JP2000243975A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
- Publication number
- JP2000243975A JP2000243975A JP11368296A JP36829699A JP2000243975A JP 2000243975 A JP2000243975 A JP 2000243975A JP 11368296 A JP11368296 A JP 11368296A JP 36829699 A JP36829699 A JP 36829699A JP 2000243975 A JP2000243975 A JP 2000243975A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- region
- island
- conductivity type
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
- H10D86/40—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
- H10D86/01—Manufacture or treatment
- H10D86/021—Manufacture or treatment of multiple TFTs
- H10D86/0221—Manufacture or treatment of multiple TFTs comprising manufacture, treatment or patterning of TFT semiconductor bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
- H10D86/40—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
- H10D86/60—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs wherein the TFTs are in active matrices
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アクティブマトリクス型液晶表示装置に代表
される大面積集積回路において、結晶質TFTの信頼性
を向上させることを課題とする。
【解決手段】 LDD構造を有するTFTにおいて、そ
のLDD領域がゲート電極とオーバーラップする領域
と、オーバーラップしない領域とが一つのTFTに設け
られた構造とした。このような構造を形成するためにn
チャネル型TFTはノンセルフアラインで、一方pチャ
ネル型TFTはセルフアラインで形成する工程とした。(57) [PROBLEMS] To improve the reliability of a crystalline TFT in a large-area integrated circuit represented by an active matrix liquid crystal display device. SOLUTION: In a TFT having an LDD structure, a structure in which a region where the LDD region overlaps with the gate electrode and a region where the LDD region does not overlap is provided in one TFT. In order to form such a structure, n
The channel type TFT is formed in a non-self-aligned manner, while the p-channel type TFT is formed in a self-aligned manner.
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。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a circuit composed of thin film transistors on a substrate having an insulating surface, and a method for manufacturing the same. For example, the present invention relates to a configuration of an electro-optical device typified by a liquid crystal display device and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device.
【0002】尚、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
子機器をその範疇に含んでいる。[0002] In this specification, a semiconductor device is
Refers to all devices that function by utilizing semiconductor characteristics.
The above-described electro-optical device and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device are included in the category.
【0003】[0003]
【従来の技術】薄膜トランジスタ(以下、TFTと記
す)から成る大面積集積回路を有する半導体装置の開発
が進んでいる。アクティブマトリクス型液晶表示装置や
密着型イメージセンサはその代表例である。2. Description of the Related Art Development of a semiconductor device having a large-area integrated circuit composed of a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) is in progress. Active matrix liquid crystal display devices and contact image sensors are typical examples.
【0004】TFTはその構造や作製方法によって分類
することができる。特に、結晶構造を有する半導体膜を
活性層にしたTFT(結晶質TFT)は電界効果移動度
が高いことから、いろいろな機能回路を形成することが
可能であった。[0004] TFTs can be classified according to their structure and manufacturing method. In particular, a TFT in which a semiconductor film having a crystalline structure is used as an active layer (crystalline TFT) has high field-effect mobility, so that various functional circuits can be formed.
【0005】尚、本願明細書において、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
結晶半導体を含むものであり、さらに、特開平7−13
0652号公報、特開平8−78329号公報、特開平
10−135468号公報、または特開平10−135
469号公報で開示された半導体を含んでいる。[0005] In the present specification, the semiconductor film having a crystal structure includes a single crystal semiconductor, a polycrystalline semiconductor, and a microcrystalline semiconductor.
0652, JP-A-8-78329, JP-A-10-135468, or JP-A-10-135
No. 469, including the semiconductor disclosed therein.
【0006】アクティブマトリクス型液晶表示装置に
は、機能ブロックごとにnチャネル型TFTで構成され
る画素マトリクス回路(画素部ともいう)や、CMOS
回路を基本としたシフトレジスタ回路、レベルシフタ回
路、バッファ回路、サンプリング回路などの集積回路が
一枚の基板上に形成された。In an active matrix type liquid crystal display device, a pixel matrix circuit (also referred to as a pixel portion) composed of n-channel TFTs for each functional block, a CMOS
Integrated circuits such as a circuit-based shift register circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, and a sampling circuit were formed over one substrate.
【0007】また、密着型イメージセンサでは、サンプ
ルホールド回路、シフトレジスタ回路、マルチプレクサ
回路などの集積回路がTFTを用いて形成されていた。In the contact type image sensor, integrated circuits such as a sample hold circuit, a shift register circuit, and a multiplexer circuit have been formed using TFTs.
【0008】これらの回路はそれぞれにおいて動作条件
が必ずしも同一でないので、当然TFTに要求される特
性も少なからず異なっていた。Since the operating conditions of these circuits are not always the same, the characteristics required of the TFT naturally differed to some extent.
【0009】例えば、画素部はnチャネル型TFTから
成るスイッチ素子と補助の信号蓄積容量を設けた構成で
あり、液晶に電圧を印加して駆動させるものである。こ
こで、液晶は交流で駆動させる必要があり、フレーム反
転駆動と呼ばれる方式が採用されている。従って、要求
されるTFTの特性は、漏れ電流を十分低減させておく
必要があった。For example, the pixel portion has a configuration in which a switch element composed of an n-channel TFT and an auxiliary signal storage capacitor are provided, and the pixel portion is driven by applying a voltage to the liquid crystal. Here, the liquid crystal needs to be driven by alternating current, and a method called frame inversion driving is adopted. Therefore, the required TFT characteristics required that the leakage current be sufficiently reduced.
【0010】また、バッファ回路は高い駆動電圧が印加
されるため、耐圧を高めておく必要があった。また電流
駆動能力を高めるために、オン電流を十分確保する必要
があった。Further, since a high drive voltage is applied to the buffer circuit, it is necessary to increase the breakdown voltage. Further, in order to enhance the current driving capability, it is necessary to secure a sufficient ON current.
【0011】しかし、結晶質TFTのオフ電流は高くな
りやすいといった問題点があった。そして、結晶質TF
T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
にはオン電流の低下といった劣化現象が観測されること
があった。この原因はホットキャリア効果であり、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と考えられていた。However, there is a problem that the off-current of the crystalline TFT tends to be high. And crystalline TF
It is said that T still falls short of MOS transistors (transistors manufactured on a single crystal semiconductor substrate) used for LSIs and the like in terms of reliability. For example, crystalline TFT
In some cases, a deterioration phenomenon such as a decrease in on-current was observed. The cause is the hot carrier effect, and it has been considered that hot carriers generated by a high electric field near the drain cause a deterioration phenomenon.
【0012】TFTの構造には、低濃度ドレイン(LD
D:Lightly Doped Drain)構造が知られている。この
構造はチャネル領域と、高濃度に不純物が添加されるソ
ース領域またはドレイン領域との間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はLDD
領域と呼ばれている。The structure of the TFT includes a low concentration drain (LD)
D: Lightly Doped Drain) structure is known. In this structure, a low-concentration impurity region is provided between a channel region and a source or drain region to which an impurity is added at a high concentration.
It is called an area.
【0013】LDD構造はさらにゲート電極との位置関
係により、ゲート電極とオーバーラップするGOLD
(Gate-drain Overlapped LDD)構造や、ゲート電極
とオーバーラップしないLDD構造などがある。GOL
D構造は、ドレイン近傍の高電界を緩和してホットキャ
リア効果を防ぎ、信頼性を向上させることができた。例
えば、「Mutsuko Hatano,Hajime Akimoto and Takesh
i 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。The LDD structure further has a GOLD that overlaps with the gate electrode depending on the positional relationship with the gate electrode.
(Gate-drain Overlapped LDD) structure and LDD structure that does not overlap with the gate electrode. GOL
In the D structure, the high electric field near the drain was relaxed to prevent the hot carrier effect, and the reliability was improved. For example, "Mutsuko Hatano, Hajime Akimoto and Takesh
i Sakai, IEDM97 TECHNICAL DIGEST, p523-526, 1997 ”, GOLD with sidewalls made of silicon
Although it has a structure, it has been confirmed that extremely excellent reliability can be obtained as compared with TFTs having other structures.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GOL
D構造では通常のLDD構造に比べてオフ電流が大きく
なってしまう問題があり、大面積集積回路においてすべ
てのTFTをその構造で形成することは必ずしも好まし
くなかった。例えば、画素部を構成するnチャネル型T
FT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構造の結
晶質TFTをそのまま適用することは好ましくなかっ
た。SUMMARY OF THE INVENTION However, GOL
The D structure has a problem that the off-state current becomes larger than that of the normal LDD structure, and it is not always preferable to form all the TFTs with the structure in a large-area integrated circuit. For example, an n-channel type T forming a pixel portion
In the FT, when the off-state current is increased, power consumption is increased or abnormalities are displayed in an image display. Therefore, it is not preferable to use the crystalline TFT having the GOLD structure as it is.
【0015】また、LDD構造は直列抵抗の増加によ
り、オン電流が低下してしまうことが問題であった。オ
ン電流はTFTのチャネル幅などにより自由に設計でき
るものではあるが、例えば、バッファ回路を構成するT
FTにオフセットTFTを設ける必要は必ずしもなかっ
た。Also, the LDD structure has a problem that the on-current decreases due to an increase in series resistance. The ON current can be freely designed depending on the channel width of the TFT.
It was not always necessary to provide an offset TFT on the FT.
【0016】本発明は、アクティブマトリクス型液晶表
示装置やイメージセンサに代表される大面積集積回路を
有する半導体装置において、機能回路ごとに最適な構造
のTFTを提供することを課題とする。また、そのよう
なTFTを同一基板上に同一工程で形成する方法を提供
することを課題としている。An object of the present invention is to provide a TFT having a structure optimal for each functional circuit in a semiconductor device having a large area integrated circuit represented by an active matrix type liquid crystal display device or an image sensor. Another object is to provide a method for forming such a TFT on the same substrate in the same step.
【0017】本発明はこのような課題を解決するための
技術であり、MOSトランジスタと同等かそれ以上の信
頼性が得られる結晶質TFTを実現することを目的とし
ている。そして、そのような結晶質TFTでさまざまな
機能回路を形成した大面積集積回路を有する半導体装置
の信頼性を高めることを目的としている。The present invention is a technique for solving such a problem, and an object of the present invention is to realize a crystalline TFT having a reliability equal to or higher than that of a MOS transistor. It is another object of the present invention to improve the reliability of a semiconductor device having a large-area integrated circuit in which various functional circuits are formed using such a crystalline TFT.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、LDD構造を有するTFTにおいて、その
LDD領域がゲート電極とオーバーラップする領域と、
オーバーラップしない領域とが一つのTFTに設ける構
造とした。According to the present invention, there is provided a TFT having an LDD structure, wherein the LDD region overlaps with a gate electrode.
A non-overlapping region is provided in one TFT.
【0019】また、本発明はアクティブマトリクス型液
晶表示装置やイメージセンサに代表される大面積集積回
路を有する半導体装置において、それぞれの機能回路ご
とに最適な構造のTFTを実現するために、LDD領域
がゲート電極とオーバーラップする領域と、オーバーラ
ップしない領域との比をそれぞれのTFTで異ならせる
ことを可能としている。Further, the present invention relates to a semiconductor device having a large area integrated circuit typified by an active matrix type liquid crystal display device and an image sensor. Makes it possible to make the ratio of a region overlapping with the gate electrode to a region not overlapping different for each TFT.
【0020】このような構成とするために、nチャネル
型TFTは非自己整合的(ノンセルフアライン)に、一
方pチャネル型TFTは自己整合的(セルフアライン)
に形成する工程とした。To achieve such a configuration, the n-channel TFT is non-self-aligned (non-self-aligned), while the p-channel TFT is self-aligned (self-aligned).
In the process.
【0021】従って本発明の構成は、絶縁表面を有する
基板上に、半導体層とゲート絶縁膜とゲート電極と、そ
のゲート電極に接続したゲート配線とを有する半導体装
置において、ゲート電極と、ゲート配線は第1の導電層
から成り、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
記一導電型の第1の不純物領域とに挟まれ、かつ、前記
チャネル形成領域に接する一導電型の第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、前記ゲート絶縁膜を介して、前記ゲート電極と重な
っている構造を有している。Therefore, the present invention provides a semiconductor device having a semiconductor layer, a gate insulating film, a gate electrode, and a gate wiring connected to the gate electrode on a substrate having an insulating surface. Comprises a first conductive layer, the semiconductor layer is sandwiched between the channel forming region, one conductivity type first impurity region, the channel forming region and the one conductivity type first impurity region, And a second impurity region of one conductivity type in contact with the channel formation region, and a part of the second impurity region of one conductivity type is connected to the gate electrode via the gate insulating film. It has an overlapping structure.
【0022】本発明に適用される、前記第1の導電層
は、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主成分とする化合物
を使用するものである。また、第2の導電層は、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
に代表される低抵抗導電性材料である。The first conductive layer applied to the present invention is formed of one or more elements selected from titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo), or A compound containing the above-described element as a main component is used. The second conductive layer is a low-resistance conductive material typified by one or more elements selected from aluminum (Al) and copper (Cu), or a compound containing the element as a main component. .
【0023】そして、本発明は、nチャネル型薄膜トラ
ンジスタで形成された画素部と、nチャネル型薄膜トラ
ンジスタと、pチャネル型薄膜トランジスタと、で形成
されたCMOS回路を有する半導体装置に適用すること
ができる。The present invention can be applied to a semiconductor device having a CMOS circuit formed of a pixel portion formed of an n-channel thin film transistor, an n-channel thin film transistor, and a p-channel thin film transistor.
【0024】しかし、前記CMOS回路において、pチ
ャネル型TFTには、本発明構成を必ずしも適用する必
要はない。However, in the above-mentioned CMOS circuit, it is not always necessary to apply the configuration of the present invention to a p-channel TFT.
【0025】本発明の他の構成は、一つの画素に、nチ
ャネル型薄膜トランジスタとpチャネル型薄膜トランジ
スタとを有する半導体装置において、前記nチャネル型
薄膜トランジスタとpチャネル型薄膜トランジスタのゲ
ート電極と、該ゲート電極に接続するゲート配線とは、
ゲート絶縁膜に接した第1の導電層から成り、前記nチ
ャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、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
形成領域と前記一導電型の第1の不純物領域とに挟ま
れ、かつ、前記チャネル形成領域に接する一導電型の第
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、前記ゲート電極と重なっていて、前記p
チャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、チャネル形
成領域と、一導電型とは反対の導電型の第3の不純物領
域とを有し、前記第3の不純物領域は、前記ゲート電極
の外側に設けられていることを特徴としている。According to another structure of the present invention, in a semiconductor device having an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor in one pixel, a gate electrode of the n-channel thin film transistor and the p-channel thin film transistor; The gate wiring connected to
A semiconductor layer of the n-channel thin film transistor, the first conductive layer being in contact with a gate insulating film, wherein the semiconductor layer of the n-channel thin film transistor includes a channel formation region, a first impurity region of one conductivity type, A second impurity region of one conductivity type sandwiched between the first impurity regions and in contact with the channel formation region; and a part of the second impurity region of one conductivity type is Overlap with the above p
The semiconductor layer of the channel thin film transistor has a channel formation region and a third impurity region having a conductivity type opposite to the one conductivity type, and the third impurity region is provided outside the gate electrode. It is characterized by having.
【0026】或いは、一つの画素に、nチャネル型薄膜
トランジスタとpチャネル型薄膜トランジスタとを有す
る半導体装置において、前記nチャネル型薄膜トランジ
スタとpチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極と、
該ゲート電極に接続するゲート配線とは、ゲート絶縁膜
に接した第1の導電層から成り、前記nチャネル型薄膜
トランジスタの半導体層は、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
記一導電型の第1の不純物領域とに挟まれ、かつ、前記
チャネル形成領域に接する一導電型の第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、
前記ゲート電極と重なっていて、前記pチャネル型薄膜
トランジスタの半導体層は、チャネル形成領域と、一導
電型とは反対の導電型の第3の不純物領域とを有し、前
記第3の不純物領域の一部は、前記ゲート電極と重なっ
ていることを特徴としている。Alternatively, in a semiconductor device having an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor in one pixel, a gate electrode of the n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor;
The gate wiring connected to the gate electrode includes a first conductive layer in contact with a gate insulating film, and the semiconductor layer of the n-channel thin film transistor includes a channel formation region, a first conductivity type first impurity region, A second impurity region of one conductivity type sandwiched between the channel formation region and the first impurity region of one conductivity type and in contact with the channel formation region. Part of the impurity region of
The semiconductor layer of the p-channel thin film transistor overlaps with the gate electrode and includes a channel formation region and a third impurity region having a conductivity type opposite to one conductivity type. A part is characterized by overlapping with the gate electrode.
【0027】また、本発明の構成は、絶縁表面を有する
基板上に、半導体層を形成する工程と前記半導体層の一
部を除去して少なくとも第1の島状半導体層と、第2の
島状半導体層とを形成する工程と、前記第1の島状半導
体層と第2の島状半導体層とに接してゲート絶縁膜を形
成する工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の島状
半導体層の選択された領域に添加して第2の不純物領域
を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜に接して第1の導
電層を形成する工程と、前記第1の導電層から前記第2
の島状半導体層に重なる第2のゲート電極を形成する工
程と、一導電型とは反対の導電型の不純物元素を前記第
2の島状半導体層の選択された領域に添加して第3の不
純物領域を形成する工程と、前記第1の導電層から前記
第1の島状半導体層に重なる第1のゲート電極を形成す
る工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導
体層の選択された領域に添加して第1の不純物領域を形
成する工程とを有している。Further, according to the structure of the present invention, a step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface and removing at least a part of the semiconductor layer to form at least a first island-like semiconductor layer and a second island Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and forming one impurity element of the first conductivity type into the first island-shaped semiconductor layer. Forming a second impurity region by adding it to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film; Second
Forming a second gate electrode overlapping the island-shaped semiconductor layer; and adding an impurity element having a conductivity type opposite to the one conductivity type to a selected region of the second island-shaped semiconductor layer. Forming a first gate electrode overlying the first island-shaped semiconductor layer from the first conductive layer; and forming the first conductivity-type impurity element in the first island-shaped Forming a first impurity region by adding to a selected region of the semiconductor layer.
【0028】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層
の一部を除去して少なくとも第1の島状半導体層と、第
2の島状半導体層とを形成する工程と、前記第1の島状
半導体層と第2の島状半導体層とに接してゲート絶縁膜
を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の
島状半導体層の選択された領域に添加して第2の不純物
領域を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜に接して第1
の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層から前記
第1の島状半導体層に重なる第1のゲート電極と前記第
2の島状半導体層に重なる第2のゲート電極とを形成す
る工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導
体層の選択された領域に添加して第1の不純物領域を形
成する工程と、一導電型とは反対の導電型の不純物元素
を前記第2の島状半導体層の選択された領域に添加して
第3の不純物領域を形成する工程とを有している。In another aspect of the present invention, a semiconductor layer is formed on a substrate having an insulating surface, and at least a first island-like semiconductor layer is formed by removing a part of the semiconductor layer; Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and removing one conductivity type impurity element from the first island-shaped semiconductor layer. Forming a second impurity region by adding it to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; and forming a first impurity region in contact with the gate insulating film.
Forming a conductive layer, and forming a first gate electrode overlapping the first island-shaped semiconductor layer and a second gate electrode overlapping the second island-shaped semiconductor layer from the first conductive layer Forming a first impurity region by adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer; and forming an impurity of a conductivity type opposite to the one conductivity type. Forming a third impurity region by adding an element to a selected region of the second island-shaped semiconductor layer.
【0029】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層
の一部を除去して少なくとも第1の島状半導体層と、第
2の島状半導体層とを形成する工程と、前記第1の島状
半導体層と第2の島状半導体層とに接してゲート絶縁膜
を形成する工程と、一導電型とは反対の導電型の不純物
元素を前記第2の島状半導体層の選択された領域に添加
して第3の不純物領域を形成する工程と、一導電型の不
純物元素を前記第1の島状半導体層の選択された領域に
添加して第2の不純物領域を形成する工程と、前記ゲー
ト絶縁膜に接して第1の導電層を形成する工程と、前記
第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重なる第1
のゲート電極と前記第2の島状半導体層に重なる第2の
ゲート電極とを形成する工程と、一導電型の不純物元素
を前記第1の島状半導体層の選択された領域に添加して
第1の不純物領域を形成する工程とを有している。In another aspect of the present invention, a semiconductor layer is formed on a substrate having an insulating surface, and at least a first island-like semiconductor layer is formed by removing a portion of the semiconductor layer; Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and forming a conductive type opposite to the one conductive type. Forming a third impurity region by adding a second impurity element to a selected region of the second island-shaped semiconductor layer; and selecting an impurity element of one conductivity type in the first island-shaped semiconductor layer. Forming a second impurity region by adding to the region, forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film, and forming the first island-like semiconductor layer from the first conductive layer. The first that overlaps
Forming a first gate electrode and a second gate electrode overlapping the second island-shaped semiconductor layer, and adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region.
【0030】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層
の一部を除去して少なくとも第1の島状半導体層と、第
2の島状半導体層とを形成する工程と、前記第1の島状
半導体層と第2の島状半導体層とに接してゲート絶縁膜
を形成する工程と、一導電型とは反対の導電型の不純物
元素を前記第2の島状半導体層の選択された領域に添加
して第3の不純物領域を形成する工程と、一導電型の不
純物元素を前記第1の島状半導体層の選択された領域に
添加して第1の不純物領域を形成する工程と、一導電型
の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択された領
域に添加して第2の不純物領域を形成する工程と、前記
ゲート絶縁膜に接して、第1の導電層を形成する工程
と、前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重
なる第1のゲート電極と前記第2の島状半導体層に重な
る第2のゲート電極とを形成する工程と、を有してい
る。Another aspect of the present invention is a process for forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, removing at least a portion of the semiconductor layer to form at least a first island-like semiconductor layer, Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and forming a conductive type opposite to the one conductive type. Forming a third impurity region by adding a second impurity element to a selected region of the second island-shaped semiconductor layer; and selecting an impurity element of one conductivity type in the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region by adding the impurity region to the selected region, and forming a second impurity region by adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film; It has a step of forming a second gate electrode overlaps the first above the gate electrode of the second island-shaped semiconductor layer overlapping the first semiconductor island from.
【0031】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層
の一部を除去して少なくとも第1の島状半導体層と、第
2の島状半導体層とを形成する工程と、前記第1の島状
半導体層と第2の島状半導体層とに接してゲート絶縁膜
を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の
島状半導体層の選択された領域に添加して第1の不純物
領域を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記第
1の島状半導体層の選択された領域に添加して第2の不
純物領域を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜に接して
第1の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層から
前記第2の島状半導体層に重なる第2のゲート電極を形
成する工程と、一導電型とは反対の導電型の不純物元素
を前記第2の島状半導体層の選択された領域に添加して
第3の不純物領域を形成する工程と、前記第1の導電層
から、前記第1の島状半導体層に重なる第1のゲート電
極を形成する工程とを有している。In another aspect of the present invention, a semiconductor layer is formed on a substrate having an insulating surface, and at least a first island-like semiconductor layer is formed by removing a part of the semiconductor layer; Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and removing one conductivity type impurity element from the first island-shaped semiconductor layer. Adding a selected region of the first island-shaped semiconductor layer to form a first impurity region, and adding an impurity element of one conductivity type to the selected region of the first island-shaped semiconductor layer A step of forming a second impurity region; a step of forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film; and a second gate overlapping the first conductive layer with the second island-shaped semiconductor layer Forming an electrode, and adding an impurity element having a conductivity type opposite to the one conductivity type to the second island shape. Forming a third impurity region by adding to a selected region of the conductor layer; and forming a first gate electrode overlapping the first island-shaped semiconductor layer from the first conductive layer. have.
【0032】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層
の一部を除去して少なくとも第1の島状半導体層と、第
2の島状半導体層とを形成する工程と、前記第1の島状
半導体層と第2の島状半導体層とに接してゲート絶縁膜
を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記第1の
島状半導体層の選択された領域に添加して第1の不純物
領域を形成する工程と、一導電型とは反対の導電型の不
純物元素を前記第2の島状半導体層の選択された領域に
添加して第3の不純物領域を形成する工程と、一導電型
の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択された領
域に添加して第2の不純物領域を形成する工程と、前記
ゲート絶縁膜に接して、第1の導電層を形成する工程
と、前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重
なる第1のゲート電極と、前記第2の島状半導体層に重
なる第2のゲート電極とを形成する工程と、を有してい
る。Another aspect of the present invention is a process for forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, removing at least a portion of the semiconductor layer to form at least a first island-like semiconductor layer, Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and removing one conductivity type impurity element from the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region by adding to a selected region of the one island-shaped semiconductor layer; and selecting an impurity element of a conductivity type opposite to the one conductivity type in the second island-shaped semiconductor layer. Forming a third impurity region by adding the impurity region to the selected region, and forming a second impurity region by adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film; It has a first gate electrode overlapping the first semiconductor island, and forming a second gate electrode overlapping the second semiconductor island from.
【0033】上記発明の構成において、前記第1の導電
層は、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主成分とする化合
物で形成されることが望ましい。In the above structure of the present invention, the first conductive layer is formed of one or more elements selected from titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo), or the first conductive layer. It is desirable to be formed of a compound containing an element as a main component.
【0034】[0034]
【発明の実施の形態】[実施形態1]本発明の実施形態
を図1と図2により説明する。ここでは、nチャネル型
TFTとpチャネル型TFTを同一基板上に作製し、C
MOS回路の基本構成であるインバータ回路を形成する
実施形態について説明する。[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, an n-channel TFT and a p-channel TFT are formed on the same substrate,
An embodiment for forming an inverter circuit which is a basic configuration of a MOS circuit will be described.
【0035】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、酸化シリコン膜や窒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に代表される金
属基板を用いても良い。勿論、石英基板をもちいること
も可能である。As the substrate 101, a glass substrate, a plastic substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. Alternatively, a silicon substrate having a surface on which an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed, or a metal substrate represented by stainless steel may be used. Of course, it is also possible to use a quartz substrate.
