JP2002141359A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 さらなる低温プロセス(350℃以下、好ま
しくは300℃以下)を実現し、安価な半導体装置を提
供する。
【解決手段】本発明は、結晶構造を有する半導体層10
3を形成した後、イオンドーピング法を用いて結晶質を
有する半導体層103の一部にp型不純物元素及び水素
元素を同時に添加して不純物領域107(非晶質構造を
有する領域)を形成した後、100〜300℃の加熱処
理を行うことにより、低抵抗、且つ非晶質な不純物領域
108を形成し、非晶質な領域のままでTFTのソース
領域またはドレイン領域とする。
(57) Abstract: A low-temperature process (350 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or lower) is realized, and an inexpensive semiconductor device is provided. The present invention relates to a semiconductor layer having a crystal structure.
After the formation of No. 3, an impurity region 107 (a region having an amorphous structure) was formed by simultaneously adding a p-type impurity element and a hydrogen element to a part of the crystalline semiconductor layer 103 using an ion doping method. After that, a low-resistance and amorphous impurity region 108 is formed by performing a heat treatment at 100 to 300 ° C., and the amorphous region is used as a source region or a drain region of the TFT.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
(以下、TFTという)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
パネルに代表される電気光学装置およびその様な電気光
学装置を部品として搭載した電子機器に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a circuit composed of thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs) and a method for manufacturing the same. For example, the present invention relates to an electro-optical device typified by a liquid crystal display panel and an electronic device equipped with such an electro-optical device as a component.
【0002】なお、本明細書中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しうる装置全般を
指し、電気光学装置、発光装置、半導体回路および電子
機器は全て半導体装置である。[0002] In this specification, a semiconductor device generally means a device that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a light-emitting device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.
【0003】[0003]
【従来の技術】近年、絶縁表面を有する基板上に形成さ
れた半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いて薄膜
トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されてい
る。薄膜トランジスタはICや電気光学装置のような電
子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置(液晶表
示装置やEL表示装置)のスイッチング素子として開発
が急がれている。2. Description of the Related Art In recent years, a technique of forming a thin film transistor (TFT) using a semiconductor thin film (having a thickness of several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface has attracted attention. Thin film transistors are widely applied to electronic devices such as ICs and electro-optical devices, and their development is particularly urgent as switching elements for image display devices (liquid crystal display devices and EL display devices).
【0004】スイッチング素子として用いられているT
FTにおいては、半導体層としてアモルファスシリコン
膜やポリシリコン膜が用いられており、ガラス基板を用
いる場合、TFTの作製プロセスにおける処理温度は4
00℃〜600℃程度であった。なお、ポリシリコン膜
は、レーザー結晶化、または固相結晶化(600〜10
00℃)により形成している。[0004] T used as a switching element
In the FT, an amorphous silicon film or a polysilicon film is used as a semiconductor layer. When a glass substrate is used, the processing temperature in the TFT manufacturing process is 4 ° C.
It was about 00 ° C to 600 ° C. The polysilicon film is formed by laser crystallization or solid-phase crystallization (600 to 10
00 ° C.).
【0005】現在、ガラス基板や石英基板が多く使用さ
れているが、割れやすく、重いという欠点がある。ま
た、大量生産を行う上で、ガラス基板や石英基板は大型
化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性を有
する基板、代表的にはフレキシブルなプラスチックフィ
ルムの上にTFT素子を形成することが試みられてい
る。At present, glass substrates and quartz substrates are often used, but have a drawback that they are easily broken and heavy. Further, in mass production, it is difficult to increase the size of a glass substrate or a quartz substrate, which is not suitable. Therefore, an attempt has been made to form a TFT element on a flexible substrate, typically a flexible plastic film.
【0006】また、TFTの作製プロセスにおいて、ソ
ース領域及びドレイン領域を形成するため、不純物元素
のドーピングは必要不可欠であり、極めて重要な位置を
占めている。代表的な不純物元素のドーピング法として
は、イオン注入法やイオンドーピング法が挙げられる。In the process of manufacturing a TFT, doping of an impurity element is indispensable and occupies a very important position in order to form a source region and a drain region. Typical doping methods of the impurity element include an ion implantation method and an ion doping method.
【0007】これらの不純物元素のドーピング法によっ
て、半導体層にp型を付与する不純物元素を添加した後
には、活性化させるための熱処理、またはレーザー等の
強光照射処理が必須となっていた。After the impurity element for imparting the p-type is added to the semiconductor layer by these impurity element doping methods, heat treatment for activation or irradiation with strong light such as laser has been essential.
【0008】一般的に不純物元素の活性化には1000
℃近い高温での熱処理が必要であると言われているが、
ガラス基板を用いる場合は基板の歪み点以上の熱処理を
行うことができないため、長時間での熱処理(500〜
600℃)が必要となり、スループットが悪化してい
た。ガラス基板を用いる場合、熱処理で活性化するTF
Tの作製プロセスにおいては、この処理温度(500℃
〜600℃)がプロセス温度の最高温度となっていた。Generally, the activation of the impurity element is 1000
It is said that heat treatment at a high temperature near ℃ is required,
When a glass substrate is used, heat treatment at a temperature higher than the strain point of the substrate cannot be performed.
600 ° C.), and the throughput was degraded. TF activated by heat treatment when using a glass substrate
In the manufacturing process of T, the processing temperature (500 ° C.)
600600 ° C.) was the highest process temperature.
【0009】また、プラスチック基板を用いる場合、さ
らに耐熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせざる
を得ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な
電気特性のTFTを形成できないのが現状である。その
ため、プラスチックフィルムを用いた高性能な液晶表示
装置や発光素子は実現されていない。In addition, when a plastic substrate is used, the maximum temperature of the process must be lowered due to lower heat resistance, and as a result, a TFT having better electric characteristics than when a TFT is formed on a glass substrate cannot be formed. Is the current situation. Therefore, high-performance liquid crystal display devices and light-emitting elements using a plastic film have not been realized.
【0010】特に、イオンドーピング法を用いた場合、
p型を付与する不純物元素を添加する際、結晶質半導体
層のドーピングされた領域は不純物元素により損傷を受
けて非晶質な領域となって、高抵抗化していた。そのた
め従来では、500℃〜600℃の熱処理やレーザーの
照射処理によって、ソース領域及びドレイン領域の結晶
性を回復させて低抵抗化していた。In particular, when the ion doping method is used,
When an impurity element imparting p-type is added, the doped region of the crystalline semiconductor layer is damaged by the impurity element, becomes an amorphous region, and has a high resistance. Therefore, conventionally, a heat treatment at 500 ° C. to 600 ° C. or a laser irradiation treatment restores the crystallinity of the source region and the drain region to lower the resistance.
【0011】また、イオン質量分離を利用したイオン注
入法を用いた場合、不純物濃度や注入深さを正確に制御
できるが、イオン注入装置のイオンビーム幅は微小であ
るため、大型基板を用いた大量生産には不向きであっ
た。Further, when an ion implantation method utilizing ion mass separation is used, the impurity concentration and implantation depth can be accurately controlled, but the ion beam width of the ion implantation apparatus is very small, so that a large substrate is used. It was not suitable for mass production.
【0012】また、活性化としてレーザー光を用いた場
合は、低温での活性化処理が可能となるが、制御性が悪
く、基板1枚毎に行う必要があるのでスループットも悪
い。また、ドーピングされた基板にレーザー処理を行う
とチャンバー汚染が生じる恐れがあり、活性化するため
に専用のレーザー装置、あるいは装置の改造が別途必要
となるため、設備コスト増大に繋がってしまう問題が生
じる。When a laser beam is used for the activation, the activation process can be performed at a low temperature, but the controllability is poor, and the throughput is poor because it is necessary to perform the process for each substrate. In addition, when laser treatment is performed on a doped substrate, chamber contamination may occur, and a dedicated laser device or a modification of the device is required for activation, which leads to an increase in equipment cost. Occurs.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるT
FTの作製工程において、基板を400℃以上に加熱し
なければならないため、基板としてガラス基板を用いた
場合には問題とならないが、プラスチック基板のような
低耐熱性基板を用いた場合は、その加熱温度に耐えられ
ないという問題が生じていた。The above-mentioned prior art T
In the manufacturing process of the FT, the substrate must be heated to 400 ° C. or higher, so there is no problem when a glass substrate is used as the substrate, but when a low heat-resistant substrate such as a plastic substrate is used, There has been a problem that it cannot withstand the heating temperature.
【0014】本発明は、さらなる低温プロセス(300
℃以下、好ましくは250℃以下)を実現し、素子形成
基板として低耐熱性のプラスチック基板を用いることを
可能とするとともに、工程簡略化とスループットの向上
を実現することを課題とする。The present invention relates to a further low temperature process (300
° C or lower, preferably 250 ° C or lower) to enable the use of a low heat-resistant plastic substrate as an element formation substrate, and to simplify the process and improve the throughput.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】従来、ドーピングの際に
形成されるソース領域及びドレイン領域の非晶質部分を
数時間の高温熱処理(500〜600℃)、またはレー
ザ処理によって結晶性を回復させなければ低抵抗化させ
るのは困難であった。本発明は、このような高温の熱処
理やレーザー光の照射を行うことなく、ソース領域また
はドレイン領域を低抵抗化させることができるものであ
る。Conventionally, the crystallinity of an amorphous portion of a source region and a drain region formed during doping is recovered by high-temperature heat treatment (500 to 600 ° C.) for several hours or laser treatment. Otherwise, it was difficult to lower the resistance. The present invention can reduce the resistance of a source region or a drain region without performing such high-temperature heat treatment or laser light irradiation.
