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JPH07162005A - Semiconductor integrated circuit and formation thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and formation thereof

Info

Publication number
JPH07162005A
JPH07162005A JP30862793A JP30862793A JPH07162005A JP H07162005 A JPH07162005 A JP H07162005A JP 30862793 A JP30862793 A JP 30862793A JP 30862793 A JP30862793 A JP 30862793A JP H07162005 A JPH07162005 A JP H07162005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
thin film
oxygen
tft
semiconductor integrated
Prior art date
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Granted
Application number
JP30862793A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3134911B2 (en
Inventor
Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP30862793A priority Critical patent/JP3134911B2/en
Priority to US08/300,944 priority patent/US5581092A/en
Priority to KR1019940022511A priority patent/KR100287776B1/en
Publication of JPH07162005A publication Critical patent/JPH07162005A/en
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form properly TFTs of a constitution having a high mobility and a TFT of a constitution having low-leakage current characteristics according to their respective purposes and moreover, to form a CPU circuit and memory circuits on the same substrate by a method wherein at least one element among carbon, nitrogen, oxygen and silicon is added into the active layer of the first thin film transistor in a specified density by irradiating high-speed ions on the active layer. CONSTITUTION:N-channel TFTs for high-frequency low-power consumption of drivers, decoders, a CPU, memories and the others, N-channel TFTs for driver to drive high power and necessary P-channel TFTs are used for a semiconductor integrated circuit in addition to an N-channel TFT 11 constituting an active matrix circuit. Out of these TFTs, oxygen is added into an active layer of the TFT 11, which is arranged at each pixel electrode,in a density of 5X10<19> to 4X10<21> atomic cm<-3> and the TFT 11 is formed into a constitution having low-leakage current characteristics. Moreover, the concentrations of oxygen, nitrogen and carbon are set low in active layers of the other TFTs constituting peripheral circuits in a concentration of 1X19<19>cm<-3> or lower and the TETs are formed into a constitution having a high mobility.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に薄膜トランジ
スタ(以下TFTという)を集積化した半導体集積回路
に関する。特に透光性を有する基板上に集積化された薄
膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) are integrated on a substrate. In particular, the present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors integrated on a transparent substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、絶縁基板上に、薄膜状の活性層
(活性領域ともいう)を有する絶縁ゲイト型の半導体装
置の研究がなされている。特に、薄膜状の絶縁ゲイトト
ランジスタ、いわゆる薄膜トランジスタ(TFT)が熱
心に研究されている。これらは、透明な絶縁基板上に形
成され、マトリクス構造を有する液晶等の表示装置にお
いて、各画素の制御用に利用することが目的である。利
用する半導体の材料・結晶状態によって、アモルファス
シリコンTFTやポリシリコン(多結晶シリコンともい
う)TFTというように区別されている。
2. Description of the Related Art Recently, research has been conducted on an insulating gate type semiconductor device having a thin film active layer (also called an active region) on an insulating substrate. In particular, thin-film insulating gate transistors, so-called thin film transistors (TFTs), have been eagerly studied. These are intended to be used for controlling each pixel in a display device such as a liquid crystal having a matrix structure, which is formed on a transparent insulating substrate. Amorphous silicon TFTs and polysilicon (also called polycrystalline silicon) TFTs are distinguished by the material and crystal state of the semiconductor used.

【0003】もっとも、最近ではポリシリコンとアモル
ファスの中間的な状態を呈する材料も利用する研究がな
されている。中間的な状態については議論がなされてい
るが、本明細書では、何らかの熱的プロセス、例えば、
450℃以上の温度での熱アニールやレーザー光や強光
等の強力なエネルギーを照射することによって何らかの
結晶状態に達したものを全てポリシリコンと称すること
とする。
Recently, however, research has been carried out using a material exhibiting an intermediate state between polysilicon and amorphous. Although intermediate states have been discussed, herein, some thermal process, for example,
All that has reached a certain crystalline state by thermal annealing at a temperature of 450 ° C. or higher or irradiation with strong energy such as laser light or strong light is referred to as polysilicon.

【0004】また、単結晶シリコン集積回路において
も、いわゆるSOI技術としてポリシリコンTFTが用
いられており、これは例えば高集積度SRAMにおい
て、負荷トランジスタとして使用される。但し、この場
合には、アモルファスシリコンTFTはほとんど使用さ
れない。
Also in a single crystal silicon integrated circuit, a polysilicon TFT is used as a so-called SOI technology, and this is used as a load transistor in, for example, a highly integrated SRAM. However, in this case, the amorphous silicon TFT is hardly used.

【0005】TFTを用いた絶縁基板上の半導体回路で
は、基板と配線との容量結合がないため、高速動作が可
能であり、超高速マイクロプロセッサーや超高速メモリ
ーを実現することが可能である。
A semiconductor circuit on an insulating substrate using TFTs can operate at high speed because there is no capacitive coupling between the substrate and wiring, and can realize an ultrahigh speed microprocessor or an ultrahigh speed memory.

【0006】一般にアモルファス状態の半導体の電界移
動度は小さく、したがって、高速動作が要求されるTF
Tには利用できない。また、アモルファスシリコンで
は、P型の電界移動度は著しく小さいので、Pチャネル
型のTFT(PMOSのTFT)を作製することができ
ず、したがって、Nチャネル型TFT(NMOSのTF
T)と組み合わせて、相補型のMOS回路(CMOS)
を形成することができない。
Generally, a semiconductor in an amorphous state has a small electric field mobility, and therefore, a TF which requires a high speed operation.
Not available for T. Further, in amorphous silicon, since the P-type electric field mobility is extremely small, a P-channel type TFT (PMOS TFT) cannot be manufactured. Therefore, an N-channel type TFT (NMOS TF) is not produced.
T) combined with complementary MOS circuit (CMOS)
Cannot be formed.

【0007】しかしながら、アモルファス半導体によっ
て形成したTFTはOFF電流が小さいという特徴を持
つ。そこで、マトリクス規模の小さい液晶ディスプレー
のアクティブマトリクスのトランジスタのように、それ
ほどの高速動作が要求されず、一方の導電型だけで十分
であり、かつ、電荷保持能力の高いTFTが必要とされ
る用途に利用されている。
However, a TFT formed of an amorphous semiconductor has a feature that the OFF current is small. Therefore, unlike a transistor of an active matrix of a liquid crystal display having a small matrix scale, such a high speed operation is not required, and only one conductivity type is sufficient and a TFT having a high charge retention capability is required. Is used for.