【0036】そして、基板101のTFTが形成される
主表面には、窒化シリコン膜から成る下地膜102と、
酸化シリコン膜から成る下地膜103が形成される。こ
れらの下地膜はプラズマCVD法やスパッタ法で形成さ
れるものであり、基板101からTFTに有害な不純物
が半導体層へ拡散することを防ぐために設けてある。そ
のために、窒化シリコン膜からなる下地膜102を20
〜100nm、代表的には50nmの厚さに形成し、さ
らに酸化シリコン膜からなる下地膜103を50〜50
0nm、代表的には150〜200nmの厚さに形成す
れば良い。On the main surface of the substrate 101 where the TFT is formed, a base film 102 made of a silicon nitride film,
A base film 103 made of a silicon oxide film is formed. These base films are formed by a plasma CVD method or a sputtering method, and are provided to prevent impurities harmful to the TFT from the substrate 101 from diffusing into the semiconductor layer. Therefore, the base film 102 made of a silicon nitride film is
To a thickness of 100 nm, typically 50 nm, and a base film 103 made of a silicon oxide film.
The thickness may be 0 nm, typically 150 to 200 nm.
【0037】勿論、下地膜を窒化シリコン膜からなる下
地膜102または、酸化シリコン膜ならなる下地膜10
3のどちらか一方のみで形成しても良いが、TFTの信
頼性を考慮すると2層構造とすることが最も望ましかっ
た。Of course, the base film 102 made of a silicon nitride film or the base film 10 made of a silicon oxide film
3, but it is most desirable to adopt a two-layer structure in consideration of the reliability of the TFT.
【0038】下地膜103に接して形成される半導体層
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を、レーザーアニー
ル法や熱処理による固相成長法で結晶化された、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(Si)、ゲル
マニウム(Ge)、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。The semiconductor layer formed in contact with the base film 103 is formed by solid-phase growth of an amorphous semiconductor formed by a film forming method such as a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method by a laser annealing method or a heat treatment. It is desirable to use a crystalline semiconductor crystallized by the method. Further, a microcrystalline semiconductor formed by the above film formation method can be used. The semiconductor material applicable here includes silicon (Si), germanium (Ge), a silicon germanium alloy, and silicon carbide. In addition, a compound semiconductor material such as gallium arsenide can be used.
【0039】または、基板101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 I
nsulators)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 Implante
d Oxygen)、ELTRAN(Epitaxial Layer Transfe
r:キャノン社の登録商標)基板、Smart-Cut(SOITEC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 101 is an SOI (Silicon On I
nsulators) It may be a substrate. Several types of SOI substrates are known depending on the structure and manufacturing method, but typically, SIMOX (Separation by Implante).
d Oxygen), ELTRAN (Epitaxial Layer Transfe
r: a registered trademark of Canon Inc.) substrate, Smart-Cut (a registered trademark of SOITEC Inc.) and the like can be used. Of course, other SOI substrates can be used.
【0040】半導体層は10〜100nm、代表的には
50nmの厚さとして形成されるものである。プラズマ
CVD法で作製される非晶質半導体膜には10〜40at
om%の割合で膜中に水素が含まれているが、結晶化の工
程に先立って400〜500℃の熱処理の工程を行い水
素を膜中から脱離させて含有水素量を5atom%以下とし
ておくことが望ましい。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。The semiconductor layer has a thickness of 10 to 100 nm, typically 50 nm. 10 to 40 at for an amorphous semiconductor film formed by a plasma CVD method.
Although hydrogen is contained in the film at a ratio of om%, a heat treatment process at 400 to 500 ° C. is performed prior to the crystallization process to desorb hydrogen from the film to reduce the hydrogen content to 5 atom% or less. It is desirable to keep. Although an amorphous silicon film may be formed by another manufacturing method such as a sputtering method or an evaporation method, it is preferable that impurity elements such as oxygen and nitrogen contained in the film be sufficiently reduced.
【0041】また、下地膜と非晶質半導体膜とは同じ成
膜法で形成可能であるので、下地膜102と下地膜10
3と、さらに半導体層を連続形成すると良い。それぞれ
の膜が形成された後、その表面が大気雰囲気に触れない
ことにより、その表面の汚染を防ぐことができる。その
結果、TFTの特性バラツキを発生させる要因の一つを
なくすことができた。Since the base film and the amorphous semiconductor film can be formed by the same film forming method, the base film 102 and the base film 10 can be formed.
3 and a semiconductor layer may be formed continuously. After each film is formed, the surface is prevented from being exposed to the atmosphere, thereby preventing the surface from being contaminated. As a result, it was possible to eliminate one of the factors that cause variations in TFT characteristics.
【0042】非晶質半導体膜を結晶化する工程は、公知
のレーザーアニール技術または熱アニールの技術を用い
れば良い。また、触媒元素を用いた熱アニールの技術に
より結晶質半導体膜を用いることもできる。さらに、触
媒元素を用いた熱アニールの技術により形成された結晶
質半導体膜に対して、ゲッタリングの工程を加えて、前
記触媒元素を除去すると優れたTFT特性を得ることが
できる。In the step of crystallizing the amorphous semiconductor film, a known laser annealing technique or thermal annealing technique may be used. Alternatively, a crystalline semiconductor film can be used by a thermal annealing technique using a catalytic element. Furthermore, when a gettering step is added to a crystalline semiconductor film formed by a thermal annealing technique using a catalytic element to remove the catalytic element, excellent TFT characteristics can be obtained.
【0043】こうして形成された結晶質半導体膜を、第
1のフォトマスクを使用して、公知のパターニング法に
よりレジストマスクを形成し、ドライエッチング法によ
り第2の島状半導体層104と、第1の島状半導体層1
05を形成した。A resist mask is formed on the thus formed crystalline semiconductor film by a known patterning method using a first photomask, and the second island-like semiconductor layer 104 and the first Island-shaped semiconductor layer 1
05 was formed.
【0044】次に、第2の島状半導体層104と、第1
の島状半導体層105との表面に、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106を形成
する。ゲート絶縁膜106は、プラズマCVD法やスパ
ッタ法で形成し、その厚さを10〜200nm、好まし
くは50〜150nmとして形成すれば良い。(図1
(A))Next, the second island-like semiconductor layer 104 and the first
A gate insulating film 106 containing silicon oxide or silicon nitride as a main component is formed on the surface of the island-shaped semiconductor layer 105. The gate insulating film 106 may be formed by a plasma CVD method or a sputtering method and have a thickness of 10 to 200 nm, preferably 50 to 150 nm. (Figure 1
(A))
【0045】そして、第2のフォトマスクにより、第2
の島状半導体層104と、第1の島状半導体層105の
チャネル形成領域を覆うレジストマスク107、108
を形成した。このとき、配線を形成する領域にもレジス
トマスク109を形成しておいても良い。Then, the second photomask is used to form the second
Masks 107 and 108 covering the island-shaped semiconductor layer 104 and the channel formation region of the first island-shaped semiconductor layer 105
Was formed. At this time, a resist mask 109 may be formed in a region where a wiring is to be formed.
【0046】そして、n型を付与する不純物元素を添加
することにより第2の不純物領域を形成する工程を行っ
た。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
行った。この工程では、ゲート絶縁膜106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8
0keVと高めに設定した。半導体層に添加されるリン
の濃度は、1×1016〜1×1019atoms/cm3の範囲に
するのが好ましく、ここでは1×1018atoms/cm3とし
た。そして、半導体層にリンが添加された領域110、
111が形成された。ここで形成された第2の不純物領
域の一部は、LDD領域として機能するものである。
(図1(B))Then, a step of forming a second impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. As an impurity element that imparts n-type to the crystalline semiconductor material, phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and the like are known. Here, phosphorus is used, and phosphine (PH 3) is used. ) Was performed by an ion doping method. In this step, the accelerating voltage is set at 8 to add phosphorus to the semiconductor layer thereunder through the gate insulating film 106.
It was set as high as 0 keV. The concentration of phosphorus added to the semiconductor layer is preferably in the range of 1 × 10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 , and here is set to 1 × 10 18 atoms / cm 3 . Then, a region 110 in which phosphorus is added to the semiconductor layer,
111 was formed. Part of the second impurity region formed here functions as an LDD region.
(Fig. 1 (B))
【0047】レジストマスクを除去するためには、アル
カリ性の市販の剥離液を用いても良いが、アッシング法
を用いると効果的であった。アッシング法は酸化雰囲気
中でプラズマを形成し、そこに硬化したレジストをさら
して除去する方法であるが、その雰囲気中に酸素の他に
水蒸気を添加しておくと効果的であった。In order to remove the resist mask, a commercially available alkaline stripper may be used, but the use of the ashing method was effective. The ashing method is a method in which a plasma is formed in an oxidizing atmosphere, and a cured resist is exposed to the plasma to remove the resist. However, it was effective to add water vapor in addition to oxygen in the atmosphere.
【0048】そして、ゲート絶縁膜106の表面に第1
の導電層112を形成した。第1の導電層112は、T
a、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を主成分とする導
電性材料を用いて形成する。そして、第1の導電層10
7の厚さは10〜100nm、好ましくは150〜40
0nmで形成すれば良い。(図1(C))Then, the first surface of the gate insulating film 106 is
Of the conductive layer 112 was formed. The first conductive layer 112 is made of T
It is formed using a conductive material mainly containing an element selected from a, Ti, Mo, and W. Then, the first conductive layer 10
7 has a thickness of 10 to 100 nm, preferably 150 to 40 nm.
It may be formed at 0 nm. (Fig. 1 (C))
【0049】例えば、WMo、TaN、MoTa、WS
ix(x=2.4<X<2.7)などの化合物を用いることができ
る。For example, WMo, TaN, MoTa, WS
Compounds such as ix (x = 2.4 <X <2.7) can be used.
【0050】Ta、Ti、Mo、Wなどの導電性材料
は、AlやCuに比べ抵抗率が高いが、作製する回路の
面積との関係で、100cm2程度までならば問題なく
使用することができた。Although conductive materials such as Ta, Ti, Mo and W have higher resistivity than Al and Cu, they can be used without any problem up to about 100 cm 2 in relation to the area of the circuit to be manufactured. did it.
【0051】次に、第3のフォトマスクによりレジスト
マスク113、114、115、116を形成した。レ
ジストマスク113は、pチャネル型TFTのゲート電
極を形成するためのものであり、レジストマスク11
5、116は、ゲート配線およびゲートバスラインを形
成するためのものであった。また、レジストマスク11
4は第1の島状半導体層の全面を覆って形成され、次の
工程において、不純物が添加されるのを阻止するマスク
とするために設けられた。Next, resist masks 113, 114, 115 and 116 were formed using a third photomask. The resist mask 113 is for forming a gate electrode of a p-channel TFT.
Reference numerals 5 and 116 are for forming a gate wiring and a gate bus line. Also, the resist mask 11
Reference numeral 4 is formed to cover the entire surface of the first island-shaped semiconductor layer, and is provided as a mask for preventing the addition of impurities in the next step.
【0052】第1の導電層はドライエッチング法により
不要な部分が除去され、第2のゲート電極117と、ゲ
ート配線119と、ゲートバスライン120が形成され
た。ここで、エッチング後残渣が残っている場合には、
アッシング処理すると良かった。Unnecessary portions of the first conductive layer were removed by dry etching, and a second gate electrode 117, a gate wiring 119, and a gate bus line 120 were formed. Here, if a residue remains after etching,
Ashing was good.
【0053】そして、レジストマスク113、114、
115、116をそのまま残して、pチャネル型TFT
が形成される第2の島状半導体層104の一部に、p型
を付与する不純物元素を添加して第3の不純物領域を形
成する工程を行った。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(Al)、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
ープ法で添加した。ここでも加速電圧を80keVとし
て、2×1020atoms/cm3の濃度にボロンを添加した。
そして、図1(D)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121、122が形成された。Then, the resist masks 113, 114,
P-channel TFT, leaving 115, 116
A step of adding a p-type impurity element to a part of the second island-shaped semiconductor layer 104 in which is formed to form a third impurity region was performed. As the impurity element imparting the p-type, boron (B), aluminum (Al), and gallium (Ga) are known. Here, diborane (B 2 H 6 ) is used with boron as the impurity element. Was added by an ion doping method. Again, the acceleration voltage was set to 80 keV, and boron was added at a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 .
Then, as shown in FIG. 1D, third impurity regions 121 and 122 to which boron was added at a high concentration were formed.
【0054】図1(D)で設けられたレジストマスクを
除去した後、第4のフォトマスクを用いてレジストマス
ク123、124、125を形成した。第4のフォトマ
スクはnチャネル型TFTのゲート電極を形成するため
のものであり、ドライエッチング法により第1のゲート
電極126が形成された。このとき第1のゲート電極1
26は、第2の不純物領域110、111の一部とゲー
ト絶縁膜を介して重なるように形成された。(図1
(E))After removing the resist mask provided in FIG. 1D, resist masks 123, 124, and 125 were formed using a fourth photomask. The fourth photomask is for forming a gate electrode of an n-channel TFT, and the first gate electrode 126 is formed by a dry etching method. At this time, the first gate electrode 1
26 is formed so as to overlap with a part of the second impurity regions 110 and 111 via the gate insulating film. (Figure 1
(E))
【0055】そして、レジストマスク123、124、
125を完全に除去した後、第5のフォトマスクにより
レジストマスク129、130、131を形成した。レ
ジストマスク130は第1のゲート電極126とを覆っ
て、さらに第2の不純物領域110、111の一部と重
なる形で形成されたものであった。レジストマスク13
0は、LDD領域のオフセット量を決めるものであっ
た。Then, the resist masks 123, 124,
After the 125 was completely removed, resist masks 129, 130, and 131 were formed using a fifth photomask. The resist mask 130 was formed so as to cover the first gate electrode 126 and further overlap a part of the second impurity regions 110 and 111. Resist mask 13
0 determines the offset amount of the LDD region.
【0056】また、ここでレジストマスク130を使用
してゲート絶縁膜の一部を除去して、第1の不純物領域
が形成される半導体層の表面を露出させておいても良
い。このようにすると、次の工程で実施されるn型を付
与する不純物元素を添加する工程を効果的に実施するこ
とができる。Here, part of the gate insulating film may be removed using the resist mask 130 to expose the surface of the semiconductor layer where the first impurity region is formed. By doing so, the step of adding an impurity element imparting n-type, which is performed in the next step, can be effectively performed.
【0057】そして、n型を付与する不純物元素を添加
して第1の不純物領域を形成する工程を行った。そし
て、ソース領域となる第1の不純物領域132とドレイ
ン領域となる第1の不純物領域133が形成された。こ
こでは、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドープ
法で行った。この工程でも、ゲート絶縁膜106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と高めに設定した。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、1×1019〜1×1021atoms/cm
3とするのが好ましく、ここでは1×1020atoms/cm3と
した。(図2(A))Then, a step of forming a first impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. Then, a first impurity region 132 serving as a source region and a first impurity region 133 serving as a drain region were formed. Here, the ion doping method using phosphine (PH 3 ) was performed. Also in this step, the acceleration voltage was set as high as 80 keV in order to add phosphorus to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 106. The concentration of phosphorus in this region is higher than that in the step of adding the first impurity element imparting n-type, and is 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 2.
Preferably, it is set to 3. Here, it is set to 1 × 10 20 atoms / cm 3 . (Fig. 2 (A))
【0058】そして、ゲート絶縁膜106、第1および
第2のゲート電極126、117、ゲート配線127、
ゲートバスライン128の表面に第1の層間絶縁膜13
4、135を形成した。第1の層間絶縁膜134は窒化
シリコン膜であり、50nmの厚さで形成された。また
第1の層間絶縁膜135は酸化シリコン膜であり、95
0nmの厚さに形成された。Then, the gate insulating film 106, the first and second gate electrodes 126 and 117, the gate wiring 127,
The first interlayer insulating film 13 is formed on the surface of the gate bus line 128.
4, 135 were formed. The first interlayer insulating film 134 is a silicon nitride film and has a thickness of 50 nm. The first interlayer insulating film 135 is a silicon oxide film,
It was formed to a thickness of 0 nm.
【0059】ここで形成された窒化シリコン膜から成る
第1の層間絶縁膜134は次の熱処理の工程を行うため
に必要なものであった。これは第1および第2のゲート
電極126、117、ゲート配線127、ゲートバスラ
イン128の表面が酸化することを防ぐために効果的で
あった。The first interlayer insulating film 134 made of a silicon nitride film formed here was necessary for performing the next heat treatment step. This was effective in preventing the surfaces of the first and second gate electrodes 126 and 117, the gate wiring 127, and the gate bus line 128 from being oxidized.
【0060】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った。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、ゲート電極の下にかくれる領域まで
活性化させることは困難であった。従って、ここでは熱
アニール法で活性化の工程を行った。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時間の処理を行っ
た。The heat treatment step has to be performed in order to activate the n-type or p-type impurity element 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-described 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 has been difficult to activate a region under the gate electrode. Therefore, the activation step was performed here by the thermal annealing method. The heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 300 to 700 ° C., preferably at 350
The treatment was performed at ℃ 550 ° C., here 450 ° C., for 2 hours.
【0061】この熱処理の工程において、窒素雰囲気中
に3〜90%の水素を添加しておいても良い。また、熱
処理の工程の後に、さらに3〜100%の水素雰囲気中
で150〜500℃、好ましくは300〜450℃で2
〜12時間の水素化処理の工程を行うと良い。または、
150〜500℃、好ましくは200〜450℃の基板
温度で水素プラズマ処理をしても良い。いずれにして
も、水素が半導体層中やその界面に残留する欠陥を補償
することにより、TFTの特性を向上させることができ
た。In this heat treatment step, hydrogen of 3 to 90% may be added in a nitrogen atmosphere. After the heat treatment step, the film is further heated at 150 to 500 ° C., preferably 300 to 450 ° C. in a 3 to 100% hydrogen atmosphere.
It is preferable to perform a hydrogenation process for up to 12 hours. Or
Hydrogen plasma treatment may be performed at a substrate temperature of 150 to 500 ° C, preferably 200 to 450 ° C. In any case, the characteristics of the TFT could be improved by compensating for the defects in which hydrogen remains in the semiconductor layer and at the interface thereof.
【0062】第1の層間絶縁膜134、135はその
後、第6のフォトマスクを用い、所定のレジストマスク
を形成した後、エッチング処理によりそれぞれの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、第2の導電層を形成し、第7
のフォトマスクを用いたパターニングの工程によりソー
ス電極136、137とドレイン電極138を形成し
た。図示していないが、本実施例ではこの電極第2の導
電層を、Ti膜を100nm、Tiを含むAl膜300
nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して形成し
た3層構造の電極として用いた。After the first interlayer insulating films 134 and 135 are formed using a sixth photomask, a predetermined resist mask is formed, and the respective TFTs are etched by an etching process.
A contact hole reaching the source region and the drain region was formed. Then, a second conductive layer is formed, and a seventh conductive layer is formed.
The source electrodes 136 and 137 and the drain electrode 138 were formed by the patterning process using the photomask described above. Although not shown, in the present embodiment, the electrode second conductive layer is formed of a Ti film having a thickness of 100 nm and a Ti-containing Al film 300.
nm and a Ti film of 150 nm were used as an electrode having a three-layer structure formed continuously by a sputtering method.
【0063】以上の工程で、pチャネル型TFTは自己
整合的(セルフアライン)に形成され、nチャネル型T
FTは非自己整合的(ノンセルフアライン)に形成され
た。Through the above steps, the p-channel TFT is formed in a self-aligned manner (self-aligned), and the n-channel TFT is formed.
The FT was formed non-self-aligned (non-self-aligned).
【0064】CMOS回路のnチャネル型TFTにはチ
ャネル形成領域142、第1の不純物領域145、14
6、第2の不純物領域143、144が形成された。こ
こで、第2の不純物領域は、ゲート電極とオーバーラッ
プする領域(GOLD領域)143a、144aと、ゲ
ート電極とオーバーラップしない領域(LDD領域)1
43b、144bがそれぞれ形成された。そして、第1
の不純物領域145はソース領域として、第1の不純物
領域146はドレイン領域となった。In the n-channel type TFT of the CMOS circuit, the channel forming region 142 and the first impurity regions 145 and 14 are provided.
6. Second impurity regions 143 and 144 are formed. Here, the second impurity region includes regions (GOLD regions) 143a and 144a that overlap with the gate electrode, and regions (LDD regions) 1 that do not overlap with the gate electrode.
43b and 144b were respectively formed. And the first
The first impurity region 146 became a drain region while the first impurity region 145 became a source region.
【0065】一方、pチャネル型TFTは、チャネル形
成領域139、第3の不純物領域140、141が形成
された。そして、第3の不純物領域140はソース領域
として、第3の不純物領域141はドレイン領域となっ
た。(図2(B))On the other hand, in the p-channel type TFT, a channel formation region 139 and third impurity regions 140 and 141 were formed. Then, the third impurity region 140 became a source region, and the third impurity region 141 became a drain region. (FIG. 2 (B))
【0066】また、図2(C)はインバータ回路の上面
図を示し、TFT部分のA−A' 断面構造、ゲート配線
部分のB−B' 断面構造,ゲートバスライン部分のC−
C'断面構造は、図2(B)と対応している。本発明に
おいて、ゲート電極とゲート配線とゲートバスラインと
は、第1の導電層から形成されている。FIG. 2C is a top view of the inverter circuit, and shows the AA 'sectional structure of the TFT part, the BB' sectional structure of the gate wiring part, and the C-B part of the gate bus line part.
The C ′ cross-sectional structure corresponds to FIG. In the present invention, the gate electrode, the gate wiring, and the gate bus line are formed from the first conductive layer.
【0067】図1と図2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
NMOS回路や、液晶表示装置の画素部に本願発明を適
用することもできる。FIGS. 1 and 2 show an n-channel TFT and a p-channel TFT.
CMOS with complementary combination of channel type TFT
Although the circuit is described as an example, the present invention can be applied to an NMOS circuit using an n-channel TFT or a pixel portion of a liquid crystal display device.
【0068】[実施形態2]本発明の実施形態を図3と
図4により説明する。ここでは、nチャネル型TFTと
pチャネル型TFTを同一基板上に作製し、CMOS回
路の基本構成であるインバータ回路を形成する実施形態
について説明する。[Embodiment 2] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, an embodiment in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are manufactured over the same substrate to form an inverter circuit which is a basic configuration of a CMOS circuit will be described.
【0069】まず、実施形態1と同様にして、基板30
1上に、窒化シリコン膜から成る下地膜302と、酸化
シリコン膜から成る下地膜303と、第1の島状半導体
層305、第2の島状半導体層304、ゲート絶縁膜3
06とが形成された。(図3(A))First, as in the first embodiment, the substrate 30
1, a base film 302 made of a silicon nitride film, a base film 303 made of a silicon oxide film, a first island-shaped semiconductor layer 305, a second island-shaped semiconductor layer 304, and a gate insulating film 3.
06 was formed. (FIG. 3 (A))
【0070】そして、第2のフォトマスクにより、第2
の島状半導体層304と、第1の島状半導体層305の
チャネル形成領域を覆うレジストマスク307、308
を形成した。このとき、配線を形成する領域にもレジス
トマスク309を形成しておいても良い。Then, the second photomask is used to form the second
Resist masks 307 and 308 covering the island-shaped semiconductor layer 304 and the channel formation region of the first island-shaped semiconductor layer 305
Was formed. At this time, a resist mask 309 may be formed in a region where a wiring is to be formed.
【0071】そして、n型を付与する不純物元素を添加
することにより第2の不純物領域を形成する工程を行っ
た。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った。第1の島状半導体層3
05に添加されるリンの濃度は、1×1016〜1×10
19atoms/cm3の範囲にするのが好ましく、ここでは1×
1018atoms/cm3とした。そして、半導体層にリンが添
加された領域310、311が形成された。ここで形成
された第2の不純物領域の一部は、LDD領域として機
能するものである。(図3(B))Then, a step of forming a second impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. Here, ion doping was performed using phosphorus and phosphine (PH 3 ). First island-shaped semiconductor layer 3
05, the concentration of phosphorus added is 1 × 10 16 to 1 × 10
It is preferable to be in the range of 19 atoms / cm 3 , here 1 ×
It was 10 18 atoms / cm 3 . Then, regions 310 and 311 in which phosphorus was added to the semiconductor layer were formed. Part of the second impurity region formed here functions as an LDD region. (Fig. 3 (B))
【0072】そして、ゲート絶縁膜306の表面に第1
の導電層312を形成した。第1の導電層312は、T
a、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を主成分とする導
電性材料を用いて形成する。そして、第1の導電層31
2の厚さは100〜1000nm、好ましくは150〜
400nmで形成すれば良い。(図3(C))The first surface of the gate insulating film 306 is
Of the conductive layer 312 was formed. The first conductive layer 312 is formed of T
It is formed using a conductive material mainly containing an element selected from a, Ti, Mo, and W. Then, the first conductive layer 31
2 has a thickness of 100 to 1000 nm, preferably 150 to
The thickness may be 400 nm. (FIG. 3 (C))
【0073】次に、第3のフォトマスクによりレジスト
マスク313、314、315、316を形成した。そ
してこのレジストマスクを用い、ドライエッチング法に
より第1の導電層312の一部を除去して、第1のゲー
ト電極318と、第2のゲート電極317と、ゲート配
線319と、ゲートバスライン320とが形成された。
(図3(D))Next, resist masks 313, 314, 315, and 316 were formed using a third photomask. Using this resist mask, a part of the first conductive layer 312 is removed by a dry etching method, so that a first gate electrode 318, a second gate electrode 317, a gate wiring 319, and a gate bus line 320 are formed. Was formed.
(FIG. 3 (D))
【0074】そして、レジストマスク313、314、
315、316を完全に除去した後、第4のフォトマス
クによりレジストマスク321、322、323を形成
した。レジストマスク322は第1のゲート電極318
とを覆って、さらに第2の不純物領域310、311の
一部と重なる形で形成されたものであった。レジストマ
スク322は、LDD領域のオフセット量を決めるもの
であった。Then, the resist masks 313, 314,
After completely removing 315 and 316, resist masks 321, 322 and 323 were formed using a fourth photomask. The resist mask 322 is used for the first gate electrode 318.