【0016】本発明は、イオンドーピング法を用いて結
晶構造を有する半導体層(結晶質半導体層)にp型不純
物元素及び水素元素を低加速電圧で添加した後、100
〜300℃、好ましくは150〜250℃の熱処理を行
うことにより、低抵抗なソース領域およびドレイン領域
を形成することを特徴としている。即ち、本発明は、短
時間、且つ、低温で低抵抗なソース領域およびドレイン
領域を形成することができる。According to the present invention, a p-type impurity element and a hydrogen element are added at a low accelerating voltage to a semiconductor layer having a crystal structure (crystalline semiconductor layer) using an ion doping method.
By performing heat treatment at a temperature of 300 to 300 ° C., preferably 150 to 250 ° C., low-resistance source and drain regions are formed. That is, according to the present invention, a source region and a drain region having a low resistance at a low temperature for a short time can be formed.
【0017】本発明において、イオンドーピングの際、
p型を付与する不純物元素と同時に添加される水素をソ
ース領域及びドレイン領域に高濃度で存在させることが
重要であり、イオンドーピング後に100〜300℃、
好ましくは150〜250℃の熱処理を行って水素拡散
させることによってソース領域またはドレイン領域の低
抵抗化を可能とした。なお、イオンドーピング直後、ソ
ース領域及びドレイン領域に含まれる水素濃度は、1×
1019〜1×1022/cm3、好ましくは、1×1021
〜1×1022/cm3以上とする。In the present invention, at the time of ion doping,
It is important that hydrogen added at the same time as the impurity element imparting the p-type is present at a high concentration in the source region and the drain region.
Preferably, a heat treatment at 150 to 250 ° C. is performed to diffuse hydrogen, so that the resistance of the source region or the drain region can be reduced. Immediately after ion doping, the concentration of hydrogen contained in the source region and the drain region was 1 ×
10 19 to 1 × 10 22 / cm 3 , preferably 1 × 10 21
11 × 10 22 / cm 3 or more.
【0018】また、本発明において、イオンドーピング
以降の工程での熱処理は400℃以下、好ましくは35
0℃以下とすることが重要である。なぜなら、400℃
程度の熱処理を行うと半導体膜中から水素が脱離して抜
けてしまうからである。即ち、イオンドーピング以降の
工程では、膜中から水素が脱離する熱処理やレーザー光
の照射を行わないことを特徴としている。In the present invention, the heat treatment in the steps after the ion doping is 400 ° C. or less, preferably 35 ° C.
It is important to keep the temperature below 0 ° C. Because 400 ℃
This is because, when heat treatment is performed to a certain degree, hydrogen is desorbed from the semiconductor film and escapes. That is, in the steps after the ion doping, heat treatment for desorbing hydrogen from the film and laser light irradiation are not performed.
【0019】また、本発明において、ソース領域及びド
レイン領域は、イオンドーピングにより非晶質化される
が、完全に非晶質化されないようなドーピング条件とす
ることが好ましい。例えば、低加速電圧10kV以下で
ドーピングすることによって、ソース領域及びドレイン
領域は全体的に損傷をうけて非晶質となる。また、非晶
質となった部分には不純物元素が多く添加され、不純物
元素と同時にドーピングされる水素元素も多く添加され
ると推測できる。即ち、本発明において、水素と不純物
元素とを同時にドーピングすることが望ましい。水素だ
けをドーピングした場合には、質量数やイオン半径が小
さいので膜厚の薄い半導体膜を突き抜けてしまい、上層
部分のみに添加することは非常に困難である。In the present invention, the source region and the drain region are made amorphous by ion doping, but preferably doping conditions are set so as not to be completely amorphous. For example, by doping at a low acceleration voltage of 10 kV or less, the source region and the drain region are totally damaged and become amorphous. Further, it can be assumed that a large amount of impurity element is added to the amorphous portion, and that a large amount of hydrogen element is added simultaneously with the impurity element. That is, in the present invention, it is desirable to dope hydrogen and the impurity element simultaneously. In the case of doping only with hydrogen, since the mass number and the ionic radius are small, the doping penetrates a thin semiconductor film, and it is very difficult to add only to the upper layer portion.
【0020】また、本発明の熱処理(100〜300
℃)以降に高温の熱処理を行わなければ、不純物元素が
ドーピングされて非晶質となった領域(非晶質領域とも
呼ぶ)は、TFTの作製完了時において、そのままの状
態である。即ち、本発明においては、TFTの作製完了
時において、不純物元素がドーピングされないチャネル
形成領域は主に結晶構造を有し、ソース領域及びドレイ
ン領域は主に非晶質を有している。従来ではソース領域
及びドレイン領域を非晶質のままの状態とすることはな
く、熱処理やレーザー光などによって再結晶化させてい
た。The heat treatment of the present invention (100 to 300)
C)), if a high-temperature heat treatment is not performed, a region which is doped with an impurity element and becomes amorphous (also referred to as an amorphous region) remains as it is when the TFT is manufactured. That is, in the present invention, at the time of completion of the manufacture of a TFT, a channel formation region to which an impurity element is not doped has a mainly crystal structure, and a source region and a drain region have mainly an amorphous structure. Conventionally, the source region and the drain region are not left in an amorphous state, but are recrystallized by heat treatment or laser light.
【0021】本明細書で開示する発明の構成は、同一の
絶縁表面上に画素部及び駆動回路を含む電気光学装置に
おいて、前記画素部及び駆動回路はpチャネル型TFT
で形成され、前記pチャネル型TFTのチャネル形成領
域は、主に結晶構造であり、且つ、前記TFTのソース
領域またはドレイン領域は、主に非晶質構造であること
を特徴とする半導体装置である。ここで「主に」とは50
%以上を指している。According to the structure of the invention disclosed in this specification, in an electro-optical device including a pixel portion and a driving circuit on the same insulating surface, the pixel portion and the driving circuit are p-channel TFTs.
Wherein the channel forming region of the p-channel TFT has a mainly crystalline structure, and the source region or the drain region of the TFT has a mainly amorphous structure. is there. Here "mainly" means 50
% Or more.
【0022】上記構成において、前記絶縁表面は、プラ
スチック基板上に設けられた絶縁膜表面であることを特
徴としている。In the above structure, the insulating surface is a surface of an insulating film provided on a plastic substrate.
【0023】また、前記pチャネル型TFTの半導体層
は、スパッタ法、PCVD法、LPCVD法、真空蒸着
法、または光CVD法により形成されたことを特徴とし
ている。Further, the semiconductor layer of the p-channel TFT is formed by a sputtering method, a PCVD method, an LPCVD method, a vacuum evaporation method, or a photo CVD method.
【0024】従来、プラスチック基板は耐熱性の面で限
界があるため、プラスチック基板上に特性の優れたTF
Tを作製することは非常に困難であった。Conventionally, since a plastic substrate has a limit in terms of heat resistance, TF having excellent properties is formed on a plastic substrate.
Making T was very difficult.
【0025】また、本発明は、p型の不純物元素のドー
ピング後に100〜300℃、好ましくは150〜25
0℃の熱処理を行なえばよく、工程順序は特に限定され
ない。Also, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
The heat treatment may be performed at 0 ° C., and the order of the steps is not particularly limited.
【0026】また、上記熱処理に代えて水素化処理(水
素プラズマ処理、あるいは水素雰囲気での熱処理等)を
100〜300℃、好ましくは150〜250℃で行え
ば、さらに高濃度の水素を膜中に含有させることがで
き、相乗効果を得ることができる。この場合、熱処理工
程が削減でき、スループットが向上する。また、水素化
処理以外のTFT作製工程、例えば、成膜処理を100
〜300℃で行っても同様の効果(ソース領域及びドレ
イン領域の低抵抗化)を得ることができる。If a hydrogenation treatment (hydrogen plasma treatment, heat treatment in a hydrogen atmosphere, or the like) is performed at 100 to 300 ° C., preferably 150 to 250 ° C. instead of the above heat treatment, a higher concentration of hydrogen can be added to the film. And a synergistic effect can be obtained. In this case, the number of heat treatment steps can be reduced, and the throughput is improved. In addition, a TFT manufacturing process other than the hydrogenation process,
The same effect (reducing the resistance of the source region and the drain region) can be obtained even at a temperature of about 300 ° C.
【0027】また、TFTの構造は特に限定されず、ト
ップゲート型TFTであってもボトムゲート型TFTで
あってもよい。The structure of the TFT is not particularly limited, and may be a top gate type TFT or a bottom gate type TFT.
【0028】また、同一基板上における全ての回路、即
ち駆動回路と画素TFTをPチャネル型TFTのみで作
製すればマスク数の低減となり、歩留まりも向上する。Further, if all the circuits on the same substrate, that is, the drive circuit and the pixel TFT are formed only by the P-channel TFT, the number of masks is reduced and the yield is improved.