【0008】一方、多結晶半導体は、アモルファス半導
体よりも電界移動度が大きく、したがって、高速動作が
可能である。例えば、レーザーアニールによって再結晶
化させたシリコン膜を用いたTFTでは、電界移動度と
して300cm2 /Vsもの値が得られている。通常の
単結晶シリコン基板上に形成されたMOSトランジスタ
の電界移動度が500cm2 /Vs程度であることから
すると、極めて大きな値であり、単結晶シリコン上のM
OS回路が基板と配線間の寄生容量によって、動作速度
が制限されるのに対して、絶縁基板上であるのでそのよ
うな制約は何ら無く、著しい高速動作が期待されてい
る。
On the other hand, a polycrystalline semiconductor has a larger electric field mobility than an amorphous semiconductor, and therefore can operate at high speed. For example, in a TFT using a silicon film recrystallized by laser annealing, an electric field mobility as high as 300 cm 2 / Vs is obtained. Considering that the electric field mobility of a MOS transistor formed on a normal single crystal silicon substrate is about 500 cm 2 / Vs, it is an extremely large value, and M on the single crystal silicon is large.
While the operating speed of the OS circuit is limited by the parasitic capacitance between the substrate and the wiring, there is no such restriction because it is on the insulating substrate, and extremely high speed operation is expected.

【0009】また、ポリシリコンでは、NMOSのTF
Tだけでなく、PMOSのTFTも同様に得られるので
CMOS回路を形成することが可能で、例えば、アクテ
ィブマトリクス方式の液晶表示装置においては、アクテ
ィブマトリクス部分のみならず、周辺回路(ドライバー
等)をもCMOSの多結晶TFTで構成する、いわゆる
モノリシック構造を実現可能である。前述のSRAMに
使用されるTFTもこの点に注目したものであり、PM
OSをTFTで構成し、これを負荷トランジスタとして
いる。
Further, in polysilicon, the TF of NMOS is
Since not only T but also PMOS TFTs can be obtained in the same manner, it is possible to form a CMOS circuit. For example, in an active matrix type liquid crystal display device, not only the active matrix portion but also peripheral circuits (driver etc.) Also, it is possible to realize a so-called monolithic structure, which is configured by a polycrystalline TFT of CMOS. The TFT used in the SRAM described above also pays attention to this point.
The OS is composed of TFTs, which are used as load transistors.

【0010】また、通常のアモルファスTFTにおいて
は、単結晶IC技術で使用されるようなセルフアライン
プロセスによってソース/ドレイン領域を形成すること
は困難であり、ゲイト電極とソース/ドレイン領域の幾
何学的な重なりによる寄生容量が問題となるのに対し、
ポリシリコンTFTはセルフアラインプロセスが採用で
きるため、寄生容量が著しく抑えられるという特徴を持
つ。
Further, in a normal amorphous TFT, it is difficult to form the source / drain regions by the self-alignment process as used in the single crystal IC technique, and the gate electrode and the source / drain regions are geometrically shaped. While the parasitic capacitance due to overlap is a problem,
Since the polysilicon TFT can adopt the self-alignment process, it has a feature that the parasitic capacitance can be remarkably suppressed.

【0011】しかしながら、ポリシリコンTFTはゲイ
トに電圧が印加されていないとき(非選択時)のリーク
電流(OFF電流ともいう)がアモルファスシリコンT
FTに比べて大きく、液晶ディスプレー画素の電極にお
いて使用するには、このリーク電流を補うための補助容
量を設け、さらにTFTを2段直列にしてリーク電流を
減じるという手段が講じられていた。
However, in the polysilicon TFT, the leakage current (also referred to as OFF current) when no voltage is applied to the gate (when not selected) is amorphous silicon T.
In order to use it in an electrode of a liquid crystal display pixel, which is larger than FT, an auxiliary capacitance has been provided for compensating for this leak current, and further, two steps of TFTs are connected in series to reduce the leak current.

【0012】また他の方法として、アモルファスシリコ
ンTFTの高いOFF抵抗を利用し、なおかつ、同一基
板上にモノリシックに高い移動度を有するポリシリコン
TFTの周辺回路を形成する方法が知られている。これ
は、アモルファスシリコンを形成して、これに選択的に
レーザーを照射して、周辺回路のみを結晶化させること
によって実現される。
As another method, there is known a method of utilizing a high OFF resistance of an amorphous silicon TFT and forming a peripheral circuit of a polysilicon TFT having a high mobility monolithically on the same substrate. This is achieved by forming amorphous silicon and selectively irradiating it with a laser to crystallize only the peripheral circuits.

【0013】しかしながら、現在のところ、レーザー照
射プロセスの信頼性の問題(例えば、照射エネルギーの
面内均一性が悪い等)から歩留りが低く、また、アクテ
ィブマトリクス領域には移動度の低いアモルファスシリ
コンTFTを使用することになるので、より高度な利用
は困難である。レーザー照射プロセスについては、より
信頼性が高く、コストの低い熱アニールが望まれる。ま
た、製品の付加価値を高める意味から最低でもTFTの
移動度は5cm2 /Vsが望まれている。
However, at present, the yield is low due to the problem of the reliability of the laser irradiation process (for example, the in-plane uniformity of irradiation energy is poor), and the amorphous silicon TFT having a low mobility in the active matrix region. Since it will be used, more advanced utilization is difficult. For the laser irradiation process, more reliable and less costly thermal annealing is desired. In addition, the mobility of the TFT is desired to be at least 5 cm 2 / Vs in order to increase the added value of the product.

【0014】また、従来の液晶ディスプレー装置におい
ては、デコーダー/ドライバ回路を構成するTFTとマ
トリクス配置された画素電極に配置されるTFTとを同
一基板上に形成する構成は提案されているが、液晶ディ
スプレーはデコーダー/ドライバ回路と画素だけで動作
するものでなく、他にCPU回路やメモリー回路が必要
となる。これまでのところ、これらは、外部に設けら
れ、ワイヤボンディング等によってガラス基板上に形成
されたデコーダー/ドライバ回路と接続されるのである
が、このような構成は作製工程を増加させたり、信頼性
を低下させるという問題を生じる原因となる。
Further, in the conventional liquid crystal display device, there has been proposed a structure in which the TFTs forming the decoder / driver circuit and the TFTs arranged in the pixel electrodes arranged in a matrix are formed on the same substrate. The display does not operate only with the decoder / driver circuit and the pixels, but also requires a CPU circuit and a memory circuit. So far, these have been provided outside and connected to the decoder / driver circuit formed on the glass substrate by wire bonding or the like, but such a configuration increases the number of manufacturing steps and increases reliability. Cause a problem of lowering.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような困
難な課題に対して解答を与えんとするものであり、高移
動度が要求されるTFTと低リーク電流が要求されるT
FTという2種類のTFTを作り分け、さらに液晶ディ
スプレーに必要とされるCPU回路やメモリー回路をも
同一基板上に形成された構成を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to provide an answer to such a difficult problem, and requires a TFT having high mobility and a TFT having low leakage current.
It is an object of the present invention to provide a structure in which two types of TFTs, FT, are made separately, and a CPU circuit and a memory circuit required for a liquid crystal display are formed on the same substrate.