And further overlap with a part of the second impurity regions 310 and 311. The resist mask 322 determines the offset amount of the LDD region.
【0075】そして、n型を付与する不純物元素を添加
して第1の不純物領域を形成する工程を行った。そし
て、ソース領域となる第1の不純物領域325とドレイ
ン領域となる第1の不純物領域324が形成された。こ
こでは、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドープ
法で行った。この工程でも、ゲート絶縁膜106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と高めに設定した。この領域のリンの濃度
は1×1019〜1×1021atoms/cm3とするのが好まし
く、ここでは1×1020atoms/cm3とした。(図3
(E))Then, a step of forming a first impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. Then, a first impurity region 325 serving as a source region and a first impurity region 324 serving as a drain region were formed. Here, the ion doping method using phosphine (PH 3 ) was performed. Also in this step, the acceleration voltage was set as high as 80 keV in order to add phosphorus to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 106. The concentration of phosphorus in this region is preferably set to 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3, and is set to 1 × 10 20 atoms / cm 3 here. (FIG. 3
(E))
【0076】次に、第5のフォトマスクによりレジスト
マスク326、327、328を形成して、pチャネル
型TFTが形成される第2の島状半導体層304の一部
に、p型を付与する不純物元素を添加して第3の不純物
領域を形成する工程を行った。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
ープ法で添加した。ここでも加速電圧を80keVとし
て、2×1020atoms/cm3の濃度にボロンを添加した。
そして、図4(A)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329、330が形成された。Next, resist masks 326, 327, and 328 are formed using a fifth photomask, and a p-type is applied to a part of the second island-shaped semiconductor layer 304 where a p-channel TFT is formed. A step of forming a third impurity region by adding an impurity element was performed. Here, boron was added as an impurity element by ion doping using diborane (B 2 H 6 ). Again, the acceleration voltage was set to 80 keV, and boron was added at a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 .
Then, as shown in FIG. 4A, third impurity regions 329 and 330 to which boron was added at a high concentration were formed.
【0077】そして、ゲート絶縁膜306、第1および
第2のゲート電極318、317、ゲート配線319、
ゲートバスライン320の表面に第1の層間絶縁膜32
9、330を形成した。第1の層間絶縁膜329は窒化
シリコン膜であり、50nmの厚さで形成された。また
第1の層間絶縁膜330は酸化シリコン膜であり、95
0nmの厚さに形成された。Then, the gate insulating film 306, the first and second gate electrodes 318 and 317, the gate wiring 319,
The first interlayer insulating film 32 is formed on the surface of the gate bus line 320.
9, 330 were formed. The first interlayer insulating film 329 is a silicon nitride film and has a thickness of 50 nm. The first interlayer insulating film 330 is a silicon oxide film,
It was formed to a thickness of 0 nm.
【0078】以降、実施形態1と同様に、熱処理の工程
を行い、ソース電極331、332、ドレイン電極33
3を形成して、CMOS回路のnチャネル型TFTには
チャネル形成領域337、第1の不純物領域340、3
41、第2の不純物領域338、339が形成された。
ここで、第2の不純物領域は、ゲート電極とオーバーラ
ップする領域(GOLD領域)338a、339aと、
ゲート電極とオーバーラップしない領域(LDD領域)
338b、339bがそれぞれ形成された。そして、第
1の不純物領域340はソース領域として、第1の不純
物領域341はドレイン領域となった。Thereafter, the heat treatment process is performed in the same manner as in the first embodiment, and the source electrode 331, 332 and the drain electrode 33 are formed.
3 is formed, and a channel forming region 337, first impurity regions 340, 3
41, and second impurity regions 338 and 339 are formed.
Here, the second impurity region includes regions (GOLD regions) 338a and 339a that overlap the gate electrode,
Region that does not overlap with the gate electrode (LDD region)
338b and 339b were formed respectively. Then, the first impurity region 340 became a source region, and the first impurity region 341 became a drain region.
【0079】一方、pチャネル型TFTは、チャネル形
成領域334、ソース領域となる第3の不純物領域33
5、ドレイン領域となる第3の不純物領域336が形成
された。(図4(B))On the other hand, the p-channel type TFT has a channel forming region 334 and a third impurity region 33 serving as a source region.
5. A third impurity region 336 to be a drain region was formed. (FIG. 4 (B))
【0080】また、図4(C)はインバータ回路の上面
図を示し、TFT部分のA−A'断面構造、ゲート配線
部分のB−B'断面構造,ゲートバスライン部分のC−
C'断面構造は、図4(B)と対応している。本発明に
おいて、ゲート電極とゲート配線とゲートバスラインと
は、第1の導電層から形成されている。FIG. 4C is a top view of the inverter circuit, and shows the AA 'sectional structure of the TFT portion, the BB' sectional structure of the gate wiring portion, and the C-B structure of the gate bus line portion.
The C ′ cross-sectional structure corresponds to FIG. In the present invention, the gate electrode, the gate wiring, and the gate bus line are formed from the first conductive layer.
【0081】図3と図4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
NMOS回路や、液晶表示装置の画素部に本願発明を適
用することもできる。FIGS. 3 and 4 show an n-channel TFT and a p-type TFT.
CMOS with complementary combination of channel type TFT
Although the circuit is described as an example, the present invention can be applied to an NMOS circuit using an n-channel TFT or a pixel portion of a liquid crystal display device.
【0082】[実施形態3]本発明のTFTの構成を図2
6を用いてさらに詳細に説明する。尚、ここでは図26
における各符号は、図1および図2の各符号と対応させ
て用いている。LDD領域である第2の不純物領域は、
第1のゲート電極126とオーバーラップする第2の不
純物領域144aと、オーバーラップしない第2の不純
物領域144bとに分けることができる。即ち、ゲート
電極とオーバーラップするLDD領域(Lov)とオーバ
ーラップしないLDD領域(Loff)が形成されてい
る。[Embodiment 3] FIG. 2 shows the structure of the TFT of the present invention.
6 will be described in more detail. Here, FIG.
Are used in correspondence with the respective symbols in FIG. 1 and FIG. The second impurity region, which is an LDD region,
The second impurity region 144a which overlaps with the first gate electrode 126 can be divided into a second impurity region 144b which does not overlap. That is, an LDD region (Loff) that does not overlap with an LDD region (Lov) that overlaps with the gate electrode is formed.
【0083】LDD領域においてLovとLoffの長さは
実施形態1で示したように3枚のフォトマスクを用いた
パターニングにより容易に実施可能である。実施形態1
で示した工程では、第2のフォトマスクでレジストマス
クを形成し、n型を付与するドーピング工程により第2
の不純物領域が形成される。この領域の一部がLDD領
域となる。そして第4のフォトマスクにより、第1のゲ
ート電極が形成され、この時LDDのオーバーラップ領
域(Lov)が形成される。さらに第5のフォトマスクで
形成されるレジストマスクによりLDD領域(Loff)
が形成された。In the LDD region, the lengths Lov and Loff can be easily implemented by patterning using three photomasks as described in the first embodiment. Embodiment 1
In the step indicated by, a resist mask is formed with a second photomask, and the second step is performed by a doping step of imparting n-type.
Is formed. A part of this region becomes an LDD region. Then, a first gate electrode is formed by the fourth photomask, and at this time, an overlap region (Lov) of the LDD is formed. Further, an LDD region (Loff) is formed by a resist mask formed by the fifth photomask.
Was formed.
【0084】しかし、この3枚のフォトマスクは、ドー
ピング工程において、レジストマスクを形成する目的の
他に、ゲート電極をパターニングするためのマスクでも
あり、これらの機能を兼用したものであった。However, these three photomasks are used not only to form a resist mask in the doping process but also as a mask for patterning the gate electrode, and also have these functions.
【0085】従って、LovとLoffとの長には設計の自
由度が与えられ、作製するTFTのサイズとの兼ね合い
の中で任意に設定することができた.これは、大面積集
積回路においてそれぞれの機能回路ごとに駆動電圧の異
なるTFTを作製するような場合、きわめて有益な方法
であった。図26にはその一例として、アクティブマト
リクス型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、および画素部に使用するTF
T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
電極とオーバーラップする第2の不純物領域144aと
ゲート電極とオーバーラップしない第2の不純物領域1
43bの長さを適宣設定することができた。Therefore, the length of Lov and Loff was given a degree of design freedom, and could be set arbitrarily in consideration of the size of the TFT to be manufactured. This is a very useful method for manufacturing a TFT having a different driving voltage for each functional circuit in a large-area integrated circuit. FIG. 26 shows, as an example, TFs used for a logic circuit portion, a buffer circuit portion, an analog switch portion, and a pixel portion of an active matrix liquid crystal display device.
An example of the design value of T is shown. At this time, each TFT
In consideration of the drive voltage, the second impurity region 144a overlapping the gate electrode and the second impurity region 1 not overlapping the gate electrode, in addition to the channel length, are taken into consideration.
The length of 43b could be set appropriately.
【0086】例えば、液晶表示装置のドライバ回路のシ
フトレジスタ回路のTFTや、バッファ回路のTFTは
基本的にオン特性が重視されるので、いわゆるGOLD
構造だけでも良く、ゲート電極とオーバーラップしない
第2の不純物領域144bは必ずしも設ける必要はなか
った。しかし設ける場合は駆動電圧を考慮してLoffの
値を0.5〜3μmの範囲で設定すれば良かった。耐圧
を考慮すればゲート電極とオーバーラップしない第2の
不純物領域143b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かった。For example, the TFT of the shift register circuit of the driver circuit of the liquid crystal display device and the TFT of the buffer circuit are basically focused on the on-characteristics.
The structure alone may be used, and the second impurity region 144b that does not overlap with the gate electrode is not necessarily provided. However, when it is provided, the value of Loff should be set in the range of 0.5 to 3 μm in consideration of the driving voltage. In consideration of the withstand voltage, it is desirable that the value of the second impurity region 143b which does not overlap with the gate electrode be increased as the driving voltage is increased.
【0087】また、サンプリング回路や、画素部に設け
るTFTはオフ電流の増加を防ぐため、例えば、チャネ
ル長が3μmの場合、ゲート電極とオーバーラップする
第2の不純物領域143aを1.5μmとし、ゲート電
極とオーバーラップしない第2の不純物領域143bを
1.5μmとすれば良かった。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、適宣決定すれば良い
ものである。In order to prevent an increase in off-state current of the sampling circuit and the TFT provided in the pixel portion, for example, when the channel length is 3 μm, the second impurity region 143a overlapping with the gate electrode is set to 1.5 μm. The second impurity region 143b that does not overlap with the gate electrode should have a thickness of 1.5 μm. Of course, the present invention is not limited to the design values shown here, but may be determined appropriately.
【0088】一方、pチャネル型TFTには、チャネル
形成領域、ソース領域、ドレイン領域だけを形成すれば
良かった。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, only the channel forming region, the source region, and the drain region had to be formed. Of course, the structure may be the same as that of the n-channel TFT of the present invention. However, since the p-channel TFT is originally high in reliability, the n-channel TFT is obtained by increasing the on-current.
It is preferable to balance the characteristics with the above. When the present invention is applied to a CMOS circuit as shown in FIG. 1, it is particularly important to balance these characteristics. However, there is no problem even if the structure of the present invention is applied to a p-channel TFT.
【0089】[実施形態4]本発明の実施形態を図5によ
り説明する。ここでは、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTを同一基板上に作製し、CMOS回路の基本
構成であるインバータ回路を形成する実施形態について
説明する。[Embodiment 4] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, an embodiment in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are manufactured over the same substrate to form an inverter circuit which is a basic configuration of a CMOS circuit will be described.
【0090】まず、実施形態1と同様にして、図1
(A)の状態の基板を形成する。そして、第2のフォト
マスクにより、レジストマスク501、502、503
を形成した。First, as in the first embodiment, FIG.
The substrate in the state of FIG. Then, the resist masks 501, 502, and 503 are formed by the second photomask.
Was formed.
【0091】そして、p型を付与する不純物元素を添加
して第3の不純物領域を形成する工程を行った。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した。ここでも加速電圧
を80keVとして、2×1020atoms/cm3の濃度にボ
ロンを添加した。そして、図5(A)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504、50
5が形成された。Then, a step of forming a third impurity region by adding an impurity element imparting p-type was performed. Here, boron is used as an impurity element and diborane (B 2 H 6 )
And added by an ion doping method. Again, the acceleration voltage was set to 80 keV, and boron was added at a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 . Then, as shown in FIG. 5A, third impurity regions 504 and 50 to which boron is added at a high concentration are formed.
5 was formed.
【0092】次に、第3のフォトマスクを用い、レジス
トマスク506、507、508を形成し、第1の島状
半導体層の選択された領域にn型を付与する不純物元素
を添加して、第2の不純物領域を形成する工程を行っ
た。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った。ここで添加されるリン
の濃度は、1×1016〜1×1019atoms/cm3の範囲に
するのが好ましく、ここでは1×1018atoms/cm3とし
た。そして、半導体層にリンが添加された領域509、
510が形成された。ここで形成された第2の不純物領
域の一部は、LDD領域として機能するものである。
(図5(B))Next, using a third photomask, resist masks 506, 507, and 508 are formed, and an n-type impurity element is added to a selected region of the first island-like semiconductor layer. A step of forming a second impurity region was performed. Here, ion doping was performed using phosphorus and phosphine (PH 3 ). The concentration of the phosphorus added here is preferably in the range of 1 × 10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 , and here, it is 1 × 10 18 atoms / cm 3 . Then, a region 509 in which phosphorus is added to the semiconductor layer,
510 was formed. Part of the second impurity region formed here functions as an LDD region.
(Fig. 5 (B))
【0093】そして、ゲート絶縁膜106の表面に、T
a、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を主成分とする導
電性材料を用いて第1の導電層511を形成した。そし
て、第1の導電層511の厚さは100〜1000n
m、好ましくは150〜400nmで形成すれば良い。
(図5(C))Then, the surface of the gate insulating film 106 is
The first conductive layer 511 was formed using a conductive material mainly containing an element selected from a, Ti, Mo, and W. The thickness of the first conductive layer 511 is 100 to 1000 n.
m, preferably 150 to 400 nm.
(FIG. 5 (C))
【0094】次に、第4のフォトマスクによりレジスト
マスク512、513、514、515を形成した。そ
してこのレジストマスクを用い、ドライエッチング法に
より第1の導電層511の一部を除去して、第1のゲー
ト電極517と、第2のゲート電極516と、ゲート配
線518と、ゲートバスライン519とが形成された。
(図5(D))Next, resist masks 512, 513, 514, and 515 were formed using a fourth photomask. Then, using this resist mask, a part of the first conductive layer 511 is removed by a dry etching method to form a first gate electrode 517, a second gate electrode 516, a gate wiring 518, and a gate bus line 519. Was formed.
(FIG. 5 (D))
【0095】そして、第5のフォトマスクによりレジス
トマスク520、521、522を形成した。レジスト
マスク521は第1のゲート電極517を覆って、さら
に第2の不純物領域509、510の一部と重なる形で
形成されたものであった。レジストマスク521は、L
DD領域のオフセット量を決めるものであった。Then, resist masks 520, 521, and 522 were formed using a fifth photomask. The resist mask 521 was formed so as to cover the first gate electrode 517 and overlap with a part of the second impurity regions 509 and 510. The resist mask 521 is
The offset amount of the DD area was determined.
【0096】そして、n型を付与する不純物元素を添加
して第1の不純物領域を形成する工程を行った。そし
て、ソース領域となる第1の不純物領域524とドレイ
ン領域となる第1の不純物領域523が形成された。こ
こでは、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドープ
法で行った。この領域のリンの濃度は1×1019〜1×
1021atoms/cm3とするのが好ましく、ここでは1×1
020atoms/cm3とした。(図5(E))Then, a step of forming a first impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. Then, a first impurity region 524 serving as a source region and a first impurity region 523 serving as a drain region were formed. Here, the ion doping method using phosphine (PH 3 ) was performed. The concentration of phosphorus in this region is 1 × 10 19 to 1 ×
It is preferably 10 21 atoms / cm 3 , where 1 × 1
It was set to 0 20 atoms / cm 3 . (FIG. 5E)
【0097】以降、実施形態1と同様に、熱処理の工程
を行い、ソース電極527、528、ドレイン電極52
9を形成して、CMOS回路のnチャネル型TFTには
チャネル形成領域533、第1の不純物領域536、5
37、第2の不純物領域534、535が形成された。
ここで、第2の不純物領域は、ゲート電極とオーバーラ
ップする領域(GOLD領域)534a、535aと、
ゲート電極とオーバーラップしない領域(LDD領域)
534b、535bがそれぞれ形成された。そして、第
1の不純物領域536はソース領域として、第1の不純
物領域537はドレイン領域となった。一方、pチャネ
ル型TFTは、チャネル形成領域530、ソース領域と
なる第3の不純物領域531、ドレイン領域となる第3
の不純物領域532が形成された。(図5(F))Thereafter, the heat treatment process is performed in the same manner as in the first embodiment, and the source electrodes 527 and 528 and the drain electrode 52 are formed.
9 are formed, and a channel forming region 533, first impurity regions 536, and 5 are formed in the n-channel TFT of the CMOS circuit.
37, and second impurity regions 534 and 535 were formed.
Here, the second impurity region includes regions (GOLD regions) 534a and 535a overlapping with the gate electrode,
Region that does not overlap with the gate electrode (LDD region)
534b and 535b were formed respectively. Then, the first impurity region 536 became a source region, and the first impurity region 537 became a drain region. On the other hand, the p-channel TFT includes a channel formation region 530, a third impurity region 531 serving as a source region, and a third impurity region 531 serving as a drain region.
Of impurity region 532 was formed. (FIG. 5 (F))
【0098】[実施形態5]本発明の実施形態を図6によ
り説明する。ここでは、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTを同一基板上に作製し、CMOS回路の基本
構成であるインバータ回路を形成する実施形態について
説明する。[Embodiment 5] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, an embodiment in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are manufactured over the same substrate to form an inverter circuit which is a basic configuration of a CMOS circuit will be described.
【0099】まず、実施形態1と同様にして、図1
(A)の状態の基板を形成する。そして、第2のフォト
マスクにより、レジストマスク601、602、603
を形成した。First, as in the first embodiment, FIG.
The substrate in the state of FIG. Then, the resist masks 601, 602, and 603 are formed by the second photomask.
Was formed.
【0100】そして、p型を付与する不純物元素を添加
して第3の不純物領域を形成する工程を行った。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した。加速電圧を80k
eVとして、2×1020atoms/cm3の濃度にボロンを添
加した。そして、図6(A)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604、605が形成
された。Then, a step of forming a third impurity region by adding an impurity element imparting p-type was performed. Here, boron is used as an impurity element and diborane (B 2 H 6 )
And added by an ion doping method. 80k acceleration voltage
As eV, boron was added to a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 . Then, as shown in FIG. 6A, third impurity regions 604 and 605 to which boron was added at a high concentration were formed.
【0101】そして、第3のフォトマスクによりレジス
トマスク606、607、608を形成した。そして、
第1の島状半導体層105にn型を付与する不純物元素
を添加して第1の不純物領域を形成する工程を行った。
ソース領域となる第1の不純物領域610とドレイン領
域となる第1の不純物領域609が形成された。ここで
は、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドープ法で
行った。この領域のリンの濃度は1×1019〜1×10
21atoms/cm3とするのが好ましく、ここでは1×1020a
toms/cm3とした。(図6(B))Then, resist masks 606, 607, and 608 were formed using a third photomask. And
A step of adding an impurity element imparting n-type to the first island-shaped semiconductor layer 105 to form a first impurity region was performed.
A first impurity region 610 serving as a source region and a first impurity region 609 serving as a drain region were formed. Here, the ion doping method using phosphine (PH 3 ) was performed. The concentration of phosphorus in this region is 1 × 10 19 to 1 × 10
It is preferably 21 atoms / cm 3 , here 1 × 10 20 a
toms / cm 3 . (FIG. 6 (B))
【0102】次に、第4のフォトマスクを用い、レジス
トマスク611、612、613を形成し、第1の島状
半導体層105の選択された領域にn型を付与する不純
物元素を添加して、第2の不純物領域を形成する工程を
行った。ここでは、リンを用い、フォスフィン(P
H3)を用いたイオンドープ法で行った。ここで添加さ
れるリンの濃度は、1×1016〜1×1019atoms/cm3
の範囲にするのが好ましく、ここでは1×1018atoms/
cm3とした。そして、半導体層にリンが添加された領域
614、615が形成された。ここで形成された第2の
不純物領域の一部は、LDD領域として機能するもので
ある。(図6(C))Next, using a fourth photomask, resist masks 611, 612, and 613 are formed, and an n-type impurity element is added to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer 105 by adding it. And a step of forming a second impurity region. Here, phosphine (P
H 3 ) was used. The concentration of phosphorus added here is 1 × 10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm 3.
It is preferable to set the range to 1 × 10 18 atoms /
cm 3 . Then, regions 614 and 615 to which phosphorus was added to the semiconductor layer were formed. Part of the second impurity region formed here functions as an LDD region. (Fig. 6 (C))
【0103】そして、ゲート絶縁膜106の表面に、T
a、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を主成分とする導
電性材料を用いて第1の導電層616を形成した。そし
て、第1の導電層616の厚さは100〜1000n
m、好ましくは150〜400nmで形成すれば良い。
(図6(D))Then, the surface of the gate insulating film 106 is
The first conductive layer 616 was formed using a conductive material mainly containing an element selected from a, Ti, Mo, and W. The thickness of the first conductive layer 616 is 100 to 1000 n.
m, preferably 150 to 400 nm.
(FIG. 6 (D))
【0104】次に、第5のフォトマスクによりレジスト
マスク617、618、619、620を形成した。そ
してドライエッチング法により第1の導電層616の一
部を除去して、第1のゲート電極622と、第2のゲー
ト電極621と、ゲート配線623と、ゲートバスライ
ン624とが形成された。(図6(E))Next, resist masks 617, 618, 619, and 620 were formed using a fifth photomask. Then, part of the first conductive layer 616 was removed by a dry etching method, so that a first gate electrode 622, a second gate electrode 621, a gate wiring 623, and a gate bus line 624 were formed. (FIG. 6E)
【0105】以降、実施形態1と同様に、熱処理の工程
を行い、ソース電極627、628、ドレイン電極62
9を形成して、CMOS回路のnチャネル型TFTには
チャネル形成領域633、第1の不純物領域636、6
37、第2の不純物領域634、635が形成された。
ここで、第2の不純物領域は、ゲート電極とオーバーラ
ップする領域(GOLD領域)634a、635aと、
ゲート電極とオーバーラップしない領域(LDD領域)
634b、635bがそれぞれ形成された。そして、第
1の不純物領域636はソース領域として、第1の不純
物領域637はドレイン領域となった。一方、pチャネ
ル型TFTは、チャネル形成領域630、ソース領域と
なる第3の不純物領域631、ドレイン領域となる第3
の不純物領域632が形成された。(図6(F))Thereafter, the heat treatment process is performed in the same manner as in the first embodiment, and the source electrodes 627 and 628 and the drain electrode 62 are formed.
9, the channel forming region 633 and the first impurity regions 636 and 6 are formed in the n-channel TFT of the CMOS circuit.
37, and second impurity regions 634 and 635 were formed.
Here, the second impurity region includes regions (GOLD regions) 634a and 635a that overlap the gate electrode,
Region that does not overlap with the gate electrode (LDD region)
634b and 635b were formed respectively. Then, the first impurity region 636 became a source region, and the first impurity region 637 became a drain region. On the other hand, the p-channel TFT includes a channel formation region 630, a third impurity region 631 serving as a source region, and a third impurity region 631 serving as a drain region.
Is formed. (FIG. 6 (F))
【0106】[実施形態6]本発明の実施形態を図7によ
り説明する。ここでは、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTを同一基板上に作製し、CMOS回路の基本
構成であるインバータ回路を形成する実施形態について
説明する。[Embodiment 6] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, an embodiment in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are manufactured over the same substrate to form an inverter circuit which is a basic configuration of a CMOS circuit will be described.
【0107】まず、実施形態1と同様にして、図1
(A)の状態の基板を形成する。そして、第2のフォト
マスクにより、レジストマスク701、702、703
を形成した。First, as in the first embodiment, FIG.
The substrate in the state of FIG. Then, the resist masks 701, 702, and 703 are formed by the second photomask.
Was formed.
【0108】そして最初に、n型を付与する不純物元素
を第1の島状半導体層105に選択的に添加して、第1
の不純物領域を形成した。ここでは、フォスフィン(P
H3)を用いたイオンドープ法で行った。この領域のリ
ンの濃度は1×1019〜1×1021atoms/cm3とするの
が好ましく、ここでは1×1020atoms/cm3とした。そ
して半導体層にリンが添加された領域704、705が
形成された。 (図7(A))First, an impurity element imparting n-type conductivity is selectively added to the first island-shaped semiconductor layer 105 to form a first
Was formed. Here, phosphine (P
H 3 ) was used. The concentration of phosphorus in this region is preferably 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3, and in this case, 1 × 10 20 atoms / cm 3 . Then, regions 704 and 705 in which phosphorus was added to the semiconductor layer were formed. (FIG. 7 (A))
【0109】次に、第3のフォトマスクを用い、レジス
トマスク706、707、708を形成し、第1の島状
半導体層の選択された領域にn型を付与する不純物元素
を添加して、第2の不純物領域を形成する工程を行っ
た。ここで添加されるリンの濃度は、1×1016〜1×
1019atoms/cm3の範囲にするのが好ましく、代表的に
は1×1018atoms/cm3とすると良い。そして、半導体
層にリンが添加された領域709、710が形成され
た。ここで形成された第2の不純物領域の一部は、LD
D領域として機能するものである。(図7(B))Next, resist masks 706, 707, and 708 are formed using a third photomask, and an n-type impurity element is added to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer. A step of forming a second impurity region was performed. The concentration of phosphorus added here is 1 × 10 16 to 1 ×
It is preferable to be in the range of 10 19 atoms / cm 3 , typically 1 × 10 18 atoms / cm 3 . Then, regions 709 and 710 in which phosphorus was added to the semiconductor layer were formed. Part of the second impurity region formed here is LD
It functions as a D area. (FIG. 7 (B))
【0110】そして、ゲート絶縁膜106の表面に、T
a、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を主成分とする導
電性材料を用いて第1の導電層711を形成した。そし
て、第1の導電層711の厚さは100〜1000n
m、好ましくは150〜400nmで形成すれば良い。
(図7(C))Then, the surface of the gate insulating film 106 is
The first conductive layer 711 was formed using a conductive material mainly containing an element selected from a, Ti, Mo, and W. The thickness of the first conductive layer 711 is 100 to 1000 n.
m, preferably 150 to 400 nm.
