168 is performed. The first interlayer insulating film 1168 is formed to have a two-layer structure. First, a silicon nitride film is formed to a thickness of 50 nm. The silicon nitride film is formed by a plasma CVD method, SiH 4 is 5 SCCM, NH 3 is 40 SCCM, N 2
Is introduced at 100 SCCM and high frequency power of 0.7 Torr and 300 W is applied. Then, a silicon oxide film is introduced into it with 500 SCCM of TEOS and 50 SCCM of O 2 and a high-frequency power of 1 Torr and 200 W is applied to obtain 950.
The film is formed to a thickness of nm. Therefore, the first interlayer insulating film 1168 having a total thickness of 1 μm is formed.
【0151】熱処理の工程は、それぞれの濃度で添加さ
れたn型またはp型を付与する不純物元素を活性化する
ために行う必要がある。この工程は、電気加熱炉を用い
た熱アニール法や、前述のエキシマレーザーを用いたレ
ーザーアニール法や、ハロゲンランプを用いたラピット
サーマルアニール法(RTA法)で行えば良い。しか
し、レーザーアニール法は低い基板加熱温度で活性をす
ることができるが、ゲート電極の下の半導体層まで活性
化させることは困難である。従って、ここでは熱アニー
ル法で活性化の工程を行う。加熱処理は、窒素雰囲気中
において300〜700℃、好ましくは350〜550
℃、ここでは450℃、2時間の処理を行う。The heat treatment step must be carried out to activate the impurity elements imparting n-type or p-type added at the respective concentrations. This step may be performed by a thermal annealing method using an electric heating furnace, a laser annealing method using the above-mentioned excimer laser, or a rapid thermal annealing method (RTA method) using a halogen lamp. However, although the laser annealing method can be activated at a low substrate heating temperature, it is difficult to activate even the semiconductor layer below the gate electrode. Therefore, the activation process is performed here by the thermal annealing method. The heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 300 to 700 ° C., preferably 350 to 550.
C., here 450.degree. C., for 2 hours.
【0152】第1の層間絶縁膜1168はその後、パタ
ーニングでそれぞれのTFTのソース領域と、ドレイン
領域に達するコンタクトホールが形成された。そして、
ソース配線1169、1170、1171、とドレイン
配線1172、1173を形成する。図示していない
が、本実施例ではこの配線を、Ti膜を100nm、T
iを含むAl膜300nm、Ti膜150nmをスパッ
タ法で連続して形成する3層構造の配線として用いる。After that, the first interlayer insulating film 1168 was patterned to form contact holes reaching the source region and the drain region of each TFT. And
Source wirings 1169, 1170 and 1171 and drain wirings 1172 and 1173 are formed. Although not shown, in the present embodiment, this wiring is formed of a Ti film of 100 nm and a T film.
An Al film having a thickness of 300 nm and a Ti film having a thickness of 150 nm are used as a wiring having a three-layer structure formed continuously by a sputtering method.
【0153】そして、ソース配線1169、1170、
1171とドレイン配線1172、1173と、第1の
層間絶縁膜1168を覆ってパッシベーション膜117
4を形成する。パッシベーション膜1174は、窒化シ
リコン膜で50nmの厚さで形成する。さらに、有機樹
脂からなる第2の層間絶縁膜1175を約1000nm
の厚さに形成する。有機樹脂膜としては、ポリイミド、
アクリル、ポリイミドアミド等を使用することができ
る。有機樹脂膜を用いることの利点は、成膜方法が簡単
である点や、比誘電率が低いので、寄生容量を低減でき
る点、平坦性に優れる点などが上げられる。なお上述し
た以外の有機樹脂膜を用いることもできる。ここでは、
基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用い、
300℃で焼成して形成する。Then, the source wirings 1169, 1170,
1171, the drain wirings 1172 and 1173, and the first interlayer insulating film 1168 so as to cover the passivation film 117.
4 is formed. The passivation film 1174 is a silicon nitride film and is formed to a thickness of 50 nm. Further, a second interlayer insulating film 1175 made of an organic resin is formed with a thickness of about 1000 nm.
To the thickness of. As the organic resin film, polyimide,
Acrylic, polyimide amide, etc. can be used. The advantage of using the organic resin film is that the film formation method is simple, the relative dielectric constant is low, the parasitic capacitance can be reduced, and the flatness is excellent. Note that organic resin films other than those described above can also be used. here,
After coating on the substrate, use a type of polyimide that thermally polymerizes,
It is formed by firing at 300 ° C.
【0154】以上までの工程で、クラッド構造のゲート
電極が形成され、CMOS回路のnチャネル型TFTに
はチャネル形成領域1149、第1の不純物領域115
2、1153、第2の不純物領域1150a、1150
b、1151a、1151bが形成される。ここで、第
2の不純物領域は、ゲート電極と重なる領域(GOLD
領域)1150a、1151aが1.5μmの長さに、
ゲート電極と重ならない領域(LDD領域)1150
b、1151bが1.5μmの長さにそれぞれ形成され
る。そして、第1の不純物領域1152はソース領域と
して、第1の不純物領域1153はドレイン領域とな
る。Through the above steps, the gate electrode having the clad structure is formed, and the channel forming region 1149 and the first impurity region 115 are formed in the n-channel TFT of the CMOS circuit.
2, 1153, second impurity regions 1150a, 1150
b, 1151a, 1151b are formed. Here, the second impurity region is a region (GOLD) that overlaps with the gate electrode.
Area) 1150a and 1151a have a length of 1.5 μm,
Region (LDD region) 1150 not overlapping the gate electrode
b and 1151b are formed to a length of 1.5 μm. Then, the first impurity region 1152 serves as a source region and the first impurity region 1153 serves as a drain region.
【0155】pチャネル型TFTは、同様にクラッド構
造のゲート電極が形成され、チャネル形成領域115
4、第3の不純物領域1155a1155b、1156
a、1156bが形成される。そして、第3の不純物領
域1155a、1155bはソース領域として、第3の
不純物領域1156a、1156bはドレイン領域とな
る。In the p-channel TFT, a gate electrode having a clad structure is similarly formed, and the channel forming region 115 is formed.
4, third impurity regions 1155a 1155b, 1156
a, 1156b is formed. Then, the third impurity regions 1155a and 1155b serve as source regions, and the third impurity regions 1156a and 1156b serve as drain regions.
【0156】また、画素マトリクス回路の画素TFT
は、チャネル形成領域1157、1161と第1の不純
物領域1160、1164と第2の不純物領域115
8、1159、1162、1163が形成される。ここ
で第2の不純物領域は、ゲート電極と重なる領域115
8a、1159a、1162a、1163aと重ならな
い領域1158b、1159b、1162b、1163
bとが形成される。Further, the pixel TFT of the pixel matrix circuit
Are channel formation regions 1157 and 1161, first impurity regions 1160 and 1164, and second impurity regions 115.
8, 1159, 1162, 1163 are formed. Here, the second impurity region is a region 115 overlapping with the gate electrode.
Areas 1158b, 1159b, 1162b, 1163 that do not overlap with 8a, 1159a, 1162a, 1163a.
b are formed.
【0157】こうして図13に示すように、基板110
1上にCMOS回路と、画素マトリクス回路が形成され
たアクティブマトリクス基板が作製される。また、画素
マトリクス回路のnチャネル型TFTのドレイン側に
は、保持容量部が同時に形成される。Thus, as shown in FIG. 13, the substrate 110
An active matrix substrate on which a CMOS circuit and a pixel matrix circuit are formed is manufactured. Further, a storage capacitor portion is simultaneously formed on the drain side of the n-channel TFT of the pixel matrix circuit.
【0158】[実施例6]本実施例では、実施例1で作
製され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説明する。[Embodiment 6] 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.
【0159】図5の状態のアクティブマトリクス基板に
対して、図16(A)に示すように第2の層間絶縁膜3
81上に遮光膜1601、第3の層間絶縁膜1602を
形成する。遮光膜1601は顔料を含む有機樹脂膜や、
Ti、Crなどの金属膜を用いると良い。また、第3の
層間絶縁膜1602は、ポリイミドなどの有機樹脂膜で
形成する。そして、第3の層間絶縁膜1602と第2の
層間絶縁膜381にドレイン配線379に達するコンタ
クトホールを形成し、画素電極1603を形成する。画
素電極1603は、透過型液晶表示装置とする場合には
透明導電膜を用い、反射型の液晶表示装置とする場合に
は金属膜を用いれば良い。ここでは透過型の液晶表示装
置とするために、酸化インジウム・スズ(ITO)膜を
100nmの厚さにスパッタ法で形成し、画素電極16
03を形成する。For the active matrix substrate in the state of FIG. 5, as shown in FIG. 16A, the second interlayer insulating film 3 is formed.
A light shielding film 1601 and a third interlayer insulating film 1602 are formed on 81. The light shielding film 1601 is an organic resin film containing a pigment,
It is preferable to use a metal film such as Ti or Cr. Further, the third interlayer insulating film 1602 is formed of an organic resin film such as polyimide. Then, a contact hole reaching the drain wiring 379 is formed in the third interlayer insulating film 1602 and the second interlayer insulating film 381, and a pixel electrode 1603 is formed. As the pixel electrode 1603, a transparent conductive film may be used in the case of a transmissive liquid crystal display device, and a metal film may be used in the case of a reflective liquid crystal display device. Here, in order to form a transmissive liquid crystal display device, an indium tin oxide (ITO) film is formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method, and the pixel electrode 16 is formed.
Form 03.
【0160】透明導電膜の材料のエッチング処理は塩酸
系の溶液により行う。しかし、ITOのエッチングは残
渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するた
めに酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)
を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平
滑性に優れ、ITOと比較して熱安定性にも優れている
という特徴をもつ。同様に、酸化亜鉛(ZnO)も適し
た材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高める
ためにガリウム(Ga)を添加した酸化亜鉛(ZnO:
Ga)などを用いることができる。The etching treatment of the material of the transparent conductive film is performed with a hydrochloric acid-based solution. However, since a residue is easily generated in the etching of ITO, indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO) is used to improve etching processability.
May be used. The indium oxide-zinc oxide alloy is characterized by excellent surface smoothness and thermal stability as compared with ITO. Similarly, zinc oxide (ZnO) is also a suitable material, and zinc oxide (ZnO: ZnO added with gallium (Ga) in order to further increase visible light transmittance and conductivity).
Ga) or the like can be used.
【0161】次に、図16(B)に示すように、配向膜
1604を第3の層間絶縁膜1602と画素電極160
3形成する。通常液晶表示素子の配向膜にはポリイミド
樹脂が多く用いられている。対向側の基板1605に
は、透明導電膜1606と、配向膜1607とを形成す
る。配向膜は形成された後、ラビング処理を施して液晶
分子がある一定のプレチルト角を持って平行配向するよ
うにする。Next, as shown in FIG. 16B, an alignment film 1604 is formed on the third interlayer insulating film 1602 and the pixel electrode 160.
3 to form. Polyimide resin is often used for the alignment film of a liquid crystal display element. A transparent conductive film 1606 and an alignment film 1607 are formed on the opposite substrate 1605. After the alignment film is formed, a rubbing process is performed so that liquid crystal molecules are aligned in parallel with a certain pretilt angle.
【0162】上記の工程を経て、画素マトリクス回路
と、CMOS回路が形成されたアクティブマトリクス基
板と対向基板とを、公知のセル組み工程によってシール
材やスペーサ(共に図示せず)などを介して貼り合わせ
る。その後、両基板の間に液晶材料1608を注入し、
封止剤(図示せず)によって完全に封止する。よって図
16(B)に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置
が完成する。Through the above steps, the pixel matrix circuit, the active matrix substrate on which the CMOS circuit is formed, and the counter substrate are pasted together by a known cell assembling process via a sealing material, a spacer (both not shown), etc. To match. After that, a liquid crystal material 1608 is injected between both substrates,
Completely seal with a sealant (not shown). Thus, the active matrix liquid crystal display device shown in FIG. 16B is completed.