【0016】[0016]

【問題を解決する方法】本発明は、一対の基板間に液晶
を挟持した構成を有する液晶表示装置において、液晶表
示装置を構成する一方の基板上に画素電極を駆動するT
FT、デコーダやドライバー回路を構成するTFT、メ
モリーやCPUを構成するTFT等々を集積化して形成
したことを特徴とする。
According to the present invention, in a liquid crystal display device having a structure in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, a T driving a pixel electrode on one of the substrates forming the liquid crystal display device.
It is characterized in that an FT, a TFT which constitutes a decoder and a driver circuit, a TFT which constitutes a memory and a CPU, and the like are integrated and formed.

【0017】従来、高い移動度のTFTを作るためには
含まれる不純物濃度を極力低くすることがなされた。こ
れは単結晶状態とは異なって、ポリシリコンでは不純物
によって結晶粒界のエネルギー障壁が低くなるからであ
る。本発明人の研究によると、ポリシリコン中に含まれ
る酸素もしくは窒素もしくは炭素の濃度によって、TF
Tの特性が変動することが明らかになった。すなわち、
一般に酸素もしくは窒素もしくは炭素の濃度が大きくな
ると、移動度が低下することが観測される。しかし同時
にオフ電流も減少させることができる。同様な効果は、
アモルファスもしくは多結晶状態の半導体被膜に高速の
イオンを照射することによっても得られる。高速イオン
によるダメージによって、その後の熱アニール等による
結晶化工程においても、結晶性は完全には回復せず、そ
の結果、オフ電流の低い半導体被膜が得られる。照射す
べきイオンとしては酸素、炭素、窒素、シリコンが好ま
しく、また、これらのイオンの照射の際に、同時に水素
イオンも含まれていることが好ましい。
Conventionally, the concentration of impurities contained has been made as low as possible in order to make a TFT having high mobility. This is because unlike polysilicon in a single crystal state, impurities lower the energy barrier of crystal grain boundaries in polysilicon. According to the research conducted by the inventor of the present invention, depending on the concentration of oxygen or nitrogen or carbon contained in polysilicon, TF
It has become clear that the characteristics of T vary. That is,
It is generally observed that the mobility decreases as the concentration of oxygen, nitrogen or carbon increases. However, at the same time, the off current can be reduced. A similar effect is
It can also be obtained by irradiating a semiconductor film in an amorphous or polycrystalline state with high-speed ions. Due to damage by the fast ions, the crystallinity is not completely recovered even in the subsequent crystallization process such as thermal annealing, and as a result, a semiconductor film having a low off current can be obtained. Ions to be irradiated are preferably oxygen, carbon, nitrogen, and silicon, and it is preferable that hydrogen ions are simultaneously included in the irradiation of these ions.

【0018】本発明はこの現象を利用したものであっ
て、画素に配置されるTFTは、酸素や窒素や炭素を不
純物として活性層に添加したり、酸素、窒素、炭素、シ
リコン等を30keV以上の高速に加速して活性層に注
入することで、低リーク特性とし、ドライバー回路やメ
モリー回路、さらにはCPU回路を構成する周辺回路部
分は不純物濃度を少なくした高移動度TFTとするもの
である。
The present invention takes advantage of this phenomenon. In the TFT arranged in the pixel, oxygen, nitrogen, or carbon is added as an impurity to the active layer, or oxygen, nitrogen, carbon, silicon, or the like is added at 30 keV or more. By accelerating at high speed and injecting into the active layer, low leak characteristics are obtained, and the driver circuit, the memory circuit, and the peripheral circuit portion that constitutes the CPU circuit are high mobility TFTs with a low impurity concentration. .

【0019】上記のような構成を実現するには、高移動
度TFTの領域をマスクして、酸素、窒素、炭素、珪素
のうちの少なくとの一種類のイオンを加速して導入すれ
ばよい。この際には、これらのイオンに加えて水素イオ
ンも含まれていることが好ましい。また、マスクに関し
ては、通常のcMOS技術で用いられるような、フォト
レジストを基板に接着して、パターニングし、開口部に
選択的に導入する方法でもよいし、もっと簡単には、メ
タルマスクのごとき、基板と接着されないマスクを用い
ておこなってもよい。特に後者の方法は、工程が簡単
で、それほど制度の要求されない場合に適している。例
えば、アクティブマトリクス回路領域(イオン照射すべ
き領域)と、その周辺回路領域というように明らかに回
路が別れている場合に適している。そしてその後、熱ア
ニールによって、高移動度TFTと低リーク電流TFT
の双方の活性層の結晶化をおこなう。ここで、熱アニー
ルを用いるのは、均一性において優れているからであ
る。なお、熱アニールの工程は、ゲイト電極が形成され
た後でも、ソース/ドレインが形成された後でも構わな
い。熱アニールの温度は、基板やその他の材料によって
制約を受けるが、シリコンや石英を基板として使用した
場合には、最高1100℃の熱アニールまで可能であ
る。その他の基板材料、例えば、典型的な無アルカリガ
ラスであるコーニング社の7059ガラスの場合には、
650℃以下の温度でのアニールが望ましい。
In order to realize the above-mentioned structure, the region of the high mobility TFT may be masked and at least one kind of ions of oxygen, nitrogen, carbon and silicon may be accelerated and introduced. . At this time, it is preferable that hydrogen ions are contained in addition to these ions. As for the mask, a method of adhering a photoresist to a substrate, patterning it, and selectively introducing it into an opening, which is used in a normal cMOS technique, or a metal mask is more simple. Alternatively, a mask that is not adhered to the substrate may be used. In particular, the latter method is suitable when the process is simple and the system is not so demanding. For example, it is suitable when the circuits are clearly separated from each other, such as an active matrix circuit area (area to be irradiated with ions) and its peripheral circuit area. Then, after that, a high mobility TFT and a low leakage current TFT are formed by thermal annealing.
Both of the active layers are crystallized. The thermal annealing is used here because it is excellent in uniformity. The thermal annealing process may be performed after the gate electrode is formed or after the source / drain is formed. The temperature of the thermal anneal is limited by the substrate and other materials, but when silicon or quartz is used as the substrate, a thermal anneal of up to 1100 ° C. is possible. Other substrate materials, such as Corning 7059 glass, which is a typical alkali-free glass,
Annealing at a temperature of 650 ° C. or lower is desirable.