(FIG. 7 (C))
【0111】次に、第4のフォトマスクを使用してレジ
ストマスク712、713、714を形成した。レジス
トマスク712は、第2のゲート電極を形成するための
ものであり、レジストマスク713は第1の島状半導体
層の全面を覆って形成され、次の工程において、不純物
が添加されるのを阻止するマスクとするために設けられ
た。Next, resist masks 712, 713, and 714 were formed using a fourth photomask. The resist mask 712 is for forming the second gate electrode, and the resist mask 713 is formed to cover the entire surface of the first island-shaped semiconductor layer. It was provided as a blocking mask.
【0112】第1の導電層はドライエッチング法により
不要な部分が除去され、第2のゲート電極715が形成
された。そして、pチャネル型TFTが形成される第2
の島状半導体層104の一部に、p型を付与する不純物
元素を添加して第3の不純物領域を形成する工程を行っ
た。添加されたp型を付与する不純物元素はボロンであ
り、2×1020atoms/cm3の濃度に添加した。そして、
図7(D)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718、719が形成された。Unnecessary portions of the first conductive layer were removed by dry etching, and a second gate electrode 715 was formed. Then, a second p-channel TFT is formed.
A step of adding a p-type impurity element to a part of the island-shaped semiconductor layer 104 to form a third impurity region was performed. The added impurity element imparting p-type is boron, which is added at a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 . And
As shown in FIG. 7D, third impurity regions 718 and 719 to which boron was added at a high concentration were formed.
【0113】次に、第5のフォトマスクによりレジスト
マスク718、719、720、721を形成した。そ
してこのレジストマスクを用い、ドライエッチング法に
より第1の導電層716および717の一部を除去し
て、第1のゲート電極722と、ゲート配線723と、
ゲートバスライン721とが形成された。(図7
(E))Next, resist masks 718, 719, 720, 721 were formed using a fifth photomask. Then, using this resist mask, part of the first conductive layers 716 and 717 is removed by a dry etching method, so that the first gate electrode 722, the gate wiring 723,
A gate bus line 721 was formed. (FIG. 7
(E))
【0114】以降、実施形態1と同様に、熱処理の工程
を行い、ソース電極727、728、ドレイン電極72
9を形成して、CMOS回路のnチャネル型TFTには
チャネル形成領域733、第1の不純物領域736、7
37、第2の不純物領域734、735が形成された。
ここで、第2の不純物領域は、ゲート電極とオーバーラ
ップする領域(GOLD領域)734a、735aと、
ゲート電極とオーバーラップしない領域(LDD領域)
734b、735bがそれぞれ形成された。そして、第
1の不純物領域736はソース領域として、第1の不純
物領域737はドレイン領域となった。一方、pチャネ
ル型TFTは、チャネル形成領域730、ソース領域と
なる第3の不純物領域731、ドレイン領域となる第3
の不純物領域732が形成された。(図7(F))Thereafter, the heat treatment process is performed in the same manner as in the first embodiment, and the source electrodes 727 and 728 and the drain electrode 72 are formed.
9, the channel forming region 733 and the first impurity regions 736 and 7 are formed in the n-channel TFT of the CMOS circuit.
37, and second impurity regions 734 and 735 were formed.
Here, the second impurity region includes regions (GOLD regions) 734a and 735a that overlap with the gate electrode,
Region that does not overlap with the gate electrode (LDD region)
734b and 735b were formed, respectively. Then, the first impurity region 736 became a source region, and the first impurity region 737 became a drain region. On the other hand, the p-channel TFT includes a channel formation region 730, a third impurity region 731 serving as a source region, and a third impurity region 731 serving as a drain region.
Impurity region 732 was formed. (FIG. 7 (F))
【0115】[実施形態7]まず、実施形態1と同様にし
て、図1(A)の状態の基板を形成する。そして、第2
のフォトマスクにより、レジストマスク801、80
2、803を形成した。[Embodiment 7] First, in the same manner as in Embodiment 1, a substrate in the state of FIG. 1A is formed. And the second
Resist masks 801 and 80
2,803 were formed.
【0116】そして最初に、n型を付与する不純物元素
を第1の島状半導体層105に選択的に添加して、第1
の不純物領域を形成した。ここでは、フォスフィン(P
H3)を用いたイオンドープ法で行った。この領域のリ
ンの濃度は1×1019〜1×1021atoms/cm3とするの
が好ましく、ここでは1×1020atoms/cm3とした。そ
して半導体層にリンが添加された領域804、805が
形成された。 (図8(A))First, an impurity element imparting n-type conductivity is selectively added to the first island-shaped semiconductor layer 105 to form a first
Was formed. Here, phosphine (P
H 3 ) was used. The concentration of phosphorus in this region is preferably set to 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3, and is set to 1 × 10 20 atoms / cm 3 here. Then, regions 804 and 805 to which phosphorus was added to the semiconductor layer were formed. (FIG. 8 (A))
【0117】次に、第3のフォトマスクにより、レジス
トマスク806、807、808を形成し、p型を付与
する不純物元素を添加して第3の不純物領域を形成する
工程を行った。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
した。ここでも加速電圧を80keVとして、2×10
20atoms/cm3の濃度にボロンを添加した。そして、図8
(B)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809、810が形成された。Next, a resist is formed using a third photomask.
Masks 806, 807, 808 and p-type
To form a third impurity region by adding an impurity element
The process was performed. Here, boron is the impurity element
And diborane (BTwoH6) And added by ion doping method
did. Here, the acceleration voltage is set to 80 keV and 2 × 10
20atoms / cmThreeBoron was added to a concentration of. And FIG.
(B) As shown in FIG.
Impurity regions 809 and 810 were formed.
【0118】次に、第3のフォトマスクを用い、レジス
トマスク811、812、813を形成し、第1の島状
半導体層の選択された領域にn型を付与する不純物元素
を添加して、第2の不純物領域を形成する工程を行っ
た。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った。ここで添加されるリン
の濃度は、1×1016〜1×1019atoms/cm3の範囲に
するのが好ましく、ここでは1×1018atoms/cm3とし
た。そして、半導体層にリンが添加された領域814、
815が形成された。ここで形成された第2の不純物領
域の一部は、LDD領域として機能するものである。
(図8(C))Next, using a third photomask, resist masks 811, 812, and 813 are formed, and an n-type impurity element is added to a selected region of the first island-like semiconductor layer. A step of forming a second impurity region was performed. Here, ion doping was performed using phosphorus and phosphine (PH 3 ). The concentration of the phosphorus added here is preferably in the range of 1 × 10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 , and here, it is 1 × 10 18 atoms / cm 3 . Then, a region 814 in which phosphorus is added to the semiconductor layer,
815 was formed. Part of the second impurity region formed here functions as an LDD region.
(FIG. 8 (C))
【0119】そして、ゲート絶縁膜106の表面に、T
a、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を主成分とする導
電性材料を用いて第1の導電層816を形成した。そし
て、第1の導電層816の厚さは100〜1000n
m、好ましくは150〜400nmで形成すれば良い。
(図8(C))Then, the surface of the gate insulating film 106 is
The first conductive layer 816 was formed using a conductive material mainly containing an element selected from a, Ti, Mo, and W. The thickness of the first conductive layer 816 is 100 to 1000 n.
m, preferably 150 to 400 nm.
(FIG. 8 (C))
【0120】次に、第4のフォトマスクによりレジスト
マスク817、818、819、820を形成した。そ
してこのレジストマスクを用い、ドライエッチング法に
より第1の導電層816の一部を除去して、第1のゲー
ト電極822と、第2のゲート電極821と、ゲート配
線823と、ゲートバスライン824とが形成された。
(図8(E))Next, resist masks 817, 818, 819, and 820 were formed using a fourth photomask. Then, using this resist mask, part of the first conductive layer 816 is removed by a dry etching method, so that a first gate electrode 822, a second gate electrode 821, a gate wiring 823, and a gate bus line 824 are formed. Was formed.
(FIG. 8 (E))
【0121】以降、実施形態1と同様に、熱処理の工程
を行い、ソース電極827、828、ドレイン電極82
9を形成して、CMOS回路のnチャネル型TFTには
チャネル形成領域833、第1の不純物領域836、8
37、第2の不純物領域834、835が形成された。
ここで、第2の不純物領域は、ゲート電極とオーバーラ
ップする領域(GOLD領域)834a、835aと、
ゲート電極とオーバーラップしない領域(LDD領域)
834b、835bがそれぞれ形成された。そして、第
1の不純物領域836はソース領域として、第1の不純
物領域837はドレイン領域となった。一方、pチャネ
ル型TFTは、チャネル形成領域830、ソース領域と
なる第3の不純物領域831、ドレイン領域となる第3
の不純物領域832が形成された。(図8(F))Thereafter, the heat treatment process is performed in the same manner as in the first embodiment, and the source electrodes 827 and 828 and the drain electrode 82 are formed.
9, a channel formation region 833 and first impurity regions 836 and 836 are formed in the n-channel TFT of the CMOS circuit.
37, and second impurity regions 834 and 835 were formed.
Here, the second impurity region includes regions (GOLD regions) 834a and 835a that overlap with the gate electrode,
Region that does not overlap with the gate electrode (LDD region)
834b and 835b were formed respectively. Then, the first impurity region 836 became a source region, and the first impurity region 837 became a drain region. On the other hand, the p-channel TFT includes a channel formation region 830, a third impurity region 831 serving as a source region, and a third impurity region 831 serving as a drain region.
Impurity region 832 was formed. (FIG. 8 (F))
【0122】[実施形態8]まず、実施形態1と同じ工程
に従い図1(E)に示す状態を得た。そして図9(A)
に示すように、レジストマスク901、902、903
を形成した。レジストマスク902はnチャネル型TF
Tの第1のゲート電極126と、第2の不純物領域の一
部を覆う形で形成され、LDDを形成するためのもので
あるが、ここではnチャネル型TFTのドレイン側のみ
形成されるようにした。LDDは漏れ電流の増加を防ぐ
が、それはドレイン側のみに設けるだけでも十分効果を
得ることができた。(図9(A))[Embodiment 8] First, the state shown in FIG. And FIG. 9 (A)
As shown in the figure, resist masks 901, 902, 903
Was formed. The resist mask 902 is an n-channel type TF
It is formed so as to cover the first gate electrode 126 of T and a part of the second impurity region, and is for forming an LDD. Here, only the drain side of the n-channel TFT is formed. I made it. The LDD prevents an increase in leakage current, but a sufficient effect can be obtained only by providing it on the drain side. (FIG. 9A)
【0123】以降の工程は実施形態1と同様にして行う
ことで、図9(B)に示すCMOS回路が形成された。
そして、nチャネル型TFTにはチャネル形成領域91
4、第1の不純物領域917、918、第2の不純物領
域915、916が形成された。ここで、第2の不純物
領域916は、第1のゲート電極とオーバーラップする
領域(GOLD領域)916aと、オーバーラップしな
い領域(LDD領域)916bが形成された。そして、
第1の不純物領域917はソース領域として、第1の不
純物領域918はドレイン領域となった。The subsequent steps were performed in the same manner as in Embodiment 1, whereby the CMOS circuit shown in FIG. 9B was formed.
The channel forming region 91 is formed in the n-channel TFT.
4. First impurity regions 917 and 918 and second impurity regions 915 and 916 were formed. Here, as the second impurity region 916, a region (GOLD region) 916a overlapping with the first gate electrode and a region (LDD region) 916b not overlapping with the first gate electrode were formed. And
The first impurity region 917 became a source region, and the first impurity region 918 became a drain region.
【0124】[実施形態9]本実施形態を図10を用いて
説明する。最初に実施形態1と同じ工程に従い、図5
(C)に示す状態を得た。[Embodiment 9] This embodiment will be described with reference to FIG. First, following the same steps as in Embodiment 1, FIG.
The state shown in (C) was obtained.
【0125】そして、フォトマスクを使用して、レジス
トマスク1012、1013、1014、1015を形
成し、ドライエッチング法により第1の導電層511の
一部を除去した。その後、レジストマスクをそのまま使
用して、n型を付与する第2のドーピング工程を行い、
半導体層104、105にリンが添加された領域101
0、1011、1020、1021が形成された。(図
10(A))Then, resist masks 1012, 1013, 1014, and 1015 were formed using a photomask, and part of the first conductive layer 511 was removed by dry etching. After that, using the resist mask as it is, a second doping step for imparting n-type is performed,
Region 101 in which phosphorus is added to semiconductor layers 104 and 105
0, 1011, 1020, and 1021 were formed. (FIG. 10A)
【0126】ここでレジストマスクをアッシングおよび
アルカリ性の剥離液を使用して完全に除去した。そして
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った。このとき、ゲート電極、
ゲート配線、およびゲートバスラインのバターンがフォ
トマスクと同じ役割を果し、レジストマスク1022、
1023、1024、1025がそれぞれのパターン上
に形成された。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10(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た。Here, the resist mask was completely removed using ashing and an alkaline stripper. Then, a photoresist film was formed again, and a patterning step by exposure from the back surface was performed. At this time, the gate electrode,
The gate wiring and the pattern of the gate bus line play the same role as the photomask, and the resist mask 1022,
1023, 1024, and 1025 were formed on each pattern. Exposure from the back side is performed using direct light and scattered light, and a resist mask is formed on the inside of the gate electrode as shown in FIG. 10B by adjusting exposure conditions such as light intensity and exposure time. We were able to.
【0127】そして、ドライエッチング法によりゲート
電極、ゲート配線、およびゲートバスラインの一部を除
去することにより、第1のゲート電極1002、第2の
ゲート電極1001、ゲート配線1003、ゲートバス
ライン1004が形成された。Then, the gate electrode, the gate wiring, and a part of the gate bus line are removed by dry etching, so that the first gate electrode 1002, the second gate electrode 1001, the gate wiring 1003, the gate bus line 1004 are removed. Was formed.
【0128】以降の工程は実施形態5と同様にして行う
ことで、図10(C)に示すCMOS回路が形成され
た。そして、nチャネル型TFTにはチャネル形成領域
1034、第1の不純物領域1037、1038、第2
の不純物領域1035、1036が形成された。ここ
で、第2の不純物領域は、第1のゲート電極とオーバー
ラップする領域(GOLD領域)1035a、1036
aと、オーバーラップしない領域(LDD領域)103
5b、1036bとが形成された。そして、第1の不純
物領域1037はソース領域として、第1の不純物領域
1038はドレイン領域となった。The subsequent steps were performed in the same manner as in Embodiment 5, whereby the CMOS circuit shown in FIG. 10C was formed. The channel formation region 1034, the first impurity regions 1037 and 1038, the second
Of impurity regions 1035 and 1036 are formed. Here, the second impurity region is a region (GOLD region) 1035a, 1036 overlapping with the first gate electrode.
a and a non-overlapping region (LDD region) 103
5b and 1036b were formed. Then, the first impurity region 1037 became a source region, and the first impurity region 1038 became a drain region.
【0129】[0129]
【実施例】[実施例1]本実施例では、本願発明の構成を
図11〜図13を用い、画素部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, a method of simultaneously manufacturing a CMOS circuit which is a basic form of a pixel portion and a driving circuit provided around the pixel portion with reference to FIGS. explain.
【0130】図11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た。そして、基板1101のT
FTが形成される表面に、下地膜1102をプラズマC
VD法やスパッタ法で形成した。下地膜1102は図示
していないが、窒化シリコン膜を25〜100nm、こ
こでは50nmの厚さに、酸化シリコン膜を50〜30
0nm、ここでは150nmの厚さに形成した。また、
下地膜1102は、窒化シリコン膜や窒化酸化シリコン
膜のみを用いても良い。In FIG. 11, an alkali-free glass substrate typified by, for example, a 1737 glass substrate manufactured by Corning Incorporated was used as the substrate 1101. Then, the T of the substrate 1101
A base film 1102 is formed on the surface on which the
It was formed by a VD method or a sputtering method. Although the base film 1102 is not shown, the silicon nitride film is formed to a thickness of 25 to 100 nm, here 50 nm, and the silicon oxide film is formed to a thickness of 50 to 30 nm.
It was formed to a thickness of 0 nm, here 150 nm. Also,
As the base film 1102, only a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film may be used.
【0131】下地膜1102は上記材料の他に、プラズ
マCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作製される第
1の酸化窒化シリコン膜を10〜100nmの厚さに形成
し、その上にSiH4、N2Oから作製される第2の酸化
窒化シリコン膜を100〜200nmの厚さに積層形成
した2層構造としても良い。As the base film 1102, in addition to the above materials, a first silicon oxynitride film made of SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by plasma CVD to a thickness of 10 to 100 nm is formed. May have a two-layer structure in which a second silicon oxynitride film made of SiH 4 and N 2 O is stacked to a thickness of 100 to 200 nm.
【0132】第1の酸化窒化シリコン膜は平行平板型の
プラズマCVD法を用いて形成する。第1の酸化窒化シ
リコン膜は、SiH4を10SCCM、NH3を100SCCM、
N2Oを20SCCMとして反応室に導入し、基板温度32
5℃、反応圧力40Pa、放電電力密度0.41W/cm2、
放電周波数60MHzとした。一方、第2の酸化窒化シリ
コン膜は、SiH4を4SCCM、N2Oを400SCCM、とし
て反応室に導入し、基板温度400℃、反応圧力40P
a、放電電力密度0.41W/cm2、放電周波数60MHzと
した。これらの膜は、基板温度を変化させ、反応ガスの
切り替えのみで連続して形成することもできる。また、
第1の酸化窒化シリコン膜は基板を中心に考えて、その
内部応力が引張り応力となるように形成する。第2の酸
化窒化シリコン膜も同様な方向に内部応力を持たせる
が、第1の酸化窒化シリコン膜よりも絶対値で比較して
小さい応力となるようにすると良い。[0132] The first silicon oxynitride film is formed by a parallel plate type plasma CVD method. The first silicon oxynitride film is made of 10 SCCM of SiH 4 , 100 SCCM of NH 3 ,
N 2 O was introduced into the reaction chamber at 20 SCCM, and the substrate temperature was changed to 32 SCCM.
5 ° C., reaction pressure 40 Pa, discharge power density 0.41 W / cm 2 ,
The discharge frequency was set to 60 MHz. On the other hand, the second silicon oxynitride film was introduced into the reaction chamber with SiH 4 at 4 SCCM and N 2 O at 400 SCCM, and the substrate temperature was 400 ° C. and the reaction pressure was
a, the discharge power density was 0.41 W / cm 2 , and the discharge frequency was 60 MHz. These films can be continuously formed only by changing the substrate temperature and switching the reaction gas. Also,
The first silicon oxynitride film is formed so that its internal stress becomes a tensile stress, considering the substrate as a center. The second silicon oxynitride film also has an internal stress in the same direction, but preferably has a smaller stress than the first silicon oxynitride film in absolute value.
【0133】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
した。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5atom%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, a 50 nm film is formed on the underlayer 1102.
An amorphous silicon film having a thickness of 2 was formed by a plasma CVD method. Although it depends on the content of hydrogen, the amorphous silicon film is preferably subjected to dehydrogenation treatment by heating at 400 to 550 ° C. for several hours to reduce the content of hydrogen to 5 atom% or less and to perform the crystallization step. . Although an amorphous silicon film may be formed by another manufacturing method such as a sputtering method or an evaporation method, it is preferable that impurity elements such as oxygen and nitrogen contained in the film be sufficiently reduced.
【0134】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
せることができた。Here, both the base film and the amorphous silicon film are produced by the plasma CVD method. At this time, even if the base film and the amorphous silicon film are formed continuously in vacuum. good. After the formation of the base film, the step of once exposing the film to the air atmosphere made it possible to prevent the surface from being contaminated and to reduce the variation in the characteristics of the TFT to be manufactured.
【0135】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技術または熱アニールの技術を用
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した。In the step of crystallizing the amorphous silicon film, a known laser annealing technique or thermal annealing technique may be used. In this embodiment, a crystalline silicon film is formed by condensing a pulse oscillation type KrF excimer laser beam linearly and irradiating the amorphous silicon film.
【0136】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。In this embodiment, a crystalline silicon film is formed from an amorphous silicon film as a semiconductor layer. However, a microcrystalline silicon film may be used, or a crystalline silicon film may be formed directly. .
【0137】こうして形成された結晶質シリコン膜を第
1のフォトマスクを使用してパターニングし、島状の半
導体層1103、1104、1105を形成した。The crystalline silicon film thus formed was patterned using a first photomask to form island-like semiconductor layers 1103, 1104, and 1105.
【0138】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を形成した。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の厚さに形成した。(図11
(A))Next, the island-like semiconductor layers 1103, 110
4 and 1105, a gate insulating film 1106 containing silicon oxide or silicon nitride as a main component was formed. The gate insulating film 1106 is formed of N 2 O and S by a plasma CVD method.
iH 4 10 to 200 of the silicon nitride oxide film as a raw material
nm, preferably 50 to 150 nm. Here, it was formed to a thickness of 100 nm. (FIG. 11
(A))
【0139】そして、第2のフォトマスクにより、半導
体層1103と、半導体層1104、1105のチャネ
ル形成領域を覆うレジストマスク1107、1108、
1109、1110、1111を形成した。このとき、
配線を形成する領域にもレジストマスク1109を形成
しておいても良い。Then, using the second photomask, the resist masks 1107 and 1108 covering the semiconductor layer 1103 and the channel formation regions of the semiconductor layers 1104 and 1105 are formed.
1109, 1110, and 1111 were formed. At this time,
A resist mask 1109 may be formed in a region where a wiring is to be formed.
【0140】そして、n型を付与する不純物元素を添加
して第2の不純物領域を形成する工程を行った。ここで
は、リンを用い、フォスフィン(PH3)を用いたイオ
ンドープ法で行った。この工程では、ゲート絶縁膜11
06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65keVに設定した。半導体層に添加
されるリンの濃度は、1×1016〜1×1019atoms/cm
3の範囲にするのが好ましく、ここでは1×1018atoms
/cm3とした。そして、半導体層にリンが添加された領域
1112、1113、1114、1115、1116が
形成された。ここで形成されたリンが添加された領域の
一部は、LDD領域として機能する第2の不純物領域と
されるものである。(図11(B))Then, a step of forming a second impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. Here, ion doping was performed using phosphorus and phosphine (PH 3 ). In this step, the gate insulating film 11
The accelerating voltage was set to 65 keV in order to add phosphorus to the semiconductor layer below through 06. The concentration of phosphorus added to the semiconductor layer is 1 × 10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm
It is preferable to set the range to 3 ; here, 1 × 10 18 atoms
/ cm 3 . Then, regions 1112, 1113, 1114, 1115, and 1116 in which phosphorus was added to the semiconductor layer were formed. A part of the region to which phosphorus is formed is a second impurity region which functions as an LDD region. (FIG. 11 (B))
【0141】その後、レジストマスクを除去して、第1
の導電層1117を全面に形成した。第1の導電層11
17は、Ta、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を主成
分とする導電性材料を用いる。そして、第1の導電層1
117の厚さは100〜1000nm、好ましくは15
0〜400nmで形成しておけば良い。ここではTaを
スパッタ法で形成した。(図11(C))Thereafter, the resist mask is removed, and the first mask is removed.
Was formed on the entire surface. First conductive layer 11
17 uses a conductive material mainly containing an element selected from Ta, Ti, Mo, and W. And the first conductive layer 1
The thickness of 117 is 100-1000 nm, preferably 15
What is necessary is just to form in 0-400 nm. Here, Ta was formed by a sputtering method. (FIG. 11 (C))
【0142】第1の導電層にTa膜を用いる場合にはス
パッタ法で形成することが可能である。Ta膜はスパッ
タガスにArを用いる。また、これらのスパッタガス中
に適量のXeやKrを加えておくと、形成する膜の内部
応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相
のTa膜の抵抗率は20μΩcm程度でありゲート電極に
使用することができるが、β相のTa膜の抵抗率は18
0μΩcm程度でありゲート電極とするには不向きであ
る。しかし、TaN膜はα相に近い結晶構造を持つの
で、この上にTa膜を形成すればα相のTa膜が容易に
得られる。従って、図示しないが第1の導電膜の下に1
0〜50nmの厚さでTaN膜を形成しておいても良
い。同様に図示しないが、第1の導電膜の下に2〜20
nm程度の厚さでリン(P)をドープしたシリコン膜を
形成しておくことは有効である。これにより、その上に
形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時
に、第1の導電膜または第2の導電膜が微量に含有する
アルカリ金属元素がゲート絶縁膜1106に拡散するの
を防ぐことができる。いずれにしても、第1の導電膜は
抵抗率を10〜50μΩcmの範囲ですることが好まし
い。When a Ta film is used for the first conductive layer, it can be formed by a sputtering method. The Ta film uses Ar as a sputtering gas. When an appropriate amount of Xe or Kr is added to these sputter gases, the internal stress of the film to be formed can be relaxed and the film can be prevented from peeling. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and can be used for the gate electrode, while the resistivity of the β-phase Ta film is 18 μΩcm.