【0029】また、上記構造を実現するための発明の構
成は、絶縁表面上に結晶構造を有する半導体層を形成す
る第1の工程と、前記結晶構造を有する半導体層上に絶
縁層を形成する第2の工程と、前記絶縁層上に導電層を
形成する第3の工程と、イオンドーピング法により前記
結晶構造を有する半導体層の一部にp型を付与する不純
物元素及び水素を同時に添加して非晶質領域を形成する
第4の工程と、熱処理を行って前記非晶質領域の抵抗値
を低減させ、前記非晶質領域をソース領域またはドレイ
ン領域とする第5の工程と、を有することを特徴とする
半導体装置の作製方法である。なお、これらの工程によ
りトップゲート型TFTが形成される。Further, according to the structure of the invention for realizing the above structure, a first step of forming a semiconductor layer having a crystal structure on an insulating surface, and forming an insulating layer on the semiconductor layer having the crystal structure A second step, a third step of forming a conductive layer over the insulating layer, and simultaneous addition of an impurity element imparting a p-type to part of the semiconductor layer having a crystal structure and hydrogen by an ion doping method. A fourth step of forming an amorphous region by performing heat treatment, and a fifth step of performing a heat treatment to reduce the resistance value of the amorphous region so that the amorphous region becomes a source region or a drain region. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: Note that a top gate TFT is formed by these steps.
【0030】上記構成において、前記導電層はゲート電
極であり、前記p型を付与する不純物元素及び水素を添
加する際、前記導電層をマスクとして前記半導体層の上
層部分に添加することを特徴としている。In the above structure, the conductive layer is a gate electrode, and when adding the impurity element imparting p-type and hydrogen, the impurity element is added to an upper layer portion of the semiconductor layer using the conductive layer as a mask. I have.
【0031】また、本発明の他の発明の構成は、絶縁表
面上に導電層を形成する第1の工程と、導電層上に絶縁
層を形成する第2の工程と、前記絶縁層上に結晶構造を
有する半導体層を形成する第3の工程と、イオンドーピ
ング法により前記結晶構造を有する半導体層の一部にp
型を付与する不純物元素及び水素を添加添加して非晶質
領域を形成する第4の工程と、熱処理を行って前記非晶
質領域の抵抗値を低減させ、前記非晶質領域をソース領
域またはドレイン領域とする第5の工程と、を有するこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法である。なお、こ
れらの工程によりボトムゲート型TFTが形成される。Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a first step of forming a conductive layer on an insulating surface, a second step of forming an insulating layer on a conductive layer, and a step of forming a conductive layer on the insulating layer. A third step of forming a semiconductor layer having a crystal structure, and forming a part of the semiconductor layer having a crystal structure by p-type ion doping.
A fourth step of forming an amorphous region by adding an impurity element for imparting a mold and hydrogen to form an amorphous region, and performing a heat treatment to reduce the resistance value of the amorphous region. Or a fifth step of forming a drain region. Note that a bottom gate type TFT is formed by these steps.
【0032】上記構成において、前記熱処理は、100
〜300℃の熱処理で行い、ソース領域及びドレイン領
域を低抵抗化させる。また、前記熱処理は、水素雰囲気
での熱処理であってもよい。In the above structure, the heat treatment is performed for 100 hours.
The heat treatment is performed at about 300 ° C. to reduce the resistance of the source region and the drain region. Further, the heat treatment may be a heat treatment in a hydrogen atmosphere.
【0033】あるいは、上記構成において、前記熱処理
は、100〜300℃の水素プラズマ処理で行ってソー
ス領域及びドレイン領域を低抵抗化させてもよい。Alternatively, in the above structure, the heat treatment may be performed by a hydrogen plasma treatment at 100 to 300 ° C. to lower the resistance of the source region and the drain region.
【0034】また、上記各構成において、前記絶縁表面
は、プラスチック基板上に設けられた絶縁膜表面であ
る。In each of the above structures, the insulating surface is a surface of an insulating film provided on a plastic substrate.
【0035】また、上記各構成において、p型を付与す
る不純物元素及び水素を添加する工程以降の製造プロセ
ス温度が350℃以下、好ましくは300℃以下である
ことを特徴としている。In each of the above structures, the manufacturing process temperature after the step of adding the impurity element imparting p-type and hydrogen is 350 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or lower.
【0036】また、上記各構成において、p型を付与す
る不純物元素及び水素を添加する工程以降の製造プロセ
スで前記非晶質領域を再結晶化させないことを特徴とし
ている。Each of the above structures is characterized in that the amorphous region is not recrystallized in a manufacturing process after the step of adding an impurity element imparting p-type and hydrogen.
【0037】また、本発明は、低温での熱処理でソース
領域及びドレイン領域の電気抵抗値を低減するものであ
るため、非常にプラスチック基板に適したものである
が、ガラス基板や石英基板にも適用することができるこ
とは言うまでもない。ガラス基板や石英基板に適用する
場合においても、プロセス温度の低下によるコスト低減
やスループットの向上といった効果が得られる。The present invention is very suitable for a plastic substrate because it reduces the electric resistance of the source region and the drain region by heat treatment at a low temperature. It goes without saying that it can be applied. Even when applied to a glass substrate or a quartz substrate, effects such as reduction in cost and improvement in throughput due to reduction in process temperature can be obtained.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。本発明のTFT作製方法の一例を図1に示
す。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an example of the TFT manufacturing method of the present invention.
【0039】まず、基板101上に下地絶縁膜102を
形成する。基板101はプラスチック基板を用い、例え
ば、ポリイミド、アクリル、PET(ポリエチレンテレ
フタレート)、ポリカーボネイト(PC)、ポリアリレ
ート(PAR)、PEEK(ポリエーテルエーテルケト
ン)、PES(ポリエーテルスルホン)、PEN(ポリ
エーテルニトリル)、ナイロン、ポリスルホン(PS
F)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリブチレンテ
レフタレート(PBT)等からなるプラスチック基板を
用いることができる。ここでは350℃の熱処理に十分
耐え得るポリイミドからなる基板を用いた例を示す。First, a base insulating film 102 is formed on a substrate 101. As the substrate 101, a plastic substrate is used. For example, polyimide, acrylic, PET (polyethylene terephthalate), polycarbonate (PC), polyarylate (PAR), PEEK (polyetheretherketone), PES (polyethersulfone), PEN (polyether) Nitrile), nylon, polysulfone (PS
F), a plastic substrate made of polyetherimide (PEI), polybutylene terephthalate (PBT), or the like can be used. Here, an example is shown in which a substrate made of polyimide that can sufficiently withstand heat treatment at 350 ° C. is used.
【0040】下地絶縁膜102はスパッタ法を用いて成
膜する。プラズマCVD法を用いる場合は基板温度を室
温〜300℃として成膜すればよい。The base insulating film 102 is formed by a sputtering method. In the case of using a plasma CVD method, the film may be formed at a substrate temperature of room temperature to 300 ° C.
【0041】次いで、下地絶縁膜102上に非晶質半導
体膜を公知の技術(スパッタ法、PCVD法、LPCV
D法、真空蒸着法、光CVD法等)により形成する。次
いで、非晶質半導体膜を公知の技術により結晶化させ、
結晶質半導体膜を形成する。ただし、プラスチック基板
を用いた場合、400℃を越える熱処理には耐えられな
いので、レーザー光の照射により結晶化させることが好
ましい。なお、レーザー光の照射により結晶化させる場
合には、照射する前に非晶質半導体膜の含有水素量を5
atom%以下とする必要があるため、成膜直後の段階で水
素濃度が低い成膜方法、あるいは成膜条件とすることが
好ましい。Next, an amorphous semiconductor film is formed on the base insulating film 102 by a known technique (sputtering, PCVD, LPCV, etc.).
D method, vacuum evaporation method, photo-CVD method, etc.). Next, the amorphous semiconductor film is crystallized by a known technique,
A crystalline semiconductor film is formed. However, when a plastic substrate is used, it cannot withstand a heat treatment at over 400 ° C., and therefore it is preferable to crystallize by irradiation with laser light. Note that in the case of crystallization by laser light irradiation, before the irradiation, the hydrogen content of the amorphous semiconductor film is reduced to 5%.
Since the content needs to be atom% or less, a film formation method or a film formation condition in which the hydrogen concentration is low immediately after the film formation is preferable.
【0042】レーザー光としては、エキシマレーザー等
の気体レーザーや、YVO4レーザーやYAGレーザー
などの固体レーザーや、半導体レーザーを用いればよ
い。また、レーザー発振の形態は、連続発振、パルス発
振のいずれでもよく、レーザービームの形状も線状、矩
形状、円状、楕円状のいずれでもよい。また、使用する
波長は、基本波、第2高調波、第3高調波のいずれでも
よい。また、走査方法は、縦方向、横方向、斜め方向の
いずれでもよく、さらに往復させてもよい。As the laser beam, a gas laser such as an excimer laser, a solid laser such as a YVO 4 laser or a YAG laser, or a semiconductor laser may be used. Further, the form of laser oscillation may be any of continuous oscillation and pulse oscillation, and the shape of the laser beam may be any of linear, rectangular, circular, and elliptical. The wavelength used may be any of the fundamental wave, the second harmonic, and the third harmonic. Further, the scanning method may be any of a vertical direction, a horizontal direction, and an oblique direction, and may be reciprocated.
【0043】次いで、結晶質半導体膜をパターニングし
てTFTの活性層となる半導体層103を形成する。次
いで、半導体層103を覆うゲート絶縁膜104を形成
する。(図1(A))ゲート絶縁膜104は、スパッタ
法あるいはプラズマCVD法を用いて成膜する。Next, the crystalline semiconductor film is patterned to form a semiconductor layer 103 serving as an active layer of the TFT. Next, a gate insulating film 104 which covers the semiconductor layer 103 is formed. (FIG. 1A) The gate insulating film 104 is formed by a sputtering method or a plasma CVD method.
【0044】次いで、ゲート絶縁膜上にゲート電極10
5を形成する。(図1(B))ゲート電極105は、ス
パッタ法で形成した導電膜を所望の形状にパターニング
して形成する。Next, the gate electrode 10 is formed on the gate insulating film.