【0163】次に本実施例のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の構成を、図14と図15(A)、(B)を
用いて説明する。図14は本実施例のアクティブマトリ
クス基板の斜視図である。アクティブマトリクス基板
は、ガラス基板301上に形成される画素マトリクス回
路1401と、走査(ゲート)線駆動回路1402と、
データ(ソース)線駆動回路1403で構成される。画素
マトリクス回路の画素TFT1400はnチャネル型T
FTであり、周辺に設けられる駆動回路はCMOS回路
を基本として構成されている。走査(ゲート)線駆動回
路1402と、データ(ソース)線駆動回路1403は
それぞれゲート配線1502とソース配線1503で画
素マトリクス回路1401に接続されている。Next, the structure of the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15A and 15B. FIG. 14 is a perspective view of the active matrix substrate of this embodiment. The active matrix substrate includes a pixel matrix circuit 1401 formed on the glass substrate 301, a scanning (gate) line driving circuit 1402,
It is composed of a data (source) line drive circuit 1403. The pixel TFT 1400 of the pixel matrix circuit is an n-channel type T
It is an FT, and the drive circuit provided in the periphery is basically configured by a CMOS circuit. The scan (gate) line driver circuit 1402 and the data (source) line driver circuit 1403 are connected to the pixel matrix circuit 1401 by a gate wiring 1502 and a source wiring 1503, respectively.
【0164】図15(A)は画素マトリクス回路140
1の上面図であり、ほぼ1画素の上面図である。画素マ
トリクス回路には画素TFTであるnチャネル型TFT
が設けられている。ゲート配線1502に連続して形成
されるゲート電極1520は、図示されていないゲート
絶縁膜を介してその下の半導体層1501と交差してい
る。図示はしていないが、半導体層には、ソース領域、
ドレイン領域、第1の不純物領域が形成されている。ま
た、画素TFTのドレイン側には、半導体層と、ゲート
絶縁膜と、ゲート電極と同じ材料で形成された電極とか
ら、保持容量1507が形成されている。そして、保持
容量1507に接続した容量配線1521が、ゲート配
線1502と平行に設けられている。また、図15
(A)で示すA―A'に沿った断面構造は、図5に示す
CMOS回路の断面図に対応している。FIG. 15A shows a pixel matrix circuit 140.
1 is a top view of FIG. 1, and is a top view of almost one pixel. An n-channel TFT, which is a pixel TFT, is provided in the pixel matrix circuit.
Is provided. The gate electrode 1520 formed continuously with the gate wiring 1502 intersects with the semiconductor layer 1501 thereunder via a gate insulating film (not shown). Although not shown, the semiconductor layer includes a source region,
A drain region and a first impurity region are formed. Further, a storage capacitor 1507 is formed on the drain side of the pixel TFT from a semiconductor layer, a gate insulating film, and an electrode formed of the same material as the gate electrode. Then, a capacitor wiring 1521 connected to the storage capacitor 1507 is provided in parallel with the gate wiring 1502. In addition, FIG.
The sectional structure taken along the line AA ′ shown in (A) corresponds to the sectional view of the CMOS circuit shown in FIG.
【0165】一方、図15(B)に示すCMOS回路で
は、ゲート配線1515から延在するゲート電極151
3、1514が、図示されていないゲート絶縁膜を介し
てその下の半導体層1510、1512とそれぞれ交差
している。図示はしていないが、同様にnチャネル型T
FTの半導体層には、ソース領域、ドレイン領域、第1
の不純物領域が形成されている。また、pチャネル型T
FTの半導体層にはソース領域とドレイン領域が形成さ
れている。そして、その位置関係は、B―B'に沿った
断面構造は、図5に示す画素マトリクス回路の断面図に
対応している。On the other hand, in the CMOS circuit shown in FIG. 15B, the gate electrode 151 extending from the gate wiring 1515.
3, 1514 intersect with the underlying semiconductor layers 1510, 1512 via a gate insulating film (not shown), respectively. Although not shown, an n-channel type T
The FT semiconductor layer includes a source region, a drain region, and a first region.
Impurity region is formed. In addition, p-channel type T
A source region and a drain region are formed in the semiconductor layer of the FT. As for the positional relationship, the sectional structure along BB 'corresponds to the sectional view of the pixel matrix circuit shown in FIG.
【0166】本実施例では、画素TFT1400をダブ
ルゲートの構造としているが、シングルゲートの構造で
も良いし、トリプルゲートとしたマルチゲート構造にし
ても構わない。本実施例のアクティブマトリクス基板の
構造は、本実施例の構造に限定されるものではない。本
願発明の構造は、ゲート電極の構造と、ゲート絶縁膜を
介して設けられた半導体層のソース領域と、ドレイン領
域と、その他の不純物領域の構成に特徴があるので、そ
れ以外の構成については実施者が適宣決定すれば良い。Although the pixel TFT 1400 has a double gate structure in this embodiment, it may have a single gate structure or a triple gate multi-gate structure. The structure of the active matrix substrate of this embodiment is not limited to the structure of this embodiment. The structure of the present invention is characterized by the structure of the gate electrode, the source region of the semiconductor layer provided via the gate insulating film, the drain region, and the other impurity regions. The practitioner may make the appropriate decision.
【0167】本実施例で示すアクティブマトリクス型液
晶表示装置を作製するためのアクティブマトリクス基板
は、実施例1で示すものに限定れさず、実施例2〜5お
よび実施例7に示す工程に基づいて作製されるアクティ
ブマトリクス基板であれば、いずれも適用することがで
きる。The active matrix substrate for manufacturing the active matrix type liquid crystal display device shown in this embodiment is not limited to that shown in the first embodiment, and is based on the steps shown in the second to fifth embodiments. Any active matrix substrate can be applied.
【0168】[実施例7]本実施例では、実施例5で示
したアクティブマトリクス基板の作製方法においてゲッ
タリング工程を簡略化する方法を示す。まず、実施例5
において、図11(A)で示される半導体層1103、
1104、1105は、触媒元素を用いて作製された結
晶質シリコン膜である。このとき、結晶化の工程で用い
られた触媒元素が半導体層中に残存するので、ゲッタリ
ングの工程を実施することが望ましい。実施例5では結
晶質シリコン膜が得られた後で、その結晶質シリコン膜
の一部にリンを添加してゲッタリングする方法であった
が、ここでは、そのゲッタリング工程を実施せずに、以
下に述べる方法で触媒元素をTFTのチャネル形成領域
から除去する。[Embodiment 7] In this embodiment, a method of simplifying the gettering step in the method of manufacturing the active matrix substrate shown in Embodiment 5 will be described. First, Example 5
11A, the semiconductor layer 1103 shown in FIG.
Reference numerals 1104 and 1105 are crystalline silicon films produced by using a catalytic element. At this time, since the catalytic element used in the crystallization step remains in the semiconductor layer, it is desirable to perform the gettering step. In Example 5, after the crystalline silicon film was obtained, phosphorus was added to a part of the crystalline silicon film to getter, but here, the gettering step was not performed. The catalyst element is removed from the TFT channel formation region by the method described below.
【0169】ここでは、図11(A)から図12(C)
に示す工程までそのまま実施する。そして、レジストマ
スク1137、1138、1139、1140、114
1を除去する。Here, FIG. 11 (A) to FIG. 12 (C)
The steps up to the above are carried out as they are. Then, the resist masks 1137, 1138, 1139, 1140, 114.
Remove 1.
【0170】このとき、nチャネル型TFTの第1の不
純物領域1152、1153、1160、1164には
リンが添加されている。またpチャネル型TFTの第3
の不純物領域の1155b、1156bにも同様にリン
が添加されている。実施例5に従えばこのときリン濃度
は1×1020〜1×1021atoms/cm3である。At this time, phosphorus is added to the first impurity regions 1152, 1153, 1160, 1164 of the n-channel TFT. In addition, the third of the p-channel TFT
Similarly, phosphorus is added to the impurity regions 1155b and 1156b. According to Example 5, the phosphorus concentration at this time is 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 .
【0171】この状態で、図22に示すようにゲート絶
縁膜およびゲート電極を窒化シリコン膜1180で被覆
する。窒化シリコン膜はプラズマCVD法で、10〜1
00nm、ここでは50nmの厚さに形成する。窒化シ
リコン膜の代りに酸化窒化シリコン膜を用いても良い。In this state, the gate insulating film and the gate electrode are covered with the silicon nitride film 1180 as shown in FIG. The silicon nitride film is formed by the plasma CVD method in the range of 10 to 1
The thickness is 00 nm, here 50 nm. A silicon oxynitride film may be used instead of the silicon nitride film.
【0172】実施例5では、ゲート電極の第3層目をM
o−Wで形成する。またその他にTi、Ta、Mo、W
などで形成しても良い。そしてこれらの材料は大気圧中
または窒素ガスをパージしながらの加熱処理で比較的酸
化されやすいものである。このような状況において、そ
の表面を窒化シリコンで被覆すると酸化を防止すること
ができる。In the fifth embodiment, the third layer of the gate electrode is M
It is formed by o-W. In addition, Ti, Ta, Mo, W
You may form by. These materials are relatively easily oxidized by heat treatment under atmospheric pressure or while purging nitrogen gas. In such a situation, oxidation can be prevented by coating the surface with silicon nitride.
【0173】この状態で、窒素雰囲気中で400〜80
0℃、1〜24時間、例えば600℃、12時間の加熱
処理の工程を行う。この工程により、添加されたn型及
びp型を付与する不純物元素を活性化することができ
る。さらに、リンが添加されている領域がゲッタリング
サイトとなり、結晶化の工程の後残存していた触媒元素
を偏析させることができる。その結果、チャネル形成領
域から触媒元素を除去することができる。その結果、完
成したTFTにおいてオフ電流を低減させる効果が得ら
れる。In this state, 400 to 80 in a nitrogen atmosphere.
A heat treatment step is performed at 0 ° C. for 1 to 24 hours, for example, 600 ° C. for 12 hours. Through this step, the added impurity element imparting n-type and p-type can be activated. Further, the region to which phosphorus is added becomes a gettering site, and the catalyst element remaining after the crystallization step can be segregated. As a result, the catalytic element can be removed from the channel formation region. As a result, the effect of reducing the off current in the completed TFT can be obtained.
【0174】図22の工程が終了したら、以降の工程は
実施例5の工程に従い、第1の層間絶縁膜、ソース配線
およびドレイン配線、パッシベーション膜、第2の層間
絶縁膜を形成し、図13状態を形成することによりアク
ティブマトリクス基板を作製することができる。After the step of FIG. 22 is completed, the subsequent steps follow the steps of Example 5 to form a first interlayer insulating film, a source wiring and a drain wiring, a passivation film and a second interlayer insulating film, and then, as shown in FIG. An active matrix substrate can be manufactured by forming a state.
【0175】[実施例8]本実施例では、図1で示した
CMOS回路の回路構成の他の例について図23を用い
て説明する。尚、図23(A)のインバータ回路図、図
23(B)のインバータ回路の上面図における各端子部
a、b、c、dは対応している。[Embodiment 8] In this embodiment, another example of the circuit configuration of the CMOS circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Note that the terminal parts a, b, c, d in the inverter circuit diagram of FIG. 23A and the top view of the inverter circuit of FIG. 23B correspond to each other.