It is about 0 μΩcm, which is not suitable for a gate electrode. However, since the TaN film has a crystal structure close to the α phase, if a Ta film is formed thereon, an α phase Ta film can be easily obtained. Therefore, although not shown, 1 under the first conductive film.
The TaN film may be formed with a thickness of 0 to 50 nm. Similarly, although not shown, 2 to 20 are formed below the first conductive film.
It is effective to form a silicon film doped with phosphorus (P) with a thickness of about nm. Thus, the adhesion of the conductive film formed thereon is improved and oxidation is prevented, and at the same time, the alkali metal element contained in the first conductive film or the second conductive film in a small amount is diffused into the gate insulating film 1106. Can be prevented. In any case, the first conductive film preferably has a resistivity in the range of 10 to 50 μΩcm.
【0143】その他に、W膜を用いることも可能であ
り、その場合はWをターゲットとしたスパッタ法で、ア
ルゴン(Ar)ガスと窒素(N2)ガスを導入してW膜
を200nmの厚さに形成する。また、W膜を6フッ化タ
ングステン(WF6)を用いて熱CVD法で形成するこ
ともできる。いずれにしてもゲート電極として使用する
ためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は2
0μΩcm以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を
大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、W
膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻
害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による
場合、純度99.9999%のWターゲットを用い、さ
らに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十
分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20
μΩcmを実現することができる。In addition, a W film can be used. In this case, a W film is formed to a thickness of 200 nm by introducing argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas by sputtering using W as a target. Formed. Further, the W film can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, it is necessary to lower the resistance in order to use it as a gate electrode.
It is desirable to make it 0 μΩcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by enlarging the crystal grains.
When there are many impurity elements such as oxygen in the film, crystallization is inhibited and the resistance is increased. Accordingly, in the case of the sputtering method, a W target having a purity of 99.9999% is used, and the W film is formed with sufficient care so as not to mix impurities from the gas phase during film formation. 9-20
μΩcm can be realized.
【0144】次に、第3のフォトマスクによりレジスト
マスク1118、1119、1120、1121、11
22、1123を形成した。第4のフォトマスクは、p
チャネル型TFTのゲート電極と、CMOS回路および
画素部のゲート配線、ゲートバスラインを形成するため
のものであった。nチャネル型TFTのゲート電極は後
の工程で形成するため、第1の導電層1117が半導体
層1104上の全面で残るようにレジストマスク111
9、1123を形成した。Next, resist masks 1118, 1119, 1120, 1121, and 11 are formed using a third photomask.
22, 1123 were formed. The fourth photomask is p
This is for forming a gate electrode of a channel type TFT, a gate wiring of a CMOS circuit and a pixel portion, and a gate bus line. Since the gate electrode of the n-channel TFT is formed in a later step, the resist mask 111 is formed so that the first conductive layer 1117 remains over the entire surface of the semiconductor layer 1104.
9, 1123 were formed.
【0145】第1の導電層はドライエッチング法により
不要な部分を除去した。TaのエッチングはCF4とO2
の混合ガスにより行われた。そして、ゲート電極112
4と、ゲート配線1126、1128と、ゲートバスラ
イン1127が形成された。Unnecessary portions of the first conductive layer were removed by a dry etching method. Ta etching is CF 4 and O 2
Was carried out using a mixed gas of Then, the gate electrode 112
4, gate wirings 1126 and 1128 and a gate bus line 1127 were formed.
【0146】そして、レジストマスク1118、111
9、1120、1121、1122、1123をそのま
ま残して、pチャネル型TFTが形成される半導体層1
103の一部に、p型を付与する不純物元素を添加する
の工程を行った。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
した。ここでも加速電圧を80keVとして、2×10
20atoms/cm3の濃度にボロンを添加した。そして、図1
2(A)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1130、1131が形成された。Then, the resist masks 1118, 111
9, 1120, 1211, 1122, and 1123, and the semiconductor layer 1 on which the p-channel TFT is formed is left.
A step of adding an impurity element imparting p-type to a part of 103 was performed. Here, boron was added as an impurity element by ion doping using diborane (B 2 H 6 ). Here, the acceleration voltage is set to 80 keV and 2 × 10
Boron was added to a concentration of 20 atoms / cm 3 . And FIG.
As shown in FIG. 2 (A), the third in which boron is added at a high concentration
Impurity regions 1130 and 1311 were formed.
【0147】図12(A)で設けられたレジストマスク
を除去した後、新たに第4のフォトマスクによりレジス
トマスク1124、1125、1126、1127、1
128、1129、1130を形成した。第4のフォト
マスクはnチャネル型TFTのゲート電極を形成するた
めのものであり、ドライエッチング法によりゲート電極
1131、1132、1133が形成された。このとき
ゲート電極1131、1132、1133は第2の不純
物領域1112、1113、1114、1115、11
16の一部と重なるように形成された。(図12
(B))After removing the resist mask provided in FIG. 12A, a resist mask 1124, 1125, 1126, 1127, 1 is newly formed using a fourth photomask.
128, 1129 and 1130 were formed. The fourth photomask is for forming a gate electrode of an n-channel TFT, and gate electrodes 1131, 1132, and 1133 are formed by a dry etching method. At this time, the gate electrodes 1131, 1132, 1133 are connected to the second impurity regions 1112, 1113, 1114, 1115, 11
16 was formed so as to overlap with a part of the same. (FIG. 12
(B))
【0148】そして、レジストマスクを完全に除去した
後、新たなレジストマスク1135、1136、113
7、1138、1139、1140、1141を形成し
た。レジストマスク1136、1139、1140はn
チャネル型TFTのゲート電極1131、1132、1
133と、第2の不純物領域の一部を覆う形で形成され
るものであった。ここで、レジストマスク1136、1
139、1140は、LDD領域のオフセット量を決め
るものであった。After completely removing the resist mask, new resist masks 1135, 1136, 113
7, 1138, 1139, 1140, 1141 were formed. The resist masks 1136, 1139, 1140 are n
Gate electrodes 1131, 1132, 1 of channel type TFT
133 and a part of the second impurity region. Here, the resist masks 1136, 1
Reference numerals 139 and 1140 determine the offset amount of the LDD region.
【0149】そして、n型を付与する不純物元素を添加
して第1の不純物領域を形成する工程を行った。そし
て、ソース領域となる第1の不純物領域1143、11
44とドレイン領域となる第1の不純物領域1142、
1145、1146が形成された。ここでは、フォスフ
ィン(PH3)を用いたイオンドープ法で行った。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に
設定した。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、
1×1019〜1×1021atoms/cm3とするのが好まし
く、ここでは1×1020atoms/cm3とした。(図12
(C))Then, a step of forming a first impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. Then, the first impurity regions 1143 and 11 serving as source regions
44, a first impurity region 1142 serving as a drain region,
1145 and 1146 were formed. Here, the ion doping method using phosphine (PH 3 ) was performed. Also in this step, the acceleration voltage was set to 80 keV in order to add phosphorus to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 1106. The concentration of phosphorus in this region is the first to give n-type.
Higher concentration than the process of adding the impurity element of
It is preferably 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3, and here it is 1 × 10 20 atoms / cm 3 . (FIG. 12
(C))
【0150】図12(C)までの工程が終了したら、第
1の層間絶縁膜1147、1148を形成する工程を行
った。最初に窒化シリコン膜1147を50nmの厚さ
に成膜した。窒化シリコン膜1147はプラズマCVD
法で形成され、SiH4を5SCCM、NH3を40SC
CM、N2を100SCCM導入して0.7Torr、
300Wの高周波電力を投入した。そして、続いて第1
の層間絶縁膜1148として酸化シリコン膜を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
に成膜した。(図13)When the steps up to FIG. 12C are completed, a step of forming first interlayer insulating films 1147 and 1148 was performed. First, a silicon nitride film 1147 was formed to a thickness of 50 nm. Silicon nitride film 1147 is plasma CVD
5 SCCM for SiH 4 and 40 SC for NH 3
CM, and the N 2 was introduced 100SCCM 0.7Torr,
300 W high frequency power was applied. And then the first
Silicon oxide film as TEOS as interlayer insulating film 1148
The 500SCCM, the O 2 was introduced 50SCCM 1Tor
A high-frequency power of 200 W was applied to form a film having a thickness of 950 nm. (FIG. 13)
【0151】そして、熱処理の工程を行った。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っ
た。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。ここでは熱アニール法で
活性化の工程を行った。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時間の処理を行った。Then, a heat treatment step was performed. The heat treatment step had to be performed in order to activate the n-type or p-type impurity element added at each concentration. This step includes a thermal annealing method using an electric heating furnace,
The laser annealing method using the above-described excimer laser or the rapid thermal annealing method (RTA method) using a halogen lamp may be used. Here, the activation step was performed by a thermal annealing method. The heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 300 to 700 ° C., preferably 350 to 550 ° C.
Here, the treatment was performed at 450 ° C. for 2 hours.
【0152】第1の層間絶縁膜1147、1148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、ソース電極1149、1150、1151
とドレイン電極1152、1153を形成した。図示し
ていないが、本実施例ではこの電極を、Ti膜を100
nm、Tiを含むAl膜300nm、Ti膜150nm
をスパッタ法で連続して形成した3層構造の電極として
用いた。After that, the first interlayer insulating films 1147 and 1148 were patterned to form contact holes reaching the source region and the drain region of each TFT. Then, the source electrodes 1149, 1150, 1151
And drain electrodes 1152 and 1153 were formed. Although not shown, in this embodiment, this electrode is
nm, Al film containing Ti 300 nm, Ti film 150 nm
Was used as an electrode having a three-layer structure continuously formed by a sputtering method.
【0153】以上の工程で、CMOS回路のnチャネル
型TFTにはチャネル形成領域1157、第1の不純物
領域1160、1161、第2の不純物領域1158、
1159が形成された。ここで、第2の不純物領域は、
ゲート電極とオーバーラップする領域(GOLD領域)
1158a、1159a、ゲート電極とオーバーラップ
しない領域(LDD領域)1158b、1159bがそ
れぞれ形成された。そして、第1の不純物領域1160
はソース領域として、第1の不純物領域1161はドレ
イン領域となった。Through the above steps, the channel formation region 1157, the first impurity regions 1160 and 1161, the second impurity region 1158,
1159 was formed. Here, the second impurity region is
Region overlapping with gate electrode (GOLD region)
1158a and 1159a, and regions (LDD regions) 1158b and 1159b that do not overlap with the gate electrode were formed, respectively. Then, the first impurity region 1160
Is a source region, and the first impurity region 1161 is a drain region.
【0154】pチャネル型TFTは、チャネル形成領域
1154、第3の不純物領域1155、1156が形成
された。そして、第3の不純物領域1155はソース領
域として、第3の不純物領域1156はドレイン領域と
なった。In the p-channel TFT, a channel formation region 1154 and third impurity regions 1155 and 1156 were formed. Then, the third impurity region 1155 became a source region, and the third impurity region 1156 became a drain region.
【0155】また、画素部のnチャネル型TFTはマル
チゲート構造であり、チャネル形成領域1162、11
63と第1の不純物領域1168、1169、1145
と第2の不純物領域1164、1165、1166、1
167が形成された。ここで第2の不純物領域は、ゲー
ト電極と重なる領域1164a、1165a、1166
a、1167aと重ならない領域1164b、1165
b、1166b、1167bとが形成された。The n-channel TFT in the pixel portion has a multi-gate structure, and has channel forming regions 1162 and 1116.
63 and first impurity regions 1168, 1169, 1145
And second impurity regions 1164, 1165, 1166, 1
167 were formed. Here, the second impurity regions are regions 1164a, 1165a, and 1166 overlapping with the gate electrode.
a, regions 1164b, 1165 that do not overlap with 1167a
b, 1166b and 1167b were formed.
【0156】こうして図13に示すように、基板110
1上にCMOS回路と、画素部が形成されたアクティブ
マトリクス基板が作製された。また、画素部のnチャネ
ル型TFTのドレイン側には、第2の不純物領域と同じ
濃度でn型を付与する不純物元素が添加された、低濃度
不純物領域1170、ゲート絶縁膜1106、保持容量
電極1171とが形成され、画素部に設けられる保持容
量が同時に形成された。In this way, as shown in FIG.
An active matrix substrate on which a CMOS circuit and a pixel portion were formed was manufactured. On the drain side of the n-channel TFT in the pixel portion, a low-concentration impurity region 1170, a gate insulating film 1106, and a storage capacitor electrode to which an impurity element imparting n-type is added at the same concentration as the second impurity region. 1171 was formed, and the storage capacitor provided in the pixel portion was formed at the same time.
【0157】[実施例2]本実施例では、実施例1にお
いて半導体層として用いる結晶質半導体膜を、触媒元素
を用いた熱アニール法により形成する例を示す。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。[Embodiment 2] This embodiment shows an example in which a crystalline semiconductor film used as a semiconductor layer in Embodiment 1 is formed by a thermal annealing method using a catalytic element. When a catalyst element is used, it is desirable to use the technology disclosed in JP-A-7-130652 and JP-A-8-78329.
【0158】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
18に示す。まず基板1801に酸化シリコン膜180
2を設け、その上に非晶質シリコン膜1803を形成し
た。さらに、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1804を
形成した。(図18(A))FIG. 18 shows an example in which the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130652 is applied to the present invention. First, a silicon oxide film 180 is formed on a substrate 1801.
2 and an amorphous silicon film 1803 was formed thereon. Further, a nickel acetate salt solution containing 10 ppm by weight of nickel was applied to form a nickel-containing layer 1804. (FIG. 18A)
【0159】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
℃、8時間の熱処理を行い、結晶質シリコン膜1805
を形成した。こうして得られた結晶質シリコン膜180
5は非常に優れた結晶質を有した。(図18(B))Next, after the dehydrogenation step at 500 ° C. for 1 hour, the temperature is set at 500 to 650 ° C. for 4 to 12 hours, for example, 550 ° C.
Heat treatment at 8 ° C. for 8 hours to obtain a crystalline silicon film 1805.
Was formed. The crystalline silicon film 180 thus obtained
5 had very good crystallinity. (FIG. 18 (B))
【0160】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、非晶質半導体膜の選択的な結晶化を可能としたもの
である。同技術を本願発明に適用した場合について、図
19で説明する。The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78329 allows selective crystallization of an amorphous semiconductor film by selectively adding a catalytic element. A case where the same technology is applied to the present invention will be described with reference to FIG.
【0161】まず、ガラス基板1901に酸化シリコン
膜1902を設け、その上に非晶質シリコン膜190
3、酸化シリコン膜1904を連続的に形成した。この
時、酸化シリコン膜1904の厚さは150nmとし
た。First, a silicon oxide film 1902 is provided on a glass substrate 1901, and an amorphous silicon film 190 is formed thereon.
3. A silicon oxide film 1904 was formed continuously. At this time, the thickness of the silicon oxide film 1904 was set to 150 nm.
【0162】次に酸化シリコン膜1904をパターニン
グして、選択的に開孔部1905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
液を塗布した。これにより、ニッケル含有層1906が
形成され、ニッケル含有層1906は開孔部1905の
底部のみで非晶質シリコン膜1902と接触した。(図
19(A))Next, the silicon oxide film 1904 was patterned to selectively form openings 1905, and then a nickel acetate solution containing 10 ppm by weight of nickel was applied. Thus, a nickel-containing layer 1906 was formed, and the nickel-containing layer 1906 was in contact with the amorphous silicon film 1902 only at the bottom of the opening 1905. (FIG. 19A)
【0163】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1907を形成した。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1907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19(B))Next, at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours,
For example, heat treatment was performed at 570 ° C. for 14 hours to form a crystalline silicon film 1907. In this crystallization process, the portion of the amorphous silicon film in contact with nickel is first crystallized, and the crystallization proceeds laterally from there. The crystalline silicon film 1907 thus formed is composed of a collection of rod-shaped or needle-shaped crystals, each of which grows in a specific direction when viewed macroscopically, and thus has uniform crystallinity. There is an advantage. (FIG. 19B)
【0164】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、ゲルマニウム
(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(S
n)、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。The catalyst elements usable in the above two technologies are not only nickel (Ni) but also germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (S
n), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt),
Elements such as copper (Cu) and gold (Au) may be used.
【0165】以上のような技術を用いて結晶質半導体膜
(結晶質シリコン膜や結晶質シリコンゲルマニウム膜な
どを含む)を形成し、パターニングを行えば、結晶質T
FTの半導体層を形成することができる。本実施例の技
術を用いて、結晶質半導体膜から作製されたTFTは、
優れた特性が得られるが、そのため高い信頼性を要求さ
れていた。しかしながら、本願発明のTFT構造を採用
することで、本実施例の技術を最大限に生かしたTFT
を作製することが可能となった。By forming a crystalline semiconductor film (including a crystalline silicon film and a crystalline silicon germanium film) using the above-described techniques and performing patterning, a crystalline T
An FT semiconductor layer can be formed. The TFT manufactured from the crystalline semiconductor film using the technique of the present embodiment is:
Although excellent characteristics can be obtained, high reliability has been required. However, by adopting the TFT structure of the present invention, the TFT utilizing the technology of this embodiment to the maximum
Can be manufactured.
【0166】[実施例3]本実施例は、実施例1で用い
られる半導体層を形成する方法として、非晶質半導体膜
を初期膜として前記触媒元素を用いて結晶質半導体膜を
形成した後で、その触媒元素を結晶質半導体膜から除去
する工程を行った例を示す。本実施例ではその方法とし
て、特開平10−247735号公報、特開平10−1
35468号公報または特開平10−135469号公
報に記載された技術を用いた。[Embodiment 3] In this embodiment, as a method of forming a semiconductor layer used in Embodiment 1, after forming an amorphous semiconductor film as an initial film and using the catalyst element to form a crystalline semiconductor film, Then, an example in which a step of removing the catalytic element from the crystalline semiconductor film is performed will be described. In this embodiment, the method is described in JP-A-10-247735 and JP-A-10-1.
The technology described in JP-A-35468 or JP-A-10-135469 was used.
【0167】同公報に記載された技術は、非晶質半導体
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、結晶質半導体膜中の触媒元素の濃度を1×1
017atms/cm3以下、好ましくは1×1016atms/cm3にま
で低減することができる。The technique described in this publication is a technique for removing the catalytic element used for crystallization of the amorphous semiconductor film after crystallization by using the gettering action of phosphorus. By using this technique, the concentration of the catalytic element in the crystalline semiconductor film can be reduced to 1 × 1
It can be reduced to 0 17 atms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 16 atms / cm 3 .
【0168】本実施例の構成について図20を用いて説
明する。ここではコーニング社の1737基板に代表さ
れる無アルカリガラス基板を用いた。図20(A)で
は、実施例3で示した結晶化の技術を用いて、下地20
02、結晶質シリコン膜2003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2003の表面に
マスク用の酸化シリコン膜2004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2005が設けられた。The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. Here, an alkali-free glass substrate typified by a Corning 1737 substrate was used. In FIG. 20A, the underlayer 20 is formed using the crystallization technique described in the third embodiment.
02 shows a state where the crystalline silicon film 2003 is formed. Then, a silicon oxide film 2004 for a mask is formed with a thickness of 150 nm on the surface of the crystalline silicon film 2003, an opening is provided by patterning, and a region where the crystalline silicon film is exposed is provided. Then, a step of adding phosphorus was performed to provide a region 2005 in which phosphorus was added to the crystalline silicon film.
【0169】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た領域
2005がゲッタリングサイトとして働き、結晶質シリ
コン膜2003に残存していた触媒元素はリンが添加さ
れた領域2005に偏析させることができた。In this state, 550 to 80
When heat treatment is performed at 0 ° C. for 5 to 24 hours, for example, at 600 ° C. for 12 hours, the region 2005 in which phosphorus is added to the crystalline silicon film functions as a gettering site, and the catalyst remaining in the crystalline silicon film 2003 The element was able to segregate in the region 2005 to which phosphorus was added.
【0170】そして、マスク用の酸化シリコン膜200
4と、リンが添加された領域2005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1×1017atms/cm3以下にまで低減された結
晶質シリコン膜を得ることができた。この結晶質シリコ
ン膜はそのまま実施例1で示した本願発明のTFTの半
導体層として使用することができた。Then, the silicon oxide film 200 for the mask is formed.
4 and the phosphorus-added region 2005 are removed by etching, so that the concentration of the catalytic element used in the crystallization step is reduced to 1 × 10 17 atms / cm 3 or less. Could be obtained. This crystalline silicon film could be used as it is as the semiconductor layer of the TFT of the present invention shown in the first embodiment.
【0171】[実施例4]本実施例では、実施例1で示
した本願発明のTFTを作製する工程において、半導体
層とゲート絶縁膜を形成する他の実施形態を示す。そし
て、本実施例の構成を図21で説明する。[Embodiment 4] In this embodiment, another embodiment in which a semiconductor layer and a gate insulating film are formed in the step of manufacturing the TFT of the present invention shown in Embodiment 1 will be described. The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG.
【0172】ここでは、少なくとも700〜1100℃
程度の耐熱性を有する基板が必要であり、石英基板21
01が用いられた。そして実施例2及び実施例3で示し
た技術を用い、結晶質半導体が形成され、これをTFT
の半導体層にするために、島状にパターニングして半導
体層2102、2103を形成した。そして、半導体層
2102、2103を覆って、ゲート絶縁膜2104を
酸化シリコンを主成分とする膜で形成した。本実施例で
は、プラズマCVD法で窒化酸化シリコン膜を70nm
の厚さで形成した。(図21(A))Here, at least 700 to 1100 ° C.
A substrate having a high degree of heat resistance is required.
01 was used. A crystalline semiconductor is formed using the techniques described in the second and third embodiments, and the
The semiconductor layers 2102 and 2103 were formed by patterning in the shape of an island in order to obtain the semiconductor layer. Then, the gate insulating film 2104 was formed to cover the semiconductor layers 2102 and 2103 with a film containing silicon oxide as a main component. In this embodiment, a silicon nitride oxide film is formed to a thickness of 70 nm by a plasma CVD method.
The thickness was formed. (FIG. 21A)
【0173】そして、ハロゲン(代表的には塩素)と酸
素を含む雰囲気中で熱処理を行った。本実施例では、9
50℃、30分とした。尚、処理温度は700〜110
0℃の範囲で選択すれば良く、処理時間も10分から8
時間の間で選択すれば良かった。(図21(B))Then, heat treatment was performed in an atmosphere containing halogen (typically chlorine) and oxygen. In this embodiment, 9
50 ° C., 30 minutes. The processing temperature is 700 to 110.
The temperature may be selected within the range of 0 ° C.
I wish I had to choose between the hours. (FIG. 21 (B))
【0174】その結果、本実施例の条件では、半導体層
2102、2103とゲート絶縁膜2104との界面で
熱酸化膜が形成され、ゲート絶縁膜2107が形成され
た。また、ハロゲン雰囲気での酸化の過程で、ゲート絶
縁膜2104と半導体層2102、2103に含まれる
不純物で、特に金属不純物元素はハロゲンと化合物を形
成し、気相中に除去することができた。As a result, under the conditions of this embodiment, a thermal oxide film was formed at the interface between the semiconductor layers 2102 and 2103 and the gate insulating film 2104, and a gate insulating film 2107 was formed. Further, in the course of oxidation in a halogen atmosphere, impurities contained in the gate insulating film 2104 and the semiconductor layers 2102 and 2103, particularly metal impurity elements, formed a compound with halogen and could be removed in the gas phase.
【0175】以上の工程で作製されたゲート絶縁膜21
07は、絶縁耐圧が高く半導体層2105、2106と
ゲート絶縁膜2107の界面は非常に良好なものであっ
た。本願発明のTFTの構成を得るためには、以降の工
程は実施例1に従えば良かった。Gate insulating film 21 manufactured by the above steps
In No. 07, the withstand voltage was high and the interface between the semiconductor layers 2105 and 2106 and the gate insulating film 2107 was very good. In order to obtain the structure of the TFT of the present invention, the subsequent steps should have been performed according to the first embodiment.
【0176】[実施例5]本実施例では、実施例2で示
した方法で結晶質半導体膜を形成し、実施例1で示す工
程でアクティブマトリクス基板を作製方法において、結
晶化の工程で使用した触媒元素をゲッタリングにより除
去する例を示す。まず、実施例1において、図11
(A)で示される半導体層1103、1104、110
5は、触媒元素を用いて作製された結晶質シリコン膜で
あった。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かった。[Embodiment 5] In this embodiment, a crystalline semiconductor film is formed by the method shown in Embodiment 2 and used in the crystallization step in the method of manufacturing an active matrix substrate in the process shown in Embodiment 1. An example in which the removed catalyst element is removed by gettering will be described. First, in Example 1, FIG.
Semiconductor layers 1103, 1104, 110 shown in FIG.
5 was a crystalline silicon film produced using a catalytic element. At this time, since the catalyst element used in the crystallization step remains in the semiconductor layer, it was desirable to perform the gettering step.
【0177】ここでは、図12(B)に示す工程までそ
のまま実施した。そして、図22に示すように、新たな
レジストマスク2201、1136、1137、113
8、1139、1140を形成した。そして、n型を付
与する不純物添加により第1の不純物領域を形成する工
程を行った。そして、半導体層にリンが添加された領域
2202、2203、1142、1143、1144、
1145、1146が形成された。(図22(A))In this case, the steps up to the step shown in FIG. Then, as shown in FIG. 22, new resist masks 2201, 1136, 1137, 113
8, 1139 and 1140 were formed. Then, a step of forming a first impurity region by adding an impurity imparting n-type was performed. Then, regions 2202, 2203, 1142, 1143, 1144 in which phosphorus is added to the semiconductor layer,
1145 and 1146 were formed. (FIG. 22A)
【0178】ここで、リンが添加された領域2202、
2203にはすでにp型を付与する不純物元素であるボ
ロンが添加されているが、このときリン濃度は1×10
19〜1×1021atoms/cm3であり、ボロンに対して1/
2程度の濃度で添加されるので、pチャネル型TFTの
特性には何ら影響を及ぼさなかった。Here, the region 2202 to which phosphorus is added,
Boron, which is an impurity element imparting p-type, has already been added to 2203, and at this time, the phosphorus concentration is 1 × 10
19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3, which is 1 /
Since it was added at a concentration of about 2, it did not affect the characteristics of the p-channel TFT at all.