5 is formed. (FIG. 1B) The gate electrode 105 is formed by patterning a conductive film formed by a sputtering method into a desired shape.
【0045】次いで、ゲート電極105をマスクとして
絶縁膜のエッチングを行い、ゲート絶縁膜106を形成
する。(図1(C))Next, the insulating film is etched using the gate electrode 105 as a mask to form a gate insulating film 106. (Fig. 1 (C))
【0046】次いで、イオンドーピング法を用いてp型
を付与する不純物元素(ボロン)を自己整合的にドーピ
ングする。(図1(D))このドーピングでは、ボロン
と同時に水素を添加することが重要であり、ボロン及び
水素が添加された半導体領域の上層部分は非晶質化され
る。例えば、BH、B2HXを用いてドーピングする。ま
た、この時の加速電圧は1〜20kV程度として行う。
なお、ドーピング条件(加速電圧等)を適宜調節するこ
とが好ましい。また、ボロンと比較して多く水素が添加
するようにドーピング条件(ドーピング処理室の圧力
等)を適宜調節とすることが好ましい。Next, an impurity element (boron) for imparting a p-type is doped in a self-aligned manner by using an ion doping method. (FIG. 1D) In this doping, it is important to add hydrogen simultaneously with boron, and the upper layer portion of the semiconductor region to which boron and hydrogen are added becomes amorphous. For example, doping is performed using BH and B 2 H X. At this time, the acceleration voltage is set to about 1 to 20 kV.
Note that it is preferable to appropriately adjust doping conditions (acceleration voltage and the like). In addition, it is preferable that doping conditions (such as the pressure in a doping chamber) be appropriately adjusted so that more hydrogen is added than boron.
【0047】次いで、150〜300℃の熱処理により
ソース領域及びドレイン領域の低抵抗化を行う。(図1
(E))この低温での熱処理により水素が拡散して、ソ
ース領域またはドレイン領域となる半導体領域107を
低抵抗化させる。ただし、ボロンが添加された領域は非
晶質状態のままである。この熱処理の温度(300℃以
下)では、ドーピングにより非晶質化した領域の結晶性
は回復しない。Next, the resistance of the source region and the drain region is reduced by a heat treatment at 150 to 300 ° C. (Figure 1
(E) Hydrogen is diffused by the heat treatment at a low temperature to lower the resistance of the semiconductor region 107 to be a source or drain region. However, the region to which boron is added remains in an amorphous state. At the temperature of this heat treatment (300 ° C. or lower), the crystallinity of the region which has been made amorphous by doping does not recover.
【0048】次いで、層間絶縁膜110を形成し、ソー
ス領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを
形成した後、ソース領域に電気的に接続するソース配線
111、ドレイン領域に電気的に接続するドレイン配線
112を形成する。Next, after forming an interlayer insulating film 110 and forming a contact hole reaching the source or drain region, a source wiring 111 electrically connected to the source region and a drain wiring 112 electrically connected to the drain region are formed. To form
【0049】次いで、TFT特性を向上させるために水
素化処理を行う。この水素化としては、水素雰囲気中で
の熱処理、あるいは低温でプラズマ水素化を行う。ここ
では水素雰囲気中で350℃、1時間の熱処理を行う。Next, a hydrogenation process is performed to improve the TFT characteristics. As the hydrogenation, heat treatment in a hydrogen atmosphere or plasma hydrogenation at a low temperature is performed. Here, heat treatment is performed at 350 ° C. for one hour in a hydrogen atmosphere.
【0050】以上の作製工程により、400℃以下のプ
ロセス温度でプラスチック基板上にトップゲート型のT
FTが完成する。(図1(F))なお、水素化処理でプ
ラズマ水素化を低温で行えば、300℃以下のプロセス
温度でプラスチック基板上にTFTが完成する。By the above manufacturing steps, a top gate type T is formed on a plastic substrate at a process temperature of 400 ° C. or less.
FT is completed. (FIG. 1F) If plasma hydrogenation is performed at a low temperature in the hydrogenation process, a TFT is completed on a plastic substrate at a process temperature of 300 ° C. or less.
【0051】こうして得られたTFTのソース領域また
はドレイン領域は、非晶質状態であるにも関わらず、そ
のシート抵抗が非常に低い値を示している。ドーピング
直後のシート抵抗は約2kΩ/□の値を示すのに対し
て、低温(250℃〜350℃、4時間)での熱処理後
のシート抵抗は、900Ω/□以下の値を示し、よいも
のでは約700Ω/□と非常に低い値を示した。The TFT thus obtained has a very low sheet resistance in the source region or the drain region despite its amorphous state. The sheet resistance immediately after the doping shows a value of about 2 kΩ / □, while the sheet resistance after heat treatment at a low temperature (250 ° C. to 350 ° C., 4 hours) shows a value of 900 Ω / □ or less. Showed a very low value of about 700Ω / □.
【0052】また、以下のような実験を行った。The following experiment was conducted.
【0053】まず、基板上にアモルファスシリコン膜を
スパッタ法で成膜してレーザー処理(XeClレーザ、
30Hz、1mm/sec)を行い結晶化させたポリシリ
コン膜にリンをイオンドープ法を用いて添加した。アモ
ルファスシリコン膜のスパッタ条件は基板温度150
℃、成膜圧力を0.4Pa、スパッタ電力を3kW、A
r流量を50sccmとした。また、水素で希釈された
ジボランガスを用い、ドーピングのドーズ量はそれぞれ
5×1015/cm2、1×1016/cm2、2×1016/
cm2、3×1016/cm2として条件を振った。First, an amorphous silicon film is formed on a substrate by a sputtering method and laser-processed (XeCl laser,
At 30 Hz, 1 mm / sec), phosphorus was added to the crystallized polysilicon film using an ion doping method. The sputtering condition for the amorphous silicon film is a substrate temperature of 150.
° C, deposition pressure 0.4 Pa, sputtering power 3 kW, A
The r flow rate was 50 sccm. Diborane gas diluted with hydrogen was used, and the doping dose was 5 × 10 15 / cm 2 , 1 × 10 16 / cm 2 , and 2 × 10 16 / cm 2 , respectively.
The conditions were varied as cm 2 , 3 × 10 16 / cm 2 .
【0054】それぞれのドーズ量でリンが添加されたポ
リシリコン膜が設けられた基板に150℃、250℃、
350℃、450℃、550℃(比較例)とで条件を振
った。また、それぞれの温度で4時間の熱処理を行い、
その後でそれぞれの電気抵抗値、ここではシート抵抗値
を測定した。The substrate provided with the polysilicon film to which phosphorus was added at the respective dose amounts was placed at 150 ° C., 250 ° C.
The conditions were varied at 350 ° C., 450 ° C., and 550 ° C. (Comparative Example). In addition, heat treatment is performed for 4 hours at each temperature,
Thereafter, the respective electric resistance values, here, sheet resistance values were measured.
【0055】なお、ポリシリコン膜の膜厚が50nmの
測定結果を図7に示し、ポリシリコン膜の膜厚が70n
mの測定結果を図8に示し、ポリシリコン膜の膜厚が1
00nmの測定結果を図9に示した。FIG. 7 shows the measurement result when the thickness of the polysilicon film is 50 nm, and the thickness of the polysilicon film is 70 nm.
FIG. 8 shows the measurement result of m.
FIG. 9 shows the measurement results at 00 nm.
【0056】図7の測定結果に示したように、熱処理後
で抵抗が大きく低減する。熱処理温度を150℃にした
場合で、不純物を添加した半導体領域が急激に低抵抗化
している。熱処理前と熱処理後を比較した場合、熱処理
後のシート抵抗値は、熱処理前の約半分に低減した。こ
れは、膜中を水素が自由自在に拡散しはじめる温度(水
素ガラスの平衡温度(130℃付近))によるものだと
考えられる。この水素の拡散はダングリングボンド密度
が高いほど、不純物元素濃度(ボロン濃度)が高いほど
容易に起こる。As shown in the measurement results of FIG. 7, the resistance is greatly reduced after the heat treatment. When the heat treatment temperature is set to 150 ° C., the resistance of the semiconductor region to which the impurity is added rapidly decreases. When comparing before and after the heat treatment, the sheet resistance after the heat treatment was reduced to about half that before the heat treatment. This is considered to be due to the temperature at which hydrogen starts to diffuse freely in the film (equilibrium temperature of hydrogen glass (around 130 ° C.)). This diffusion of hydrogen occurs more easily as the dangling bond density is higher and the impurity element concentration (boron concentration) is higher.
【0057】図10は、膜厚50nmのポリシリコン膜
にリンをドーピングした後でのシリコン膜のラマン散乱
スペクトルを示す図である。このドーピングされたシリ
コン膜はTFTを作製した場合におけるソース領域また
はドレイン領域と同一と見なせる。波数500〜520
/cm―1の範囲において、散乱強度に関して極大値を
有している。550℃以下の加熱では、ほとんどが非晶
質であることを示している。このことから、TFTを作
製した場合、550℃以下の熱処理では、ソース領域及
びドレイン領域は再結晶化せず、主に非晶質のままであ
ることが分かる。このように本発明により、ソース領域
及びドレイン領域が非晶質であってもシート抵抗値を低
くすることができる。FIG. 10 is a diagram showing a Raman scattering spectrum of a silicon film after doping a 50-nm-thick polysilicon film with phosphorus. This doped silicon film can be considered to be the same as a source region or a drain region when a TFT is manufactured. Wave number 500-520
/ Cm- 1 has a maximum value regarding the scattering intensity. Heating at 550 ° C. or less indicates that most are amorphous. This indicates that when a TFT is manufactured, the heat treatment at 550 ° C. or lower does not recrystallize the source region and the drain region and mainly remains amorphous. As described above, according to the present invention, the sheet resistance value can be reduced even when the source region and the drain region are amorphous.