【0176】図23(A)に示すインバータ回路につい
て、その上面図を図23(B)に示す。図23(B)の
A−A'断面構造を図23(C)に示し、ゲート電極2
409、2409'、nチャネル型TFTのソース配線
2411、pチャネル型TFTのソース配線2414、
共通ドレイン配線2413から構成されている。ここ
で、ゲート電極2409、2409'は、ゲート電極の
第1層目2408、2408'、ゲート電極の第2層目
2409、2409'、ゲート電極の第3層目241
0、2410'が一体となった状態を表している。A top view of the inverter circuit shown in FIG. 23A is shown in FIG. The cross-sectional structure taken along the line AA ′ of FIG. 23B is shown in FIG.
409 and 2409 ′, source wiring 2411 of n-channel TFT, source wiring 2414 of p-channel TFT,
It is composed of a common drain wiring 2413. Here, the gate electrodes 2409 and 2409 ′ are the first layers 2408 and 2408 ′ of the gate electrodes, the second layers 2409 and 2409 ′ of the gate electrodes, and the third layers 241 of the gate electrodes.
0 and 2410 'are integrated.
【0177】このインバータ回路のnチャネル型TFT
には第2の不純物領域2402が設けられている。詳細
には、ゲート電極2409とオーバーラップしている第
2の不純物領域2402aと、オーバーラップしない第
2の不純物領域(LDD領域)2402bとが形成され
ている。このような構造はドレイン側のみに設ければ良
い。また、pチャネル型TFTにはこのような不純物領
域は設けられていない。N-channel TFT of this inverter circuit
A second impurity region 2402 is provided in. Specifically, a second impurity region 2402a that overlaps with the gate electrode 2409 and a second impurity region (LDD region) 2402b that does not overlap are formed. Such a structure may be provided only on the drain side. Moreover, such an impurity region is not provided in the p-channel TFT.
【0178】[実施例9]上述の本発明の液晶表示装置
にはネマチック液晶以外にも様々な液晶を用いることが
可能である。例えば、1998, SID, "Characteristics an
d Driving Schemeof Polymer-Stabilized Monostable F
LCD Exhibiting Fast Response Time andHigh Contrast
Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue et
al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresh
oldless Antiferroelectric LCDExhibiting Wide Viewi
ng Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida et
al.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thres
holdless antiferroelectricity in liquid crystals a
nd its application to displays" by S. Inui et al.
や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いるこ
とが可能である。[Embodiment 9] Various liquid crystals other than nematic liquid crystal can be used in the above-described liquid crystal display device of the present invention. For example, 1998, SID, "Characteristics an
d Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable F
LCD Exhibiting Fast Response Time and High Contrast
Ratio with Gray-Scale Capability "by H. Furue et
al., 1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresh
oldless Antiferroelectric LCDExhibiting Wide Viewi
ng Angle with Fast Response Time "by T. Yoshida et
al., 1996, J. Mater. Chem. 6 (4), 671-673, "Thres
holdless antiferroelectricity in liquid crystals a
nd its application to displays "by S. Inui et al.
Alternatively, the liquid crystal disclosed in US Pat. No. 5,594,569 can be used.
【0179】等方相−コレステリック相−カイラルスメ
クティックC相転移系列を示す強誘電性液晶(FLC)
を用い、DC電圧を印加しながらコレステリック相−カ
イラルスメクティックC相転移をさせ、かつコーンエッ
ジをほぼラビング方向に一致させた単安定FLCの電気
光学特性を図24に示す。図24に示すような強誘電性
液晶による表示モードは「Half−V字スイッチング
モード」と呼ばれている。図24に示すグラフの縦軸は
透過率(任意単位)、横軸は印加電圧である。「Hal
f−V字スイッチングモード」については、寺田らの”
Half−V字スイッチングモードFLCD”、第46
回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、1999年3
月、第1316頁、および吉原らの”強誘電性液晶によ
る時分割フルカラーLCD”、液晶第3巻第3号第19
0頁に詳しい。Ferroelectric liquid crystal (FLC) showing isotropic phase-cholesteric phase-chiral smectic C phase transition series
FIG. 24 shows the electro-optical characteristics of a monostable FLC in which a cholesteric phase-chiral smectic C phase transition is applied while a DC voltage is applied, and the cone edge is almost aligned with the rubbing direction. The display mode using the ferroelectric liquid crystal as shown in FIG. 24 is called “Half-V-shaped switching mode”. The vertical axis of the graph shown in FIG. 24 is the transmittance (arbitrary unit), and the horizontal axis is the applied voltage. "Hal
For "f-V switching mode", see Terada et al.
Half-V shaped switching mode FLCD ", 46th
Proceedings of the 12th Joint Lecture Meeting on Applied Physics, 1999 1999
Moon, p. 1316, and Yoshihara et al., "Time-division full-color LCD with ferroelectric liquid crystal," Liquid Crystal, Volume 3, No. 19,
Details on page 0.
【0180】図24に示されるように、このような強誘
電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可
能となることがわかる。本願発明の液晶表示装置には、
このような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いるこ
とができる。As shown in FIG. 24, it can be seen that use of such a ferroelectric mixed liquid crystal enables low voltage driving and gradation display. The liquid crystal display device of the present invention,
A ferroelectric liquid crystal exhibiting such electro-optical characteristics can also be used.
【0181】また、ある温度域において反強誘電相を示
す液晶を反強誘電性液晶(AFLC)という。反強誘電
性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連
続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反
強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい
値反強誘電性混合液晶は、いわゆるV字型の電気光学応
答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±2.5V
程度(セル厚約1μm〜2μm)のものも見出されてい
る。A liquid crystal exhibiting an antiferroelectric phase in a certain temperature range is called an antiferroelectric liquid crystal (AFLC). Among mixed liquid crystals having antiferroelectric liquid crystals, there is a so-called thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal that exhibits electro-optical response characteristics in which the transmittance continuously changes with respect to an electric field. This thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a so-called V-shaped electro-optical response characteristic, and its driving voltage is about ± 2.5 V.
Some (about 1 μm to 2 μm in cell thickness) have been found.
【0182】また、一般に、無しきい値反強誘電性混合
液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。こ
のため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置
に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要
となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反
強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。Generally, the thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a large spontaneous polarization and the liquid crystal itself has a high dielectric constant. Therefore, when the thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used in a liquid crystal display device, a pixel requires a relatively large storage capacitance. Therefore, it is preferable to use a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal having a small spontaneous polarization.
【0183】なお、このような無しきい値反強誘電性混
合液晶を本願発明の液晶表示装置に用いることによって
低電圧駆動が実現されるので、低消費電力化が実現され
る。By using such a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal in the liquid crystal display device of the present invention, low voltage driving is realized, and low power consumption is realized.
【0184】[実施例10]本発明を実施して作製され
たアクティブマトリクス基板および液晶表示装置や有機
EL表示装置は様々な電気光学装置に用いることができ
る。そして、そのような電気光学装置を表示部として組
み込んだ電子機器全てに本発明を適用することがででき
る。電子機器としては、携帯電話、ビデオカメラ、携帯
情報端末、ゴーグル型ディスプレイ、記録媒体のプレー
ヤー、携帯書籍、パーソナルコンピュータ、デジタルカ
メラ、プロジェクターなどが上げられる。それらの一例
を図25と図26に示す。[Embodiment 10] The active matrix substrate, the liquid crystal display device and the organic EL display device manufactured by implementing the present invention can be used for various electro-optical devices. Then, the present invention can be applied to all electronic devices in which such an electro-optical device is incorporated as a display unit. Examples of the electronic device include a mobile phone, a video camera, a personal digital assistant, a goggle type display, a recording medium player, a mobile book, a personal computer, a digital camera, and a projector. Examples of these are shown in FIGS. 25 and 26.
【0185】図25(A)は携帯電話であり、本体90
01、音声出力部9002、音声入力部9003、表示
装置9004、操作スイッチ9005、アンテナ900
6から構成されている。本願発明は音声出力部900
2、音声入力部9003、及びアクティブマトリクス基
板を備えた表示装置9004に適用することができる。FIG. 25A shows a mobile phone, which is a main body 90.
01, voice output unit 9002, voice input unit 9003, display device 9004, operation switch 9005, antenna 900
It is composed of 6. The present invention has a voice output unit 900.
2, and can be applied to a display device 9004 including a voice input portion 9003 and an active matrix substrate.
【0186】図25(B)はビデオカメラであり、本体
9101、表示装置9102、音声入力部9103、操
作スイッチ9104、バッテリー9105、受像部91
06で構成される。本発明は表示装置9102やその他
の信号制御回路に適用することができる。FIG. 25B shows a video camera, which includes a main body 9101, a display device 9102, a voice input portion 9103, operation switches 9104, a battery 9105, and an image receiving portion 91.
It is composed of 06. The present invention can be applied to the display device 9102 and other signal control circuits.
【0187】図25(C)は携帯情報端末であり、本体
9201、画像入力部9202、受像部9203、操作
スイッチ9204、表示装置9205で構成される。本
発明は表示装置9205やその他の信号制御回路に適用
することができる。FIG. 25C shows a portable information terminal which is composed of a main body 9201, an image input portion 9202, an image receiving portion 9203, operation switches 9204, and a display device 9205. The present invention can be applied to the display device 9205 and other signal control circuits.
【0188】図25(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体9301、表示装置9302、アーム部93
03で構成される。本願発明は表示装置9302に適用
することができる。また、表示されていないが、その他
の信号制御用回路に使用することもできる。FIG. 25D shows a goggle type display, which includes a main body 9301, a display device 9302, an arm portion 93.
It is composed of 03. The present invention can be applied to the display device 9302. Although not shown, it can also be used for other signal control circuits.
【0189】図25(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9401、表示装置9402、スピーカー部9
403、記録媒体9404、操作スイッチ9405で構
成される。尚、記録媒体にはDVD(Digital Versati
le Disc)やコンパクトディスク(CD)などを用い、
音楽プログラムの再生や映像表示、ビデオゲーム(また
はテレビゲーム)やインターネットを介した情報表示な
どを行うことができる。本発明は表示装置9402やそ
の他の信号制御回路に好適に利用することができる。FIG. 25 (E) shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) in which a program is recorded, which includes a main body 9401, a display device 9402, and a speaker section 9.
403, a recording medium 9404, and an operation switch 9405. The recording medium is a DVD (Digital Versati
le Disc) or compact disc (CD),
It is possible to play music programs, display images, display information via a video game (or video game) or the Internet. The present invention can be preferably used for the display device 9402 and other signal control circuits.
【0190】図25(F)は携帯書籍であり、本体95
01、表示装置9502、9503、記憶媒体950
4、操作スイッチ9505、アンテナ9506から構成
されており、ミニディスク(MD)やDVDに記憶され
たデータや、アンテナで受信したデータを表示するもの
である。表示装置9502、9503は直視型の表示装
置であり、本願発明はこの適用することができる。FIG. 25F shows a portable book, which is a main body 95.
01, display devices 9502 and 9503, storage medium 950
4, the operation switch 9505 and the antenna 9506, and displays the data stored in the mini disk (MD) or DVD or the data received by the antenna. The display devices 9502 and 9503 are direct-view display devices, and the present invention can be applied to this.
【0191】図25(G)はパーソナルコンピュータで
あり、マイクロプロセッサやメモリーなどを備えた本体
9601、画像入力部9602、表示装置9603、キ
ーボード9604で構成される。本発明は表示装置96
03やその他の信号処理回路を形成することができる。FIG. 25G shows a personal computer, which is composed of a main body 9601 provided with a microprocessor and a memory, an image input portion 9602, a display device 9603, and a keyboard 9604. The present invention is a display device 96
03 and other signal processing circuits can be formed.
【0192】図26(H)はデジタルカメラであり、本
体9701、表示装置9702、接眼部9703、操作
スイッチ9704、受像部(図示しない)で構成され
る。本発明は表示装置9702やその他の信号制御回路
に適用することができる。FIG. 26H shows a digital camera which is composed of a main body 9701, a display device 9702, an eyepiece section 9703, operation switches 9704, and an image receiving section (not shown). The present invention can be applied to the display device 9702 and other signal control circuits.