【0179】この状態で、窒素雰囲気中で400〜80
0℃、1〜24時間、例えば500℃、12時間の加熱
処理の工程を行った。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
た。さらに、前記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た。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た。(図22
(B))In this state, 400 to 80 in a nitrogen atmosphere.
A heat treatment process was performed at 0 ° C. for 1 to 24 hours, for example, 500 ° C. for 12 hours. By this step, the added impurity element imparting n-type and p-type could be activated. Further, the region where the phosphorus was added became a gettering site, and the catalyst element remaining after the crystallization step could be segregated. As a result, the catalytic element could be removed from the channel formation region. (FIG. 22
(B))
【0180】図22(B)の工程が終了したら、以降の
工程は実施例1の工程に従い、アクティブマトリクス基
板を作製することができた。After the step of FIG. 22B was completed, an active matrix substrate could be manufactured following the steps of Example 1.
【0181】[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図14で説明
する。[Embodiment 6] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
【0182】図13の状態のアクティブマトリクス基板
に対して、パッシベーション膜1401を形成した。パ
ッシベーション膜1401は、窒化シリコン膜で50n
mの厚さで形成した。さらに、有機樹脂からなる第2の
層間絶縁膜1402を約1000nmの厚さに形成し
た。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
て形成した。A passivation film 1401 was formed on the active matrix substrate in the state shown in FIG. The passivation film 1401 is a silicon nitride film of 50n.
m. Further, a second interlayer insulating film 1402 made of an organic resin was formed to a thickness of about 1000 nm. As the organic resin film, polyimide, acrylic, polyimide amide, or the like can be used. The advantages of using an organic resin film include that the film formation method is simple, the parasitic capacitance can be reduced because the relative dielectric constant is low, and the flatness is excellent. Note that an organic resin film other than those described above can be used. Here, a polyimide of a type that is thermally polymerized after being applied to the substrate and baked at 300 ° C. is used.
【0183】さらに第3の層間絶縁膜を形成した。第3
の層間絶縁膜1404は、ポリイミドなどの有機樹脂膜
で形成した。そして、第3の層間絶縁膜1404と第2
の層間絶縁膜1402、パッシベーション膜1401に
ドレイン電極1153に達するコンタクトホールを形成
し、画素電極1405を形成した。画素電極1405
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1405を形成し
た。Further, a third interlayer insulating film was formed. Third
The interlayer insulating film 1404 was formed of an organic resin film such as polyimide. Then, the third interlayer insulating film 1404 and the second
A contact hole reaching the drain electrode 1153 was formed in the interlayer insulating film 1402 and the passivation film 1401 to form a pixel electrode 1405. Pixel electrode 1405
For a transmissive liquid crystal display device, a transparent conductive film may be used, and for a reflective liquid crystal display device, a metal film may be used. Here, in order to form a transmissive liquid crystal display device, an indium tin oxide (ITO) film was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method, and a pixel electrode 1405 was formed.
【0184】次に、図15に示すように、配向膜150
1を第3の層間絶縁膜1404と画素電極1405との
表面に形成する。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1502
には、透明導電膜1503と、配向膜1504とを形成
した。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
ようにした。Next, as shown in FIG.
1 is formed on the surface of the third interlayer insulating film 1404 and the pixel electrode 1405. Usually, a polyimide resin is often used for an alignment film of a liquid crystal display element. Opposite substrate 1502
, A transparent conductive film 1503 and an alignment film 1504 were formed. After the alignment film was formed, a rubbing treatment was performed so that the liquid crystal molecules were parallel-aligned with a certain pretilt angle.
【0185】上記の工程を経て、画素部と、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)などを介して貼りあわせる。その後、
両基板の間に液晶材料1508を注入し、封止剤(図示
せず)によって完全に封止した。よって図15に示すア
クティブマトリクス型液晶表示装置が完成した。Through the above steps, the pixel portion, the active matrix substrate on which the CMOS circuit is formed, and the opposing substrate are bonded to each other via a sealing material or a spacer (both not shown) by a known cell assembling process. . afterwards,
A liquid crystal material 1508 was injected between both substrates, and completely sealed with a sealant (not shown). Thus, the active matrix type liquid crystal display device shown in FIG. 15 was completed.
【0186】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16と図17を用いて説明す
る。図16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
1101上に形成された、画素部1601と、走査(ゲ
ート)線駆動回路1603と、信号(ソース)線駆動回路
1604で構成される。画素部の画素TFT1600は
nチャネル型TFT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1603と、信号(ソース)線駆動回
路1604はそれぞれゲート配線1703とソース配線
1704で画素部1601に接続されている。Next, the configuration of the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a perspective view of the active matrix substrate of this embodiment. The active matrix substrate includes a pixel portion 1601, a scanning (gate) line driving circuit 1603, and a signal (source) line driving circuit 1604 formed over a glass substrate 1101. The pixel TFT 1600 in the pixel portion is an n-channel type TFT, and a driving circuit provided around the pixel TFT 1600 is based on a CMOS circuit. A scan (gate) line driver circuit 1603 and a signal (source) line driver circuit 1604 are connected to the pixel portion 1601 through a gate wiring 1703 and a source wiring 1704, respectively.
【0187】図17は画素部1601の上面図であり、
ほぼ1画素の上面図である。画素部にはnチャネル型T
FTが設けられている。ゲート配線1702に連続して
形成されるゲート電極1702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1701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1707が形成されている。また、
図17で示すA―A‘、およびB−B’に沿った断面構
造は、図15に示す画素部の断面図に対応している。FIG. 17 is a top view of the pixel portion 1601.
FIG. 3 is a top view of substantially one pixel. N-channel T
An FT is provided. A gate electrode 1702 formed continuously with the gate wiring 1702 intersects with the underlying semiconductor layer 1701 via a gate insulating film (not shown). Although not shown, a source region, a drain region, and a first impurity region are formed in the semiconductor layer. A semiconductor layer is provided on the drain side of the pixel TFT,
A storage capacitor 1707 is formed from the gate insulating film and an electrode formed using the same material as the gate electrode. Also,
The cross-sectional structure along AA ′ and BB ′ shown in FIG. 17 corresponds to the cross-sectional view of the pixel portion shown in FIG.
【0188】本実施例では、画素TFT1600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。In this embodiment, the pixel TFT 1600 has a double gate structure. However, it may have a single gate structure or a multi-gate structure having a triple gate. 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 a gate electrode, the structure of a source region, a drain region, and other impurity regions of a semiconductor layer provided with a gate insulating film interposed therebetween. The practitioner may decide appropriately.
【0189】[実施例7]図23は、実施例6で示した
アクティブマトリクス型液晶表示装置の回路構成の一例
を示す。本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装
置は、ソース信号線側駆動回路2301、ゲート信号線
側駆動回路(A)2307、ゲート信号線側駆動回路
(B)2311、プリチャージ回路2312、画素部2
306を有している。[Embodiment 7] FIG. 23 shows an example of a circuit configuration of the active matrix type liquid crystal display device shown in Embodiment 6. The active matrix type liquid crystal display device of this embodiment includes a source signal line side driving circuit 2301, a gate signal line side driving circuit (A) 2307, a gate signal line side driving circuit (B) 2311, a precharge circuit 2312, and a pixel portion 2.
306.
【0190】ソース信号線側駆動回路2301は、シフ
トレジスタ回路2302、レベルシフタ回路2303、
バッファ回路2304、サンプリング回路2305を備
えている。The source signal line side driving circuit 2301 includes a shift register circuit 2302, a level shifter circuit 2303,
A buffer circuit 2304 and a sampling circuit 2305 are provided.
【0191】また、ゲート信号線側駆動回路(A)23
07は、シフトレジスタ回路2308、レベルシフタ回
路2309、バッファ回路2310を備えている。ゲー
ト信号線側駆動回路(B)2311も同様な構成であ
る。The gate signal line side drive circuit (A) 23
07 includes a shift register circuit 2308, a level shifter circuit 2309, and a buffer circuit 2310. The gate signal line side driver circuit (B) 2311 has the same configuration.
【0192】ここで、それぞれの回路の駆動電圧の一例
を示すと、シフトレジスタ回路2302、2308は1
0〜16Vであり、レベルシフタ回路2303、230
9、バッファ回路2304、2310、サンプリング回
路2305画素部2306は14〜16Vであった。サ
ンプリング回路2305画素部2306は印加される電
圧の振幅であり、通常極性反転された電圧が交互に印加
されていた。Here, an example of the driving voltage of each circuit is shown.
0 to 16 V, and the level shifter circuits 2303 and 230
9, the buffer circuits 2304, 2310, and the sampling circuit 2305, the pixel section 2306 had a voltage of 14 to 16V. The sampling circuit 2305 has an amplitude of a voltage applied to the pixel portion 2306, and a voltage whose polarity is usually inverted is applied alternately.
【0193】本発明は、nチャネル型TFTの駆動電圧
を考慮して、LDD領域となる第2の不純物領域の長さ
を同一基板上で異ならしめることが容易であり、それぞ
れの回路を構成するTFTに対して、最適な形状を同一
工程で作り込むことができた。According to the present invention, the length of the second impurity region serving as the LDD region can be easily changed on the same substrate in consideration of the drive voltage of the n-channel TFT, and each circuit is constituted. An optimal shape for the TFT could be formed in the same process.
【0194】図24(A)はシフトレジスタ回路のTF
Tの構成例を示している。シフトレジスタ回路のnチャ
ネル型TFTはシングルゲートであり、ドレイン側にの
みLDD領域となる第2の不純物領域が設けられてい
る。ここで、ゲート電極とオーバーラップするLDD領
域(GOLD領域)206aとオーバーラップしないL
DD領域206bの長さは、例えば、図26に従えば良
く、206aを2.0μm、206bを1.0μmとし
て形成することができる。FIG. 24A shows the TF of the shift register circuit.
4 shows a configuration example of T. The n-channel TFT of the shift register circuit has a single gate, and a second impurity region serving as an LDD region is provided only on the drain side. Here, L which does not overlap with the LDD region (GOLD region) 206a which overlaps with the gate electrode is used.
The length of the DD region 206b may be, for example, in accordance with FIG. 26.
【0195】図24(B)はレベルシフタ回路、バッフ
ァ回路のTFTの構成例を示している。これらの回路の
nチャネル型TFTはダブルゲートとしてあり、ドレイ
ン側にLDD領域となる第2の不純物領域が設けられて
いる。例えば、ゲート電極とオーバーラップするLDD
領域(GOLD領域)205a、205cの長さを2.
5μmとし、オーバーラップしないLDD領域205
b、205dの長さはを2.5μmとすることができ
る。FIG. 24B shows a configuration example of TFTs of a level shifter circuit and a buffer circuit. The n-channel TFT of these circuits is a double gate, and a second impurity region serving as an LDD region is provided on the drain side. For example, an LDD that overlaps with the gate electrode
The length of the regions (GOLD regions) 205a and 205c is set to 2.
LDD region 205 having a thickness of 5 μm and not overlapping
The length of b, 205d can be 2.5 μm.
【0196】図24(C)はサンプリング回路のTFT
の構成例を示している。この回路のnチャネル型TFT
はシングルゲートであるが、極性反転されるために、ソ
ース側およびドレイン側の両方にLDD領域となる第2
の不純物領域が設けられている。ゲート電極とオーバー
ラッするLDD領域(GOLD領域)205aと206
a、及びオーバーラップしないLDD領域205bと2
06bの長さは、それぞれ等しくすることが好ましく、
例えば、ゲート電極とオーバーラップするLDD領域
(GOLD領域)205aと206aを1.5μm、オ
ーバーラップしないLDD領域205bと206bの長
さを1.0μmとすることができる。FIG. 24C shows a TFT of a sampling circuit.
Is shown. N-channel TFT of this circuit
Is a single gate, but the second is an LDD region on both the source side and the drain side because the polarity is inverted.
Impurity regions are provided. LDD regions (GOLD regions) 205a and 206 that overlap with the gate electrode
a, and non-overlapping LDD regions 205b and 2
06b are preferably equal in length,
For example, the length of the LDD regions (GOLD regions) 205a and 206a that overlap the gate electrode can be 1.5 μm, and the length of the LDD regions 205b and 206b that do not overlap can be 1.0 μm.
【0197】図24(D)は画素部の構成例を示してい
る。この回路のnチャネル型TFTはマルチゲートであ
るが、極性反転されるために、ソース側およびドレイン
側の両方にLDD領域となる第2の不純物領域が設けら
れている。例えば、ゲート電極とオーバーラップするL
DD領域(GOLD領域)205a、205b、206
a、206cを1.5μm、オーバーラップしないLD
D領域206b、206dの長さを1.5μmとするこ
とができる。FIG. 24D shows a configuration example of a pixel portion. Although the n-channel TFT of this circuit is a multi-gate, since the polarity is inverted, second impurity regions serving as LDD regions are provided on both the source side and the drain side. For example, L overlapping the gate electrode
DD area (GOLD area) 205a, 205b, 206
a, 206c 1.5 μm, non-overlapping LD
The length of the D regions 206b and 206d can be 1.5 μm.
【0198】[実施例8]本実施例では、本発明のTF
T回路によるアクティブマトリクス型液晶表示装置を組
み込んだ半導体装置について図25、図33、図34で
説明する。[Embodiment 8] In this embodiment, the TF of the present invention is used.
A semiconductor device incorporating an active matrix type liquid crystal display device using a T circuit will be described with reference to FIGS.
【0199】このような半導体装置には、携帯情報端末
(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、ビ
デオカメラ、スチルカメラ、パーソナルコンピュータ、
テレビ等が挙げられる。それらの一例を図25、図3
3、図34に示す。Such semiconductor devices include portable information terminals (electronic notebooks, mobile computers, mobile phones, etc.), video cameras, still cameras, personal computers,
TV and the like. Examples of these are shown in FIGS.
3, shown in FIG.
【0200】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 portable telephone, and a main body 90.
01, audio output unit 9002, audio input unit 9003, display device 9004, operation switch 9005, antenna 900
6. The present invention is an audio output unit 900
2. The present invention can be applied to a display device 9004 including an audio input unit 9003 and an active matrix substrate.
【0201】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から成っている。本願発明は音声入力部9103、
及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置910
2、受像部9106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, an audio input portion 9103, operation switches 9104, a battery 9105, and an image receiving portion 91.
06. The present invention provides a voice input unit 9103,
910 provided with active matrix substrate
2. It can be applied to the image receiving unit 9106.
【0202】図25(C)はモバイルコンピュータであ
り、本体9201、カメラ部9202、受像部920
3、操作スイッチ9204、表示装置9205で構成さ
れている。本願発明は受像部9203、及びアクティブ
マトリクス基板を備えた表示装置9205に適用するこ
とができる。FIG. 25C shows a mobile computer, which includes a main body 9201, a camera section 9202, and an image receiving section 920.
3, an operation switch 9204, and a display device 9205. The present invention can be applied to the display device 9205 including the image receiving portion 9203 and the active matrix substrate.
【0203】図25(D)はヘッドマウントディスプレ
イであり、本体9301、表示装置9302、アーム部
9303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 head mounted display, which comprises a main body 9301, a display device 9302, and an arm portion 9303. The present invention can be applied to the display device 9302. Although not shown, it can be used for other signal control circuits.
【0204】図25(E)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、本発明はこの適用することができる。FIG. 25E shows a portable book, and the main body 95.
01, display devices 9502 and 9503, storage medium 950
4, comprising an operation switch 9505 and an antenna 9506 for displaying data stored on a mini disk (MD) or a DVD or 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.
【0205】図33(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体9601、画像入力部9602、表示装置9
603、キーボード9604で構成される。FIG. 33A shows a personal computer, which includes a main body 9601, an image input section 9602, and a display device 9.
603 and a keyboard 9604.
【0206】図33(B)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9701、表示装置9702、スピーカ部97
03、記録媒体9704、操作スイッチ9705で構成
される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Di
gtial Versatile Disc)、CD等
を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネット
を行うことができる。FIG. 33B shows a player using a recording medium on which a program is recorded (hereinafter, referred to as a recording medium), and includes a main body 9701, a display device 9702, and a speaker section 97.
03, a recording medium 9704, and operation switches 9705. This device uses a DVD (Di) as a recording medium.
It is possible to watch music, watch a movie, play a game, or use the Internet by using a CD (g. Versatile Disc) or a CD.
【0207】図33(C)はデジタルカメラであり、本
体9801、表示装置9802、接眼部9803、操作
スイッチ9804、受像部(図示しない)で構成され
る。FIG. 33C shows a digital camera, which includes a main body 9801, a display device 9802, an eyepiece 9803, operation switches 9804, and an image receiving unit (not shown).
【0208】図34(A)はフロント型プロジェクター
であり、表示装置3601、スクリーン3602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. 34A shows a front type projector, which comprises a display 3601 and a screen 3602. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.
【0209】図34(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体3701、表示装置3702、ミラー370
3、スクリーン3704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. 34B shows a rear projector, which includes a main body 3701, a display device 3702, and a mirror 370.
3. It is composed of a screen 3704. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.
【0210】なお、図34(C)は、図34(A)及び
図34(B)中における表示装置3601、3702の
構造の一例を示した図である。表示装置3601、37
02は、光源光学系3801、ミラー3802、380
4〜3806、ダイクロイックミラー3803、プリズ
ム3807、液晶表示装置3808、位相差板380
9、投射光学系3810で構成される。投射光学系38
10、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例
は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板
式であってもよい。また、図34(C)中において矢印
で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能
を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。Note that FIG. 34C is a diagram showing an example of the structure of the display devices 3601 and 3702 in FIGS. 34A and 34B. Display devices 3601, 37
02 denotes a light source optical system 3801, mirrors 3802, 380
4 to 3806, dichroic mirror 3803, prism 3807, liquid crystal display device 3808, retardation plate 380
9. It is composed of a projection optical system 3810. Projection optical system 38
10. An optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. In addition, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in an optical path indicated by an arrow in FIG. Good.
【0211】また、図34(D)は、図34(C)中に
おける光源光学系3810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3810は、リフレクタ
ー3811、光源3812、レンズアレイ3813、3
814、偏光変換素子3815、集光レンズ3816で
構成される。なお、図34(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。また、本発明はその他にも、イメ
ージセンサやEL型表示素子に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。FIG. 34D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 3810 in FIG. 34C. In this embodiment, the light source optical system 3810 includes a reflector 3811, a light source 3812, a lens array 3813,
814, a polarization conversion element 3815, and a condenser lens 3816. Note that the light source optical system shown in FIG. 34D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system. In addition, the present invention can be applied to an image sensor and an EL display device. Thus, the applicable range of the present invention is extremely wide,
It can be applied to electronic devices in all fields.
【0212】[実施例9]本実施例では、本発明を用いて
EL(エレクトロルミネッセンス)表示パネル(EL表
示装置ともいう)を作製した例について説明する。[Embodiment 9] In this embodiment, an example in which an EL (electroluminescence) display panel (also referred to as an EL display device) is manufactured by using the present invention will be described.
【0213】図27(A)は本発明を用いたEL表示パ
ネルの上面図である。図27(A)において、10は基
板、11は画素部、12はデータ線側駆動回路、13は
走査線側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線1
4〜16を経てFPC17に至り、外部機器へと接続さ
れる。FIG. 27A is a top view of an EL display panel using the present invention. In FIG. 27A, reference numeral 10 denotes a substrate, 11 denotes a pixel portion, 12 denotes a data line side driving circuit, 13 denotes a scanning line side driving circuit, and each driving circuit is a wiring 1
Through 4 to 16, the FPC 17 is reached and connected to an external device.
【0214】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シール材19を設け
る。そして、対向板80で封止する。対向板80はガラ
ス板またはプラスチック板を用いても良い。シール19
の外側にはさらに接着剤81が設けられ、基板10と対
向板80とを強固に接着すると共に、貼合わせ端面から
の水分などが侵入して内部の素子が腐蝕することを防
ぐ。こうして基板10と対向板80との間に密閉空間を
形成する。このとき、EL素子は完全に前記密閉空間に
封入された状態となり、外気から完全に遮断される。At this time, a sealing material 19 is provided so as to surround at least the pixel portion, preferably, the driving circuit and the pixel portion. Then, sealing is performed with the facing plate 80. The opposite plate 80 may be a glass plate or a plastic plate. Seal 19
An adhesive 81 is further provided on the outside of the substrate to firmly adhere the substrate 10 and the opposing plate 80, and also prevents the inside elements from being corroded due to entry of moisture or the like from the bonding end face. Thus, a closed space is formed between the substrate 10 and the opposing plate 80. At this time, the EL element is completely sealed in the closed space, and is completely shut off from the outside air.
【0215】さらに、基板10と対向板80との間には
封止樹脂83が充填されている。封止樹脂83にはシリ
コーン系、エポキシ系、アクリル系、フェノール系など
から選ばれた有機樹脂材料を用いる。これによりEL素
子の水分等による劣化を防ぐ効果を向上させる。Further, the space between the substrate 10 and the opposing plate 80 is filled with a sealing resin 83. As the sealing resin 83, an organic resin material selected from silicone, epoxy, acrylic, phenol, and the like is used. This improves the effect of preventing the EL element from being deteriorated by moisture or the like.
【0216】また、図27(B)は本実施例のEL表示
パネルの断面構造であり、基板10、下地膜21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。)22及び画素部用TFT23(但し、こ
こではEL素子への電流を制御するTFTだけ図示して
いる。)が形成されている。駆動回路用TFT22とし
ては、実施例1で示した駆動回路用のnチャネル型TF
Tまたはpチャネル型TFTを用いれば良い。また、画
素部用TFT23には図2に示したnチャネル型TFT
またはpチャネル型TFTを用いれば良い。FIG. 27B shows a cross-sectional structure of the EL display panel of this embodiment, in which a TFT for a driving circuit (here, an n-channel type TFT) is provided on the substrate 10 and the base film 21.
2 shows a CMOS circuit combining a TFT and a p-channel TFT. 22) and a TFT 23 for the pixel portion (here, only the TFT for controlling the current to the EL element is shown). As the driving circuit TFT 22, the n-channel TF for the driving circuit described in the first embodiment is used.
A T or p-channel TFT may be used. The n-channel TFT shown in FIG.
Alternatively, a p-channel TFT may be used.
【0217】本発明を用いて駆動回路用TFT22、画
素部用TFT23が完成したら、樹脂材料でなる層間絶
縁膜(平坦化膜)26の上に画素部用TFT23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27
を形成する。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(ITO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27を形成したら、絶縁膜28を形成
し、画素電極27上に開口部を形成する。When the TFT 22 for the drive circuit and the TFT 23 for the pixel portion are completed by using the present invention, a transparent electrically connected to the drain of the TFT 23 for the pixel portion is formed on the interlayer insulating film (flattening film) 26 made of a resin material. Pixel electrode 27 made of conductive film
To form As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used. After the pixel electrode 27 is formed, an insulating film 28 is formed, and an opening is formed on the pixel electrode 27.
【0218】次に、EL層29を形成する。EL層29
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、EL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 29 is formed. EL layer 29
Are known EL materials (a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer,
An electron transport layer or an electron injection layer) may be freely combined to form a stacked structure or a single-layer structure. A known technique may be used to determine the structure. EL materials include low molecular weight materials and high molecular weight (polymer) materials.
When a low molecular material is used, an evaporation method is used. When a high molecular material is used, a simple method such as a spin coating method, a printing method, or an ink jet method can be used.
【0219】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, an EL layer is formed by an evaporation method using a shadow mask. By forming a light-emitting layer (a red light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a blue light-emitting layer) capable of emitting light having different wavelengths for each pixel using a shadow mask, color display becomes possible. In addition, the color conversion layer (CC
M) and a color filter are combined, and a white light-emitting layer and a color filter are combined. Either method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.
【0220】EL層29を形成したら、その上に陰極3
0を形成する。陰極30とEL層29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29と陰極30を連続成膜するか、
EL層29を不活性雰囲気で形成し、大気解放しないで
陰極30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 29, the cathode 3
0 is formed. It is desirable to remove moisture and oxygen existing at the interface between the cathode 30 and the EL layer 29 as much as possible. Therefore, the EL layer 29 and the cathode 30 are continuously formed in a vacuum,
It is necessary to devise that the EL layer 29 is formed in an inert atmosphere and the cathode 30 is formed without opening to the atmosphere. In this embodiment, a multi-chamber method (cluster tool method)
By using the film forming apparatus described above, the film forming as described above can be performed.
【0221】なお、本実施例では陰極30として、Li
F(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29上に蒸着法で1
nm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30は31で示される領域において配線16に接
続される。配線16は陰極30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32を介し
てFPC17に接続される。In this embodiment, the cathode 30 is made of Li
A laminated structure of an F (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, one layer is formed on the EL layer 29 by vapor deposition.
A LiF (lithium fluoride) film having a thickness of 300 nm is formed, and an aluminum film having a thickness of 300 nm is formed thereon. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 30 is connected to the wiring 16 in a region indicated by 31. The wiring 16 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 30, and is connected to the FPC 17 via a conductive paste material 32.
【0222】31に示された領域において陰極30と配
線16とを電気的に接続するために、層間絶縁膜26及
び絶縁膜28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26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28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28をエッチングする際に、層間
絶縁膜26まで一括でエッチングしても良い。この場
合、層間絶縁膜26と絶縁膜28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。In order to electrically connect the cathode 30 and the wiring 16 in the region indicated by 31, it is necessary to form contact holes in the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28. These may be formed at the time of etching the interlayer insulating film 26 (at the time of forming a contact hole for a pixel electrode) or at the time of etching the insulating film 28 (at the time of forming an opening before forming an EL layer). Further, when etching the insulating film 28, the etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 26. In this case, if the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28 are the same resin material, the shape of the contact hole can be made good.