【0020】本発明の1つの例は、液晶等のアクティブ
マトリクス回路の表示部分において、PMOSのTFT
をスイッチングトランジスタとして用い、アクティブマ
トリクス領域のTFTの活性層中の酸素濃度を1018
-3以上、好ましくは5×1019cm-3以上とし、一
方、周辺回路に使用されるTFTの活性層中の酸素や窒
素の濃度はいずれも1×1019cm-3以下、好ましくは
1×1017cm-3以下とすることである。ここで、PM
OSを用いるのは、NMOSに比較してさらにリーク電
流(OFF電流)を小さくすることができるからであ
る。なおこれら注入される酸素等の不純物の濃度の上限
は、4×1021原子cm-3以下とすることが望ましい。
One example of the present invention is that, in the display portion of an active matrix circuit such as liquid crystal, a PMOS TFT is used.
Is used as a switching transistor, and the oxygen concentration in the active layer of the TFT in the active matrix region is 10 18 c.
m −3 or more, preferably 5 × 10 19 cm −3 or more, while the concentration of oxygen or nitrogen in the active layer of the TFT used in the peripheral circuit is 1 × 10 19 cm −3 or less, preferably It is to be 1 × 10 17 cm −3 or less. Where PM
The reason why the OS is used is that the leakage current (OFF current) can be made smaller than that of the NMOS. The upper limit of the concentration of the implanted impurities such as oxygen is preferably 4 × 10 21 atoms cm −3 or less.

【0021】また、画素のTFT回路においてはPMO
SとNMOSのTFTが直列に挿入されている場合も本
発明は含む。もちろん、2つのPMOSのTFTが並列
に挿入されていることも本発明の技術範囲である。
In the pixel TFT circuit, the PMO
The present invention also includes the case where the S and NMOS TFTs are inserted in series. Of course, it is also within the technical scope of the present invention that two PMOS TFTs are inserted in parallel.

【0022】また、液晶表示装置において、表示回路部
(アクティブマトリクス)とその駆動回路(周辺回路)
とを有する装置において、駆動回路をCMOS回路とす
ることは有用である。この場合、回路の全てがCMOS
である必要はないが、トランスミッションゲイトやイン
バータ回路はCMOS化されるのが望ましい。
In the liquid crystal display device, the display circuit section (active matrix) and its drive circuit (peripheral circuit)
In the device having and, it is useful that the drive circuit is a CMOS circuit. In this case, all circuits are CMOS
However, it is preferable that the transmission gate and the inverter circuit are formed in CMOS.

【0023】ドライバー部のCMOS回路に関しては、
高移動度を得るために活性層における酸素や窒素、炭素
等の不純物の濃度を1×1019cm-3以下、好ましくは
1×1017cm-3以下とすることが望まれる。その結
果、例えば、TFTのしきい値電圧は、NMOSでは
0.5〜2V、PMOSでは−0.5〜−3V、さらに
移動度は、NMOSでは30〜150cm2 /Vs、P
MOSでは20〜100cm2 /Vsとすることができ
る。
Regarding the CMOS circuit of the driver section,
In order to obtain high mobility, it is desired that the concentration of impurities such as oxygen, nitrogen and carbon in the active layer be 1 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 17 cm −3 or less. As a result, for example, the threshold voltage of the TFT is 0.5 to 2 V in the NMOS, -0.5 to -3 V in the PMOS, and the mobility is 30 to 150 cm 2 / Vs in the NMOS, P
For MOS, it can be set to 20 to 100 cm 2 / Vs.

【0024】一方、アクティブマトリクス部において
は、リーク電流が、ドレイン電圧1Vで1pA程度の小
さな素子を単独もしくは複数直列にして用いることによ
って、補助容量を小さくすることができ、さらには全く
不必要とすることができる。
On the other hand, in the active matrix portion, the auxiliary capacitance can be reduced by using a single element having a leak current of about 1 pA with a drain voltage of 1 V or a plurality of elements in series, and it is completely unnecessary. can do.

【0025】さらに本発明は、画素電極や周辺ドライバ
ー回路に形成されるTFTと同時に同一基板上にCPU
回路やメモリー回路をも同時に形成することを特徴とす
る。例えば、単結晶ICでは既に動作速度の限界に達し
ており、これ以上の高速動作をおこなわせるには、トラ
ンジスタの電流容量をより大きくすることが必要である
が、それは消費電流の一段の増加の原因になる。
Further, according to the present invention, the CPU formed on the same substrate at the same time as the TFT formed in the pixel electrode and the peripheral driver circuit.
The feature is that a circuit and a memory circuit are simultaneously formed. For example, in a single crystal IC, the operating speed has already reached its limit, and it is necessary to increase the current capacity of the transistor in order to achieve higher speed operation, but this is due to a further increase in current consumption. Cause.

【0026】単結晶ICが速度の限界に達したといわれ
るのは、一つには基板と配線の容量によって、大きな損
失が生じているからである。もし、基板に絶縁物を使用
すれば、消費電流をあげなくとも十分に高速な駆動が可
能である。このような理由からSOI(絶縁物上の半導
体)構造のICが提案されている。
It is said that the single crystal IC has reached the speed limit because, in part, a large loss occurs due to the capacitance of the substrate and wiring. If an insulator is used for the substrate, it can be driven at a sufficiently high speed without increasing the current consumption. For this reason, an IC having an SOI (semiconductor on insulator) structure has been proposed.

【0027】以上のようにTFTを集積回路に利用する
ことは有用である。従って、液晶表示装置の画素を構成
するマトリクス回路、マトリクス回路を駆動するドライ
バー回路やデコーダー回路のみならず、、さらにはCP
U回路やメモリー回路を同一基板上に形成することは、
液晶表示装置の小型化や集積化のために極めて有用であ
る。
As described above, it is useful to use the TFT in an integrated circuit. Therefore, not only the matrix circuit that constitutes the pixels of the liquid crystal display device, the driver circuit and the decoder circuit that drive the matrix circuit, but also the CP circuit
Forming U circuit and memory circuit on the same substrate
It is extremely useful for downsizing and integration of liquid crystal display devices.

【0028】本発明においては、TFTの活性層中に酸
素や窒素さらには炭素をドーピングすることによって、
リーク電流特性を制御することを特徴の一つとするが、
このドーピングによって移動度は低下する。従って、リ
ーク電流と移動度とはその目的に合致するように適時選
択する必要がある。
In the present invention, the active layer of the TFT is doped with oxygen, nitrogen or carbon,
One of the features is to control the leakage current characteristics,
This doping reduces the mobility. Therefore, it is necessary to select the leak current and the mobility in a timely manner so as to meet the purpose.

【0029】[0029]

【実施例】図1に示すように以下の実施例において説明
するTFTは全て同一基板14上に形成されることを前
提としている。この一つの基板上に形成される構成のブ
ロック図を図1に示す。図1において、11がアクティ
ブマトリックス部分の一つの画素に設けられたTFTで
あり、12が液晶、13がキャパシタである。図1に示
す構成においては、各画素に形成されるTFT11に加
えてさらに入力ポート、補正メモリー、メモリー、CP
U、XY分岐、Xデコーダー/ドライバー、Yデコーダ
ー/ドライバー、の回路を構成するTFTを全て同一基
板上に形成することを特徴とする。
EXAMPLES As shown in FIG. 1, it is premised that all TFTs described in the following examples are formed on the same substrate 14. FIG. 1 shows a block diagram of a structure formed on this one substrate. In FIG. 1, 11 is a TFT provided in one pixel of the active matrix portion, 12 is a liquid crystal, and 13 is a capacitor. In the configuration shown in FIG. 1, in addition to the TFT 11 formed in each pixel, an input port, correction memory, memory, CP
It is characterized in that the TFTs forming the circuits of U, XY branch, X decoder / driver, and Y decoder / driver are all formed on the same substrate.

【0030】図1に示す構成には、アクティブマトリク
ス回路を構成するNチャネル型TFT111以外に、ド
ライバー、デコーダー、CPU、メモリー、その他の高
周波低消費電力用のNTFT、大電力駆動のドライバー
用NTFT、および必要とされるPTFTが用いられて
いる。
In the configuration shown in FIG. 1, in addition to the N-channel type TFT 111 constituting the active matrix circuit, a driver, a decoder, a CPU, a memory, other high frequency and low power consumption NTFT, high power drive driver NTFT, And the required PTFTs are used.

【0031】これらのTFTのなかで、各画素電極に配
置されるTFT11は、活性層中に酸素を5×1019
-3以上含んでおり、低リーク電流特性を有する構成と
なっている。また、その他の周辺回路を構成するTFT
は、活性層中においては、酸素や窒素や炭素の濃度が1
×1019cm-3以下と低く、高移動度を有する構成とな
っている。
Of these TFTs, the TFT 11 arranged on each pixel electrode contains 5 × 10 19 c of oxygen in the active layer.
Since it contains m -3 or more, it has a structure having a low leakage current characteristic. In addition, TFTs that make up other peripheral circuits
Has a concentration of oxygen, nitrogen or carbon of 1 in the active layer.
It is as low as × 10 19 cm -3 or less and has a high mobility.

【0032】図1に示す回路以外に必要とされる電子回
路や集積回路をTFTを用いて構成することによって、
さらにより高度な回路、システムを構成することが可能
であることは容易に想像のつくことであろう。
By constructing electronic circuits and integrated circuits other than the circuit shown in FIG. 1 using TFTs,
It is easy to imagine that it is possible to construct more sophisticated circuits and systems.

【0033】図1において、入力ポートとは、外部から
入力された信号を読み取り、画像用信号に変換し、補正
メモリーは、アクティブマトリクスパネルの特性に合わ
せて入力信号等を補正するためのパネルに固有のメモリ
ーのことである。特に、この補正メモリーは、各画素固
有の情報を不揮発性メモリーとして有し、個別に補正す
るためのものである。すなわち、電気光学装置の画素に
点欠陥のある場合には、その点の周囲の画素にそれに合
わせて補正した信号を送り、点欠陥をカバーし、欠陥を
目立たなくする。または、画素が周囲の画素に比べて暗
い場合には、その画素により大きな信号を送って、周囲
の画素と同じ明るさとなるようにするものである。
In FIG. 1, an input port refers to a signal input from the outside and converts it into an image signal, and a correction memory is a panel for correcting the input signal and the like in accordance with the characteristics of the active matrix panel. It is a unique memory. In particular, this correction memory has information unique to each pixel as a non-volatile memory and is used for individual correction. That is, when a pixel of the electro-optical device has a point defect, a signal corrected accordingly is sent to the pixels around the point to cover the point defect and make the defect inconspicuous. Alternatively, when the pixel is darker than the surrounding pixels, a larger signal is sent to the pixel so that the pixel has the same brightness as the surrounding pixels.

【0034】CPUとメモリーは通常のコンピュータの
ものとその機能は同様で、特にメモリーは各画素に対応
した画像メモリーをRAMとして持っている。また、画
像情報に応じて、基板を裏面から照射するバックライト
を変化させることもできる。
The CPU and the memory have the same functions as those of an ordinary computer, and in particular, the memory has an image memory corresponding to each pixel as a RAM. Further, the backlight for irradiating the substrate from the back side can be changed according to the image information.

【0035】〔実施例1〕図2に本実施例の作製工程を
示す。本実施例は、液晶表示装置の周辺回路およびアク
ティブマトリクス領域に低温アニールによるポリシリコ
ンTFTを使用した例である。
[Embodiment 1] FIG. 2 shows a manufacturing process of this embodiment. This embodiment is an example in which a polysilicon TFT by low temperature annealing is used in the peripheral circuit and active matrix region of a liquid crystal display device.

【0036】まず、コーニング7059基板101上
に、スパッタ法によって下地酸化膜102を厚さ200
〜2000Å堆積する。さらに、その上にモノシランも
しくはジシランを原料とするプラズマCVD法もしくは
減圧CVD法によって、アモルファスシリコン膜を厚さ
500〜1500Å堆積する。このときには、アモルフ
ァスシリコン膜中の酸素および窒素の濃度は1×1019
cm-3以下、好ましくは1×1017cm-3以下とする。
この目的には減圧CVD法が適している。本実施例で
は、このアモルファスシリコン膜中の酸素濃度を1×1
17cm-3以下とした。このアモルファスシリコン膜の
上に再びスパッタ法によって保護の酸化珪素膜(厚さ1
00〜500Å)105を形成する。その後、周辺回路
領域104をフォトレジスト106等で覆い、アクティ
ブマトリクス領域103のみを露出させる。
First, a base oxide film 102 having a thickness of 200 is formed on a Corning 7059 substrate 101 by a sputtering method.
~ 2000Å Deposit. Further, an amorphous silicon film having a thickness of 500 to 1500 Å is deposited thereon by a plasma CVD method or a low pressure CVD method using monosilane or disilane as a raw material. At this time, the concentration of oxygen and nitrogen in the amorphous silicon film is 1 × 10 19
cm -3 or less, preferably 1 × 10 17 cm -3 or less.
The low pressure CVD method is suitable for this purpose. In this embodiment, the oxygen concentration in this amorphous silicon film is set to 1 × 1.
It was set to 0 17 cm -3 or less. On this amorphous silicon film, a protective silicon oxide film (thickness 1
00 to 500Å) 105 is formed. After that, the peripheral circuit region 104 is covered with a photoresist 106 or the like to expose only the active matrix region 103.

【0037】そして、イオンドーピング装置によって、
図2(A)に示すように酸素イオンを照射した。加速エ
ネルギーは保護層105の厚さに応じて、10〜100
keVとした。ドーズ量は、保護層105の厚さと加速
エネルギー、および下地のアモルファスシリコン膜10
3の厚さによって最適な値を決定すればよい。例えば、
アモルファスシリコン膜の厚さが1000Å、保護層が
250Å、加速エネルギーが50keVのときには、ド
ーズ量を5×1014cm-2とすることによって、アモル
ファスシリコン膜103のほぼ全域にわたって、酸素濃
度を5×1019cm-3とすることができる。なお、フォ
トレジストのマスクを用いる代わりに図2(A’)に示
すように、メタルマスク106’を用いてもよい。この
場合にはフォトリソグラフィー工程が不要である。フォ
トレジストは、イオン照射によって、炭化して、その除
去には手間がかかるが、メタルマスクを用いる場合には
そのような手間が不要である。ただし、メタルマスクを
用いる場合には、境界部での酸素イオン濃度が、フォト
レジストを用いる場合に比較するとなだらかに分布す
る。
Then, by the ion doping apparatus,
Irradiation with oxygen ions was performed as shown in FIG. The acceleration energy is 10 to 100 depending on the thickness of the protective layer 105.
It was set to keV. The dose is determined by the thickness and acceleration energy of the protective layer 105, and the underlying amorphous silicon film 10.
The optimum value may be determined according to the thickness of 3. For example,
When the thickness of the amorphous silicon film is 1000Å, the protective layer is 250Å, and the acceleration energy is 50 keV, the dose amount is set to 5 × 10 14 cm -2 , so that the oxygen concentration is 5 × over almost the entire area of the amorphous silicon film 103. It can be set to 10 19 cm -3 . Instead of using the photoresist mask, a metal mask 106 'may be used as shown in FIG. 2 (A'). In this case, the photolithography process is unnecessary. The photoresist is carbonized by ion irradiation and it takes a lot of time to remove it. However, when a metal mask is used, such an effort is unnecessary. However, when the metal mask is used, the oxygen ion concentration at the boundary is more gently distributed than when the photoresist is used.

【0038】次に、フォトレジスト106を除去した
後、600℃で24時間アニールすることによって、ア
モルファスシリコン膜の結晶化を行なった。その後、こ
れらのSi膜を島状にパターニングし、例えば、図2
(B)のように、周辺回路の島状領域107とアクティ
ブマトリクス領域の島状領域108を形成する。さら
に、これらの島状領域を覆って、スパッタ法によって酸
化珪素膜(厚さ500〜1500Å)を形成し、これを
ゲイト絶縁膜109とする。その後、厚さ2000Å〜
5μmのアルミニウム膜を電子ビーム蒸着法によって形
成して、これをパターニングし、各島状領域にゲイト電
極を形成する。
After removing the photoresist 106, the amorphous silicon film was crystallized by annealing at 600 ° C. for 24 hours. After that, these Si films are patterned into an island shape, for example, as shown in
As shown in (B), the island-shaped region 107 of the peripheral circuit and the island-shaped region 108 of the active matrix region are formed. Further, a silicon oxide film (thickness 500 to 1500 Å) is formed by a sputtering method so as to cover these island regions, and this is used as a gate insulating film 109. After that, the thickness is 2000Å ~
An aluminum film having a thickness of 5 μm is formed by an electron beam evaporation method, and this is patterned to form a gate electrode in each island region.

【0039】さらに、基板を電解溶液に浸してゲイト電
極に電流を通じ、その周囲に陽極酸化物の層を形成す
る。なお、この際には、特願平4−30220、同4−
38637および同4−54322に示される如く、周
辺回路領域のTFTの陽極酸化膜を薄くして移動度を向
上せしめ、また、アクティブマトリクス部のTFTの陽
極酸化膜を厚くしてゲイトリークを防止するという構成
を取ることが望ましい。本実施例では、いずれも陽極酸
化膜の厚さは1000〜2500Åとする。以上の工程
によって各TFTのゲイト電極110〜112の周囲に
酸化物層が作製される。
Further, the substrate is immersed in an electrolytic solution to pass an electric current through the gate electrode to form an anodic oxide layer around the gate electrode. In this case, Japanese Patent Application Nos. 4-30220 and 4-20
38637 and 4-54322, the anodic oxide film of the TFT in the peripheral circuit region is thinned to improve the mobility, and the anodic oxide film of the TFT in the active matrix portion is thickened to prevent the gate leak. It is desirable to take a configuration. In each of the examples, the thickness of the anodic oxide film is 1000 to 2500 Å. Through the above steps, an oxide layer is formed around the gate electrodes 110 to 112 of each TFT.

【0040】その後、イオンドーピング法によって、各
TFTの島状シリコン膜中に、ゲイト電極部(すなわち
ゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)をマスクとして自
己整合的に不純物を注入する。この際には、最初に全面
にフォスフィン(PH3 )をドーピングガスとして燐を
注入し、その後、図の島状領域107の右側のみをフォ
トレジストで覆って、ジボラン(B26 )をドーピン
グガスとして、島状領域107の左側とアクティブマト
リクス領域に硼素を注入する。ドーズ量は、燐は2〜8
×1015cm-2、硼素は4〜10×1015cm-2とし、
硼素のドーズ量が燐を上回るように設定する。
Thereafter, by ion doping, impurities are self-alignedly implanted into the island-shaped silicon film of each TFT by using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around it) as a mask. At this time, first, phosphorus is injected into the entire surface by using phosphine (PH 3 ) as a doping gas, and then only the right side of the island region 107 in the figure is covered with a photoresist to dope diborane (B 2 H 6 ). As a gas, boron is implanted into the left side of the island region 107 and the active matrix region. The dose is 2-8 for phosphorus
× 10 15 cm -2 , boron is 4 to 10 × 10 15 cm -2 ,
It is set so that the dose amount of boron exceeds that of phosphorus.

【0041】ドーピング工程によって、シリコン膜の結
晶性が破壊されるが、そのシート抵抗は1kΩ/□程度
とすることも可能である。しかし、この程度のシート抵
抗では大きすぎる場合には、さらに、600℃で2〜2
4時間アニールすることにより、シート抵抗を低下させ
ることが可能である。このアニール工程は、赤外光の照
射によるものでもよい。この工程はRTA(ラピッドサ
ーマルアニール)と呼ばれるもので、赤外光が選択的に
珪素膜や珪素膜中に添加された不純物に吸収されること
を利用したものである。このRTA工程は、赤外光がガ
ラス基板に吸収されにくいので、珪素膜に対して100
0度以上の高温でアニールを施した場合と同様な効果を
与えることができる。
Although the crystallinity of the silicon film is destroyed by the doping process, the sheet resistance thereof can be about 1 kΩ / □. However, if the sheet resistance of this level is too large, it is further increased to 2 to 2 at 600 ° C.
It is possible to reduce the sheet resistance by annealing for 4 hours. This annealing process may be performed by irradiation with infrared light. This step is called RTA (Rapid Thermal Annealing) and utilizes the fact that infrared light is selectively absorbed by the silicon film and impurities added to the silicon film. In this RTA process, since infrared light is not easily absorbed by the glass substrate, 100% is applied to the silicon film.
The same effect as when annealing is performed at a high temperature of 0 ° C. or higher can be provided.

【0042】以上の工程によって、N型の領域114、
およびP型の領域113、115が形成される。これら
の領域のシート抵抗は200〜800Ω/□である。ま
た、同時に活性層116〜118も形成されたが、この
うち、活性層116と117においては、窒素、酸素、
炭素の濃度は1×1017cm-3以下であり、一方、活性
層118は図2(A)の工程によって、酸素の濃度が5
×1019cm-3にまで高められている。その後、全面に
層間絶縁物119として、スパッタ法によって酸化珪素
膜を厚さ3000〜10000Å形成する。これは、プ
ラズマCVD法による酸化珪素膜であってもよい。特
に、TEOSを原料とするプラズマCVD法ではステッ
プカバレージの良好な酸化珪素膜が得られる。
Through the above steps, the N type region 114,
And P-type regions 113 and 115 are formed. The sheet resistance of these regions is 200 to 800 Ω / □. At the same time, the active layers 116 to 118 were also formed. Of these, in the active layers 116 and 117, nitrogen, oxygen,
The concentration of carbon is 1 × 10 17 cm −3 or less, while the active layer 118 has a concentration of oxygen of 5 by the process of FIG.
It is increased to × 10 19 cm -3 . After that, a silicon oxide film having a thickness of 3000 to 10000Å is formed as an interlayer insulator 119 on the entire surface by a sputtering method. This may be a silicon oxide film formed by the plasma CVD method. In particular, a plasma CVD method using TEOS as a raw material can provide a silicon oxide film having good step coverage.

【0043】その後、画素電極120として、スパッタ
法によってITO膜を形成し、これをパターニングす
る。そして、TFTのソース/ドレイン(不純物領域)
にコンタクトホールを形成し、クロム配線121〜12
4を形成する。図2(D)には左側のNTFTとPTF
TでCMOS回路が形成されていることが示されてい
る。配線121〜124は、シート抵抗をさげるためク
ロムあるいは窒化チタンを下地とするアルミニウムとの
多層配線であってもよい。最後に、水素中で350℃で
2時間アニールして、シリコン膜のダングリングボンド
を減らす。以上の工程によって周辺ドライバー回路とア
クティブマトリクス回路を一体化して形成できる。
After that, an ITO film is formed as the pixel electrode 120 by the sputtering method and is patterned. And source / drain of TFT (impurity region)
Contact holes are formed in the chrome wires 121 to 12
4 is formed. In FIG. 2D, the NTFT and PTF on the left side are shown.
It is shown that a CMOS circuit is formed by T. The wirings 121 to 124 may be multi-layered wiring with aluminum on which chrome or titanium nitride is used as a base to reduce the sheet resistance. Finally, it is annealed in hydrogen at 350 ° C. for 2 hours to reduce dangling bonds in the silicon film. Through the above steps, the peripheral driver circuit and the active matrix circuit can be integrally formed.

【0044】図2に示すのは、周辺回路ドライバー回路
と各画素電極に形成されるTFTから構成されるアクテ
ィブマトリクス回路とを一体化して形成する例である
が、同時にメモリー回路やCPU回路を形成することが
できる。
FIG. 2 shows an example in which a peripheral circuit driver circuit and an active matrix circuit composed of TFTs formed in each pixel electrode are integrally formed. At the same time, a memory circuit and a CPU circuit are formed. can do.

【0045】また以上においては、液晶表示装置の例を
挙げて説明を行なったが、同一基板上に固体撮像装置部
分と駆動回路とを形成したイメージセンサにも本発明は
利用することができる。この場合、必要とするメモリー
回路やCPU回路は同一基板上にTFTにより形成すれ
ばよい。
Although the liquid crystal display device has been described above as an example, the present invention can be applied to an image sensor having a solid-state image pickup device portion and a drive circuit formed on the same substrate. In this case, the necessary memory circuit and CPU circuit may be formed by TFTs on the same substrate.

【0046】[0046]

【発明の効果】液晶表示装置に必要とされるマトリクス
回路(多数の画素電極を構成する)、周辺ドライバー回
路やデコーダー回路、CPU回路、メモリー回路、を同
一基板上に形成することで、一体化された液晶表示装置
を得ることができる。特に、TFTの特性を活性層中の
酸素、窒素、炭素の不純物濃度で制御すること、あるい
は、酸素、窒素、炭素、珪素のドーズ量を制御すること
で、必要とする特性とすることができる。
The matrix circuit (constituting a large number of pixel electrodes) required for the liquid crystal display device, the peripheral driver circuit, the decoder circuit, the CPU circuit, and the memory circuit are formed on the same substrate, so that they are integrated. Liquid crystal display device can be obtained. In particular, by controlling the characteristics of the TFT by the impurity concentration of oxygen, nitrogen, and carbon in the active layer, or by controlling the dose amount of oxygen, nitrogen, carbon, and silicon, the required characteristics can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例の構成を示す。FIG. 1 shows the configuration of an embodiment.

【図2】 実施例の作製工程を示す。FIG. 2 shows a manufacturing process of an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・・・・TFT 12・・・・・・液晶 13・・・・・・キャパシタ 14・・・・・・ガラス基板 101・・・・・ガラス基板 102・・・・・下地酸化膜 103・・・・・マトリクス領域 104・・・・・周辺回路領域 105・・・・・酸化珪素膜 106・・・・・フォトレジスト 106’・・・・メタルマスク 107・・・・・周辺回路領域の島状領域 108・・・・・アクティブマトリクス領域の島状領域 109・・・・・ゲイト絶縁膜(酸化珪素膜) 110〜112・ゲイト電極部(ゲイト電極と酸化物
層) 113・・・・・P型領域 114・・・・・N型領域 115・・・・・P型領域 116〜118・チャネル形成領域 119・・・・・層間絶縁膜 120・・・・・画素電極(ITO) 121〜124・クロム配線
11 ... TFT 12 ... Liquid crystal 13 Capacitor 14 Glass substrate 101 Glass substrate 102 Underlying oxide film 103 ... Matrix region 104 ... Peripheral circuit region 105 ... Silicon oxide film 106 ... Photoresist 106 '... Metal mask 107 ... Peripheral circuit Island-shaped region 108 ... Island-shaped region of active matrix region 109 ... Gate insulating film (silicon oxide film) 110-112. Gate electrode portion (gate electrode and oxide layer) 113 .. ... P-type region 114 ... N-type region 115 ... P-type regions 116 to 118-Channel forming region 119 ... Inter-layer insulating film 120 ... Pixel electrode (ITO ) 121-124 black Wiring

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶表示装置の各画素に設けられる複数
の第1の薄膜トランジスタと、周辺回路を構成する複数
の第2の薄膜トランジスタとを同一基板上に有した半導
体集積回路であって、 前記第1の薄膜トランジスタの活性層には高速イオンの
照射によって、炭素、窒素、酸素、シリコンのうち少な
くとも1つの元素が5×1019〜4×1021原子cm-3
の密度で添加され、 前記第2の薄膜トランジスタの活性層には、高速イオン
の照射によって、炭素、窒素、酸素、シリコンが意図的
に添加されることのなかったことを特徴とする半導体集
積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having a plurality of first thin film transistors provided in each pixel of a liquid crystal display device and a plurality of second thin film transistors forming a peripheral circuit on the same substrate, wherein: The active layer of the thin film transistor of No. 1 contains 5 × 10 19 to 4 × 10 21 atom cm −3 of at least one element selected from carbon, nitrogen, oxygen, and silicon by irradiation with fast ions.
2. The semiconductor integrated circuit, characterized in that carbon, nitrogen, oxygen, and silicon were not intentionally added to the active layer of the second thin film transistor by the irradiation of fast ions.
【請求項2】 液晶表示装置の各画素に設けられる複数
の第1の薄膜トランジスタと、周辺回路を構成する複数
の第2の薄膜トランジスタとを同一基板上に有した半導
体集積回路であって、 前記第1の薄膜トランジスタの活性層中には炭素、窒
素、酸素のうち少なくとも1つの元素が5×1019〜4
×1021原子cm-3含まれており、 前記第2の薄膜トランジスタの活性層中における炭素、
窒素、酸素の濃度が1×1019cm-3以下であることを
特徴とする半導体集積回路。
2. A semiconductor integrated circuit having a plurality of first thin film transistors provided in each pixel of a liquid crystal display device and a plurality of second thin film transistors forming a peripheral circuit on the same substrate. In the active layer of the thin film transistor of No. 1, at least one element of carbon, nitrogen and oxygen is 5 × 10 19 to 4
× 10 21 atoms cm −3, carbon in the active layer of the second thin film transistor,
A semiconductor integrated circuit characterized in that the concentration of nitrogen and oxygen is 1 × 10 19 cm −3 or less.
【請求項3】 請求項2において、周辺回路は、ドライ
バー回路とデコーダー回路とメモリー回路とCPU回路
と入出力回路とからなることを特徴とする半導体集積回
路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the peripheral circuit includes a driver circuit, a decoder circuit, a memory circuit, a CPU circuit, and an input / output circuit.
【請求項4】 同一基板上にマトリクス回路と、 該マトリクス回路を駆動する駆動回路と、 該駆動回路に駆動信号を送る演算回路と、 前記演算回路が必要とする情報を蓄えたメモリ回路と、 を有し、 前記各回路は前記基板表面に形成された薄膜トランジス
タで構成されており、 前記マトリクス回路を構成する薄膜トランジスタの活性
層中には酸化、窒素、炭素のうち少なくとも1つ以上の
元素を5×1019〜4×1021原子cm-3含有している
ことを特徴とする半導体集積回路。
4. A matrix circuit on the same substrate, a drive circuit for driving the matrix circuit, an arithmetic circuit for sending a drive signal to the drive circuit, and a memory circuit for storing information required by the arithmetic circuit. Each of the circuits is formed of a thin film transistor formed on the surface of the substrate, and at least one element selected from the group consisting of oxide, nitrogen, and carbon is included in the active layer of the thin film transistor forming the matrix circuit. A semiconductor integrated circuit containing x10 19 to 4x10 21 atoms cm -3 .
【請求項5】 基板上にシリコン被膜を形成する第1の
工程と、 前記珪素被膜に選択的に、酸素、窒素、炭素、シリコン
の高速イオンを照射することによって、前記イオンの照
射された領域と、照射されなかった領域を形成する第2
の工程と、 前記第2の工程によって得られた高速イオンの照射され
た領域および照射されなった領域のいずれにも薄膜トラ
ンジスタを形成する第3の工程と、 を有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
5. A first step of forming a silicon film on a substrate, and selectively irradiating the silicon film with fast ions of oxygen, nitrogen, carbon, and silicon, thereby irradiating the ion-irradiated region. And a second that forms an unexposed area
And a third step of forming a thin film transistor in both a region irradiated with fast ions and a region not irradiated with the fast ions obtained by the second process. Of manufacturing.
【請求項6】 請求5において、第2の工程では、基板
に対して接着しないマスクを用いて高速イオンの選択的
な照射がおこなわれることを特徴とする半導体集積回路
の作製方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein in the second step, high-speed ions are selectively irradiated using a mask that does not adhere to the substrate.
【請求項7】 請求5において、第2の工程では、前記
元素に加えて、水素イオンも同時に照射されることを特
徴とする半導体集積回路の作製方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein in the second step, hydrogen ions are simultaneously irradiated in addition to the elements.
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