【0193】図26(A)はフロント型プロジェクター
であり、光源光学系および表示装置2601、スクリー
ン2602で構成される。本発明は表示装置やその他の
信号制御回路に適用することができる。図26(B)は
リア型プロジェクターであり、本体2701、光源光学
系および表示装置2702、ミラー2703、スクリー
ン2704で構成される。本発明は表示装置やその他の
信号制御回路に適用することができる。FIG. 26A shows a front type projector, which comprises a light source optical system, a display device 2601, and a screen 2602. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits. FIG. 26B shows a rear type projector including a main body 2701, a light source optical system and a display device 2702, a mirror 2703, and a screen 2704. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.
【0194】なお、図26(C)に、図26(A)およ
び図26(B)における光源光学系および表示装置26
01、2702の構造の一例を示す。光源光学系および
表示装置2601、2702は光源光学系2801、ミ
ラー2802、2804〜2806、ダイクロイックミ
ラー2803、ビームスプリッター2807、液晶表示
装置2808、位相差板2809、投射光学系2810
で構成される。投射光学系2810は複数の光学レンズ
で構成される。図26(C)では液晶表示装置2808
を三つ使用する三板式の例を示したが、このような方式
に限定されず、単板式の光学系で構成しても良い。ま
た、図26(C)中で矢印で示した光路には適宣光学レ
ンズや偏光機能を有するフィルムや位相を調節するため
のフィルムや、IRフィルムなどを設けても良い。ま
た、図26(D)は図26(C)における光源光学系2
801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28
12、レンズアレイ2813、2814、偏光変換素子
2815、集光レンズ2816で構成される。尚、図2
6(D)に示した光源光学系は一例であって図示した構
成に限定されるものではない。26C, the light source optical system and the display device 26 shown in FIGS. 26A and 26B.
An example of the structure of 01 and 2702 is shown. The light source optical system and display devices 2601 and 2702 include a light source optical system 2801, mirrors 2802, 2804 to 2806, a dichroic mirror 2803, a beam splitter 2807, a liquid crystal display device 2808, a retardation plate 2809, and a projection optical system 2810.
Composed of. The projection optical system 2810 is composed of a plurality of optical lenses. In FIG. 26C, a liquid crystal display device 2808
Although an example of a three-plate type using three is shown, the invention is not limited to such a system, and a single-plate type optical system may be used. 26C, an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting the phase, an IR film, or the like may be provided in the optical path indicated by an arrow in FIG. Further, FIG. 26D shows the light source optical system 2 in FIG.
It is the figure which showed an example of the structure of 801. In this embodiment,
The light source optical system 2801 includes a reflector 2811 and a light source 28.
12, lens arrays 2813 and 2814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Incidentally, FIG.
The light source optical system shown in FIG. 6D is an example and is not limited to the illustrated configuration.
【0195】また、ここでは図示しなかったが、本発明
はその他にも、ナビゲーションシステムやイメージセン
サの読み取り回路などにも適用することも可能である。
このように本願発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆ
る分野の電子機器に適用することが可能である。また、
本実施例の電子機器は実施形態および、実施例1〜9及
び実施例11のどのような組み合わせから成る構成を用
いても実現することができる。Although not shown here, the present invention can also be applied to a navigation system, an image sensor reading circuit, and the like.
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in all fields. Also,
The electronic device of the present example can be realized by using the embodiment and the configuration including any combination of the examples 1 to 9 and the example 11.
【0196】[実施例11]本実施例では、本願発明を
用いてEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を作
製した例について説明する。[Embodiment 11] In this embodiment, an example of manufacturing an EL (electroluminescence) display device using the present invention will be described.
【0197】図27(A)は本願発明を用いたEL表示
装置の上面図である。図27(A)において、4010
は基板、4011は画素部、4012はソース側駆動回
路、4013はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆
動回路は配線4014〜4016を経てFPC4017
に至り、外部機器へと接続される。FIG. 27A is a top view of an EL display device using the present invention. In FIG. 27A, 4010
Is a substrate, 4011 is a pixel portion, 4012 is a source side driver circuit, and 4013 is a gate side driver circuit. Each driver circuit is connected to an FPC 4017 through wirings 4014 to 4016.
And connected to an external device.
【0198】このとき、少なくとも画素部、好ましくは
駆動回路及び画素部を囲むようにしてカバー材600
0、シーリング材(ハウジング材ともいう)7000、
密封材(第2のシーリング材)7001が設けられてい
る。At this time, at least the pixel portion, preferably the drive circuit and the pixel portion are surrounded so as to cover the cover material 600.
0, sealing material (also called housing material) 7000,
A sealing material (second sealing material) 7001 is provided.
【0199】また、図27(B)は本実施例のEL表示
装置の断面構造であり、基板4010、下地膜4021
の上に駆動回路用TFT(但し、ここではnチャネル型
TFTとpチャネル型TFTを組み合わせたCMOS回
路を図示している。)4022及び画素部用TFT40
23(但し、ここではEL素子への電流を制御するTF
Tだけ図示している。)が形成されている。FIG. 27B shows a cross-sectional structure of the EL display device of this embodiment, which includes a substrate 4010 and a base film 4021.
A driver circuit TFT (however, here, a CMOS circuit in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are combined is shown) 4022 and a pixel portion TFT 40.
23 (However, in this case, the TF that controls the current to the EL element
Only T is shown. ) Has been formed.
【0200】本願発明は、駆動回路用TFT4022、
画素部用TF4023に際して用いることができる。The invention of the present application is to provide a TFT 4022 for a driving circuit,
It can be used for the TF4023 for the pixel portion.
【0201】本願発明を用いて駆動回路用TFT402
2、画素部用TFT4023が完成したら、樹脂材料で
なる層間絶縁膜(平坦化膜)4026の上に画素部用T
FT4023のドレインと電気的に接続する透明導電膜
でなる画素電極4027を形成する。画素電極4027
が透明導電膜である場合、画素部用TFTとしては、p
チャネル型TFTを用いることが好ましい。透明導電膜
としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物(IT
Oと呼ばれる)または酸化インジウムと酸化亜鉛との化
合物を用いることができる。そして、画素電極4027
を形成したら、絶縁膜4028を形成し、画素電極40
27上に開口部を形成する。A TFT 402 for a drive circuit using the present invention
2. When the pixel part TFT 4023 is completed, the pixel part T is formed on the interlayer insulating film (planarizing film) 4026 made of a resin material.
A pixel electrode 4027 made of a transparent conductive film that is electrically connected to the drain of the FT 4023 is formed. Pixel electrode 4027
When is a transparent conductive film, the pixel part TFT is p
It is preferable to use a channel type TFT. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (IT
(Called O) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used. Then, the pixel electrode 4027
Then, an insulating film 4028 is formed, and the pixel electrode 40
An opening is formed on 27.
【0202】次に、EL層4029を形成する。EL層
4029は公知のEL材料(正孔注入層、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層または電子注入層)を自由に組み合
わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのよう
な構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、E
L材料には低分子系材料と高分子系(ポリマー系)材料
がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いる
が、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、
印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いる
ことが可能である。Next, an EL layer 4029 is formed. The EL layer 4029 is a known EL material (hole injection layer, hole transport layer,
A light emitting layer, an electron transporting layer or an electron injecting layer) may be freely combined to form a laminated structure or a single layer structure. A publicly known technique may be used to determine the structure. Also, E
The L material includes a low molecular weight material and a high molecular weight (polymer) material. The vapor deposition method is used when a low molecular weight material is used, but the spin coating method is used when a high molecular weight material is used.
A simple method such as a printing method or an inkjet method can be used.
【0203】本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸
着法によりEL層を形成する。シャドーマスクを用いて
画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層(赤色発光
層、緑色発光層及び青色発光層)を形成することで、カ
ラー表示が可能となる。その他にも、色変換層(CC
M)とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光
層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいず
れの方法を用いても良い。勿論、単色発光のEL表示装
置とすることもできる。In this embodiment, the EL layer is formed by a vapor deposition method using a shadow mask. Color display can be performed by forming light emitting layers (red light emitting layer, green light emitting layer, and blue light emitting layer) capable of emitting light with different wavelengths for each pixel using a shadow mask. In addition, a color conversion layer (CC
There is a method in which M) and a color filter are combined, and a method in which a white light emitting layer and a color filter are combined, but any method may be used. Of course, an EL display device that emits monochromatic light can also be used.
【0204】EL層4029を形成したら、その上に陰
極4030を形成する。陰極4030とEL層4029
の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが
望ましい。従って、真空中でEL層4029と陰極40
30を連続成膜するか、EL層4029を不活性雰囲気
で形成し、大気解放しないで陰極4030を形成すると
いった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバ
ー方式(クラスターツール方式)の成膜装置を用いるこ
とで上述のような成膜を可能とする。After forming the EL layer 4029, the cathode 4030 is formed thereon. Cathode 4030 and EL layer 4029
It is desirable that the water and oxygen existing at the interface of are removed as much as possible. Therefore, in vacuum, the EL layer 4029 and the cathode 40
It is necessary to continuously devise 30 or to form the EL layer 4029 in an inert atmosphere and form the cathode 4030 without exposing to the atmosphere. In the present embodiment, the above-described film formation is possible by using a multi-chamber type (cluster tool type) film forming apparatus.
【0205】なお、本実施例では陰極4030として、
LiF(フッ化リチウム)膜とAl(アルミニウム)膜
の積層構造を用いる。具体的にはEL層4029上に蒸
着法で1nm厚のLiF(フッ化リチウム)膜を形成
し、その上に300nm厚のアルミニウム膜を形成す
る。勿論、公知の陰極材料であるMgAg電極を用いて
も良い。そして陰極4030は4031で示される領域
において配線4016に接続される。配線4016は陰
極4030に所定の電圧を与えるための電源供給線であ
り、導電性ペースト材料4032を介してFPC401
7に接続される。In this embodiment, as the cathode 4030,
A laminated structure of a LiF (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, a 1-nm-thick LiF (lithium fluoride) film is formed over the EL layer 4029 by an evaporation method, and a 300-nm-thick aluminum film is formed thereover. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 4030 is connected to the wiring 4016 in the area indicated by 4031. The wiring 4016 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 4030, and the FPC 401 is provided through the conductive paste material 4032.
Connected to 7.
【0206】4031に示された領域において陰極40
30と配線4016とを電気的に接続するために、層間
絶縁膜4026及び絶縁膜4028にコンタクトホール
を形成する必要がある。これらは層間絶縁膜4026の
エッチング時(画素電極用コンタクトホールの形成時)
や絶縁膜4028のエッチング時(EL層形成前の開口
部の形成時)に形成しておけば良い。また、絶縁膜40
28をエッチングする際に、層間絶縁膜4026まで一
括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜40
26と絶縁膜4028が同じ樹脂材料であれば、コンタ
クトホールの形状を良好なものとすることができる。Cathode 40 in the region shown at 4031
In order to electrically connect 30 and the wiring 4016, it is necessary to form a contact hole in the interlayer insulating film 4026 and the insulating film 4028. These are when the interlayer insulating film 4026 is etched (when the pixel electrode contact holes are formed).
It may be formed when the insulating film 4028 and the insulating film 4028 are etched (when the opening is formed before the EL layer is formed). In addition, the insulating film 40
When etching 28, the interlayer insulating film 4026 may be collectively etched. In this case, the interlayer insulating film 40
If 26 and the insulating film 4028 are made of the same resin material, the contact hole can have a good shape.