【0223】また、配線16はシール19と基板10と
の間を隙間(但し接着剤81で塞がれている。)を通っ
てFPC17に電気的に接続される。なお、ここでは配
線16について説明したが、他の配線14、15も同様
にしてシーリング材18の下を通ってFPC17に電気
的に接続される。The wiring 16 is electrically connected to the FPC 17 through a gap (but closed with an adhesive 81) between the seal 19 and the substrate 10. Although the wiring 16 has been described here, the other wirings 14 and 15 are also electrically connected to the FPC 17 under the sealing material 18 in the same manner.
【0224】以上のような構成でなるEL表示パネルに
おいて、本願発明を用いることができる。ここで画素部
のさらに詳細な断面構造を図28に、上面構造を図29
(A)に、回路図を図29(B)に示す。図28、図2
9(A)及び図29(B)では共通の符号を用いるので
互いに参照すれば良い。The present invention can be applied to the EL display panel having the above configuration. FIG. 28 shows a more detailed sectional structure of the pixel portion, and FIG.
FIG. 29A shows a circuit diagram. FIG. 28, FIG.
9 (A) and FIG. 29 (B) use the same reference numerals, so they may be referred to each other.
【0225】図28において、基板2401上に設けら
れたスイッチング用TFT2402は本発明(例えば、
実施形態1で図2で示したTFT)のnチャネル型TF
Tを用いて形成される。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良
い。或いは、また、本発明のpチャネル型TFTを用い
て形成しても構わない。In FIG. 28, the switching TFT 2402 provided on the substrate 2401 is the same as that of the present invention (for example,
N-channel type TF of the TFT shown in FIG.
It is formed using T. In this embodiment, a double gate structure is used. However, since there is no significant difference in the structure and the manufacturing process, the description is omitted. However, by adopting a double gate structure, a structure in which two TFTs are substantially connected in series,
There is an advantage that an off-current value can be reduced.
Although the double gate structure is used in this embodiment, a single gate structure may be used, or a triple gate structure or a multi-gate structure having more gates may be used. Alternatively, it may be formed using the p-channel TFT of the present invention.
【0226】また、電流制御用TFT2403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TFT2402のドレイン配線35
は配線36によって電流制御用TFTのゲート電極37
に電気的に接続されている。また、38で示される配線
は、スイッチング用TFT2402のゲート電極39
a、39bを電気的に接続するゲート配線である。The current control TFT 2403 is formed using the n-channel TFT of the present invention. At this time, the drain wiring 35 of the switching TFT 2402
Is the gate electrode 37 of the current controlling TFT by the wiring 36.
Is electrically connected to A wiring indicated by 38 is a gate electrode 39 of the switching TFT 2402.
This is a gate wiring for electrically connecting a and 39b.
【0227】このとき、電流制御用TFT2403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オーバーラップするよう
にLDD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 control TFT 2403 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 the element has a high risk of deterioration due to heat or hot carriers. Therefore, the structure of the present invention in which the LDD region is provided on the drain side of the current controlling TFT so as to overlap the gate electrode via the gate insulating film is extremely effective.
【0228】また、本実施例では電流制御用TFT24
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 this embodiment, the current control TFT 24
03 is shown with a single gate structure.
A multi-gate structure in which FTs are connected in series may be used.
Further, a structure in which a plurality of TFTs are connected in parallel to substantially divide the channel formation region into a plurality of regions so that heat can be radiated with high efficiency may be employed. Such a structure is effective as a measure against deterioration due to heat.
【0229】また、図29(A)に示すように、電流制
御用TFT2403のゲート電極37となる配線は24
04で示される領域で、電流制御用TFT2403のド
レイン配線40と絶縁膜を介して重なる。このとき、2
404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2404は電流制御用TFT2403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40は電流供給線(電源
線)2501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. 29A, the wiring to be the gate electrode 37 of the current controlling TFT 2403 has 24 wirings.
In a region indicated by 04, the region overlaps with the drain wiring 40 of the current control TFT 2403 via an insulating film. At this time, 2
In the region indicated by 404, a capacitor is formed. The capacitor 2404 functions as a capacitor for holding a voltage applied to the gate of the current control TFT 2403. The drain wiring 40 is connected to a current supply line (power supply line) 2501 and a constant voltage is always applied.
【0230】スイッチング用TFT2402及び電流制
御用TFT2403の上には第1パッシベーション膜4
1が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜42
が形成される。平坦化膜42を用いてTFT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、EL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 4 is formed on the switching TFT 2402 and the current control TFT 2403.
And a planarizing film 42 made of a resin insulating film thereon.
Is formed. It is very important to flatten the step due to the TFT using the flattening film 42. Since an EL layer formed later is extremely thin, poor light emission may be caused by the presence of a step. Therefore, it is desirable that the EL layer be flattened before forming the pixel electrode so that the EL layer can be formed as flat as possible.
【0231】また、43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TFT2
403のドレインに電気的に接続される。画素電極43
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 43 denotes a pixel electrode (cathode of an EL element) made of a conductive film having high reflectivity.
403 is electrically connected to the drain. Pixel electrode 43
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 stacked film thereof. Of course, a stacked structure with another conductive film may be employed.
【0232】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44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。The light emitting layer 44 is formed in a 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),
Light emitting layers corresponding to each color of B (blue) may be separately formed.
As the organic EL material for the light emitting layer, a π-conjugated polymer material is used. Typical polymer-based materials include polyparaphenylenevinylene (PPV), polyvinylcarbazole (PVK), and polyfluorene.
【0233】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-based 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 JP-A-10-92576.
【0234】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 a specific light emitting layer, cyanopolyphenylene vinylene is used for a light emitting layer emitting red light, polyphenylene vinylene is used for a light emitting layer emitting green light, and polyphenylene vinylene or polyalkylphenylene is used for a light emitting layer emitting blue light. Good. The film thickness is 30-150n
m (preferably 40 to 100 nm).
【0235】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 the organic EL material that can be used as the light emitting layer, and it is not necessary to limit the invention to this. An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer.
【0236】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, in this embodiment, an example is shown in which a polymer material is used for the light emitting layer, but a low molecular organic EL material may be used. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used for these organic EL materials and inorganic materials.
【0237】本実施例では発光層45の上にPEDOT
(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46を設けた積層構造のEL層としてい
る。そして、正孔注入層46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45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, PEDOT is formed on the light emitting layer 45.
This is an EL layer having a laminated structure provided with a hole injection layer 46 made of (polythiophene) or PAni (polyaniline). An anode 47 made of a transparent conductive film is provided on the hole injection layer 46. In the case of this embodiment, since the light generated in the light emitting layer 45 is emitted toward the upper surface side (toward the upper side of the TFT), the anode must be translucent. 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; however, it is possible to form after forming a light-emitting layer or a hole-injecting layer with low heat resistance. A material that can form a film at a temperature as low as possible is preferable.
【0238】陽極47まで形成された時点でEL素子2
405が完成する。なお、ここでいうEL素子2405
は、画素電極(陰極)43、発光層45、正孔注入層4
6及び陽極47で形成されたコンデンサを指す。図29
(A)に示すように画素電極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 47 is formed, the EL element 2
405 is completed. Note that the EL element 2405 referred to here
Are the pixel electrode (cathode) 43, the light emitting layer 45, the hole injection layer 4
6 and the anode 47. FIG.
As shown in (A), the pixel electrode 43 substantially matches the area of the pixel, so that the entire pixel functions as an EL element. Therefore, the efficiency of light emission is extremely high, and a bright image can be displayed.
【0239】ところで、本実施例では、陽極47の上に
さらに第2パッシベーション膜48を設けている。第2
パッシベーション膜48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。In the present embodiment, a second passivation film 48 is further provided on the anode 47. Second
As the passivation film 48, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferable. The purpose of this is to shut off the EL element from the outside, and has both the meaning of preventing the organic EL material from being deteriorated due to oxidation and the effect of suppressing outgassing from the organic EL material. Thereby, the reliability of the EL display device is improved.
【0240】以上のように本願発明のEL表示パネルは
図28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 a pixel portion composed of pixels having a structure as shown in FIG. And a TFT. Therefore, an EL display panel having high reliability and capable of displaying a good image can be obtained.
【0241】なお、本実施例の構成は、実施形態1〜6
及び実施例1〜6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 structure of this embodiment is similar to that of the first to sixth embodiments.
The present invention can be implemented by freely combining with the configurations of the first to sixth embodiments. Further, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of the tenth embodiment.
【0242】[実施例10]本実施例では、実施例11
に示した画素部において、EL素子2405の構造を反
転させた構造について説明する。説明には図30を用い
る。なお、図29(A)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 10] In this embodiment, Embodiment 11 will be described.
A structure in which the structure of the EL element 2405 is inverted in the pixel portion shown in FIG. FIG. 30 is used for the description. Note that the point different from the structure of FIG. 29A is only the EL element portion and the current controlling TFT, and thus the other description is omitted.
【0243】図30において、電流制御用TFT260
1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を参照すれば良い。In FIG. 30, the current control TFT 260
1 is formed using the p-channel TFT of the present invention. Embodiment 1 can be referred to for the manufacturing process.
【0244】本実施例では、画素電極(陽極)50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, a transparent conductive film is used as the pixel electrode (anode) 50. Specifically, a conductive film formed using 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.
【0245】そして、絶縁膜でなるバンク51a、51b
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53、アルミニウム合金でなる陰極54が
形成される。この場合、陰極54がパッシベーション膜
としても機能する。こうしてEL素子2602が形成さ
れる。The banks 51a and 51b made of insulating films
Is formed, a light emitting layer 52 made of polyvinyl carbazole is formed by applying a solution. An electron injection layer 53 made of potassium acetylacetonate (denoted as acacK) and a cathode 54 made of an aluminum alloy are formed thereon. In this case, the cathode 54 also functions as a passivation film. Thus, an EL element 2602 is formed.
【0246】本実施例の場合、発光層53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。本実施例のような構造とする場
合、電流制御用TFT2601はpチャネル型TFTで
形成することが好ましい。In the case of this embodiment, the light generated in the light emitting layer 53 is radiated toward the substrate on which the TFT is formed as indicated by the arrow. In the case of the structure as in this embodiment, it is preferable that the current control TFT 2601 be formed of a p-channel TFT.
【0247】なお、本実施例の構成は、実施形態1〜6
及び実施例1〜6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18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 structure of this embodiment is similar to that of the first to sixth embodiments.
The present invention can be implemented by freely combining with the configurations of the first to sixth embodiments. In addition, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of the eighteenth embodiment.
【0248】[実施例11]本実施例では、図29
(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31に示す。なお、本実施例において、
2701はスイッチング用TFT2702のソース配
線、2703はスイッチング用TFT2702のゲート
配線、2704は電流制御用TFT、2705はコンデ
ンサ、2706、2708は電流供給線、2707はE
L素子とする。[Embodiment 11] In this embodiment, FIG.
FIG. 31 illustrates an example in which a pixel having a structure different from that of the circuit diagram illustrated in FIG. In this embodiment,
2701 is a source wiring of the switching TFT 2702, 2703 is a gate wiring of the switching TFT 2702, 2704 is a current control TFT, 2705 is a capacitor, 2706 and 2708 are current supply lines, and 2707 is E
L element.
【0249】図31(A)は、二つの画素間で電流供給
線2706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2706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. 31A shows an example in which the current supply line 2706 is shared between two pixels. That is, it is characterized in that the two pixels are formed to be line-symmetric with respect to the current supply line 2706. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.
【0250】また、図31(B)は、電流供給線270
8をゲート配線2703と平行に設けた場合の例であ
る。なお、図31(B)では電流供給線2708とゲー
ト配線2703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2708とゲート配線2703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。FIG. 31B shows the current supply line 270.
8 is provided in parallel with the gate wiring 2703. Note that FIG. 31B illustrates a structure in which the current supply line 2708 and the gate wiring 2703 are provided so as not to overlap with each other.
They can be provided so as to overlap with each other via an insulating film. In this case, since the power supply line 2708 and the gate wiring 2703 can share an occupied area, the pixel portion can have higher definition.
【0251】また、図31(C)は、図31(B)の構
造と同様に電流供給線2708をゲート配線2703と
平行に設け、さらに、二つの画素を電流供給線2708
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2708をゲート配線2703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。In FIG. 31C, a current supply line 2708 is provided in parallel with the gate wiring 2703 as in the structure of FIG. 31B, and two pixels are connected to the current supply line 2708.
It is characterized in that it is formed so as to be line-symmetric with respect to.
It is also effective to provide the current supply line 2708 so as to overlap with one of the gate wirings 2703. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.
【0252】なお、本実施例の構成は、実施例11また
は12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表示パネルを用いること
は有効である。The structure of this embodiment can be implemented by freely combining with the structure of Embodiment 11 or 12. In addition, it is effective to use an EL display panel having the pixel structure of this embodiment as a display portion of the electronic device of Embodiment 10.
【0253】[実施例12]実施例11に示した図29
(A)、図29(B)では電流制御用TFT2403の
ゲートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ240
4を設ける構造としているが、コンデンサ2404を省
略することも可能である。[Embodiment 12] FIG. 29 shown in Embodiment 11
29A and 29B, a capacitor 240 is used to hold a voltage applied to the gate of the current control TFT 2403.
4, but the capacitor 2404 can be omitted.
【0254】実施例13の場合、電流制御用TFT24
03として図28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(と重なるように設けられたLDD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2404の代わりとして積極的に用い
る点に特徴がある。In the case of the thirteenth embodiment, the current controlling TFT 24
Since the n-channel type TFT of the present invention as shown in FIG. 28 is used as 03, an LDD region provided so as to overlap with a gate electrode (via a gate insulating film) is provided. In this embodiment, a parasitic capacitance generally called a gate capacitance is formed. This embodiment is characterized in that this parasitic capacitance is positively used instead of the capacitor 2404.
【0255】この寄生容量のキャパシタンスは上記ゲー
ト電極とLDD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LDD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 LDD region overlap, it is determined by the length of the LDD region included in the overlapping region.
【0256】また、図31(A)、(B)、(C)の構
造においても同様にコンデンサ2705を省略すること
は可能である。In the structure shown in FIGS. 31A, 31B and 31C, the capacitor 2705 can be omitted in the same manner.
【0257】なお、本実施例の構成は、実施形態1〜6
及び実施例1〜6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表示パネルを
用いることは有効である。The structure of this embodiment is similar to that of the first to sixth embodiments.
The present invention can be implemented by freely combining with the configurations of the first to sixth embodiments. In addition, it is effective to use an EL display panel having the pixel structure of this embodiment as a display portion of the electronic device of Embodiment 10.
【0258】[実施例13]実施例7で示したの液晶表示
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, "Characteristic
s and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monosta
ble FLCD Exhibiting Fast Response Timeand High Con
trast Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furu
e et al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color T
hresholdless AntiferroelectricLCD Exhibiting Wide
Viewing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshi
da et al.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673,
"Thresholdless antiferroelectricity in liquid cry
stals and 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。[Thirteenth Embodiment] In the liquid crystal display device described in the seventh embodiment, various liquid crystals can be used in addition to the nematic liquid crystal. For example, 1998, SID, "Characteristic
s and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monosta
ble FLCD Exhibiting Fast Response Timeand High Con
trast Ratio with Gray-Scale Capability "by H. Furu
e et al., 1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color T
hresholdless AntiferroelectricLCD Exhibiting Wide
Viewing Angle with Fast Response Time "by T. Yoshi
da et al., 1996, J. Mater. Chem. 6 (4), 671-673,
"Thresholdless antiferroelectricity in liquid cry
stals and its application to displays "by S. Inui
et al., and the liquid crystal disclosed in US Pat. No. 5,594,569 can be used.
【0259】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32に示す。図32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32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。A ferroelectric liquid crystal (FLC) exhibiting an isotropic phase-cholesteric phase-chiral smectic C phase transition series
FIG. 32 shows the electro-optical characteristics of a monostable FLC in which the cholesteric phase-chiral smectic C phase transition is performed while applying a DC voltage and the cone edge is almost aligned with the rubbing direction. The display mode using the ferroelectric liquid crystal as shown in FIG. 32 is called “Half-V switching mode”. The vertical axis of the graph shown in FIG. 32 is the transmittance (arbitrary unit), and the horizontal axis is the applied voltage. "Hal
For the fV-shaped switching mode, see Terada et al.
Half-V switching mode FLCD ", 46th
Proceedings of the JSCE Lecture Meeting, March 1999
Tsuki, p. 1316, and Yoshihara et al., "Time-Division Full-Color LCD with Ferroelectric Liquid Crystal", Liquid Crystal Vol. 3, No. 19, No. 19
See page 0 for details.
【0260】図32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. 32, it can be seen that when such a ferroelectric mixed liquid crystal is used, low-voltage driving and gradation display are possible. A ferroelectric liquid crystal having such electro-optical characteristics can be used in the liquid crystal display device of the present invention.
【0261】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). As a mixed liquid crystal having an antiferroelectric liquid crystal, there is a so-called thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal exhibiting an electro-optical response characteristic in which transmittance changes continuously with 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 (cell thicknesses of about 1 μm to 2 μm) have been found.
【0262】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。In general, a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a large spontaneous polarization and a high dielectric constant of the liquid crystal itself. Therefore, when a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used for a liquid crystal display device, a relatively large storage capacitance is required for a pixel. Therefore, it is preferable to use a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal having a small spontaneous polarization.
【0263】なお、このような無しきい値反強誘電性混
合液晶を本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 can be realized, so that low power consumption can be realized.
【0264】[実施例14]実施形態1〜9または実施例
1〜5に記載されたTFTの安定性はDC(直流)バイ
アスストレス試験から評価した。試験条件はドレイン電
圧(Vd)を1V一定とし、ゲートに一定の電圧を1分
間印加して、その前後のドレイン電流、電界効果移動度
などの変化を調べた。ゲートに印加する電圧は0〜7V
まで変化させた。ホットキャリア効果によりTFTが劣
化する場合には、この試験によりオン電流や電界効果移
動度などの諸特性が低下する。測定に用いたTFTは、
チャネル長8μm、チャネル幅8μmであり、LDDとし
てLovを2μm、Loffを1.5μm設けた構造を用い
た。Example 14 The stability of the TFTs described in Embodiment Modes 1 to 9 or Examples 1 to 5 was evaluated by a DC (direct current) bias stress test. The test conditions were such that the drain voltage (Vd) was constant at 1 V, a constant voltage was applied to the gate for one minute, and changes in the drain current and the field effect mobility before and after that were examined. The voltage applied to the gate is 0-7V
Changed. When the TFT is deteriorated due to the hot carrier effect, various characteristics such as an on-current and a field effect mobility are deteriorated by this test. The TFT used for the measurement is
A channel length of 8 μm, a channel width of 8 μm, and a structure in which Lov is 2 μm and Loff is 1.5 μm as an LDD were used.
【0265】図35は上記構造のnチャネル型TFTの
ゲート電圧(Vg)対ドレイン電流(Id)の特性(サ
ンプルNo.S665−14)であり、ドレイン電圧は1
Vと8Vを印加した2つの条件で測定した値を示してい
る。図35の特性は代表例であり、本発明のTFTはそ
の代表特性として、オン領域の特性として、電界効果移
動度が90〜300cm2/V・sec、ドレイン電流(Vd=
1V、Vg=1V印加時の電流)が1×10-5〜1×1
0-3Aが得られている。FIG. 35 shows the characteristics (sample No. S665-14) of the gate voltage (Vg) versus the drain current (Id) of the n-channel type TFT having the above structure (sample No. S665-14).
The values measured under two conditions of applying V and 8V are shown. The characteristics shown in FIG. 35 are typical examples. The TFT of the present invention has the following characteristics as the characteristics of the ON region: the field-effect mobility is 90 to 300 cm 2 / V · sec, and the drain current (Vd =
1 V, Vg = 1 V applied current) is 1 × 10 −5 to 1 × 1
0 -3 A is obtained.
【0266】図36は上記DCバイアスストレス試験の
結果であり、ドレイン電流(Vd=1V印加時)と電界
効果移動度(最大値)のゲートバイアスに対する変化率
を示している。図36(A)はドレイン電流の結果であ
り殆ど変化していないことを示している。図36(B)
は電界効果移動度であり、ここではその最大値を記載し
ているが、変化率は5%以下であり、いずれにしても極
めて優れた安定性を示しており、ホットキャリア効果に
よる劣化がないことを示している。FIG. 36 shows the result of the DC bias stress test, and shows the rate of change of the drain current (when Vd = 1 V is applied) and the field-effect mobility (maximum value) with respect to the gate bias. FIG. 36A shows the result of the drain current, which shows almost no change. FIG. 36 (B)
Is the field-effect mobility, the maximum value of which is described here. The rate of change is 5% or less, which shows extremely excellent stability in any case, and there is no deterioration due to the hot carrier effect. It is shown that.
【0267】また、図35で示したようにオフ領域のド
レイン電流(オフ電流)はゲートに印加する電圧が0〜
―20Vの範囲において1×10-9A以下であり、この
ような低い値はLoffを設けることにより始めて達成で
きるものである。As shown in FIG. 35, the drain current in the off region (off current) is 0 to 0 V.
It is 1 × 10 −9 A or less in the range of −20 V, and such a low value can be achieved only by providing Loff.
【0268】以上にように、TFTにLDD領域(第2
の不純物領域)をゲート電極とオーバーラップする領域
とオーバーラップしない領域とで形成することにより、
ホットキャリア効果による劣化を防ぎ、かつ、オフ領域
のドレイン電流を低減させることが可能となることが確
認できた。As described above, the LDD region (the second
Is formed of a region overlapping with the gate electrode and a region not overlapping with the gate electrode.
It has been confirmed that deterioration due to the hot carrier effect can be prevented and the drain current in the off region can be reduced.
【0269】[0269]
【発明の効果】本願発明を実施することで、安定した結
晶質TFT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CMOS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部や、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。According to the present invention, a stable crystalline TFT operation can be obtained. As a result, the reliability of a semiconductor device including a CMOS circuit made of a crystalline TFT, and more specifically, a pixel portion of a liquid crystal display device and a driving circuit provided in the periphery thereof are improved, and the device can be used for a long time. A liquid crystal display device was obtained.
【0270】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
ゲート電極とオーバーラップする領域(GOLD領域)
とオーバーラップしない領域(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オ
ーバーラップする領域(GOLD領域)とオーバーラッ
プしない領域(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した。Further, according to the present invention, the n-channel type TF
In the second impurity region formed between the T channel formation region and the drain region, a region where the second impurity region overlaps the gate electrode (GOLD region)
It is possible to easily make the length of the region (LDD region) that does not overlap with the length. Specifically, TFT
It is also possible to determine the length of the region where the second impurity region overlaps with the gate electrode (GOLD region) and the region where the second impurity region does not overlap (LDD region) according to the driving voltage of the same. When TFTs are operated at different drive voltages, TFTs corresponding to the respective drive voltages can be manufactured in the same process.
【図1】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図2】 TFTの作製工程を示す断面図とCMOS回
路の平面図。2A and 2B are a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT and a plan view of a CMOS circuit.
【図3】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図4】 TFTの作製工程を示す断面図とCMOS回
路の平面図。4A and 4B are a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT and a plan view of a CMOS circuit.
【図5】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図6】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図7】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view 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 illustrating 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 illustrating 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 illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図11】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 11 illustrates a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図12】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 12 illustrates a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図13】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 13 illustrates a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図14】 液晶表示装置の作製工程を示す図。FIG. 14 illustrates a manufacturing process of a liquid crystal display device.
【図15】 液晶表示装置の断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device.
【図16】 アクティブマトリクス基板の斜視図。FIG. 16 is a perspective view of an active matrix substrate.
【図17】 画素部の画素構造を説明する上面図。FIG. 17 is a top view illustrating a pixel structure of a pixel portion.
【図18】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 18 is a diagram illustrating a manufacturing process of a crystalline silicon film.
【図19】 結晶質シリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 19 is a view showing a manufacturing process of 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 illustrates a manufacturing process of 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 illustrating a manufacturing process of 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 illustrating a manufacturing process of a TFT.
【図23】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の一
実施形態の回路ブロック図。FIG. 23 is a circuit block diagram of one embodiment of an active matrix liquid crystal display device.
【図24】 本発明のTFTの構成を示す図。FIG. 24 illustrates a structure of a TFT of the present invention.
【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】 本発明のゲート電極とLDD領域の関係を
説明する図。FIG. 26 illustrates a relationship between a gate electrode and an LDD region of the present invention.
【図27】 EL表示装置の構成を示す上面図及び断面
図。27A and 27B are a top view and a cross-sectional view illustrating a structure of an EL display device.
【図28】 EL表示装置の画素部の断面図。FIG. 28 is a cross-sectional view of a pixel portion of an EL display device.
【図29】 EL表示装置の画素部の上面図と回路図。FIG. 29 is a top view and a circuit diagram of a pixel portion of an EL display device.
【図30】 EL表示装置の画素部の断面図。FIG. 30 is a cross-sectional view of a pixel portion of an EL display device.
【図31】 EL表示装置の画素部の回路図。FIG. 31 is a circuit diagram of a pixel portion of an EL display device.
【図32】 反強誘電性混合液晶の光透過率特性の一例
を示す図。FIG. 32 is a view showing an example of light transmittance characteristics of an antiferroelectric mixed liquid crystal.
【図33】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 33 illustrates an example of a semiconductor device.
【図34】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 34 illustrates an example of a semiconductor device.
【図35】 ゲート電圧(Vg)対ドレイン電流(I
d)の特性を示す図。FIG. 35: Gate voltage (Vg) versus drain current (I
The figure which shows the characteristic of d).
【図36】 DCバイアスストレス試験の結果を示す
図。FIG. 36 shows a result of a DC bias stress test.