【0058】本明細書で結晶質とは、シリコン膜のラマ
ン散乱スペクトルにおいて、波数500〜520/cm
―1の範囲において強いピークを有した結晶構造を指し
ている。In this specification, the term “crystalline” refers to a wave number of 500 to 520 / cm in a Raman scattering spectrum of a silicon film.
-Refers to a crystal structure having a strong peak in the range of 1 .
【0059】また、150℃の熱処理において、時間依
存性の実験も行ったところ、初期段階(数分)でシート
抵抗値は大きく減少することを見出した。この実験結果
より本発明の熱処理(100〜300℃、好ましくは1
50〜250℃)に必要な時間は数分程度でも十分であ
る。In a heat treatment at 150 ° C., a time dependency experiment was also conducted. As a result, it was found that the sheet resistance value was greatly reduced in the initial stage (several minutes). From the experimental results, the heat treatment of the present invention (100 to 300 ° C., preferably
A few minutes is sufficient for the time required for the temperature (50-250 ° C.).
【0060】また、窒素雰囲気下での熱処理と、水素雰
囲気下での熱処理とを比較したところ、水素雰囲気下の
ほうがシート抵抗値が下がった。350℃、4時間の熱
処理を窒素雰囲気下で行ったサンプルのシート抵抗は、
839Ω/□の値を示したのに対して、350℃、4時
間の熱処理を水素雰囲気下で行ったサンプルのシート抵
抗は、582Ω/□と非常に低い値を示した。When the heat treatment in a nitrogen atmosphere was compared with the heat treatment in a hydrogen atmosphere, the sheet resistance was lower in the hydrogen atmosphere. The sheet resistance of a sample obtained by performing a heat treatment at 350 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere is as follows:
In contrast to the value of 839 Ω / □, the sheet resistance of the sample which was heat-treated at 350 ° C. for 4 hours in a hydrogen atmosphere showed a very low value of 582 Ω / □.
【0061】また、イオンドーピング法により不純物元
素の添加と同時にプロトンを注入して活性化する技術が
特開平6−104280号公報に示されているが、イオ
ンドーピング工程と同時に不純物元素及びプロトンが添
加された領域は、最終的には結晶化されて多結晶状態と
なっており、本発明とは異なっている。また、同公報に
おいては、ドーピング直後でシート抵抗値が低いものと
なっており、本発明とは異なっている。本発明におい
て、ドーピング直後のシート抵抗値は約20kΩ/□と
非常に高い。また、この自己活性化技術は、高いドーズ
量及び高い加速電圧によって半導体層が非常に高温とな
るため、プラスチック基板には不向きである。Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-104280 discloses a technique of injecting and activating protons simultaneously with the addition of an impurity element by an ion doping method. The formed region is finally crystallized into a polycrystalline state, which is different from the present invention. Further, in the publication, the sheet resistance is low immediately after doping, which is different from the present invention. In the present invention, the sheet resistance immediately after doping is as high as about 20 kΩ / □. In addition, this self-activation technique is not suitable for a plastic substrate because the semiconductor layer becomes extremely hot due to a high dose and a high acceleration voltage.
【0062】また、ドーピング法により不純物原子の添
加と同時にシリサイドを形成し、ソース領域及びドレイ
ン領域を低抵抗化させる技術が特開平8−181302
号公報に示されているが、同様に不純物元素が添加され
た領域は、結晶化されて多結晶状態となっており、本発
明とは異なっている。同公報においては、ドーピング直
後でシート抵抗値が低いものとなっており、本発明とは
異なっている。また、本発明において、ドーピング直後
のシート抵抗値は約20kΩ/□と非常に高い。また、
シリサイドを形成するため、シリサイドを形成する金属
元素が原因となるTFT特性の低下が懸念される。A technique of forming a silicide simultaneously with the addition of impurity atoms by a doping method to reduce the resistance of a source region and a drain region is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-181302.
As described in the above publication, the region to which the impurity element is similarly added is crystallized into a polycrystalline state, which is different from the present invention. In this publication, the sheet resistance is low immediately after doping, which is different from the present invention. In the present invention, the sheet resistance immediately after doping is as high as about 20 kΩ / □. Also,
Since silicide is formed, there is a concern that TFT characteristics may be deteriorated due to a metal element forming silicide.
【0063】また、従来のレーザー活性化とは異なり、
本発明の低温(350℃以下)での熱処理は、一度に大
量の基板を処理することができるのでスループットが向
上する。Also, unlike conventional laser activation,
The heat treatment at a low temperature (350 ° C. or lower) of the present invention can process a large amount of substrates at one time, and thus improves the throughput.
【0064】また、本発明は図1の構造に限定されず、
必要があればチャネル形成領域とドレイン領域(または
ソース領域)との間にLDD領域を有する低濃度ドレイ
ン(LDD:Lightly Doped Drain)構造としてもよ
い。この構造はチャネル形成領域と、高濃度に不純物元
素を添加して形成するソース領域またはドレイン領域と
の間に低濃度に不純物元素を添加した領域を設けたもの
であり、この領域をLDD領域と呼んでいる。さらにゲ
ート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極と重ねて配
置させた、いわゆるGOLD(Gate-drain Overlapped
LDD)構造としてもよい。また、これらのLDD領域ま
たはGOLD領域に水素元素を高濃度に含む領域または
層を形成してもよい。The present invention is not limited to the structure shown in FIG.
If necessary, a lightly doped drain (LDD) structure having an LDD region between a channel formation region and a drain region (or a source region) may be employed. In this structure, a region to which an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source or drain region formed by adding an impurity element at a high concentration. This region is referred to as an LDD region. Calling. Furthermore, a so-called GOLD (Gate-drain Overlapped) in which an LDD region is arranged so as to overlap with a gate electrode via a gate insulating film.
(LDD) structure. Further, regions or layers containing a high concentration of hydrogen element may be formed in these LDD regions or GOLD regions.
【0065】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。The present invention having the above configuration will be described in more detail with reference to the following embodiments.
【0066】[0066]
【実施例】[実施例1]本発明では350℃以下の低温
プロセスで画素部および駆動回路をすべてpチャネルT
FTで形成することを特徴としている。そこで、本実施
例ではプラスチック基板上に画素TFTを形成する作製
工程について以下に説明する。[Embodiment 1] In the present invention, the pixel portion and the driving circuit are all p-channel T by a low temperature process of 350 ° C. or less.
It is characterized by being formed by FT. Therefore, in this embodiment, a manufacturing process for forming a pixel TFT on a plastic substrate will be described below.
【0067】まず、有機物からなるプラスチック基板2
01を用意する。本実施例では、ポリイミドからなる基
板201を用いる。このポリイミドからなる基板の耐熱
温度は約399℃であり、基板自体の色は透明ではな
く、褐色である。次いで、基板201上に下地絶縁膜2
02を形成する。この下地絶縁膜はプロセス温度が30
0℃を越えない成膜方法であれば特に限定されず、ここ
ではスパッタ法を用いて形成した。First, a plastic substrate 2 made of an organic substance
01 is prepared. In this embodiment, a substrate 201 made of polyimide is used. The heat-resistant temperature of this polyimide substrate is about 399 ° C., and the color of the substrate itself is not transparent but brown. Next, the base insulating film 2 is formed on the substrate 201.
02 is formed. This base insulating film has a process temperature of 30.
There is no particular limitation as long as the film formation method does not exceed 0 ° C., and the film was formed by a sputtering method here.
【0068】次いで、非晶質半導体膜を形成し、レーザ
ー照射により結晶化させて結晶質半導体膜を形成する。
非晶質半導体膜はプロセス温度が300℃を越えない成
膜方法であれば特に限定されず、ここではスパッタ法を
用いて形成した。次いで、結晶質半導体膜を所望の形状
にパターニングして半導体層203を形成する。次い
で、半導体層203を覆うゲート絶縁膜204を形成す
る。ゲート絶縁膜はプロセス温度が300℃を越えない
成膜方法であれば特に限定されず、ここではスパッタ法
を用いて形成した。(図2(A))Next, an amorphous semiconductor film is formed and crystallized by laser irradiation to form a crystalline semiconductor film.
The amorphous semiconductor film is not particularly limited as long as the process temperature does not exceed 300 ° C., and is formed here by a sputtering method. Next, the semiconductor layer 203 is formed by patterning the crystalline semiconductor film into a desired shape. Next, a gate insulating film 204 which covers the semiconductor layer 203 is formed. The gate insulating film is not particularly limited as long as the process temperature does not exceed 300 ° C., and is formed here by a sputtering method. (Fig. 2 (A))
【0069】次いで、ゲート電極205を形成する。
(図2(B))ゲート電極205としては、Ta、W、
Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Ndから選ばれた元
素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化
合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素
をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体
膜を用いてもよい。また、AgPdCu合金を用いても
よい。Next, a gate electrode 205 is formed.
(FIG. 2B) As the gate electrode 205, Ta, W,
It may be formed of an element selected from Ti, Mo, Al, Cu, Cr, and Nd, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Further, an AgPdCu alloy may be used.