【0207】このようにして形成されたEL素子の表面
を覆って、パッシベーション膜6003、充填材600
4、カバー材6000が形成される。[0207] The passivation film 6003 and the filler 600 are formed so as to cover the surface of the EL element thus formed.
4, cover material 6000 is formed.
【0208】さらに、EL素子部を囲むようにして、カ
バー材7000と基板4010の内側にシーリング材が
設けられ、さらにシーリング材7000の外側には密封
材(第2のシーリング材)7001が形成される。Further, a sealing material is provided inside the cover material 7000 and the substrate 4010 so as to surround the EL element portion, and a sealing material (second sealing material) 7001 is formed outside the sealing material 7000.
【0209】このとき、この充填材6004は、カバー
材6000を接着するための接着剤としても機能する。
充填材6004としては、PVC(ポリビニルクロライ
ド)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビ
ニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテー
ト)を用いることができる。この充填材6004の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。At this time, the filling material 6004 also functions as an adhesive for bonding the cover material 6000.
As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because the moisture absorption effect can be maintained.
【0210】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。A spacer may be included in the filler 6004. At this time, the spacer may be made of a granular material such as BaO so that the spacer itself has a hygroscopic property.
【0211】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。When the spacer is provided, the passivation film 6003 can relieve the spacer pressure.
In addition to the passivation film, a resin film that relieves the spacer pressure may be provided.
【0212】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。Further, as the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless plate, an FRP (Fiber) is used.
rglass-Reinforced Plastic
s) board, PVF (polyvinyl fluoride) film,
A mylar film, a polyester film or an acrylic film can be used. Note that the filler 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which an aluminum foil having a thickness of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.
【0213】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。However, the cover material 6000 needs to have translucency depending on the light emitting direction (light emitting direction) from the EL element.
【0214】また、配線4016はシーリング材700
0および密封材7001と基板4010との隙間を通っ
てFPC4017に電気的に接続される。なお、ここで
は配線4016について説明したが、他の配線401
4、4015も同様にしてシーリング材7000および
密封材7001の下を通ってFPC4017に電気的に
接続される。The wiring 4016 is made of the sealing material 700.
0 and the gap between the sealing material 7001 and the substrate 4010, and is electrically connected to the FPC 4017. Note that although the wiring 4016 is described here, another wiring 401
Similarly, 4, 4015 also pass under the sealing material 7000 and the sealing material 7001 and are electrically connected to the FPC 4017.
【0215】[実施例12]本実施例では、本願発明を用
いて実施例11とは異なる形態のEL表示装置を作製し
た例について、図28(A)、(B)を用いて説明す
る。図27(A)、(B)と同じ番号のものは同じ部分
を指しているので説明は省略する。[Embodiment 12] In this embodiment, an example in which an EL display device of a mode different from that of Embodiment 11 is manufactured by using the present invention will be described with reference to FIGS. 28A and 28B. The same numbers as those in FIGS. 27A and 27B indicate the same portions, and thus the description thereof will be omitted.
【0216】図28(A)は本実施例のEL表示装置の
上面図であり、図28(A)をA-A'で切断した断面図
を図28(B)に示す。FIG. 28A is a top view of the EL display device of this embodiment, and FIG. 28B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 28A.
【0217】実施例11に従って、EL素子の表面を覆
ってパッシベーション膜6003までを形成する。According to the eleventh embodiment, the passivation film 6003 is formed so as to cover the surface of the EL element.
【0218】さらに、EL素子を覆うようにして充填材6
004を設ける。この充填材6004は、カバー材60
00を接着するための接着剤としても機能する。充填材
6004としては、PVC(ポリビニルクロライド)、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブ
チラル)またはEVA(エチレンビニルアセテート)を
用いることができる。この充填材6004の内部に乾燥
剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好まし
い。Further, the filler 6 is provided so as to cover the EL element.
004 is provided. This filling material 6004 is a cover material 60.
It also functions as an adhesive for bonding 00. As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride),
Epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral) or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because the moisture absorption effect can be maintained.
【0219】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。A spacer may be included in the filler 6004. At this time, the spacer may be made of a granular material such as BaO so that the spacer itself has a hygroscopic property.
【0220】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。When the spacer is provided, the passivation film 6003 can relieve the spacer pressure.
In addition to the passivation film, a resin film that relieves the spacer pressure may be provided.
【0221】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。Further, as the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless plate, an FRP (Fiber) is used.
rglass-Reinforced Plastic
s) board, PVF (polyvinyl fluoride) film,
A mylar film, a polyester film or an acrylic film can be used. Note that the filler 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which an aluminum foil having a thickness of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.
【0222】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。However, the cover material 6000 needs to have a light-transmitting property depending on the light emitting direction (light emitting direction) from the EL element.
【0223】次に、充填材6004を用いてカバー材6
000を接着した後、充填材6004の側面(露呈面)
を覆うようにフレーム材6001を取り付ける。フレー
ム材6001はシーリング材(接着剤として機能する)
6002によって接着される。このとき、シーリング材
6002としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましい
が、EL層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良
い。なお、シーリング材6002はできるだけ水分や酸
素を透過しない材料であることが望ましい。また、シー
リング材6002の内部に乾燥剤を添加してあっても良
い。Next, the cover material 6 is formed by using the filler 6004.
After bonding 000, the side surface (exposed surface) of the filler 6004
The frame member 6001 is attached so as to cover the. Frame material 6001 is a sealing material (functions as an adhesive)
Bonded by 6002. At this time, it is preferable to use a photocurable resin as the sealing material 6002, but a thermosetting resin may be used if the heat resistance of the EL layer allows. Note that the sealing material 6002 is preferably a material which does not allow moisture and oxygen to pass therethrough as much as possible. Further, a desiccant may be added inside the sealing material 6002.
【0224】また、配線4016はシーリング材600
2と基板4010との隙間を通ってFPC4017に電
気的に接続される。なお、ここでは配線4016につい
て説明したが、他の配線4014、4015も同様にし
てシーリング材6002の下を通ってFPC4017に
電気的に接続される。The wiring 4016 is made of the sealing material 600.
2 is electrically connected to the FPC 4017 through a gap between the substrate 2 and the substrate 4010. Note that although the wiring 4016 is described here, the other wirings 4014 and 4015 also pass under the sealing material 6002 and are electrically connected to the FPC 4017 in a similar manner.
【0225】[実施例13]本実施例ではEL表示装置の
画素部の詳細な断面構造を図29に、上面構造を図30
(A)に、回路図を図30(B)に示す。図29、図3
0(A)及び図30(B)では共通の符号を用いるので
互いに参照すれば良い。[Embodiment 13] In this embodiment, a detailed sectional structure of a pixel portion of an EL display device is shown in FIG. 29, and a top surface structure thereof is shown in FIG.
A circuit diagram is shown in FIG. 29 and 3
0 (A) and FIG. 30 (B) use the same code, so they may be referred to each other.
【0226】図29において、基板3001上に設けら
れたスイッチング用TFT3002は本願発明のnチャ
ネル型TFTを用いて形成される(実施例1〜8参
照)。本実施例ではダブルゲート構造としているが、構
造及び作製プロセスに大きな違いはないので説明は省略
する。但し、ダブルゲート構造とすることで実質的に二
つのTFTが直列された構造となり、オフ電流値を低減
することができるという利点がある。なお、本実施例で
はダブルゲート構造としているが、シングルゲート構造
でも構わないし、トリプルゲート構造やそれ以上のゲー
ト本数を持つマルチゲート構造でも構わない。また、本
願発明のpチャネル型TFTを用いて形成しても構わな
い。In FIG. 29, the switching TFT 3002 provided on the substrate 3001 is formed by using the n-channel TFT of the present invention (see Examples 1 to 8). Although a double gate structure is used in this embodiment, there is no significant difference in structure and manufacturing process, and a description thereof will be omitted. However, the double gate structure has an advantage in that two TFTs are substantially connected in series and the off-current value can be reduced. Although a double gate structure is used in this embodiment, a single gate structure may be used, a triple gate structure or a multi-gate structure having more gates may be used. Alternatively, the p-channel TFT of the present invention may be used for the formation.
【0227】また、電流制御用TFT3003は本願発
明のnチャネル型TFTを用いて形成される。このと
き、スイッチング用TFT3002のドレイン配線30
35は配線3036によって電流制御用TFTのゲート
電極3037に電気的に接続されている。また、303
8で示される配線は、スイッチング用TFT3002の
ゲート電極3039a、3039bを電気的に接続するゲ
ート配線である。The current control TFT 3003 is formed by using the n-channel type TFT of the present invention. At this time, the drain wiring 30 of the switching TFT 3002
Reference numeral 35 is electrically connected to the gate electrode 3037 of the current controlling TFT by the wiring 3036. Also, 303
The wiring indicated by 8 is a gate wiring that electrically connects the gate electrodes 3039a and 3039b of the switching TFT 3002.
【0228】このとき、電流制御用TFT3003が本
願発明の構造であることは非常に重要な意味を持つ。電
流制御用TFTはEL素子を流れる電流量を制御するた
めの素子であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化
やホットキャリアによる劣化の危険性が高い素子でもあ
る。そのため、電流制御用TFTのドレイン側に、ゲー
ト絶縁膜を介してゲート電極に重なるようにGOLD領
域(第2の不純物領域)を設ける本願発明の構造は極め
て有効である。At this time, it is very important that the current controlling TFT 3003 has the structure of the present invention. Since the current control TFT is an element for controlling the amount of current flowing through the EL element, a large amount of current flows, and there is a high risk of deterioration due to heat or deterioration due to hot carriers. Therefore, the structure of the present invention in which the GOLD region (second impurity region) is provided on the drain side of the current control TFT so as to overlap the gate electrode via the gate insulating film is extremely effective.
【0229】また、本実施例では電流制御用TFT30
03をシングルゲート構造で図示しているが、複数のT
FTを直列につなげたマルチゲート構造としても良い。
さらに、複数のTFTを並列につなげて実質的にチャネ
ル形成領域を複数に分割し、熱の放射を高い効率で行え
るようにした構造としても良い。このような構造は熱に
よる劣化対策として有効である。In the present embodiment, the current controlling TFT 30 is used.
03 is shown as a single gate structure, a plurality of T
A multi-gate structure in which FTs are connected in series may be used.
Furthermore, a structure may be adopted in which a plurality of TFTs are connected in parallel and the channel formation region is substantially divided into a plurality of portions so that heat radiation can be performed with high efficiency. Such a structure is effective as a measure against deterioration due to heat.
【0230】また、図30(A)に示すように、電流制
御用TFT3003のゲート電極3037となる配線は
3004で示される領域で、電流制御用TFT3003
のドレイン配線3040と絶縁膜を介して重なる。この
とき、3004で示される領域ではコンデンサが形成さ
れる。このコンデンサ3004は電流制御用TFT30
03のゲートにかかる電圧を保持するためのコンデンサ
として機能する。なお、ドレイン配線3040は電流供
給線(電源線)3006に接続され、常に一定の電圧が
加えられている。Further, as shown in FIG. 30A, the wiring to be the gate electrode 3037 of the current control TFT 3003 is in the region 3004, and the current control TFT 3003 is provided.
Of the drain wiring 3040 and the drain wiring 3040 of FIG. At this time, a capacitor is formed in the area indicated by 3004. This capacitor 3004 is used for the current control TFT 30.
03 functions as a capacitor for holding the voltage applied to the gate. Note that the drain wiring 3040 is connected to the current supply line (power supply line) 3006, and a constant voltage is always applied.
【0231】スイッチング用TFT3002及び電流制
御用TFT3003の上には第1パッシベーション膜3
041が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜
3042が形成される。平坦化膜3042を用いてTF
Tによる段差を平坦化することは非常に重要である。後
に形成されるEL層は非常に薄いため、段差が存在する
ことによって発光不良を起こす場合がある。従って、E
L層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を
形成する前に平坦化しておくことが望ましい。The first passivation film 3 is formed on the switching TFT 3002 and the current control TFT 3003.
041 is provided, and a flattening film 3042 made of a resin insulating film is formed thereon. TF using the flattening film 3042
It is very important to flatten the step due to T. Since the EL layer formed later is very thin, the presence of the step may cause defective light emission. Therefore, E
It is desirable to flatten the L layer before forming the pixel electrode so that the L layer can be formed as flat as possible.
【0232】また、3043は反射性の高い導電膜でな
る画素電極(EL素子の陰極)であり、電流制御用TF
T3003のドレインに電気的に接続される。この場合
においては、電流制御用TFTとしてnチャネル型TF
Tを用いることが好ましい。画素電極3043としては
アルミニウム合金膜、銅合金膜または銀合金膜など低抵
抗な導電膜またはそれらの積層膜を用いることが好まし
い。勿論、他の導電膜との積層構造としても良い。Reference numeral 3043 denotes a pixel electrode (cathode of EL element) made of a conductive film having high reflectivity, which is a current control TF.
It is electrically connected to the drain of T3003. In this case, an n-channel TF is used as the current control TFT.
It is preferable to use T. As the pixel electrode 3043, it is preferable to use a low resistance conductive film such as an aluminum alloy film, a copper alloy film, or a silver alloy film, or a laminated film thereof. Of course, a laminated structure with another conductive film may be used.
【0233】また、絶縁膜(好ましくは樹脂)で形成さ
れたバンク44a、44bにより形成された溝(画素に相
当する)の中に発光層45が形成される。なお、ここで
は一画素しか図示していないが、R(赤)、G(緑)、
B(青)の各色に対応した発光層を作り分けても良い。
発光層とする有機EL材料としてはπ共役ポリマー系材
料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパ
ラフェニレンビニレン(PPV)系、ポリビニルカルバ
ゾール(PVK)系、ポリフルオレン系などが挙げられ
る。Further, the light emitting layer 45 is formed in the groove (corresponding to a pixel) formed by the banks 44a and 44b formed of an insulating film (preferably resin). Although only one pixel is shown here, R (red), G (green),
A light emitting layer corresponding to each color of B (blue) may be separately formed.
A π-conjugated polymer material is used as the organic EL material for the light emitting layer. Typical polymer materials include polyparaphenylene vinylene (PPV) materials, polyvinylcarbazole (PVK) materials, polyfluorene materials, and the like.
【0234】なお、PPV系有機EL材料としては様々
な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Ge
lsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers
forLight Emitting Diodes”,Euro Display,Proceeding
s,1999,p.33-37」や特開平10−92576号公報に記
載されたような材料を用いれば良い。There are various types of PPV organic EL materials. For example, “H. Shenk, H. Becker, O. Ge
lsen, E.Kluge, W.Kreuder, and H.Spreitzer, “Polymers
forLight Emitting Diodes ”, Euro Display, Proceeding
s, 1999, p.33-37 "and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-92576.
【0235】具体的な発光層としては、赤色に発光する
発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光
する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光す
る発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアル
キルフェニレンを用いれば良い。膜厚は30〜150n
m(好ましくは40〜100nm)とすれば良い。As specific light emitting layers, cyanopolyphenylene vinylene is used for the red light emitting layer, polyphenylene vinylene is used for the green light emitting layer, and polyphenylene vinylene or polyalkylphenylene is used for the blue light emitting layer. Good. Film thickness is 30-150n
It may be set to m (preferably 40 to 100 nm).
【0236】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機EL材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせてEL層(発光及びそのための
キャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良
い。However, the above example is an example of an organic EL material that can be used as a light emitting layer, and it is not necessary to limit to this. An EL layer (a layer for emitting light and moving carriers therefor) may be formed by freely combining the light emitting layer, the charge transport layer, or the charge injection layer.
【0237】例えば、本実施例ではポリマー系材料を発
光層として用いる例を示したが、低分子系有機EL材料
を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として
炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これ
らの有機EL材料や無機材料は公知の材料を用いること
ができる。For example, although the polymer material is used for the light emitting layer in this embodiment, a low molecular organic EL material may be used. Further, 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 as these organic EL materials and inorganic materials.
【0238】本実施例では発光層3045の上にPED
OT(ポリチオフェン)またはPAni(ポリアニリ
ン)でなる正孔注入層3046を設けた積層構造のEL
層としている。そして、正孔注入層3046の上には透
明導電膜でなる陽極47が設けられる。本実施例の場
合、発光層3045で生成された光は上面側に向かって
(TFTの上方に向かって)放射されるため、陽極は透
光性でなければならない。透明導電膜としては酸化イン
ジウムと酸化スズとの化合物や酸化インジウムと酸化亜
鉛との化合物を用いることができるが、耐熱性の低い発
光層や正孔注入層を形成した後で形成するため、可能な
限り低温で成膜できるものが好ましい。In this embodiment, PED is formed on the light emitting layer 3045.
EL having a laminated structure provided with a hole injection layer 3046 made of OT (polythiophene) or PAni (polyaniline)
There are layers. Then, an anode 47 made of a transparent conductive film is provided on the hole injection layer 3046. In the case of this embodiment, since the light generated in the light emitting layer 3045 is emitted toward the upper surface side (upward of the TFT), the anode must be transparent. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used, but it is possible because it is formed after forming a light-emitting layer or a hole injection layer having low heat resistance. Those capable of forming a film at a temperature as low as possible are preferable.
【0239】陽極3047まで形成された時点でEL素
子3005が完成する。なお、ここでいうEL素子30
05は、画素電極(陰極)3043、発光層3045、
正孔注入層3046及び陽極3047で形成されたコン
デンサを指す。図30(A)に示すように画素電極30
43は画素の面積にほぼ一致するため、画素全体がEL
素子として機能する。従って、発光の利用効率が非常に
高く、明るい画像表示が可能となる。When the anode 3047 is formed, the EL element 3005 is completed. The EL element 30 referred to here
Reference numeral 05 denotes a pixel electrode (cathode) 3043, a light emitting layer 3045,
This refers to a capacitor formed of the hole injection layer 3046 and the anode 3047. As shown in FIG. 30A, the pixel electrode 30
Since 43 is almost the same as the pixel area, the entire pixel is EL
Functions as an element. Therefore, the utilization efficiency of light emission is very high, and a bright image can be displayed.
【0240】ところで、本実施例では、陽極3047の
上にさらに第2パッシベーション膜3048を設けてい
る。第2パッシベーション膜3048としては窒化珪素
膜または窒化酸化珪素膜が好ましい。この目的は、外部
とEL素子とを遮断することであり、有機EL材料の酸
化による劣化を防ぐ意味と、有機EL材料からの脱ガス
を抑える意味との両方を併せ持つ。これによりEL表示
装置の信頼性が高められる。By the way, in this embodiment, a second passivation film 3048 is further provided on the anode 3047. As the second passivation film 3048, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferable. This purpose is to shut off the EL element from the outside, and has both the meaning of preventing deterioration of the organic EL material due to oxidation and the meaning of suppressing degassing from the organic EL material. This improves the reliability of the EL display device.
【0241】以上のように本願発明のEL表示パネルは
図29のような構造の画素からなる画素部を有し、オフ
電流値の十分に低いスイッチング用TFTと、ホットキ
ャリア注入に強い電流制御用TFTとを有する。従っ
て、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能な
EL表示パネルが得られる。As described above, the EL display panel of the present invention has the pixel portion composed of the pixels having the structure as shown in FIG. 29, the switching TFT having a sufficiently low off-current value, and the current control strong against hot carrier injection. And TFT. Therefore, an EL display panel having high reliability and capable of displaying a good image can be obtained.
【0242】なお、本実施例の構成は、実施例1〜8構
成と自由に組み合わせて実施することが可能である。ま
た、実施例10の電子機器の表示部として本実施例のE
L表示装置を用いることは有効である。The constitution of this embodiment can be implemented by freely combining it with the constitutions of Embodiments 1-8. In addition, as the display unit of the electronic device of the tenth embodiment,
It is effective to use the L display device.
【0243】[実施例14]本実施例では、実施例13に
示した画素部において、EL素子3005の構造を反転
させた構造について説明する。説明には図31を用い
る。なお、図29の構造と異なる点はEL素子の部分と
電流制御用TFTだけであるので、その他の説明は省略
することとする。[Embodiment 14] In this embodiment, a structure obtained by inverting the structure of the EL element 3005 in the pixel portion shown in Embodiment 13 will be described. FIG. 31 is used for the description. The difference from the structure of FIG. 29 is only the EL element portion and the current control TFT, and therefore the other description will be omitted.
【0244】図31において、電流制御用TFT310
3は本願発明のpチャネル型TFTを用いて形成され
る。作製プロセスは実施例1〜8を参照すれば良い。In FIG. 31, the current control TFT 310 is used.
3 is formed using the p-channel TFT of the present invention. Refer to Examples 1 to 8 for the manufacturing process.
【0245】本実施例では、画素電極(陽極)3050
として透明導電膜を用いる。具体的には酸化インジウム
と酸化亜鉛との化合物でなる導電膜を用いる。勿論、酸
化インジウムと酸化スズとの化合物でなる導電膜を用い
ても良い。In this embodiment, the pixel electrode (anode) 3050 is used.
Is used as a transparent conductive film. Specifically, a conductive film made of a compound of indium oxide and zinc oxide is used. Needless to say, a conductive film made of a compound of indium oxide and tin oxide may be used.
【0246】そして、絶縁膜でなるバンク3051a、
3051bが形成された後、溶液塗布によりポリビニル
カルバゾールでなる発光層52が形成される。その上に
はカリウムアセチルアセトネート(acacKと表記さ
れる)でなる電子注入層3053、アルミニウム合金で
なる陰極3054が形成される。この場合、陰極305
4がパッシベーション膜としても機能する。こうしてE
L素子3101が形成される。Then, a bank 3051a made of an insulating film,
After forming 3051b, the light emitting layer 52 made of polyvinylcarbazole is formed by solution coating. An electron injection layer 3053 made of potassium acetylacetonate (denoted as acacK) and a cathode 3054 made of an aluminum alloy are formed thereon. In this case, the cathode 305
4 also functions as a passivation film. Thus E
The L element 3101 is formed.
【0247】本実施例の場合、発光層3052で発生し
た光は、矢印で示されるようにTFTが形成された基板
の方に向かって放射される。In the case of this embodiment, the light generated in the light emitting layer 3052 is radiated toward the substrate on which the TFT is formed as shown by the arrow.
【0248】なお、本実施例の構成は、実施例1〜8の
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、実施例10の電子機器の表示部として本実施例の
EL表示パネルを用いることは有効である。The constitution of this embodiment can be combined with any constitution of Embodiments 1 to 8 in any desired manner.
Moreover, it is effective to use the EL display panel of the present embodiment as the display unit of the electronic device of the tenth embodiment.
【0249】[実施例15]本実施例では、図30(B)
に示した回路図とは異なる構造の画素とした場合の例に
ついて図32(A)〜(C)に示す。なお、本実施例に
おいて、3201はスイッチング用TFT3202のソ
ース配線、3203はスイッチング用TFT3202の
ゲート配線、3204は電流制御用TFT、3205は
コンデンサ、3206、3208は電流供給線、320
7はEL素子とする。[Embodiment 15] In this embodiment, FIG.
32A to 32C show examples of the case where the pixel has a structure different from that of the circuit diagram shown in FIG. In this embodiment, 3201 is a source wiring of the switching TFT 3202, 3203 is a gate wiring of the switching TFT 3202, 3204 is a current control TFT, 3205 is a capacitor, 3206 and 3208 are current supply lines, and 320.
7 is an EL element.
【0250】図32(A)は、二つの画素間で電流供給
線3206を共通とした場合の例である。即ち、二つの
画素が電流供給線3206を中心に線対称となるように
形成されている点に特徴がある。この場合、電源供給線
の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精
細化することができる。FIG. 32A shows an example in which the current supply line 3206 is shared between two pixels. That is, the feature is that the two pixels are formed so as to be line-symmetric with respect to the current supply line 3206. In this case, since the number of power supply lines can be reduced, the pixel portion can be made even finer.
【0251】また、図32(B)は、電流供給線320
8をゲート配線3203と平行に設けた場合の例であ
る。なお、図32(B)では電流供給線3208とゲー
ト配線3203とが重ならないように設けた構造となっ
ているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、
絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この
場合、電源供給線3208とゲート配線3203とで専
有面積を共有させることができるため、画素部をさらに
高精細化することができる。Further, FIG. 32B shows the current supply line 320.
8 is an example in which 8 is provided in parallel with the gate wiring 3203. Note that in FIG. 32B, the current supply line 3208 and the gate wiring 3203 are provided so as not to overlap with each other; however, if the wirings are formed in different layers,
Alternatively, the insulating films may be provided so as to overlap with each other. In this case, since the power supply line 3208 and the gate wiring 3203 can share the exclusive area, the pixel portion can have higher definition.
【0252】また、図32(C)は、図32(B)の構
造と同様に電流供給線3208をゲート配線3203
a、3230bと平行に設け、さらに、二つの画素を電
流供給線3208を中心に線対称となるように形成する
点に特徴がある。また、電流供給線3208をゲート配
線3203a、3230bのいずれか一方と重なるよう
に設けることも有効である。この場合、電源供給線の本
数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化
することができる。32C, the current supply line 3208 is connected to the gate wiring 3203 in the same manner as the structure of FIG.
It is characterized in that it is provided in parallel with a 3230b and that two pixels are formed so as to be line-symmetrical with respect to the current supply line 3208. It is also effective to provide the current supply line 3208 so as to overlap with either one of the gate wirings 3203a and 3230b. In this case, since the number of power supply lines can be reduced, the pixel portion can be made even finer.
【0253】なお、本実施例の構成は、実施例1〜8の
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、実施例10の電子機器の表示部として本実施例の
画素構造を有するEL表示表示装置を用いることは有効
である。The constitution of this embodiment can be combined with any constitution of Embodiments 1 to 8 in any desired manner.
Moreover, it is effective to use the EL display device having the pixel structure of the present embodiment as the display unit of the electronic device of the tenth embodiment.
【0254】[実施例16]実施例13に示した図30
(A)、(B)では電流制御用TFT3003のゲート
にかかる電圧を保持するためにコンデンサ3004を設
ける構造としているが、コンデンサ3004を省略する
ことも可能である。実施例13の場合、電流制御用TF
T3003として実施例1〜8に示すような本願発明の
nチャネル型TFTを用いているため、ゲート絶縁膜を
介してゲート電極に重なるように設けられたGOLD領
域(第2の不純物領域)を有している。この重なり合っ
た領域には一般的にゲート容量と呼ばれる寄生容量が形
成されるが、本実施例ではこの寄生容量をコンデンサ3
004の代わりとして積極的に用いる点に特徴がある。Example 16 FIG. 30 shown in Example 13
In (A) and (B), the capacitor 3004 is provided to hold the voltage applied to the gate of the current control TFT 3003, but the capacitor 3004 can be omitted. In the case of Example 13, TF for current control
Since the n-channel TFT of the present invention as shown in Examples 1 to 8 is used as T3003, it has a GOLD region (second impurity region) provided so as to overlap with the gate electrode through the gate insulating film. is doing. A parasitic capacitance, which is generally called a gate capacitance, is formed in this overlapping region. In this embodiment, this parasitic capacitance is used as the capacitor 3
It is characterized in that it is positively used instead of 004.
【0255】この寄生容量のキャパシタンスは、上記ゲ
ート電極とGOLD領域とが重なり合った面積によって
変化するため、その重なり合った領域に含まれるGOL
D領域の長さによって決まる。Since the capacitance of the parasitic capacitance changes depending on the area where the gate electrode and the GOLD region overlap, the GOL included in the overlap region is formed.
It depends on the length of the D area.
【0256】また、実施例15に示した図32(A)、
(B)、(C)の構造においても同様に、コンデンサ3
205を省略することは可能である。Further, FIG. 32A shown in the fifteenth embodiment,
Similarly, in the structures of (B) and (C), the capacitor 3
It is possible to omit 205.
【0257】なお、本実施例の構成は、実施例1〜8の
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、実施例10の電子機器の表示部として本実施例の
画素構造を有するEL表示装置を用いることは有効であ
る。The constitution of this embodiment can be implemented by freely combining with the constitution of Embodiments 1-8.
Further, it is effective to use the EL display device having the pixel structure of this embodiment as the display unit of the electronic device of the tenth embodiment.
【0258】[0258]
【発明の効果】本願発明を実施することで、画素マトリ
クス回路のnチャネル型TFTに15〜20Vのゲート
電圧を印加して駆動させても、安定した動作を得ること
ができた。その結果、結晶質TFTで作製されたCMO
S回路を含む半導体装置、また、具体的には液晶表示装
置の画素マトリクス回路や、その周辺に設けられる駆動
回路の信頼性を高め、長時間の使用に耐える液晶表示装
置を得ることができた。By implementing the present invention, it is possible to obtain a stable operation even when the gate voltage of 15 to 20 V is applied to the n-channel TFT of the pixel matrix circuit to drive it. As a result, a CMO made of crystalline TFT
The reliability of the semiconductor device including the S circuit, more specifically, the pixel matrix circuit of the liquid crystal display device and the drive circuit provided around the pixel matrix circuit, and the liquid crystal display device which can be used for a long time can be obtained. .
【0259】また、本発明によれば、nチャネル型TF
Tのチャネル形成領域とドレイン領域との間に形成され
る第2の不純物領域において、その第2の不純物領域が
ゲート電極と重なる領域(GOLD領域)と重ならない
領域(LDD領域)の長さを容易に作り分けることが可
能である。具体的には、TFTの駆動電圧に応じて第2
の不純物領域がゲート電極と重なる領域(GOLD領
域)と重ならない領域(LDD領域)の長さを決めるこ
とも可能であり、このことは、同一基板内において異な
る駆動電圧でTFT動作させる場合に、それぞれの駆動
電圧に応じたTFTを同一工程で作製することを可能と
する。Further, according to the present invention, an n-channel TF
In the second impurity region formed between the T channel formation region and the drain region, the length of the region (LDD region) where the second impurity region does not overlap with the region (GOLD region) overlapping with the gate electrode is defined as It is possible to make them separately easily. Specifically, depending on the driving voltage of the TFT, the second
It is also possible to determine the lengths of the region (LDD region) where the impurity region of (1) overlaps the gate electrode (LDD region) and the region where the impurity region does not overlap (LDD region). It is possible to manufacture TFTs corresponding to respective driving voltages in the same process.
【0260】また、本発明のこのような特徴は、駆動電
圧や要求されるTFT特性が画素マトリクス回路とドラ
イバ回路で異なるアクティブマトリクス型の液晶表示装
置においてきわめて適したものである。Further, such a feature of the present invention is extremely suitable for the active matrix type liquid crystal display device in which the driving voltage and the required TFT characteristics are different between the pixel matrix circuit and the driver circuit.
【図1】 本実施形態のTFTの断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a TFT of this embodiment.
【図2】 ゲート電極と第2の不純物領域との位置関係
を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a positional relationship between a gate electrode and a second impurity region.
【図3】 TFTの作製工程を示す断面図。3A to 3C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図4】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図5】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図6】 TFTの作製工程を示す断面図。6A to 6C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図7】 TFTの作製工程を示す断面図。7A to 7C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図8】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図9】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図10】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図11】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図12】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図13】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図14】 アクティブマトリクス基板の斜視図。FIG. 14 is a perspective view of an active matrix substrate.
【図15】 アクティブマトリクス回路とCMOS回路
の上面図。FIG. 15 is a top view of an active matrix circuit and a CMOS circuit.
【図16】 液晶表示装置の作製工程を示す断面図。16A to 16C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device.
【図17】 ゲート電極の構成を示す図。FIG. 17 is a diagram showing a structure of a gate electrode.
【図18】 TFTの構造と電気的特性を説明する図。FIG. 18 is a diagram illustrating a structure and electrical characteristics of a TFT.
【図19】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a process of manufacturing a crystalline silicon film.
【図20】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a process of manufacturing a crystalline silicon film.
【図21】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 21 is a diagram showing a process of manufacturing a crystalline silicon film.
【図22】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT.
【図23】 インバータ回路図、上面図、および断面構
造図。FIG. 23 is an inverter circuit diagram, a top view, and a cross-sectional structure diagram.
【図24】 強誘電性混合液晶の光透過率特性を示す
図。FIG. 24 is a diagram showing a light transmittance characteristic of a ferroelectric mixed liquid crystal.
【図25】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 25 illustrates an example of a semiconductor device.
【図26】 プロジェクターの構成を説明する図。FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of a projector.
【図27】 アクティブマトリクス型EL表示装置の上
面図及び断面図。27A and 27B are a top view and a cross-sectional view of an active matrix EL display device.
【図28】 アクティブマトリクス型EL表示装置の上
面図及び断面図。28A and 28B are a top view and a cross-sectional view of an active matrix EL display device.
【図29】 アクティブマトリクス型EL表示装置の画
素部の断面図。FIG. 29 is a cross-sectional view of a pixel portion of an active matrix EL display device.
【図30】 アクティブマトリクス型EL表示装置の画
素部の上面図及び回路図。30A and 30B are a top view and a circuit diagram of a pixel portion of an active matrix EL display device.
【図31】 アクティブマトリクス型EL表示装置の画
素部の断面図。FIG. 31 is a cross-sectional view of a pixel portion of an active matrix EL display device.
【図32】 アクティブマトリクス型EL表示装置の画
素部の回路図。FIG. 32 is a circuit diagram of a pixel portion of an active matrix EL display device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/14 H01L 29/78 627G 617L 627F 617K Fターム(参考) 2H092 JA25 JA28 JA36 JA40 JB56 JB64 JB66 JB69 KA04 KB25 MA29 NA22 3K007 AB11 BA06 DB03 FA01 5F052 AA02 AA03 AA17 BA02 BA07 BB01 BB07 DA01 DA02 DA03 DA05 DB02 DB03 DB04 DB07 EA12 EA15 EA16 FA01 FA06 JA04 5F110 AA06 AA14 AA16 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE08 EE15 EE22 EE28 EE44 FF02 FF03 FF04 FF30 GG01 GG02 GG03 GG04 GG12 GG13 GG25 GG28 GG32 GG34 GG42 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ12 HJ23 HL04 HL06 HL12 HL23 HM12 HM15 NN03 NN04 NN23 NN24 NN27 NN35 NN36 NN73 PP01 PP03 PP06 PP10 PP23 PP34 PP35 QQ03 QQ09 QQ11 QQ28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H05B 33/14 H01L 29/78 627G 617L 627F 617K F term (reference) 2H092 JA25 JA28 JA36 JA40 JB56 JB64 JB66 JB69 KA04 KB25 MA29 NA22 3K007 AB11 BA06 DB03 FA01 5F052 AA02 AA03 AA17 BA02 BA07 BB01 BB07 DA01 DA02 DA03 DA05 DB02 DB03 DB04 DB07 EA12 EA15 EA16 FA01 FA06 JA04 5F110 AA06 AA14 AA16 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE08 EE15 EE22 EE28 EE44 FF02 FF03 FF04 FF30 GG01 GG02 GG03 GG04 GG12 GG13 GG25 GG28 GG32. QQ09 QQ11 QQ28
Claims (13)
いて結晶質シリコン膜を形成し、 前記結晶質シリコン膜に接して、ゲート絶縁膜を形成
し、 前記ゲート絶縁膜上に、第1導電層と第2導電層を順次
形成し、 前記第2導電層の一部をエッチングして、島状の第2導
電層を形成し、 一導電型の不純物元素を、前記島状の第2導電層をマス
クとして、前記結晶質シリコン膜に添加し、 前記第1導電層と前記ゲート電極の第2層目とに接し
て、第3導電層を形成し、 前記第3導電層と前記第1導電層の一部をエッチングし
て、島状の第3導電層と島状の第1導電層をそれぞれ形
成し、 前記一導電型の不純物元素を前記結晶質シリコン膜の選
択された領域に添加した後、加熱処理を行うことを特徴
とする半導体装置の作製方法。1. A crystalline silicon film is formed using a catalytic element on a substrate having an insulating surface, a gate insulating film is formed in contact with the crystalline silicon film, and a gate insulating film is formed on the gate insulating film. A first conductive layer and a second conductive layer are sequentially formed, a part of the second conductive layer is etched to form an island-shaped second conductive layer, and one conductivity type impurity element is added to the island-shaped first conductive layer. The second conductive layer is used as a mask to add to the crystalline silicon film, the third conductive layer is formed in contact with the first conductive layer and the second layer of the gate electrode, and the third conductive layer and the third conductive layer are formed. Part of the first conductive layer is etched to form an island-shaped third conductive layer and an island-shaped first conductive layer, and the one conductivity type impurity element is added to a selected region of the crystalline silicon film. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that heat treatment is performed after addition to the semiconductor device.
いて第1の結晶質シリコン膜と第2の結晶質シリコン膜
をそれぞれ形成し、 前記第1の結晶質シリコン膜と前記第2の結晶質シリコ
ン膜上に、ゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜上に、第1導電層と第2導電層を順次
形成し、 前記第2導電層の一部をエッチングして、島状の第2導
電層を形成し、一導電型の不純物元素を、前記第1の結
晶質シリコン膜の選択された領域に添加し、 前記第1導電層と前記第2導電層に接して、第3導電層
を形成し、 前記第3導電層と前記第1導電層の一部をエッチングし
て、島状の第3導電層と島状の第1導電層をそれぞれ形
成し、 前記一導電型の不純物元素を、前記第1の結晶質シリコ
ン膜の選択された領域の一部の領域に添加し、 前記一導電型とは逆の導電型の不純物元素を、前記第2
の結晶質シリコン膜の選択された領域に添加した後、加
熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。2. A first crystalline silicon film and a second crystalline silicon film are respectively formed on a substrate having an insulating surface by using a catalytic element, and the first crystalline silicon film and the second crystalline silicon film are formed. Forming a gate insulating film on the crystalline silicon film, sequentially forming a first conductive layer and a second conductive layer on the gate insulating film, and etching a part of the second conductive layer to form islands. A second conductive layer is formed, an impurity element of one conductivity type is added to a selected region of the first crystalline silicon film, and the first conductive layer and the second conductive layer are in contact with each other, Forming a third conductive layer, etching a part of the third conductive layer and the first conductive layer to form an island-shaped third conductive layer and an island-shaped first conductive layer, respectively. -Type impurity element is added to a part of the selected region of the first crystalline silicon film, An impurity element having a conductivity type opposite to the conductivity type is added to the second
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: performing heat treatment after adding the crystalline silicon film to a selected region of the crystalline silicon film.
いて第1の結晶質シリコン膜と第2の結晶質シリコン膜
をそれぞれ形成し、 前記第1の結晶質シリコン膜と前記第2の結晶質シリコ
ン膜上に、ゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜上に、第1導電層と第2導電層を順次
形成し、 前記第2導電層の一部をエッチングして、島状の第2導
電層を形成し、 一導電型の不純物元素を、前記第1の結晶質シリコン膜
の選択された領域に添加し、 前記第1導電層と前記第2導電層に接して、第3導電層
を形成し、 前記第3導電層と前記第1導電層の一部をエッチングし
て、島状の第3導電層と島状の第1導電層をそれぞれ形
成し、 前記一導電型の不純物元素を、前記第1の結晶質シリコ
ン膜の選択された領域の一部の領域と、前記第2の結晶
質シリコン膜の選択された領域に添加し、 前記一導電型とは逆の導電型の不純物元素を、前記第2
の結晶質シリコン膜の選択された領域を含む領域に添加
した後、加熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の
作製方法。3. A first crystalline silicon film and a second crystalline silicon film are formed on a substrate having an insulating surface by using a catalytic element, and the first crystalline silicon film and the second crystalline silicon film are formed. Forming a gate insulating film on the crystalline silicon film, sequentially forming a first conductive layer and a second conductive layer on the gate insulating film, and etching a part of the second conductive layer to form islands. A second conductive layer in the form of a stripe, an impurity element of one conductivity type is added to a selected region of the first crystalline silicon film, and the first conductive layer and the second conductive layer are in contact with each other, Forming a third conductive layer, etching a part of the third conductive layer and the first conductive layer to form an island-shaped third conductive layer and an island-shaped first conductive layer, respectively. A second type impurity element and a part of the selected region of the first crystalline silicon film and the second crystalline silicon film. An impurity element having a conductivity type opposite to the one conductivity type is added to a selected region of the crystalline silicon film,
A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises performing heat treatment after adding to a region including a selected region of the crystalline silicon film of.
いて第1の結晶質シリコン膜と第2の結晶質シリコン膜
をそれぞれ形成し、 前記第1の結晶質シリコン膜と前記第2の結晶質シリコ
ン膜上に、ゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜上に、第1導電層と第2導電層を順次
形成し、 前記第2導電層の一部をエッチングして、島状の第2導
電層を形成し、 一導電型の不純物元素を、前記第1の結晶質シリコン膜
の選択された領域に添加し、 前記一導電型とは逆の導電型の不純物元素を前記第2の
結晶質シリコン膜の選択された領域に添加し、 前記第1導電層と前記ゲート電極の第2層目とに接し
て、第3導電層を形成し、 前記第3導電層と前記第1導電層の一部をエッチングし
て、島状の第3導電層と島状の第1導電層をそれぞれ形
成し、 前記一導電型の不純物元素を、前記第1の結晶質シリコ
ン膜の選択された領域の一部の領域に添加した後、加熱
処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。4. A first crystalline silicon film and a second crystalline silicon film are respectively formed on a substrate having an insulating surface by using a catalytic element, and the first crystalline silicon film and the second crystalline silicon film are formed. Forming a gate insulating film on the crystalline silicon film, sequentially forming a first conductive layer and a second conductive layer on the gate insulating film, and etching a part of the second conductive layer to form islands. A second conductive layer is formed, an impurity element of one conductivity type is added to a selected region of the first crystalline silicon film, and an impurity element of a conductivity type opposite to the one conductivity type is added. Addition to a selected region of the second crystalline silicon film, contacting the first conductive layer and the second layer of the gate electrode to form a third conductive layer, the third conductive layer and the third conductive layer Part of the first conductive layer is etched to form an island-shaped third conductive layer and an island-shaped first conductive layer, respectively. And adding the one conductivity type impurity element to a part of the selected region of the first crystalline silicon film, and then performing heat treatment.
いて第1の結晶質シリコン膜と第2の結晶質シリコン膜
をそれぞれ形成し、 前記第1の結晶質シリコン膜と前記第2の結晶質シリコ
ン膜上に、ゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜上に、第1導電層と第2導電層を順次
形成し、 前記第2導電層の一部をエッチングして、島状の第2導
電層を形成し、 一導電型の不純物元素を、前記第1の結晶質シリコン膜
の選択された領域に添加し、 前記一導電型とは逆の導電型の不純物元素を前記第2の
結晶質シリコン膜の選択された領域に添加し、 前記第1導電層と前記ゲート電極の第2層目とに接し
て、第3導電層を形成し、 前記第3導電層と前記第1導電層の一部をエッチングし
て、島状の第3導電層と島状の第1導電層をそれぞれ形
成し、 前記一導電型の不純物元素を、前記第1の結晶質シリコ
ン膜の選択された領域の一部の領域と、前記第2の結晶
質シリコン膜の選択された領域の一部の領域に添加した
後、加熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製
方法。5. A first crystalline silicon film and a second crystalline silicon film are respectively formed on a substrate having an insulating surface by using a catalytic element, and the first crystalline silicon film and the second crystalline silicon film are formed. Forming a gate insulating film on the crystalline silicon film, sequentially forming a first conductive layer and a second conductive layer on the gate insulating film, and etching a part of the second conductive layer to form islands. A second conductive layer is formed, an impurity element of one conductivity type is added to a selected region of the first crystalline silicon film, and an impurity element of a conductivity type opposite to the one conductivity type is added. Addition to a selected region of the second crystalline silicon film, contacting the first conductive layer and the second layer of the gate electrode to form a third conductive layer, the third conductive layer and the third conductive layer Part of the first conductive layer is etched to form an island-shaped third conductive layer and an island-shaped first conductive layer, respectively. The impurity element of one conductivity type is formed in a part of the selected region of the first crystalline silicon film and in a part of the selected region of the second crystalline silicon film. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that heat treatment is performed after addition to the semiconductor device.
いて、前記加熱処理を行う前に、層間絶縁膜を形成する
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 an interlayer insulating film is formed before the heat treatment.
化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を用いて形成す
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 6, wherein the interlayer insulating film is formed using a silicon nitride film or a silicon oxynitride film.
いて、前記加熱処理は、窒素雰囲気中で400〜800
℃、1〜24時間行うことを特徴とする半導体装置の作
製方法。8. The heat treatment according to claim 1, wherein the heat treatment is 400 to 800 in a nitrogen atmosphere.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is performed at a temperature of 1 to 24 hours.
いて、前記半導体装置のゲート電極は、前記島状の第1
導電層乃至前記島状の第3導電層から構成されているこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。9. The gate electrode of the semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode of the semiconductor device is the island-shaped first electrode.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a conductive layer or the island-shaped third conductive layer.
おいて、前記島状の第1導電層と、前記島状の第3導電
層は、シリコン、チタン、タンタル、タングステン、モ
リブデンから選ばれた一種または複数種の元素、あるい
は前記元素を成分とする化合物で形成することを特徴と
する半導体装置の作製方法。10. The island-shaped first conductive layer and the island-shaped third conductive layer according to claim 1, wherein the island-shaped third conductive layer is selected from silicon, titanium, tantalum, tungsten, and molybdenum. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, which is characterized in that it is formed of one or more kinds of the selected elements or a compound containing the elements.
において、前記島状の第2導電層は、アルミニウム、銅
から選ばれた一種または複数種の元素、あるいは前記元
素を主成分とする化合物で形成することを特徴とする半
導体装置の作製方法。11. The island-shaped second conductive layer according to claim 1, wherein the island-shaped second conductive layer contains one or more elements selected from aluminum and copper, or contains the element as a main component. Forming a semiconductor device.
において、前記半導体装置は、有機エレクトロルミネッ
センス材料を用いた表示装置であることを特徴とする半
導体装置の作製方法。12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a display device using an organic electroluminescent material.
において、前記半導体装置は、パーソナルコンピュー
タ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、
デジタルビデオディスクプレーヤー、ゴーグル型ディス
プレイ、プロジェクターから選ばれたいずれか一つであ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。13. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a personal computer, a video camera, a portable information terminal, a digital camera,
A method for manufacturing a semiconductor device, which is one selected from a digital video disc player, a goggle type display, and a projector.
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