517、622、722、822・・第1のゲート電極 516、621、715、821・・第2のゲート電極 518、623、723、823・・ゲート配線 519、624、724、824・・ゲートバスライン 527、528、627、628、727,728、8
27、828・・ソース電極 529、629、729、829・・ドレイン電極 530、533、630、633、730、733、8
30、833・・チャネル形成領域 531、532、631、632、731、732、8
31、832・・第3の不純物領域 536、537、636、637、736、737、8
36、837・・第1の不純物領域 534、535、634、635、734、735、8
34、835・・第2の不純物領域517, 622, 722, 822 first gate electrode 516, 621, 715, 821 second gate electrode 518, 623, 723, 823 gate wiring 519, 624, 724, 824 gate bus Lines 527, 528, 627, 628, 727, 728, 8
27, 828 ··· source electrode 529, 629, 729, 829 · · drain electrode 530, 533, 630, 633, 730, 733, 8
., 833... Channel forming regions 531, 532, 631, 632, 731, 732, 8
31, 832... Third impurity region 536, 537, 636, 637, 736, 737, 8
36, 837... First impurity regions 534, 535, 634, 635, 734, 735, 8
34, 835... Second impurity region
───────────────────────────────────────────────────── 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) H01L 27/08 331 H01L 29/78 613A 618F ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/08 331 H01L 29/78 613A 618F
Claims (25)
前記半導体層に接して形成されたゲート絶縁膜と、前記
ゲート絶縁膜に接して形成されたゲート電極と、前記ゲ
ート電極に接続されたゲート配線とを有する半導体装置
において、 前記ゲート電極と前記ゲート配線とは、前記ゲート絶縁
膜に接した第1の導電層から成り、 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一導電型
の第1の不純物領域とに挟まれ、かつ、前記チャネル形
成領域に接する一導電型の第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
電極と重なっていることを特徴とする半導体装置。A semiconductor layer on a substrate having an insulating surface;
In a semiconductor device having a gate insulating film formed in contact with the semiconductor layer, a gate electrode formed in contact with the gate insulating film, and a gate wiring connected to the gate electrode, the gate electrode and the gate The wiring includes a first conductive layer in contact with the gate insulating film. The semiconductor layer includes a channel forming region and a first conductive type first conductive layer.
And a second impurity region of one conductivity type sandwiched between the channel formation region and the first impurity region of one conductivity type and in contact with the channel formation region. A semiconductor device, wherein a part of a second impurity region of a mold overlaps with the gate electrode.
た画素部を有する半導体装置において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極と、該
ゲート電極に接続するゲート配線とは、ゲート絶縁膜に
接した第1の導電層から成り、 前記nチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、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一導電型の第1の不純物領域と
に挟まれ、かつ、前記チャネル形成領域に接する一導電
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
電極と重なっていることを特徴とする半導体装置。2. A semiconductor device having a pixel portion formed by an n-channel thin film transistor, wherein a gate electrode of the n-channel thin film transistor and a gate wiring connected to the gate electrode are connected to a first gate insulating film. A semiconductor layer of the n-channel thin film transistor is sandwiched between a channel formation region, a first impurity region of one conductivity type, and the channel formation region and the first impurity region of one conductivity type. And a second impurity region of one conductivity type in contact with the channel formation region, and a part of the second impurity region of one conductivity type overlaps with the gate electrode. Semiconductor device.
ル型薄膜トランジスタとで形成されたCMOS回路を有
する半導体装置において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極と、該
ゲート電極に接続するゲート配線とは、ゲート絶縁膜に
接した第1の導電層から成り、 前記nチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、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一導電型の第1の不純物領域と
に挟まれ、かつ、前記チャネル形成領域に接する一導電
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
電極と重なっていることを特徴とする半導体装置。3. A semiconductor device having a CMOS circuit formed of an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein a gate electrode of the n-channel thin film transistor and a gate wiring connected to the gate electrode are provided with a gate insulation. A semiconductor layer of the n-channel type thin film transistor, wherein the semiconductor layer of the n-channel thin film transistor includes a channel formation region, a first impurity region of one conductivity type, the channel formation region, and a first impurity region of the one conductivity type. And a second impurity region of one conductivity type sandwiched between the first and second impurity regions and in contact with the channel formation region, and a part of the second impurity region of the one conductivity type overlaps with the gate electrode. A semiconductor device characterized in that:
た画素部と、nチャネル型薄膜トランジスタとpチャネ
ル型薄膜トランジスタと、で形成されたCMOS回路を
有する半導体装置において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極と、該
ゲート電極に接続するゲート配線とは、ゲート絶縁膜に
接した第1の導電層から成り、 前記nチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、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一導電型の第1の不純物領域と
に挟まれ、かつ、前記チャネル形成領域に接する一導電
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
電極と重なっていることを特徴とする半導体装置。4. A semiconductor device having a pixel circuit formed of an n-channel thin film transistor, a CMOS circuit formed of an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein: a gate electrode of the n-channel thin film transistor; The gate wiring connected to the gate electrode includes a first conductive layer in contact with a gate insulating film. The semiconductor layer of the n-channel thin film transistor includes a channel formation region, a first conductivity type first impurity region, And a second impurity region of one conductivity type sandwiched between the channel formation region and the first impurity region of one conductivity type and in contact with the channel formation region. A part of the impurity region overlaps with the gate electrode.
おいて、前記pチャネル型薄膜トランジスタのゲート電
極と、該ゲート電極に接続するゲート配線とは、ゲート
絶縁膜に接した第1の導電層から成り、 前記pチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、チャ
ネル形成領域と、一導電型とは反対の導電型の第3の不
純物領域を有し、 前記一導電型とは反対の導電型の第3の不純物領域の一
部は、前記ゲート電極と重なっていることを特徴とする
半導体装置。5. The p-channel thin film transistor according to claim 3, wherein a gate electrode of the p-channel thin film transistor and a gate wiring connected to the gate electrode are formed of a first conductive film in contact with a gate insulating film. A semiconductor layer of the p-channel thin film transistor includes a channel forming region and a third impurity region having a conductivity type opposite to the one conductivity type, and a third impurity region having a conductivity type opposite to the one conductivity type. 3. A semiconductor device according to claim 3, wherein a part of the impurity region overlaps with the gate electrode.
ランジスタと第2のnチャネル型薄膜トランジスタとを
有する半導体装置において、 前記第1と第2のnチャネル型薄膜トランジスタのゲー
ト電極と、該ゲート電極に接続するゲート配線とは、ゲ
ート絶縁膜に接した第1の導電層から成り、 前記第1のnチャネル型薄膜トランジスタの半導体層
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一導電型の第1の不純
物領域とに挟まれ、かつ、前記チャネル形成領域に接す
る一導電型の第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
電極と重なっていて、 前記第2のnチャネル型薄膜トランジスタの半導体層
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一導電型の第1の不純
物領域とに挟まれ、かつ、前記チャネル形成領域に接す
る一導電型の第2の不純物領域とを有し、 前記一導電型の第2の不純物領域は、前記ゲート電極と
重なっていることを特徴とする半導体装置。6. A semiconductor device having a first n-channel thin film transistor and a second n-channel thin film transistor in one pixel, wherein: a gate electrode of the first and second n-channel thin film transistors; The gate wiring connected to the electrode includes a first conductive layer in contact with a gate insulating film. The semiconductor layer of the first n-channel thin film transistor includes a channel formation region and a first impurity region of one conductivity type. And a second impurity region of one conductivity type sandwiched between the channel formation region and the first impurity region of one conductivity type, and in contact with the channel formation region. The semiconductor layer of the second n-channel type thin film transistor includes a channel formation region and a first impurity of one conductivity type. An object region, a second impurity region of one conductivity type sandwiched between the channel formation region and the first impurity region of one conductivity type and in contact with the channel formation region; Wherein the second impurity region overlaps with the gate electrode.
型薄膜トランジスタはマルチゲート構造であることを特
徴とする半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the first n-channel thin film transistor has a multi-gate structure.
型薄膜トランジスタには、発光層を有する素子が接続さ
れていることを特徴とする半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 6, wherein an element having a light-emitting layer is connected to said second n-channel thin film transistor.
スタとpチャネル型薄膜トランジスタとを有する半導体
装置において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタとpチャネル型薄膜
トランジスタのゲート電極と、該ゲート電極に接続する
ゲート配線とは、ゲート絶縁膜に接した第1の導電層か
ら成り、 前記nチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、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一導電型の第1の不純物領域と
に挟まれ、かつ、前記チャネル形成領域に接する一導電
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
電極と重なっていて、 前記pチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、チャ
ネル形成領域と、一導電型とは反対の導電型の第3の不
純物領域とを有し、前記第3の不純物領域は、前記ゲー
ト電極の外側に設けられていることを特徴とする半導体
装置。9. A semiconductor device having an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor in one pixel, comprising: a gate electrode of the n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor; and a gate wiring connected to the gate electrode. Comprises a first conductive layer in contact with a gate insulating film, wherein the semiconductor layer of the n-channel thin film transistor has a channel formation region, a first impurity region of one conductivity type, the channel formation region and the one conductivity type. A second impurity region of one conductivity type sandwiched between the first impurity region of the first conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type in contact with the channel formation region; The semiconductor layer of the p-channel thin film transistor overlaps with a gate electrode, and has a channel formation region and a conductivity type opposite to the one conductivity type. And a third impurity region, wherein the third impurity region is provided outside the gate electrode.
ジスタとpチャネル型薄膜トランジスタとを有する半導
体装置において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタとpチャネル型薄膜
トランジスタのゲート電極と、該ゲート電極に接続する
ゲート配線とは、ゲート絶縁膜に接した第1の導電層か
ら成り、 前記nチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、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一導電型の第1の不純物領域と
に挟まれ、かつ、前記チャネル形成領域に接する一導電
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
電極と重なっていて、 前記pチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、チャ
ネル形成領域と、一導電型とは反対の導電型の第3の不
純物領域とを有し、前記第3の不純物領域の一部は、前
記ゲート電極と重なっていることを特徴とする半導体装
置。10. A semiconductor device having an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor in one pixel, comprising: a gate electrode of the n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor; and a gate wiring connected to the gate electrode. Comprises a first conductive layer in contact with a gate insulating film, wherein the semiconductor layer of the n-channel thin film transistor has a channel formation region, a first impurity region of one conductivity type, the channel formation region and the one conductivity type. A second impurity region of one conductivity type sandwiched between the first impurity region of the first conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type in contact with the channel formation region; The semiconductor layer of the p-channel thin film transistor overlaps with a gate electrode, and has a channel formation region and a conductivity type opposite to one conductivity type. And a third impurity region, wherein a part of the third impurity region overlaps with the gate electrode.
記nチャネル型薄膜トランジスタはマルチゲート構造で
あることを特徴とする半導体装置。11. The semiconductor device according to claim 9, wherein the n-channel thin film transistor has a multi-gate structure.
記pチャネル型薄膜トランジスタには、発光層を有する
素子が接続されていることを特徴とする半導体装置。12. The semiconductor device according to claim 9, wherein an element having a light emitting layer is connected to said p-channel thin film transistor.
において、前記pチャネル型薄膜トランジスタのゲート
電極と、該ゲート電極に接続するゲート配線とは、ゲー
ト絶縁膜に接した第1の導電層から成り、 前記pチャネル型薄膜トランジスタの半導体層は、チャ
ネル形成領域と、一導電型とは反対の導電型の第3の不
純物領域を有し、 前記一導電型とは反対の導電型の第3の不純物領域の一
部は、前記ゲート電極の外側に設けられていることを特
徴とする半導体装置。13. The p-channel thin film transistor according to claim 3, wherein a gate electrode of the p-channel thin film transistor and a gate wiring connected to the gate electrode are connected to a first conductive film in contact with a gate insulating film. A semiconductor layer of the p-channel thin film transistor includes a channel forming region and a third impurity region having a conductivity type opposite to the one conductivity type, and a third impurity region having a conductivity type opposite to the one conductivity type. 3. The semiconductor device according to claim 3, wherein a part of the impurity region is provided outside the gate electrode.
において、前記第1の導電層は、チタン(Ti)、タン
タル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(M
o)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する半
導体装置。14. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive layer is made of titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (M).
A semiconductor device, which is one or more elements selected from (o) or a compound containing the above elements as a main component.
において、前記半導体装置は、液晶表示装置、EL表示
装置、またはイメージセンサであることを特徴とする半
導体装置。15. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device, an EL display device, or an image sensor.
において、前記半導体装置は、ビデオカメラ、デジタル
カメラ、プロジェクター、プロジェクションTV、ゴー
グル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナル
コンピュータ、または携帯型情報端末から選ばれた一つ
であることを特徴とする半導体装置。16. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a video camera, a digital camera, a projector, a projection TV, a goggle type display, a car navigation, a personal computer, or a portable information terminal. A semiconductor device, which is one selected from the group consisting of:
成する工程と、 前記半導体層の一部を除去して少なくとも第1の島状半
導体層と第2の島状半導体層とを形成する工程と、 前記第1の島状半導体層と第2の島状半導体層とに接し
てゲート絶縁膜を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第2の不純物領域を形成する工程
と、 前記ゲート絶縁膜に接して第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電層から前記第2の島状半導体層に重なる
第2のゲート電極を形成する工程と、 一導電型とは反対の導電型の不純物元素を前記第2の島
状半導体層の選択された領域に添加して第3の不純物領
域を形成する工程と、 前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重なる
第1のゲート電極を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第1の不純物領域を形成する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。17. A step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and removing at least a part of the semiconductor layer to form at least a first island-shaped semiconductor layer and a second island-shaped semiconductor layer. A step of forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and selecting an impurity element of one conductivity type in the first island-shaped semiconductor layer. Forming a second impurity region by adding to the region that has been added; forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film; and forming the second island-shaped semiconductor layer from the first conductive layer. Forming a second gate electrode overlapping with the first conductive layer; and adding an impurity element of a conductivity type opposite to the one conductivity type to a selected region of the second island-shaped semiconductor layer to form a third impurity region. And a first region overlapping the first conductive layer with the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region by adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
成する工程と、 前記半導体層の一部を除去して少なくとも第1の島状半
導体層と第2の島状半導体層とを形成する工程と、 前記第1の島状半導体層と第2の島状半導体層とに接し
てゲート絶縁膜を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第2の不純物領域を形成する工程
と、 前記ゲート絶縁膜に接して第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重なる
第1のゲート電極と前記第2の島状半導体層に重なる第
2のゲート電極とを形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第1の不純物領域を形成する工程
と、 一導電型とは反対の導電型の不純物元素を前記第2の島
状半導体層の選択された領域に添加して第3の不純物領
域を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装
置の作製方法。18. A step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and removing at least a part of the semiconductor layer to form at least a first island-like semiconductor layer and a second island-like semiconductor layer. A step of forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and selecting an impurity element of one conductivity type in the first island-shaped semiconductor layer. Forming a second impurity region by adding to the region that has been added; forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film; and forming the first island-shaped semiconductor layer from the first conductive layer. Forming a first gate electrode overlapping with the first island-shaped semiconductor layer and a second gate electrode overlapping the second island-shaped semiconductor layer; and applying an impurity element of one conductivity type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region by adding a first impurity region; and a conductivity type opposite to the one conductivity type. Forming a third impurity region by adding said impurity element to a selected region of said second island-shaped semiconductor layer.
成する工程と、 前記半導体層の一部を除去して少なくとも第1の島状半
導体層と第2の島状半導体層とを形成する工程と、 前記第1の島状半導体層と第2の島状半導体層とに接し
てゲート絶縁膜を形成する工程と、 一導電型とは反対の導電型の不純物元素を前記第2の島
状半導体層の選択された領域に添加して第3の不純物領
域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第2の不純物領域を形成する工程
と、 前記ゲート絶縁膜に接して第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重なる
第1のゲート電極と、前記第2の島状半導体層に重なる
第2のゲート電極とを形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第1の不純物領域を形成する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。19. A step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and removing at least a part of the semiconductor layer to form at least a first island-like semiconductor layer and a second island-like semiconductor layer. Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and adding an impurity element having a conductivity type opposite to one conductivity type to the second island shape. Forming a third impurity region by adding to a selected region of the semiconductor island layer; and adding a second impurity element to a selected region of the first island-like semiconductor layer by forming a second impurity region. A step of forming an impurity region, a step of forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film, a first gate electrode overlapping the first island-like semiconductor layer from the first conductive layer, Forming a second gate electrode overlapping the second island-shaped semiconductor layer; Forming a first impurity region by adding an impurity element of a type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer.
成する工程と、 前記半導体層の一部を除去して少なくとも第1の島状半
導体層と第2の島状半導体層とを形成する工程と、 前記第1の島状半導体層と第2の島状半導体層とに接し
てゲート絶縁膜を形成する工程と、 一導電型とは反対の導電型の不純物元素を前記第2の島
状半導体層の選択された領域に添加して第3の不純物領
域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第1の不純物領域を形成する工程
と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第2の不純物領域を形成する工程
と、 前記ゲート絶縁膜に接して第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重なる
第1のゲート電極と前記第2の島状半導体層に重なる第
2のゲート電極とを形成する工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法。20. A step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and removing at least a part of the semiconductor layer to form at least a first island-like semiconductor layer and a second island-like semiconductor layer. Forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and adding an impurity element having a conductivity type opposite to one conductivity type to the second island shape. Forming a third impurity region by adding to a selected region of the semiconductor island layer; and adding a first conductivity type impurity element to a selected region of the first island semiconductor layer to form a first impurity region. Forming an impurity region, adding a one-conductivity-type impurity element to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer to form a second impurity region, and contacting the gate insulating film. Forming a first conductive layer; and forming the first island-shaped semiconductor from the first conductive layer. Forming a first gate electrode overlapping the body layer and a second gate electrode overlapping the second island-shaped semiconductor layer.
成する工程と、 前記半導体層の一部を除去して少なくとも第1の島状半
導体層と第2の島状半導体層とを形成する工程と、 前記第1の島状半導体層と第2の島状半導体層とに接し
てゲート絶縁膜を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第1の不純物領域を形成する工程
と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第2の不純物領域を形成する工程
と、 前記ゲート絶縁膜に接して第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電層から前記第2の島状半導体層に重なる
第2のゲート電極を形成する工程と、 一導電型とは反対の導電型の不純物元素を前記第2の島
状半導体層の選択された領域に添加して第3の不純物領
域を形成する工程と、 前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重なる
第1のゲート電極を形成する工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法。21. A step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface; and removing at least a part of the semiconductor layer to form at least a first island-shaped semiconductor layer and a second island-shaped semiconductor layer. A step of forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and selecting an impurity element of one conductivity type in the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region by adding the impurity region to the selected region, and forming a second impurity region by adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first conductive layer in contact with the gate insulating film; forming a second gate electrode overlying the second island-shaped semiconductor layer from the first conductive layer; An impurity element of a conductivity type opposite to that of the second island-shaped semiconductor layer is added to a selected region of the second island-shaped semiconductor layer. Forming a third impurity region by adding to the region; and forming a first gate electrode overlapping the first island-shaped semiconductor layer from the first conductive layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
成する工程と、 前記半導体層の一部を除去して少なくとも第1の島状半
導体層と第2の島状半導体層とを形成する工程と、 前記第1の島状半導体層と第2の島状半導体層とに接し
てゲート絶縁膜を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第1の不純物領域を形成する工程
と、 一導電型とは反対の導電型の不純物元素を前記第2の島
状半導体層の選択された領域に添加して第3の不純物領
域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記第1の島状半導体層の選択
された領域に添加して第2の不純物領域を形成する工程
と、 前記ゲート絶縁膜に接して第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電層から前記第1の島状半導体層に重なる
第1のゲート電極と前記第2の島状半導体層に重なる第
2のゲート電極とを形成する工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法。22. A step of forming a semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, and removing at least a part of the semiconductor layer to form at least a first island-like semiconductor layer and a second island-like semiconductor layer. A step of forming a gate insulating film in contact with the first island-shaped semiconductor layer and the second island-shaped semiconductor layer; and selecting an impurity element of one conductivity type in the first island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region by adding the impurity element to the selected region of the second island-shaped semiconductor layer; and adding a third impurity element to the selected region of the second island-shaped semiconductor layer. Forming an impurity region, adding a one-conductivity-type impurity element to a selected region of the first island-shaped semiconductor layer to form a second impurity region, and contacting the gate insulating film. Forming a first conductive layer; and forming the first island-shaped semiconductor from the first conductive layer. Forming a first gate electrode overlapping the body layer and a second gate electrode overlapping the second island-shaped semiconductor layer.
項において、前記第1の導電層は、チタン(Ti)、タ
ンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(M
o)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。23. The semiconductor device according to claim 17, wherein the first conductive layer is made of titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (M).
o. A method for manufacturing a semiconductor device, which is formed using one or more kinds of elements selected from o), or a compound containing the above elements as a main component.
項において、前記半導体装置は、液晶表示装置、EL表
示装置、またはイメージセンサであることを特徴とする
半導体装置の作製方法。24. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device, an EL display device, or an image sensor.
項において、前記半導体装置は、ビデオカメラ、デジタ
ルカメラ、プロジェクター、プロジェクションTV、ゴ
ーグル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナ
ルコンピュータ、または携帯型情報端末から選ばれた一
つであることを特徴とする半導体装置の作製方法。25. The semiconductor device according to claim 17, wherein the semiconductor device is a video camera, a digital camera, a projector, a projection TV, a goggle type display, a car navigation, a personal computer, or a portable information terminal. A method for manufacturing a semiconductor device, which is one selected from the group consisting of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36829699A JP4869464B2 (en) | 1998-12-25 | 1999-12-24 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1998371203 | 1998-12-25 | ||
| JP37120398 | 1998-12-25 | ||
| JP10-371203 | 1998-12-25 | ||
| JP36829699A JP4869464B2 (en) | 1998-12-25 | 1999-12-24 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243975A true JP2000243975A (en) | 2000-09-08 |
| JP2000243975A5 JP2000243975A5 (en) | 2007-08-23 |
| JP4869464B2 JP4869464B2 (en) | 2012-02-08 |
Family
ID=26581989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36829699A Expired - Fee Related JP4869464B2 (en) | 1998-12-25 | 1999-12-24 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4869464B2 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002190479A (en) * | 2000-09-22 | 2002-07-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor display device and manufacturing method therefor |
| US6737306B2 (en) | 2000-11-28 | 2004-05-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having a tapered gate and method of manufacturing the same |
| US6884664B2 (en) | 2000-10-26 | 2005-04-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US6909117B2 (en) | 2000-09-22 | 2005-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor display device and manufacturing method thereof |
| JP2005340638A (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| JP2007133366A (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Lg Philips Lcd Co Ltd | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
| US7235810B1 (en) | 1998-12-03 | 2007-06-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| US7439087B2 (en) | 2002-12-27 | 2008-10-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US7525165B2 (en) * | 2000-04-17 | 2009-04-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device and manufacturing method thereof |
| KR101458898B1 (en) | 2008-02-12 | 2014-11-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display device and manufacturing method thereof |
| JP2014240983A (en) * | 2009-11-06 | 2014-12-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device |
| JP2015228504A (en) * | 2000-09-29 | 2015-12-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06260499A (en) * | 1993-03-02 | 1994-09-16 | Casio Comput Co Ltd | Thin-film transistor and manufacture thereof |
| WO1995003629A1 (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-02 | Seiko Epson Corporation | Thin film semiconductor device, its manufacture, and display system |
| JPH0832080A (en) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36829699A patent/JP4869464B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06260499A (en) * | 1993-03-02 | 1994-09-16 | Casio Comput Co Ltd | Thin-film transistor and manufacture thereof |
| WO1995003629A1 (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-02 | Seiko Epson Corporation | Thin film semiconductor device, its manufacture, and display system |
| JPH0832080A (en) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7235810B1 (en) | 1998-12-03 | 2007-06-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| US7776712B2 (en) | 1998-12-03 | 2010-08-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of forming a semiconductor device |
| US7525165B2 (en) * | 2000-04-17 | 2009-04-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device and manufacturing method thereof |
| US6909117B2 (en) | 2000-09-22 | 2005-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor display device and manufacturing method thereof |
| JP2002190479A (en) * | 2000-09-22 | 2002-07-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor display device and manufacturing method therefor |
| JP2015228504A (en) * | 2000-09-29 | 2015-12-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device |
| US6884664B2 (en) | 2000-10-26 | 2005-04-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US7183144B2 (en) | 2000-10-26 | 2007-02-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US7161179B2 (en) | 2000-11-28 | 2007-01-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US7745824B2 (en) | 2000-11-28 | 2010-06-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US6737306B2 (en) | 2000-11-28 | 2004-05-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having a tapered gate and method of manufacturing the same |
| US7439087B2 (en) | 2002-12-27 | 2008-10-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US8193531B2 (en) | 2002-12-27 | 2012-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2005340638A (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| JP2007133366A (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Lg Philips Lcd Co Ltd | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
| KR101458898B1 (en) | 2008-02-12 | 2014-11-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display device and manufacturing method thereof |
| US9087747B2 (en) | 2008-02-12 | 2015-07-21 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and method of manufacturing the same |
| US9613991B2 (en) | 2008-02-12 | 2017-04-04 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and method of manufacturing the same |
| JP2014240983A (en) * | 2009-11-06 | 2014-12-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device |
| US9368541B2 (en) | 2009-11-06 | 2016-06-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| US9639211B2 (en) | 2009-11-06 | 2017-05-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4869464B2 (en) | 2012-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6524895B2 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
| US6380558B1 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
| US6777255B2 (en) | Electro-optical device and manufacturing method thereof | |
| JP4531175B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP5159691B2 (en) | EL display device | |
| US6936844B1 (en) | Semiconductor device having a gate wiring comprising laminated wirings | |
| US20050189543A1 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
| JP4583529B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP3901893B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP4641582B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2000299469A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2000340798A (en) | Electro-optical device and preparation thereof | |
| JP2000349298A (en) | Electro-optical device and manufacturing method thereof | |
| JP4869464B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP3977974B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP3859915B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3978145B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2001210832A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP4583716B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP4850763B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3913689B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP4700159B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061221 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070604 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100929 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110301 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110419 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110802 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110914 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20111003 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111115 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111116 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |