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JP5671443B2 - Polycrystalline silicon semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5671443B2 JP2011256327A JP2011256327A JP5671443B2 JP 5671443 B2 JP5671443 B2 JP 5671443B2 JP 2011256327 A JP2011256327 A JP 2011256327A JP 2011256327 A JP2011256327 A JP 2011256327A JP 5671443 B2 JP5671443 B2 JP 5671443B2
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Description

多結晶シリコン半導体素子及びその製造方法に係り、さらに詳細にはゲート共通化ラインのキャパシタンスを効果的に減少させうる多結晶シリコン半導体素子のひとつである多結晶シリコン薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)及びその製造方法に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycrystalline silicon semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more specifically, a polycrystalline silicon thin film transistor (TFT) which is one of polycrystalline silicon semiconductor devices capable of effectively reducing the capacitance of a common gate line. It relates to the manufacturing method.

多結晶シリコン(polycrystalline Silicon、以下では適宜、poly−Siという)は、非晶質シリコンに比べて移動度が高く、かつ良好な光安定性を有する。このような多結晶シリコンは、幅広い応用分野で利用されており、特にTFTやメモリ素子に多く利用される。poly−Si TFTは、例えば、ディスプレイのスイッチング素子として利用される。TFTのような能動素子を利用するディスプレイ素子には、TFT−LCD(Liquid Crystal Display)、TFT−OLED(Organic Light Emitting Device)などがある。   Polycrystalline silicon (hereinafter, referred to as poly-Si as appropriate) has higher mobility and better light stability than amorphous silicon. Such polycrystalline silicon is used in a wide range of application fields, and in particular, is often used for TFTs and memory devices. The poly-Si TFT is used as a switching element of a display, for example. Display elements that use active elements such as TFT include TFT-LCD (Liquid Crystal Display), TFT-OLED (Organic Light Emitting Device), and the like.

TFT−LCDやTFT−OLEDは、X−Yマトリックス状に配列された各画素にTFTが配置されている構造を有する。このように、複数のTFTが配列されているLCD、OLEDなどの性能は、TFT自体の電気的な特性に大きく依存する。TFTの重要な特性のうち一つは、Si活性層の移動度である。Si活性層の移動度を高めるために結晶化が必須である。結晶シリコンについての研究は、単結晶に性質が似たpoly−Siの開発を主に集中的に行われてきた。   A TFT-LCD and a TFT-OLED have a structure in which a TFT is arranged in each pixel arranged in an XY matrix. Thus, the performance of LCDs, OLEDs, etc. in which a plurality of TFTs are arranged depends greatly on the electrical characteristics of the TFTs themselves. One of the important characteristics of TFT is the mobility of the Si active layer. Crystallization is essential to increase the mobility of the Si active layer. The research on crystalline silicon has been mainly focused on the development of poly-Si having properties similar to single crystals.

一方、堅固で熱に強いガラス基板以外に、プラスチックのような、熱には弱いが弾力的で柔軟な材料よりなる基板を使用するLCDの開発が進められている。このようなプラスチック基板の利用は、LCDのコストを下げる。これと共に、プラスチック基板は、今後次世代開発モデルである紙状ディスプレイに必須のものである。   On the other hand, in addition to a rigid and heat-resistant glass substrate, development of an LCD using a substrate made of an elastic and flexible material that is weak against heat, such as plastic, is in progress. Use of such a plastic substrate reduces the cost of the LCD. At the same time, the plastic substrate will be indispensable for the paper-like display, which will be the next generation development model.

しかし、プラスチックの短所は熱に弱いということであり、したがって、プラスチック基板をLCDに適用するためには低温工程が必要である。キャリ(Carry)等による特許文献1は、シリコンチャンネルをプラスチック基板に形成する工程でプラスチックの損傷を防止しうる方法を提示する。   However, the disadvantage of plastic is that it is vulnerable to heat, and thus a low temperature process is required to apply the plastic substrate to the LCD. US Pat. No. 6,053,086 by Carry et al. Presents a method that can prevent plastic damage in the process of forming a silicon channel on a plastic substrate.

しかし、キャリ等の方法によれば、シリコンフィルムがゲートの下部で活性領域として存在するだけでなく、ゲート共通化ラインとの間に不要な容量を形成する電極部として残っている。ゲート共通化ラインは、ゲートと共に得られるため、ゲート共通化ラインの下部には、ゲート絶縁物質だけでなく、チャンネル形成のためのシリコン物質が残る。   However, according to the method such as carry, the silicon film not only exists as an active region under the gate, but also remains as an electrode portion that forms an unnecessary capacitance with the common gate line. Since the common gate line is obtained together with the gate, not only the gate insulating material but also the silicon material for forming the channel remains below the common gate line.

これは、シリコン上にゲート絶縁層及びゲート金属を蒸着した後、チャンネルがパターニングされる前にゲートメタルのパターニング、ドーピング及び活性化が行われることによって、チャンネル領域を除外した部分に存在するシリコンの除去過程が不在のため当該シリコン領域が残るためである。   This is because the gate insulating layer and the gate metal are deposited on the silicon and then the gate metal is patterned, doped and activated before the channel is patterned, so that the silicon existing in the portion excluding the channel region is removed. This is because the silicon region remains because the removal process is absent.

このようにゲート共通化ラインの下部に残る活性化されたシリコンは、ゲート共通化ラインと基板との間に不要な寄生容量を生じさせ、結局、ゲート共通化ラインはゲート共通化ラインのライン抵抗と共に分布型RC回路を構成し、ゲートに対する信号伝達いわゆるRC遅延を生じさせる。このような寄生容量による問題は、複数の相補型のトランジスタを有する半導体素子、例えばCMOSトランジスタでも同様に現れる。   The activated silicon remaining under the gate common line thus causes unnecessary parasitic capacitance between the gate common line and the substrate, and the gate common line eventually has a line resistance of the gate common line. At the same time, a distributed RC circuit is configured to cause signal transmission to the gate, so-called RC delay. Such a problem due to the parasitic capacitance similarly appears in a semiconductor element having a plurality of complementary transistors, for example, a CMOS transistor.

米国特許5,817,550号公報明細書US Pat. No. 5,817,550

本発明が解決しようとする技術的課題は、TFTのゲートによって共有されるゲート共通化ラインでの寄生容量の発生原因を除去して寄生容量によってゲート信号の遅延を効果的に防止しすることが可能な多結晶シリコン半導体素子及びその製造方法を提示することである。   The technical problem to be solved by the present invention is to eliminate the cause of the generation of the parasitic capacitance in the common gate line shared by the gates of the TFTs and effectively prevent the delay of the gate signal by the parasitic capacitance. A possible polycrystalline silicon semiconductor device and a method for manufacturing the same are presented.

本発明による半導体素子は、基板と、不純物ドーピングによって形成されたドレインとソース及びその間のチャンネル領域をそれぞれ有するシリコンフィルム層と、前記チャンネル領域に対応するゲートと、前記ゲートとチャンネルとの間に介在されるゲート絶縁層と、を備える一組のトランジスタと、前記一組のトランジスタのゲートに共に接続される別途の入力ラインと、前記一組のトランジスタのうち第1トランジスタのソースと第2トランジスタのドレインとに共に連結される別途の出力ラインと、前記第1トランジスタのドレインに連結される別途の駆動電圧ラインと、前記第2トランジスタのソースに連結される接地ラインと、を備え、前記一組のトランジスタは、前記ゲートの下部の全体領域にシリコンフィルム層のチャンネル領域が形成されていることを特徴とする。 A semiconductor device according to the present invention includes a substrate, a silicon film layer having a drain and a source formed by impurity doping, and a channel region therebetween, a gate corresponding to the channel region, and a gate and a channel. A pair of transistors, a separate input line connected together to the gates of the pair of transistors, a source of the first transistor and a second transistor of the pair of transistors. A separate output line coupled to the drain; a separate drive voltage line coupled to the drain of the first transistor; and a ground line coupled to the source of the second transistor. In this transistor, the channel of the silicon film layer is formed in the entire area under the gate. Wherein the region is formed.

前記本発明の半導体素子の実施例によれば、前記トランジスタ上に前記トランジスタのゲート、ソース、ドレインに対応するコンタクトホールを有する絶縁層が形成されており、前記絶縁層上に前記入力ライン、出力ライン、駆動電圧ライン及び接地ラインが形成される。   According to an embodiment of the semiconductor device of the present invention, an insulating layer having contact holes corresponding to the gate, source, and drain of the transistor is formed on the transistor, and the input line and output are formed on the insulating layer. A line, a driving voltage line, and a ground line are formed.

また、望ましい実施例によれば、前記第1及び第2トランジスタのゲートとその下部のゲート絶縁膜とは同じパターンを有し、入力ライン、出力ライン、駆動電圧ライン及び接地ラインは同じ物質により形成される According to a preferred embodiment, the gates of the first and second transistors and the underlying gate insulating film have the same pattern, and the input line, the output line, the driving voltage line, and the ground line are formed of the same material. Is done .

本発明による半導体素子の製造方法によれば、基板と、不純物ドーピングによって形成されたドレインとソース及びその間のチャンネル領域を有するシリコンフィルム層と、前記チャンネル領域に対応するゲート及びゲートの下部に設けられるゲート絶縁層と、を含む第1トランジスタ及び第2トランジスタを備える半導体素子の製造方法において、基板にシリコン物質層を形成する段階と、前記シリコン物質層上にゲート絶縁物質層を形成する段階と、前記ゲート絶縁物質層上にゲート物質層を形成する段階と、前記ゲート物質層とその下部のゲート絶縁物質層とをパターニングして、前記第1トランジスタ及び第2トランジスタのゲートとその下部のゲート絶縁層とを形成する段階と、前記第1トランジスタのチャンネルと、その両側のソース及びドレインに対応する領域を除外した部分に所定の第1不純物を注入する段階と、前記第2トランジスタのチャンネルと、その両側のソース及びドレインに対応する領域を除外した部分に所定の第2不純物を注入する段階と、前記シリコン物質層をパターニングして、前記第1トランジスタ及び第2トランジスタの各ゲートの下部の全体領域にシリコンフィルム層のチャンネル領域を形成し、前記各ゲートに覆われていないソース及びドレインを形成する段階と、これまでの段階で形成された積層物上に絶縁層を形成する段階と、前記絶縁層上に前記第1トランジスタ及び第2トランジスタのソース、ドレイン及びゲートに電気的に連結される電気的連結部を形成する段階と、を含む。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a substrate, a silicon film layer having a drain and a source formed by impurity doping, and a channel region therebetween, a gate corresponding to the channel region, and a lower portion of the gate are provided. In a method of manufacturing a semiconductor device including a first transistor and a second transistor including a gate insulating layer, forming a silicon material layer on a substrate, forming a gate insulating material layer on the silicon material layer, forming a gate material layer on the gate insulating material layer, wherein patterning the gate insulating material layer and the lower gate material layer, a gate insulating gate and its lower part of the first transistor and the second transistor Forming a layer, a channel of the first transistor, and both sides thereof A step of implanting a predetermined first impurity into a portion excluding a region corresponding to the source and drain; and a predetermined first impurity in a portion excluding the channel corresponding to the source and drain on both sides of the channel of the second transistor. A step of implanting two impurities and patterning the silicon material layer to form a channel region of a silicon film layer in an entire region under the gates of the first transistor and the second transistor; Forming a non-existing source and drain, forming an insulating layer on the stack formed up to now, and the source, drain and gate of the first and second transistors on the insulating layer Forming an electrical connection electrically connected to the device.

前記半導体素子の製造方法の電気的連結部を形成する段階は、前記絶縁層に前記第1及び第2トランジスタのソース、ドレイン及びゲートに対応するコンタクトホールを形成する段階と、前記絶縁層上に金属物質層を形成した後に所定パターンとなるようにエッチングする段階と、をさらに含む。また、前記基板にシリコン物質層を形成する段階は、非晶質シリコンの蒸着段階と、非晶質シリコンの結晶化段階と、をさらに含み、望ましくは、前記第1不純物はB(p−型)、第2不純物はP(n−型)である。 The step of forming an electrical connection part of the method for manufacturing a semiconductor device includes the step of forming contact holes corresponding to the source, drain and gate of the first and second transistors in the insulating layer, and on the insulating layer. And etching to form a predetermined pattern after forming the metal material layer. The step of forming the silicon material layer on the substrate may further include an amorphous silicon deposition step and an amorphous silicon crystallization step, and the first impurity may be B + (p−). Type) and the second impurity is P + (n− type).

本発明によれば、シリコン物質層は、ゲートの下部のみに局地的に存在し、したがって、寄生キャパシタンスの減少によって信号のRC遅延が抑制されて良好な電気的特性を有するTFT多結晶シリコン半導体素子が得られる。   According to the present invention, the silicon material layer exists locally only under the gate, and therefore, the TFT polycrystalline silicon semiconductor having good electrical characteristics with the RC delay of the signal suppressed by the reduction of the parasitic capacitance. An element is obtained.

本発明によるTFTが適用されるアクティブマトリックス平板ディスプレイの概略的な構造を示す図面である。1 is a schematic view of an active matrix flat panel display to which a TFT according to the present invention is applied. 図1に示された平板ディスプレイの一画素を拡大して示す図面である。FIG. 2 is an enlarged view showing one pixel of the flat display shown in FIG. 1. 図2のA−A’線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 2. 図2のB−B’線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B ′ in FIG. 2. 図2のC−C’線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG. 2. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明によるTFTの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of TFT by this invention. 本発明が適用される半導体素子の概略的な回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a semiconductor device to which the present invention is applied. 本発明による半導体素子のレイアウトを示す平面図である。It is a top view which shows the layout of the semiconductor element by this invention. 図8のD−D’線断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line D-D ′ of FIG. 8. 図8のE−E’線断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line E-E ′ of FIG. 8. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the CMOS transistor by this invention.

以下、添付された図面を参照しつつ本発明の実施例による半導体素子としてTFT及びその製造方法、並びにそのCMOSトランジスタ化及びその製造方法を詳細に説明する。
(TFT及びその製造方法)
Hereinafter, a TFT as a semiconductor device according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof, a CMOS transistor thereof, and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(TFT and manufacturing method thereof)

本発明によるTFTは、一つの基板上にX−Yマトリックス上に配置されるものとして、例えばAM(Active Matrix)−LCDやAM−OLEDに適用される。X−Yマトリックス構造は、図1に示されたように、複数のゲート共通化ラインXないしXとソース共通化ラインYないしY及びゲート共通化ラインが直交する方向を配置される公知の構造を有し、またこれら共通化ラインの交差部に存在するピクセル領域にTFTと画素電極とが設けられる。ここで、画素電極はOLEDの画素電極になっても良く、LCDの画素電極になっても良い。 The TFT according to the present invention is applied to, for example, an AM (Active Matrix) -LCD and an AM-OLED as being arranged on an XY matrix on one substrate. X-Y matrix structure, as shown in FIG. 1, is arranged in a direction to not X m and the source common line Y o to not more than the gate common line X o is Y n and the gate common line perpendicular A TFT and a pixel electrode are provided in a pixel region having a known structure and existing at the intersection of these common lines. Here, the pixel electrode may be a pixel electrode of an OLED or a pixel electrode of an LCD.

図2は、1画素領域の拡大図面であって、TFT 20、画素電極11、ソース共通化ラインY及びゲート共通化ラインXの配置構造を概略的に示す。   FIG. 2 is an enlarged view of one pixel region, and schematically shows an arrangement structure of the TFT 20, the pixel electrode 11, the common source line Y, and the common gate line X.

図2が示すように、ソース共通化ラインY及びゲート共通化ラインXが垂直に配置されており、これらは絶縁層(図示せず)によって電気的に分離されている。ゲート共通化ラインXは、交差部に設けられるジャンパーラインX”と交差部間のメインラインX’とを備える。これはゲート共通化ラインXを構成するジャンパーラインX”とメインラインX’とが別途の過程を通じて形成され、これらは二重長方形とその中の1の長方形内に2本の交差線分が描かれて表示されたコンタクト部を通じて相互連結される。図2で表示されたコンタクト部分は、絶縁層を介した上下要素を電気的に連結するコンタクトホール(後述する)を有するコンタクト部を表す。ピクセル領域内には、TFT 20と画素電極11とが設けられる。TFT 20と画素電極11、ソース共通化ラインY及びソース22、そしてゲート共通化ラインXのメインラインX’は、前述したコンタクト部を通じて相互連結されている。ここで注目しなければならない部分は、ゲート共通化ラインが前記のように二つの部分X’,X”に分けられているだけでなく、これはゲート21と別途に形成されているという点である。従来のTFTの場合は、ゲート共通化ライン及びゲートが一つの金属薄膜から得られるため、全体的に一つの本体を形成する。これは、従来TFTの問題点であるゲート共通化ラインの下部のシリコン物質層を除去するためのものである。前記シリコン物質層は、チャンネルを形成するために使われた物質であって、従来の製造方法の工程特徴によってゲート共通化ラインの下部に存在するものであった。しかし、本発明によるTFTは、ゲート共通化ラインに下部のシリコン物質層を有さず、これは後述する本発明による製造方法の特徴に従う。   As shown in FIG. 2, the common source line Y and the common gate line X are arranged vertically, and are electrically separated by an insulating layer (not shown). The gate common line X includes a jumper line X ″ provided at the intersection and a main line X ′ between the intersections. This is because the jumper line X ″ and the main line X ′ constituting the gate common line X are combined. These are formed through a separate process, and are connected to each other through a double rectangle and a contact portion in which two intersecting line segments are drawn and displayed in one rectangle. The contact portion shown in FIG. 2 represents a contact portion having a contact hole (described later) that electrically connects the upper and lower elements through an insulating layer. A TFT 20 and a pixel electrode 11 are provided in the pixel region. The TFT 20, the pixel electrode 11, the common source line Y and source 22, and the main line X ′ of the common gate line X are interconnected through the contact portion described above. The part to be noted here is that the gate common line is not only divided into two parts X ′ and X ″ as described above, but is also formed separately from the gate 21. In the case of the conventional TFT, since the gate common line and the gate are obtained from one metal thin film, a single main body is formed, which is a problem of the conventional gate common line, which is a problem of the conventional TFT. For removing a lower silicon material layer, the silicon material layer is a material used to form a channel, and is present under the gate common line according to the process characteristics of the conventional manufacturing method. However, the TFT according to the present invention does not have the lower silicon material layer in the common gate line, and this follows the characteristics of the manufacturing method according to the present invention described later.

図3は、図2のA−A’線断面図であって、TFT 20の積層構造を示す縦断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 2, and is a vertical cross-sectional view showing a laminated structure of the TFT 20.

基板10上にSiO第1絶縁膜10aが形成されており、その上にpoly−Siによって活性層及びその両端のソース22とドレイン23とを有するシリコンフィルム層が位置する。前記シリコンフィルム層の中央、すなわちチャンネルの上部にはSiOゲート絶縁層としての第2絶縁膜10b及びゲート21が積層されている。ゲート21とその下部の第2絶縁膜10bとは同時にパターニングされるため、同じ平面構造を有する。そして、前記積層構造物上には、第1のILD(Inter Layer Dielectric)としてのSiO第3絶縁膜10cが形成されている。SiO第3絶縁膜10cで、ソース22に対応する部分にソースコンタクトホール22aが形成されており、その上にソース共通化ラインYが連結されている。前記ソース共通化ラインY上には第2のILDとしてのSiO第4絶縁層10dが形成されている。前記ドレイン23上には前記SiO第3絶縁層10c及びSiO第4絶縁層10dを貫通するドレインコンタクトホール11aが形成されており、ここに画素電極11が連結されている。 A SiO 2 first insulating film 10 a is formed on the substrate 10, and a silicon film layer having an active layer and a source 22 and a drain 23 at both ends thereof is positioned thereon by poly-Si. A second insulating film 10b as a SiO 2 gate insulating layer and a gate 21 are stacked at the center of the silicon film layer, that is, above the channel. Since the gate 21 and the second insulating film 10b below the gate 21 are simultaneously patterned, they have the same planar structure. An SiO 2 third insulating film 10c serving as a first ILD (Inter Layer Dielectric) is formed on the stacked structure. A source contact hole 22a is formed in a portion corresponding to the source 22 in the SiO 2 third insulating film 10c, and a source common line Y is connected thereto. On the source common line Y, a SiO 2 fourth insulating layer 10d as a second ILD is formed. Wherein on the drain 23 is the SiO 2 third and insulating layer 10c and the drain contact hole 11a which penetrates the SiO 2 fourth insulating layer 10d is formed, wherein the pixel electrode 11 are connected.

図4は、図2のB−B’線断面図であって、ゲート及びそれに連結されるゲート共通化ラインの連結構造を示すゲートの縦断面図である。そして、図5は、ゲート共通化ラインの積層構造を示す図2のC−C’線断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 2, and is a vertical cross-sectional view of the gate showing the connection structure of the gate and the common gate line connected thereto. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line C-C ′ of FIG. 2 showing the stacked structure of the common gate line.

図4に示されたように、本発明によるTFTで、ゲート21の下部のみにチャンネル形成のために使われたシリコン物質層が存在し、図5に示されたように、ゲート共通化ラインXの下部には存在していない。チャンネル24にオーバーラップされているゲート21は、ゲート共通化ラインXのメインラインX’の下部にまで延びており、SiO第3絶縁層10cに形成されるコンタクトホールを通じてゲート共通化ラインXのメインラインX’と接触している。そして、前記ゲート共通化ラインXのメインラインX’上にSiO第4絶縁層10dが形成されている。 As shown in FIG. 4, in the TFT according to the present invention, a silicon material layer used for forming a channel exists only under the gate 21, and as shown in FIG. Does not exist at the bottom of The gate 21 overlapped with the channel 24 extends to a lower portion of the main line X ′ of the gate common line X, and the gate common line X is connected through a contact hole formed in the SiO 2 third insulating layer 10c. It is in contact with the main line X ′. A SiO 2 fourth insulating layer 10 d is formed on the main line X ′ of the gate common line X.

図5に示されたように、ソース共通化ラインYは、SiO第4絶縁層10dを介して形成されており、ソース共通化ラインYが設けられたメインラインX’は、ソース共通化ラインYを越えて形成されるジャンパーラインX”によって連結されている。 As shown in FIG. 5, the source common line Y is formed via the SiO 2 fourth insulating layer 10d, and the main line X ′ provided with the source common line Y is the source common line. They are connected by a jumper line X ″ formed beyond Y.

前記のような本発明は、ゲート共通化ラインをゲートとは別途に形成し、したがって、ゲート共通化ラインの下部に残存するシリコンを除去することが可能である。このような構造は、ゲート共通化ラインX’を二つの要素に分離し、ゲートとは別途にそれぞれ形成する構造によって可能になる。   In the present invention as described above, the common gate line is formed separately from the gate, and therefore, silicon remaining under the common gate line can be removed. Such a structure is made possible by a structure in which the gate common line X 'is separated into two elements and formed separately from the gate.

以下、添付された図面を参照しつつ本発明によるTFTの製造方法を詳細に説明する。図面で、各図面の左側部分は平面図であり、右側部分は断面図である。   Hereinafter, a method of manufacturing a TFT according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the left part of each drawing is a plan view, and the right part is a cross-sectional view.

図6Aに示されたように、基板10上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法によってSiO第1絶縁層10aを形成する。 As shown in FIG. 6A, the SiO 2 first insulating layer 10a is formed on the substrate 10 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

図6Bに示されたように、SiO第1絶縁層10aが形成された基板10上にスパッタリングまたはPECVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition)法によってa−Si(amorphous Silicon)層を形成する。 As shown in FIG. 6B, an a-Si (amorphous silicon) layer is formed on the substrate 10 on which the SiO 2 first insulating layer 10a is formed by sputtering or PECVD (plasma enhanced chemical deposition).

図6Cに示されたように、エキシマ(Exited Monomer)レーザアニーリング(焼鈍)によって前記a−Siを結晶化してpoly−Si層を得る。前記アニーリングは、150〜300mJ/cmのエネルギー密度を有する308nm XeClエキシマレーザの1〜10回ほどの照射によって行う。 As shown in FIG. 6C, the a-Si is crystallized by an Excimer (Exited Monomer) laser annealing to obtain a poly-Si layer. The annealing is performed by irradiating 1 to 10 times with a 308 nm XeCl excimer laser having an energy density of 150 to 300 mJ / cm 2 .

図6Dに示されたように、前記poly−Si層上にゲート絶縁層として使われるSiO第2絶縁層10bを約1000オングストロームほどの厚さにICP(Inductively Coupled Plasma)−CVD、PE(Plasma Enhanced)−CVD、スパッタリング法によって形成する。 6D, an SiO 2 second insulating layer 10b used as a gate insulating layer is formed on the poly-Si layer to a thickness of about 1000 Å by ICP (Inductively Coupled Plasma) -CVD, PE (Plasma). (Enhanced) -CVD and sputtering.

図6Eに示されたように、前記SiO第2絶縁層10b上にゲート21として使われる金属層、例えば、Al(アルミニウム)層をスパッタリング法によって形成する。 As shown in FIG. 6E, a metal layer, for example, an Al (aluminum) layer used as the gate 21 is formed on the SiO 2 second insulating layer 10b by a sputtering method.

図6Fに示されたように、第1マスクM1を利用したドライエッチング法によって前記Al層をエッチングする。前記第1マスクM1は、ゲートの形状に対応するパターンを有する。このようなパターニングによって前記ゲート21がパターニングされ、その下部のゲート絶縁層10bも同じ形状にパターニングされる。これを通じてゲート21に覆われていない部分を通じてpoly−Siが露出される。前記ゲート21の形状は、TFTのチャンネルに重畳される部分と、前述したようにゲート共通化ラインの下部に位置する部分とを有する。   As shown in FIG. 6F, the Al layer is etched by a dry etching method using the first mask M1. The first mask M1 has a pattern corresponding to the shape of the gate. The gate 21 is patterned by such patterning, and the lower gate insulating layer 10b is patterned in the same shape. Through this, poly-Si is exposed through a portion not covered with the gate 21. The shape of the gate 21 has a portion that overlaps the channel of the TFT and a portion that is positioned below the common gate line as described above.

図6Gに示されたように、イオンシャワーを通じてゲート21に覆われていない部分を不純物ドーピングし、次いで、308nm XeClエキシマレーザによって活性化する。   As shown in FIG. 6G, a portion not covered with the gate 21 is doped with an impurity through an ion shower, and then activated by a 308 nm XeCl excimer laser.

図6Hに示されたように、第2マスクを利用した乾式エッチング法によって前記ゲートに覆われていないpoly−Siをパターニングして、ソース22とドレイン23とを形成する。前記ゲート21の下部にはpoly−Siが不純物ドーピングされていない状態のままにし、その以後、チャンネルとしての機能を有する。   As shown in FIG. 6H, the source 22 and the drain 23 are formed by patterning poly-Si not covered with the gate by a dry etching method using a second mask. The lower portion of the gate 21 is left in a state where poly-Si is not doped with impurities, and thereafter functions as a channel.

図6Iに示されたように、ICP−CVD、PE−CVD、スパッタリングによって前記積層物上にILDとしてSiO第3絶縁層10cを約3000オングストロームの厚さに形成する。 As shown in FIG. 6I, a SiO 2 third insulating layer 10c is formed as an ILD on the laminate to a thickness of about 3000 angstroms by ICP-CVD, PE-CVD, and sputtering.

図6Jに示されたように、第3マスクを利用して前記SiO第3絶縁層にソースコンタクトホール22a及びゲートコンタクトホール21aを形成する。 As shown in FIG. 6J, a source contact hole 22a and a gate contact hole 21a are formed in the SiO 2 third insulating layer using a third mask.

図6Kに示されたように、図6Jに示された積層構造物上にソース共通化ライン及びゲート共通化ラインを形成する。これは、金属、例えば2000オングストロームの厚さのAl膜のスパッタリング蒸着及び第4マスク(図示せず)を利用したパターニング過程を含む。ソース共通化ラインYは、ソースコンタクトホール22a上に延びて、その下部のソース22と接触するソース共通化延長部Y’を有する。そして、ゲート共通化ラインXは、ソース共通化ラインYと重畳される部分で断絶されており、前記ゲートコンタクトホール21a上を通過するメインラインX’を有する。   As shown in FIG. 6K, a common source line and a common gate line are formed on the stacked structure shown in FIG. 6J. This includes a sputtering process of a metal, for example, a 2000 Å thick Al film, and a patterning process using a fourth mask (not shown). The common source line Y has a common source extension Y 'that extends over the source contact hole 22a and contacts the source 22 below. The gate common line X is cut off at a portion overlapping the source common line Y, and has a main line X 'passing over the gate contact hole 21a.

図6Lに示されたように、図6Kに示された積層構造物上にICP−CVD、PE−CVD、スパッタリング法によってSiO第4絶縁層10dを形成する。SiO第4絶縁層10dを第2のILDとして後述するゲート共通化ラインXのジャンパーラインX’及び画素電極11が形成される層として約3000オングストロームの厚さを有する。 As illustrated in FIG. 6L, the SiO 2 fourth insulating layer 10d is formed on the stacked structure illustrated in FIG. 6K by ICP-CVD, PE-CVD, or sputtering. The SiO 2 fourth insulating layer 10d is used as a second ILD, and has a thickness of about 3000 Å as a layer on which a jumper line X ′ of the common gate line X, which will be described later, and the pixel electrode 11 are formed.

図6Mに示されたように、図6Lに示された積層構造物上に導電性物質、例えばITO薄膜を蒸着した後、これをパターニングして画素電極11と前記ソース共通化ラインYとを介して分離されているゲート共通化ラインXの両メインラインX’をコンタクトホールXaを通じて連結するジャンパーラインX”を形成することによって完成されたゲート共通化ラインXを得る。
(CMOSトランジスタ及びその製造方法)
As shown in FIG. 6M, a conductive material, for example, an ITO thin film is deposited on the stacked structure shown in FIG. 6L, and then patterned to pass through the pixel electrode 11 and the source common line Y. A completed gate common line X is obtained by forming a jumper line X ″ for connecting both main lines X ′ of the gate common line X separated through the contact hole Xa.
(CMOS transistor and manufacturing method thereof)

図7は、CMOSトランジスタの基本的な回路を示す図面である。図7を参照すれば、第1トランジスタ、例えばp−型トランジスタ101と、第2トランジスタ、例えばn−型トランジスタ102とが一つのインバータを構成する。p−型トランジスタ101のソースとn−型トランジスタ102のドレインとが共に出力ラインVoutに連結されており、これらのゲートは入力ラインVinに連結されている。p−型トランジスタ101のドレインには駆動電圧VDDが印加され、n−型トランジスタ102のソースは接地ラインに連結される。このような構造は、CMOSトランジスタの基本的な回路として知られている内容であるので、ここで詳細な説明は省略する。 FIG. 7 shows a basic circuit of a CMOS transistor. Referring to FIG. 7, a first transistor, for example, a p-type transistor 101, and a second transistor, for example, an n-type transistor 102 constitute one inverter. The source of the p-type transistor 101 and the drain of the n-type transistor 102 are both connected to the output line Vout, and their gates are connected to the input line Vin. The drive voltage V DD is applied to the drain of the p− type transistor 101, and the source of the n− type transistor 102 is connected to the ground line. Since such a structure is known as a basic circuit of a CMOS transistor, a detailed description thereof is omitted here.

図8は、本発明によるCMOSトランジスタの一部レイアウトを示す概略的な平面図であり、図9は、図8のD−D’線断面図であり、図10は、図8のE−E’線断面図である。図面で、二重長方形とその中の1の長方形内に2本の交差線分が描かれて表示されたコンタクト部分はILD絶縁層を介して、その上下要素を電気的に連結するコンタクトホール20c’部分である。   8 is a schematic plan view showing a partial layout of a CMOS transistor according to the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line DD ′ of FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. FIG. In the drawing, a contact portion 20c, in which two intersecting line segments are drawn and displayed in a double rectangle and one rectangle in the double rectangle, is electrically connected to the upper and lower elements through an ILD insulating layer. 'Part.

図8及び図9を参照すれば、駆動電圧ラインVDD、接地ラインGround及び出力ラインVoutは、前記ILD層20c設けられたコンタクトホール20c’を通じてpoly−Si層にコンタクトされる。ここで、駆動ラインVDDが接触した部分は、p−型トランジスタ101のドレインであり、接地ラインGroundが接触した部分は、n−型トランジスタ102のソースである。そして、出力ラインVoutが接触する部分は、p−型トランジスタ101のソース及びn−型トランジスタ102のドレインである。前記ラインは、金属、例えばアルミニウムより形成される。 Referring to FIGS. 8 and 9, the driving voltage line V DD , the ground line Ground, and the output line Vout are contacted to the poly-Si layer through the contact hole 20c ′ provided in the ILD layer 20c. Here, the portion where the drive line V DD is in contact is the drain of the p− type transistor 101, and the portion where the ground line Ground is in contact is the source of the n− type transistor 102. The portion where the output line Vout contacts is the source of the p− type transistor 101 and the drain of the n− type transistor 102. The line is made of metal, for example, aluminum.

また、図8及び10を参照すれば、入力ラインVinは、分岐されてp−型トランジスタ101のゲート31aとn−型トランジスタ102のゲート31bとにSiOILD層20cに形成されたコンタクトホール20c’を通じてそれぞれ接続される。前記ゲート31aと入力ラインVinとは、例えばアルミニウムのような金属によって形成される。 8 and 10, the input line Vin is branched to form a contact hole 20c formed in the SiO 2 ILD layer 20c at the gate 31a of the p-type transistor 101 and the gate 31b of the n-type transistor 102. 'Are connected through each. The gate 31a and the input line Vin are formed of a metal such as aluminum.

ここで、注目しなければならない点は、ゲート31a,31bとそれに連結される入力ラインVinとが別個の要素に分離されているという点である。これは、前述したTFTの構造説明と同様に、ゲートの下部に存在するpoly−Siをゲートの下部のみに限定させることによって、寄生容量による問題点を改善する。すなわち、本発明による半導体素子、例えば前述したTFT、CMOSトランジスタは、ゲート共通化ライン、入力ラインのような下部のシリコン物質層を有していない。   Here, it should be noted that the gates 31a and 31b and the input line Vin connected thereto are separated into separate elements. This improves the problem caused by the parasitic capacitance by limiting the poly-Si existing under the gate only to the lower part of the gate, as in the structure description of the TFT described above. That is, the semiconductor device according to the present invention, for example, the above-described TFT or CMOS transistor does not have a lower silicon material layer such as a common gate line and an input line.

以下、添付された図面を参照しつつ本発明によるTFTの製造方法を詳細に説明する。図面で、各図面の左側部分は平面図であり、右側部分は断面図である。   Hereinafter, a method of manufacturing a TFT according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the left part of each drawing is a plan view, and the right part is a cross-sectional view.

図11Aに示されたように、基板10上にCVD法によってSiO第1絶縁層20aを形成する。 As shown in FIG. 11A, the SiO 2 first insulating layer 20a is formed on the substrate 10 by the CVD method.

図11Bに示されたように、SiO第1絶縁層20aが形成された基板20上にスパッタリングまたはPECVD法によってa−Si層を形成する。 As shown in FIG. 11B, an a-Si layer is formed on the substrate 20 on which the SiO 2 first insulating layer 20a is formed by sputtering or PECVD.

図11Cに示されたように、エキシマレーザアニーリングによって前記a−Siを結晶化してpoly−Si層を得る。a−Siのアニーリングは、150〜300mJ/cmのエネルギー密度を有する308nm XeClエキシマレーザの1〜10回ほどの照射によって行われうる。 As shown in FIG. 11C, the a-Si is crystallized by excimer laser annealing to obtain a poly-Si layer. Annealing of a-Si can be performed by 1 to 10 irradiations of a 308 nm XeCl excimer laser having an energy density of 150 to 300 mJ / cm 2 .

図11Dに示されたように、前記poly−Si層上にゲート絶縁層として使われるSiO第2絶縁層20bを約1000オングストロームほどの厚さにICP−CVD、PE−CVD、スパッタリング法によって形成する。 As shown in FIG. 11D, a SiO 2 second insulating layer 20b used as a gate insulating layer is formed on the poly-Si layer to a thickness of about 1000 Å by ICP-CVD, PE-CVD, or sputtering. To do.

図11Eに示されたように、前記SiO第2絶縁層20b上にゲート31a,31bとして使われる金属層、例えば、Al層31をスパッタリング法によって形成する。 As shown in FIG. 11E, a metal layer, for example, an Al layer 31, used as the gates 31a and 31b is formed on the SiO 2 second insulating layer 20b by a sputtering method.

図11Fに示されたように、第1マスクM1aを利用したドライエッチング法によって前記Al層31をエッチングして相互並んだゲート31a,31bを形成する。前記第1マスクM1aは、ゲートの形状に対応するパターンを有する。このようなパターニングによって前記ゲート21がパターニングされ、その下部のゲート絶縁層20bも同じ形状にパターニングされる。これを通じてゲート31a,31bに覆われていない部分を通じてpoly−Siが露出される。   As shown in FIG. 11F, the Al layer 31 is etched by a dry etching method using the first mask M1a to form gates 31a and 31b aligned with each other. The first mask M1a has a pattern corresponding to the shape of the gate. The gate 21 is patterned by such patterning, and the gate insulating layer 20b under the gate 21 is patterned in the same shape. Through this, poly-Si is exposed through the portions not covered by the gates 31a and 31b.

図11Gに示されたように、p−型トランジスタが形成される領域をPR(PhotoResist)マスク41を利用して選択した後、その残りの部分に所定の第1不純物、例えばPを注入(不純物ドーピング)する。 As shown in FIG. 11G, after selecting a region where a p-type transistor is to be formed using a PR (PhotoResist) mask 41, a predetermined first impurity, for example, P + is implanted into the remaining portion ( Impurity doping).

図11Hに示されたように、前記PRマスク41を剥離した後にPを注入した領域を308nm XeClエキシマレーザによって活性化させる。今回は、n−型トランジスタが形成される領域をPRマスク42を利用して選択した後、PRマスク42に覆われていない部分を所定の第2不純物、例えば、B注入(ドーピング)する。 As shown in FIG. 11H, after removing the PR mask 41, the region where P + is implanted is activated by a 308 nm XeCl excimer laser. This time, after selecting the region where the n− type transistor is to be formed using the PR mask 42, a portion not covered with the PR mask 42 is implanted with a predetermined second impurity, for example, B + .

図11Iに示されたように、PRマスク42を剥離する。このような過程を通じて前記両ゲート31a,31bの各周囲にPドーピング領域及びBドーピング領域が形成され、その残りの部分はP及びBが混合ドーピングされた領域であり、このような混合ドーピング領域は後続工程で除去される。 As shown in FIG. 11I, the PR mask 42 is removed. Through such a process, a P + doping region and a B + doping region are formed around each of the gates 31a and 31b, and the remaining portion is a region in which P + and B + are mixed and doped. The mixed doping region is removed in a subsequent process.

図11Jに示されたように、第2マスクM2aを利用したドライエッチング法によって前記量ゲート31a,31bに覆われていないpoly−Siをパターニングして各ゲート31a,31bに対応するpoly−Si32a,32bを得る。各poly−Si 32a,32bのそれぞれの両端は、不純物ドーピングされたソース及びドレインである。一方、前記ゲート31a,31bの下部全体にはpoly−Siが不純物ドーピングされていない状態のままにし、その後、ソースとドレインとの間のチャンネルとしての機能を有する。   As shown in FIG. 11J, poly-Si that is not covered by the quantity gates 31a and 31b is patterned by dry etching using the second mask M2a to form poly-Si 32a corresponding to the gates 31a and 31b. 32b is obtained. Both ends of each poly-Si 32a and 32b are a source and a drain doped with impurities. On the other hand, the entire lower part of the gates 31a and 31b is left undoped with poly-Si, and then functions as a channel between the source and the drain.

図11Kに示されたように、ICP−CVD、PE−CVD、スパッタリングによって前記積層部上にILDとしてSiO第3絶縁層20cを約3000オングストロームの厚さに形成する。 As shown in FIG. 11K, an SiO 2 third insulating layer 20c is formed as an ILD to a thickness of about 3000 Å on the stacked portion by ICP-CVD, PE-CVD, and sputtering.

図11Lに示されたように、第3マスクM3aを利用して前記SiO第3絶縁層にp−、n−型トランジスタの各ゲート、ソース及びゲートのコンタクトのためのコンタクトホール20c’を多く形成する。 As shown in FIG. 11L, the third mask M3a is used to provide a large number of contact holes 20c ′ for the gate, source and gate contacts of the p− and n− type transistors in the SiO 2 third insulating layer. Form.

図11Mに示されたように、ILD第3絶縁層20c上に入力ラインVin、出力ラインVout、駆動電圧ラインVDD及びグラウンドラインGroundを形成する。これらは金属、例えば2000オングストロームのAl膜のスパッタリング蒸着及び第4マスク(図示せず)を利用したパターニング過程を含む。入力ラインVin、出力ラインVout、駆動電圧ラインVDD及びグラウンドラインGroundは、当該コンタクトホール20c’を通じて対応する下部積層と電気的に接触される。 As illustrated in FIG. 11M, the input line Vin, the output line Vout, the driving voltage line VDD, and the ground line Ground are formed on the ILD third insulating layer 20c. These include sputtering deposition of a metal, eg, 2000 Angstrom Al film, and a patterning process using a fourth mask (not shown). The input line Vin, the output line Vout, the drive voltage line VDD, and the ground line Ground are in electrical contact with the corresponding lower stack through the contact hole 20c ′.

前記のような本発明の製造工程は、応用素子、例えばCMOSトランジスタの製造工程の一部として含まれ、前述されていない部分は公知の過程に従う。   The manufacturing process of the present invention as described above is included as a part of a manufacturing process of an application element, for example, a CMOS transistor, and a part not described above follows a known process.

本発明は、図面に示した一実施例を参考として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることが分かる。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されなければならない。   Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments may be made by those skilled in the art. I understand. Therefore, the protection scope of the present invention must be determined by the technical idea of the claims.

本発明によれば、電気的特性に優れたTFT、CMOSトランジスタなどの半導体素子が得られ、このような本発明は平板ディスプレイ素子、例えばアクティブマトリックスLCDまたはアクティブマトリックスOLED、半導体メモリのようなCMOSトランジスタに適用されうる。   According to the present invention, a semiconductor device such as a TFT or a CMOS transistor having excellent electrical characteristics can be obtained, and the present invention can be applied to a flat panel display device such as an active matrix LCD or an active matrix OLED, a semiconductor transistor such as a semiconductor memory. Can be applied.

11 画素電極
20 TFT
21 ゲート
22 ソース
23 ドレイン
X ゲート共通化ライン
Y ソース共通化ライン
X’ メインパーライン
X” ジャンパーライン
11 Pixel electrode 20 TFT
21 Gate 22 Source 23 Drain X Gate common line Y Source common line X 'Main per line X "Jumper line

Claims (8)

基板と、
不純物ドーピングによって形成されたドレインとソース及びその間のチャンネル領域をそれぞれ有するシリコンフィルム層と、前記チャンネル領域に対応するゲートと、前記ゲートとチャンネルとの間に介在されるゲート絶縁層と、を備える一組のトランジスタと、
前記一組のトランジスタのゲートに共に接続される別途の入力ラインと、
前記一組のトランジスタのうち第1トランジスタのソースと第2トランジスタのドレインとに共に連結される別途の出力ラインと、
前記第1トランジスタのドレインに連結される別途の駆動電圧ラインと、
前記第2トランジスタのソースに連結される接地ラインと、
を備え、
前記一組のトランジスタは、前記ゲートの下部の全体領域にシリコンフィルム層のチャンネル領域が形成されていることを特徴とする半導体素子。
A substrate,
A silicon film layer having a drain and a source formed by impurity doping and a channel region therebetween, a gate corresponding to the channel region, and a gate insulating layer interposed between the gate and the channel. A pair of transistors;
A separate input line connected together to the gates of the set of transistors;
A separate output line coupled to the source of the first transistor and the drain of the second transistor of the set of transistors;
A separate drive voltage line connected to the drain of the first transistor;
A ground line connected to a source of the second transistor;
With
The semiconductor device according to claim 1, wherein a channel region of a silicon film layer is formed in an entire region under the gate.
前記トランジスタ上に前記トランジスタのゲート、ソース、ドレインに対応するコンタクトホールを有する絶縁層が形成されており、前記絶縁層上に前記入力ライン、出力ライン、駆動電圧ライン及び接地ラインが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。   An insulating layer having contact holes corresponding to the gate, source, and drain of the transistor is formed on the transistor, and the input line, output line, drive voltage line, and ground line are formed on the insulating layer. The semiconductor element according to claim 1. 前記第1トランジスタ及び第2トランジスタのゲートとその下部のゲート絶縁層とは同じパターンを有することを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gates of the first transistor and the second transistor and the gate insulating layer below the gates have the same pattern. 前記入力ライン、前記出力ライン、前記駆動電圧ライン及び前記接地ラインは、同一物質より形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the input line, the output line, the driving voltage line, and the ground line are formed of the same material. 基板と、不純物ドーピングによって形成されたドレインとソース及びその間のチャンネル領域を有するシリコンフィルム層と、前記チャンネル領域に対応するゲート及びゲートの下部に設けられるゲート絶縁層と、を含む第1トランジスタ及び第2トランジスタを備える半導体素子の製造方法において、
基板にシリコン物質層を形成する段階と、
前記シリコン物質層上にゲート絶縁物質層を形成する段階と、
前記ゲート絶縁物質層上にゲート物質層を形成する段階と、
前記ゲート物質層とその下部のゲート絶縁物質層とをパターニングして、前記第1トランジスタ及び第2トランジスタのゲートとその下部のゲート絶縁層とを形成する段階と、
前記第1トランジスタのチャンネルと、その両側のソース及びドレインに対応する領域を除外した部分に所定の第1不純物を注入する段階と、
前記第2トランジスタのチャンネルと、その両側のソース及びドレインに対応する領域を除外した部分に所定の第2不純物を注入する段階と、
前記シリコン物質層をパターニングして、前記第1トランジスタ及び第2トランジスタの各ゲートの下部の全体領域にシリコンフィルム層のチャンネル領域を形成し、前記各ゲートに覆われていないソース及びドレインを形成する段階と、
これまでの段階で形成された積層物の上に絶縁層を形成する段階と、
前記絶縁層上に前記第1トランジスタ及び第2トランジスタのソース、ドレイン及びゲートに電気的に連結される電気的連結部を形成する段階と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
A first transistor comprising: a substrate; a silicon film layer having a drain and a source formed by impurity doping and a channel region therebetween; a gate corresponding to the channel region; and a gate insulating layer provided below the gate; In a method for manufacturing a semiconductor device comprising two transistors,
Forming a silicon material layer on the substrate;
Forming a gate insulating material layer on the silicon material layer;
Forming a gate material layer on the gate insulating material layer;
Patterning the gate material layer and a lower gate insulating material layer to form gates of the first and second transistors and a lower gate insulating layer;
Injecting a predetermined first impurity into the channel of the first transistor and a portion excluding regions corresponding to the source and drain on both sides thereof;
Injecting a predetermined second impurity into the channel of the second transistor and a portion excluding regions corresponding to the source and drain on both sides thereof;
The silicon material layer is patterned to form a channel region of a silicon film layer in an entire region under the gates of the first transistor and the second transistor, and a source and a drain that are not covered with the gates are formed. Stages,
Forming an insulating layer on the laminate formed in the previous steps;
Forming an electrical connection part electrically connected to the source, drain and gate of the first transistor and the second transistor on the insulating layer.
前記電気的連結部を形成する段階は、
前記絶縁層に前記第1トランジスタ及び第2トランジスタのソース、ドレイン及びゲートに対応するコンタクトホールを形成する段階と、
前記絶縁層上に金属物質層を形成した後に、所定パターンでエッチングする段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の半導体素子の製造方法。
The step of forming the electrical connection portion includes:
Forming contact holes corresponding to the source, drain and gate of the first transistor and the second transistor in the insulating layer;
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising: etching a predetermined pattern after forming a metal material layer on the insulating layer.
前記基板にシリコン物質層を形成する段階は、
非晶質シリコンの蒸着段階と、
非晶質シリコンの結晶化段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の半導体素子の製造方法。
Forming a silicon material layer on the substrate;
A deposition step of amorphous silicon;
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of crystallizing amorphous silicon.
前記第1不純物はp−型、第2不純物はn−型であることを特徴とする請求項5に記載の半導体素子の製造方法。   6. The method according to claim 5, wherein the first impurity is p-type and the second impurity is n-type.
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