【0070】次いで、ゲート電極をマスクとしてゲート
絶縁膜を自己整合的にエッチングしてゲート絶縁膜20
6を形成するとともに、半導体層の一部を露呈させてか
ら半導体層の一部にp型を付与する不純物元素、ここで
はボロンを添加(ドーピング)して不純物領域207を
形成する。(図2(C))Next, the gate insulating film is etched in a self-aligned manner using the gate electrode as a mask to form the gate insulating film 20.
6, an impurity region 207 is formed by exposing a part of the semiconductor layer and then adding (doping) an impurity element imparting p-type to the part of the semiconductor layer, here, boron. (Fig. 2 (C))
【0071】本実施例ではゲート絶縁膜のエッチングを
行った後にドーピングを行ったが、ゲート電極を形成し
た後、ゲート絶縁膜を通過させてドーピングを行っても
よい。この場合、不純物元素はゲート絶縁膜を通過し、
ゲート電極をマスクとして自己整合的にドーピングされ
る。In this embodiment, the doping is performed after the etching of the gate insulating film. However, after the gate electrode is formed, the doping may be performed through the gate insulating film. In this case, the impurity element passes through the gate insulating film,
Doping is performed in a self-aligned manner using the gate electrode as a mask.
【0072】次いで、150℃〜350℃、少なくとも
2分、マージンを考えると10分以上の熱処理を行っ
て、半導体層に含まれる水素の作用によりシート抵抗の
低い不純物領域208を形成する。(図2(D))Next, a heat treatment is performed at 150 ° C. to 350 ° C. for at least 2 minutes, considering the margin, for 10 minutes or more to form an impurity region 208 having a low sheet resistance by the action of hydrogen contained in the semiconductor layer. (FIG. 2 (D))
【0073】次いで、層間絶縁膜210を形成し、ソー
ス領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを
形成した後、ソース領域に電気的に接続するソース配線
211、ドレイン領域に電気的に接続する画素電極21
2を形成する。Next, after forming an interlayer insulating film 210 and forming a contact hole reaching the source region or the drain region, the source wiring 211 electrically connected to the source region and the pixel electrode 21 electrically connected to the drain region are formed.
Form 2
【0074】次いで、TFT特性を向上させるために水
素化処理を行う。この水素化としては、水素雰囲気中で
の熱処理(350℃、1時間)、あるいは低温でプラズ
マ水素化を行う。Next, a hydrogenation process is performed to improve the TFT characteristics. As the hydrogenation, heat treatment in a hydrogen atmosphere (350 ° C., 1 hour) or plasma hydrogenation at a low temperature is performed.
【0075】以上の作製工程により、400℃以下のプ
ロセス温度でプラスチック基板上にトップゲート型のT
FTが完成する。(図2(E))本実施例に従って完成
したTFTのソース領域及びドレイン領域は、主に非晶
質であるのにシート抵抗値が約680Ωと非常に低い値
となった。なお、必要があれば無機絶縁膜からなるパッ
シベーション膜を形成してもよい。By the above manufacturing steps, a top gate type T is formed on a plastic substrate at a process temperature of 400 ° C. or less.
FT is completed. (FIG. 2 (E)) Although the source region and the drain region of the TFT completed according to the present embodiment are mainly amorphous, the sheet resistance value is very low at about 680Ω. If necessary, a passivation film made of an inorganic insulating film may be formed.
【0076】本実施例に従って完成したTFT(シング
ルゲート構造)の電気的特性は、良好な値を示した。図
18にそのTFT特性(V−I特性)を示す。また、V
−I特性グラフにおける立ち上がり点での電圧値を示す
しきい値(Vth)は、−2.644Vとなっている。
また、S値は0.299(V/dec)、移動度
(μ FE)は72.5(cm2/Vs)と優れたものとな
っている。The TFT (single) completed according to this embodiment
Rugated structure) showed good values. Figure
FIG. 18 shows the TFT characteristics (VI characteristics). Also, V
Indicates the voltage value at the rising point in the -I characteristic graph
The threshold value (Vth) is -2.644V.
The S value is 0.299 (V / dec), the mobility
(Μ FE) Is 72.5 (cm)Two/ Vs) and excellent
ing.
【0077】この後、配向膜216a形成、ラビング処
理、配向膜216bと対向電極215を備えた対向基板
214の貼り合わせ、液晶213注入等の工程を経て反
射型液晶表示装置が完成する。Thereafter, the reflective liquid crystal display device is completed through the steps of forming the alignment film 216a, rubbing, bonding the alignment film 216b and the counter substrate 214 having the counter electrode 215, and injecting the liquid crystal 213.
【0078】ここでは、画素電極212として、反射性
を有する金属材料、例えばAl、Ag等を主成分とする
材料を用いた。なお、本実施例では反射型の液晶表示装
置の例を示したが、画素電極として透明導電膜、例えば
ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウ
ム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)、酸化亜鉛(Zn
O)等を用いれば透過型液晶表示装置を形成することが
できる。Here, as the pixel electrode 212, a metal material having reflectivity, for example, a material mainly containing Al, Ag, or the like was used. In this embodiment, an example of a reflection type liquid crystal display device is shown. However, a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide alloy), indium zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO), Zinc oxide (Zn
By using O) or the like, a transmission type liquid crystal display device can be formed.
【0079】本実施例で示すPチャネル型TFTを用い
て基本論理回路を構成したり、さらに複雑なロジック回
路(信号分割回路、オペアンプ、γ補正回路など)をも
構成することができる。A basic logic circuit can be formed by using the P-channel TFT shown in this embodiment, or a more complicated logic circuit (a signal dividing circuit, an operational amplifier, a gamma correction circuit, etc.) can be formed.
【0080】なお、本実施例に示すTFTは、チャネル
形成領域となる半導体に周期表の15族に属する元素
(好ましくはリン)もしくは周期表の13族に属する元
素(好ましくはボロン)を添加することによりエンハン
スメント型とデプレッション型とを作り分けることがで
きる。In the TFT shown in this embodiment, an element belonging to Group 15 of the periodic table (preferably phosphorus) or an element belonging to Group 13 of the periodic table (preferably boron) is added to a semiconductor to be a channel formation region. Thereby, the enhancement type and the depression type can be separately formed.
【0081】また、Pチャネル型TFTを組み合わせて
PMOS回路を形成する場合、エンハンスメント型TF
T同士で形成する場合(以下、EEMOS回路という)
と、エンハンスメント型とデプレッション型とを組み合
わせて形成する場合(以下、EDMOS回路という)が
ある。これらの回路を組み合わせて、液晶表示装置の駆
動回路を全てPチャネル型TFTで構成することも可能
である。When a PMOS circuit is formed by combining P-channel TFTs, the enhancement type TF
When formed by T (hereinafter referred to as EEMOS circuit)
And an enhancement type and a depletion type (hereinafter referred to as an EDMOS circuit). By combining these circuits, all the driving circuits of the liquid crystal display device can be constituted by P-channel TFTs.
【0082】[実施例2]本実施例では、水素化での熱
処理の際、同時に不純物領域の低抵抗化を行う例を図3
に示す。なお、ドーピング工程までは実施例1と同一で
あるため、詳細な説明は省略する。[Embodiment 2] In this embodiment, an example in which the resistance of an impurity region is reduced at the same time as the heat treatment in hydrogenation is shown in FIG.
Shown in Since the steps up to the doping step are the same as those in the first embodiment, detailed description will be omitted.
【0083】まず、実施例1に従って、基板301上に
下地絶縁膜302、半導体層303、ゲート絶縁膜30
4を形成する。(図3(A))次いで、実施例1と同様
に、ゲート電極305を形成する。(図3(B))。次
いで、実施例1と同様に、エッチングしてゲート絶縁膜
306を形成する。(図3(C))。First, according to the first embodiment, a base insulating film 302, a semiconductor layer 303, and a gate insulating film 30 are formed on a substrate 301.
4 is formed. (FIG. 3A) Next, a gate electrode 305 is formed as in the first embodiment. (FIG. 3 (B)). Next, as in the first embodiment, the gate insulating film 306 is formed by etching. (FIG. 3 (C)).
【0084】次いで、実施例1と同様に、ゲート電極3
05をマスクとして自己整合的に不純物元素を添加して
不純物領域を形成する。(図3(D))Then, as in the first embodiment, the gate electrode 3
Using the mask 05 as a mask, an impurity element is added in a self-aligned manner to form an impurity region. (FIG. 3 (D))
【0085】次いで、熱処理を行わずに層間絶縁膜31
0を形成し、ソース領域またはドレイン領域に達するコ
ンタクトホールを形成した後、ソース領域に電気的に接
続するソース配線311、ドレイン領域に電気的に接続
するドレイン電極312を形成する。Next, the interlayer insulating film 31 is not heat-treated.
After forming 0 and forming a contact hole reaching a source region or a drain region, a source wiring 311 electrically connected to the source region and a drain electrode 312 electrically connected to the drain region are formed.
【0086】次いで、TFT特性を向上させるために水
素化処理を行う。この水素化としては、水素雰囲気中で
の熱処理(350℃、1〜4時間)を行う。この水素化
と同時にソース領域及びドレイン領域の低抵抗化も行わ
れる。本実施例(水素雰囲気中で350℃、4時間の熱
処理)に従って完成したTFTのソース領域及びドレイ
ン領域は、主に非晶質であるのにシート抵抗値が約58
0kΩと非常に低い値となった。Next, a hydrogenation process is performed to improve the TFT characteristics. As this hydrogenation, a heat treatment (350 ° C., 1 to 4 hours) in a hydrogen atmosphere is performed. At the same time as the hydrogenation, the resistance of the source region and the drain region is reduced. The source region and the drain region of the TFT completed according to the present embodiment (heat treatment at 350 ° C. for 4 hours in a hydrogen atmosphere) are mainly amorphous, but have a sheet resistance of about 58%.
It was a very low value of 0 kΩ.
【0087】こうして、低温での熱処理でソース領域及
びドレイン領域の低抵抗化が可能であることから、活性
化のためだけに行われていた熱処理工程を省略し、水素
化と同時にソース領域及びドレイン領域の低抵抗化させ
ることができた。As described above, since the resistance of the source region and the drain region can be reduced by the heat treatment at a low temperature, the heat treatment process performed only for the activation is omitted, and the source region and the drain region are simultaneously formed with the hydrogenation. The resistance of the region could be reduced.
【0088】なお、本実施例では水素化と同時にソース
領域及びドレイン領域の低抵抗化を行った例を示した
が、特に限定されず、ドーピング工程以降の工程のう
ち、100〜300℃、好ましくは150〜250℃の
熱処理が加えられる工程(例えば、層間絶縁膜の成膜、
パッシベーション膜の成膜等)と同時に行うことが可能
である。In this embodiment, an example is shown in which the resistance of the source region and the drain region is reduced at the same time as the hydrogenation. However, the present invention is not particularly limited. Is a process in which a heat treatment at 150 to 250 ° C. is applied (for example, formation of an interlayer insulating film,
The formation of a passivation film, etc.).
【0089】[実施例3]実施例1では、TFTとして
トップゲート構造のTFT(具体的にはプレーナ型TF
T)を例示したが、本発明はTFT構造に限定されるも
のではなく、ボトムゲート構造のTFTにも実施でき
る。[Embodiment 3] In Embodiment 1, a TFT having a top gate structure (specifically, a planar type TF
Although T) has been exemplified, the present invention is not limited to the TFT structure, and can be applied to a TFT having a bottom gate structure.
【0090】本実施例では、代表的には逆スタガTFT
に実施する例を図4に示す。In this embodiment, typically, an inverted staggered TFT is used.
FIG.
【0091】まず、有機物からなるプラスチック基板4
00を用意する。なお、基板からの不純物の拡散を防止
してTFTの電気特性を向上させるための下地絶縁膜4
01を設ける。その下地絶縁膜の材料としては、酸化シ
リコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜(Si
Ox Ny )、またはこれらの積層膜等を100〜500
nmの膜厚範囲で用いることができ、形成手段としては
熱CVD法、プラズマCVD法、蒸着法、スパッタ法、
減圧熱CVD法等の形成方法を用いることができる。First, a plastic substrate 4 made of an organic substance
Prepare 00. Note that a base insulating film 4 for preventing diffusion of impurities from the substrate and improving the electrical characteristics of the TFT.
01 is provided. As a material of the base insulating film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film (Si
Ox Ny), or a laminated film of these,
It can be used in a thickness range of nm, and as a forming means, a thermal CVD method, a plasma CVD method, an evaporation method, a sputtering method,
A formation method such as a reduced pressure thermal CVD method can be used.
【0092】次いで、単層構造または積層構造を有する
ゲート配線(ゲート電極含む)402を形成する。ゲー
ト配線402の形成手段としては熱CVD法、プラズマ
CVD法、減圧熱CVD法、蒸着法、スパッタ法等を用
いて10〜1000nm、好ましくは30〜300nm
の膜厚範囲の導電膜を形成した後、公知のパターニング
技術で形成する。また、ゲート配線402の材料として
は、導電性材料または半導体材料を主成分とする材料、
例えばTa(タンタル)、Mo(モリブデン)、Ti
(チタン)、W(タングステン)、クロム(Cr)等の
高融点金属材料、これら金属材料とシリコンとの化合物
であるシリサイド、N型又はP型の導電性を有するポリ
シリコン等の材料、低抵抗金属材料Cu(銅)、Al
(アルミニウム)等を主成分とする材料層を少なくとも
一層有する構造であれば特に限定されることなく用いる
ことができる。Next, a gate wiring (including a gate electrode) 402 having a single-layer structure or a laminated structure is formed. As a means for forming the gate wiring 402, a thermal CVD method, a plasma CVD method, a low-pressure thermal CVD method, an evaporation method, a sputtering method, or the like is used to form the gate wiring 402, preferably 10 to 1000 nm, preferably 30 to 300 nm.
After forming a conductive film having a thickness in the range described above, the conductive film is formed by a known patterning technique. As a material of the gate wiring 402, a material mainly containing a conductive material or a semiconductor material,
For example, Ta (tantalum), Mo (molybdenum), Ti
(Titanium), W (tungsten), chromium (Cr), etc., high melting point metal materials, silicide which is a compound of these metal materials and silicon, N-type or P-type conductive polysilicon, etc., low resistance Metal material Cu (copper), Al
Any structure having at least one material layer containing (aluminum) as a main component can be used without particular limitation.
【0093】次いで、ゲート絶縁膜を形成する。ゲート
絶縁膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒
化酸化シリコン膜(SiOx Ny )、有機樹脂膜(BC
B(ベンゾシクロブテン)膜)、またはこれらの積層膜
等を100〜400nmの膜厚範囲で用いることができ
る。下地膜の形成手段としては熱CVD法、プラズマC
VD法、減圧熱CVD法、蒸着法、スパッタ法、塗布法
等の形成方法を用いることができる。ここでは図4
(A)に示すように、積層構造のゲート絶縁膜403
a、403bを用いた。下層のゲート絶縁膜403a
は、基板やゲート配線からの不純物の拡散を効果的に防
止する窒化シリコン膜等を膜厚10nm〜60nmの膜
厚範囲で形成する。Next, a gate insulating film is formed. As the gate insulating film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film (SiOxNy), an organic resin film (BC)
B (benzocyclobutene) film, a laminated film of these, or the like can be used in a thickness range of 100 to 400 nm. Thermal CVD, plasma C
A formation method such as a VD method, a low-pressure thermal CVD method, an evaporation method, a sputtering method, or a coating method can be used. Here, FIG.
As shown in FIG. 2A, a gate insulating film 403 having a stacked structure
a and 403b were used. Lower gate insulating film 403a
Is to form a silicon nitride film or the like having a thickness of 10 nm to 60 nm for effectively preventing diffusion of impurities from a substrate or a gate wiring.
【0094】次いで、非晶質半導体膜を成膜する。非晶
質半導体膜404としては、シリコンを主成分とする非
晶質シリコン膜を20〜100nm、より好ましくは2
0〜60nmの膜厚範囲で用いることができる。非晶質
半導体膜の形成手段としては熱CVD法、プラズマCV
D法、減圧熱CVD法、蒸着法、スパッタ法等の形成方
法を用いることができる。Next, an amorphous semiconductor film is formed. As the amorphous semiconductor film 404, an amorphous silicon film containing silicon as a main component is 20 to 100 nm, more preferably 2 to 100 nm.
It can be used in a film thickness range of 0 to 60 nm. As a means for forming an amorphous semiconductor film, thermal CVD, plasma CV
A formation method such as a D method, a low pressure thermal CVD method, an evaporation method, and a sputtering method can be used.
【0095】なお、上記ゲート絶縁膜403a、403
bと非晶質半導体膜とを大気にさらすことなく連続成膜
すれば、不純物がゲート絶縁膜と非晶質半導体膜との界
面に混入しないため良好な界面特性を得ることができ
る。The gate insulating films 403a, 403
If b and the amorphous semiconductor film are formed continuously without exposure to the air, favorable interface characteristics can be obtained because impurities do not enter the interface between the gate insulating film and the amorphous semiconductor film.
【0096】次いで、非晶質半導体膜の結晶化処理を行
い、結晶質半導体膜を形成した後、得られた結晶質半導
体膜を所望の形状にパターニングする。(図4(A))
なお、半導体膜のパターニングを行う工程順序は特に限
定されず、例えば不純物元素の添加後に行ってもよい。
結晶化処理としては、レーザー光の照射による結晶化方
法を用いればよい。また、この結晶化処理の直前に非晶
質半導体膜表面の自然酸化膜をバッファーフッ酸等のフ
ッ酸系のエッチャントで除去すると、表面付近のシリコ
ンの結合手が水素終端されて不純物と結合しにくくな
り、良好な結晶質半導体膜を形成することができるため
好ましい。Next, after the amorphous semiconductor film is crystallized to form a crystalline semiconductor film, the obtained crystalline semiconductor film is patterned into a desired shape. (FIG. 4 (A))
Note that there is no particular limitation on the order in which the semiconductor film is patterned, and for example, the patterning may be performed after addition of an impurity element.
As the crystallization treatment, a crystallization method using laser light irradiation may be used. Also, if the natural oxide film on the surface of the amorphous semiconductor film is removed with a hydrofluoric acid-based etchant such as buffered hydrofluoric acid immediately before this crystallization treatment, silicon bonds near the surface are terminated with hydrogen and bonded to impurities. This is preferable because it becomes difficult to form a favorable crystalline semiconductor film.
【0097】次いで、結晶質半導体層404上に絶縁層
405を形成する。この絶縁層405は不純物元素の添
加工程時にチャネル形成領域を保護する。この絶縁層4
05としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化
酸化シリコン膜(SiOx Ny )、有機樹脂膜(BCB
膜)、またはこれらの積層膜等を100〜400nmの
膜厚範囲で用いることができる。絶縁層405は、公知
のパターニング技術、例えば通常の露光や裏面露光等を
用いて形成する。(図4(B))Next, an insulating layer 405 is formed over the crystalline semiconductor layer 404. This insulating layer 405 protects the channel formation region during the step of adding the impurity element. This insulating layer 4
Reference numeral 05 denotes a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film (SiOxNy), an organic resin film (BCB).
Film), or a laminated film of these films or the like can be used in a thickness range of 100 to 400 nm. The insulating layer 405 is formed using a known patterning technique, for example, normal exposure or backside exposure. (FIG. 4 (B))
【0098】次いで、絶縁層405をマスクに用いて、
結晶質半導体膜にp型を付与する不純物元素を添加する
ドーピング工程を行ない、不純物領域406を形成す
る。(図4(C))半導体材料に対してp型を付与する
不純物元素としては、15族に属する不純物元素、例え
ばBを用いることができる。この工程では、プラスマド
ーピング法によりドーピング条件(ドーズ量、加速電圧
等)を適宜設定して表面が露出している結晶質半導体膜
にB(ボロン)を添加する。他のドーピング方法として
イオン注入法を用いることもできる。また、この不純物
領域406は高濃度不純物領域であり、後のソース/ド
レイン領域となる。Next, using the insulating layer 405 as a mask,
A doping step of adding an impurity element imparting p-type to the crystalline semiconductor film is performed, so that an impurity region 406 is formed. (FIG. 4C) As an impurity element that imparts p-type to a semiconductor material, an impurity element belonging to Group 15 of the Group 15, for example, B can be used. In this step, B (boron) is added to the crystalline semiconductor film whose surface is exposed by appropriately setting doping conditions (dose amount, acceleration voltage, and the like) by a plasma doping method. As another doping method, an ion implantation method can be used. The impurity region 406 is a high-concentration impurity region and will be a source / drain region later.
【0099】次いで、熱処理(150〜350℃、1時
間以上)を行って、半導体層に含まれる水素の作用によ
りシート抵抗の低い不純物領域407を形成する。本実
施例に従って完成したTFTのソース領域及びドレイン
領域は、主に非晶質であるのにシート抵抗値が約5kΩ
と非常に低い値となった。Next, heat treatment (at 150 to 350 ° C. for one hour or more) is performed to form an impurity region 407 having a low sheet resistance by the action of hydrogen contained in the semiconductor layer. The source region and the drain region of the TFT completed according to the present embodiment are mainly amorphous, but have a sheet resistance of about 5 kΩ.
And very low values.
【0100】次いで、全面に層間絶縁膜408を形成す
る。層間絶縁膜408としては酸化シリコン膜、窒化シ
リコン膜、酸化窒化シリコン膜、有機性樹脂膜(ポリイ
ミド膜、BCB膜等)のいずれか或いはそれらの積層膜
を用いることができる。Next, an interlayer insulating film 408 is formed on the entire surface. As the interlayer insulating film 408, any of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an organic resin film (a polyimide film, a BCB film, or the like) or a stacked film thereof can be used.
【0101】次いで、公知の技術を用いてコンタクトホ
ールを形成した後、配線409、410を形成して、図
4(F)に示す状態を得る。この配線409、410は
ソース配線またはドレイン配線として機能する。最後に
水素雰囲気中で熱処理を行い、全体を水素化してPチャ
ネル型TFTが完成する。Next, after forming a contact hole by using a known technique, wirings 409 and 410 are formed to obtain a state shown in FIG. The wirings 409 and 410 function as a source wiring or a drain wiring. Finally, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere, and the whole is hydrogenated to complete a P-channel TFT.
【0102】また、上記本実施例においては、活性層の
パターニングを絶縁層405の形成前に行う例を示した
が、特に限定されず、例えば結晶化工程前、またはドー
ピング前、または熱処理の後に行ってもよい。Further, in this embodiment, the example in which the patterning of the active layer is performed before the formation of the insulating layer 405 is described. However, the present invention is not particularly limited. For example, before the crystallization step, before the doping, or after the heat treatment. May go.
【0103】また、上記本実施例においてチャネル形成
領域へ微量な不純物元素の添加を行ない、TFTのしき
い値制御を行う工程(チャネルドーピング工程とも呼
ぶ)を加えてもよい。In this embodiment, a step of adding a trace amount of an impurity element to the channel formation region to control the threshold value of the TFT (also referred to as a channel doping step) may be added.
【0104】また、本実施例は実施例2と組み合わせる
ことができる。This embodiment can be combined with the second embodiment.
【0105】[実施例4]実施例1乃至3のいずれか一
により得られるアクティブマトリクス基板を用いて液晶
表示パネルを作製する例を以下に示す。[Embodiment 4] An example of manufacturing a liquid crystal display panel using the active matrix substrate obtained by any one of Embodiments 1 to 3 will be described below.
【0106】図5に示す上面図は、画素部、駆動回路、
FPC(フレキシブルプリント配線板:Flexible Print
ed Circuit)を貼り付ける外部入力端子、外部入力端子
と各回路の入力部までを接続する配線81などが形成さ
れたアクティブマトリクス基板と、カラーフィルタなど
が設けられた対向基板82とがシール材83を介して貼
り合わされている。The top view shown in FIG. 5 shows a pixel portion, a driving circuit,
FPC (Flexible Printed Wiring Board: Flexible Print
An active matrix substrate on which an external input terminal to which an ed circuit is attached, a wiring 81 for connecting the external input terminal to the input portion of each circuit, and the like, and a counter substrate 82 provided with a color filter and the like are formed of a sealing material 83. Are pasted together.
【0107】ゲート側駆動回路84と重なるように対向
基板側に遮光層86aが設けられ、ソース側駆動回路8
5と重なるように対向基板側に遮光層86bが形成され
ている。また、画素部87上の対向基板側に設けられた
カラーフィルタ88は遮光層と、赤色(R)、緑色
(G)、青色(B)の各色の着色層とが各画素に対応し
て設けられている。実際に表示する際には、赤色(R)
の着色層、緑色(G)の着色層、青色(B)の着色層の
3色でカラー表示を形成するが、これら各色の着色層の
配列は任意なものとする。A light-shielding layer 86a is provided on the counter substrate side so as to overlap with the gate-side drive circuit 84.
5, a light shielding layer 86b is formed on the counter substrate side. In the color filter 88 provided on the counter substrate side on the pixel portion 87, a light-shielding layer and colored layers of red (R), green (G), and blue (B) are provided for each pixel. Have been. When actually displayed, red (R)
, A green (G) colored layer, and a blue (B) colored layer, a color display is formed, and the arrangement of the colored layers of these colors is arbitrary.
【0108】ここでは、カラー化を図るためにカラーフ
ィルタ88を対向基板に設けているが特に限定されず、
アクティブマトリクス基板を作製する際、アクティブマ
トリクス基板にカラーフィルタを形成してもよい。Here, the color filter 88 is provided on the opposite substrate for colorization, but is not particularly limited.
When manufacturing an active matrix substrate, a color filter may be formed on the active matrix substrate.
【0109】また、カラーフィルタにおいて隣り合う画
素の間には遮光層が設けられており、表示領域以外の箇
所を遮光している。また、ここでは、駆動回路を覆う領
域にも遮光層86a、86bを設けているが、駆動回路
を覆う領域は、後に液晶表示装置を電子機器の表示部と
して組み込む際、カバーで覆うため、特に遮光層を設け
ない構成としてもよい。また、アクティブマトリクス基
板を作製する際、アクティブマトリクス基板に遮光層を
形成してもよい。Further, a light-shielding layer is provided between adjacent pixels in the color filter to shield portions other than the display area from light. Here, the light-blocking layers 86a and 86b are provided also in a region covering the driving circuit. However, the region covering the driving circuit is covered with a cover when the liquid crystal display device is later incorporated as a display portion of an electronic device. A structure without a light-blocking layer may be employed. When an active matrix substrate is manufactured, a light-blocking layer may be formed on the active matrix substrate.
【0110】また、上記遮光層を設けずに、対向基板と
対向電極の間に、カラーフィルタを構成する着色層を複
数層重ねた積層で遮光するように適宜配置し、表示領域
以外の箇所(各画素電極の間隙)や、駆動回路を遮光し
てもよい。Further, without providing the above-mentioned light-shielding layer, a colored layer constituting a color filter is appropriately arranged between the opposing substrate and the opposing electrode so as to shield the light by a stacked layer of a plurality of layers, and the portion other than the display region ( The gap between each pixel electrode) and the driving circuit may be shielded from light.
【0111】また、外部入力端子にはベースフィルムと
配線から成るFPC89が異方性導電性樹脂で貼り合わ
されている。さらに補強板で機械的強度を高めている。Further, an FPC 89 comprising a base film and wiring is bonded to the external input terminal with an anisotropic conductive resin. Furthermore, the mechanical strength is enhanced by the reinforcing plate.
【0112】以上のようにして作製される液晶表示装置
は各種電子機器の表示部として用いることができる。The liquid crystal display device manufactured as described above can be used as a display unit of various electronic devices.
【0113】また、上記液晶表示装置におけるブロック
図を図6に示す。なお、図6はアナログ駆動を行うため
の回路構成である。本実施例では、ソース側駆動回路9
0、画素部91及びゲート側駆動回路92を有してい
る。なお、本明細書中において、駆動回路とはソース側
処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。FIG. 6 is a block diagram of the liquid crystal display device. FIG. 6 shows a circuit configuration for performing analog driving. In this embodiment, the source-side drive circuit 9
0, a pixel portion 91 and a gate-side drive circuit 92. In this specification, a drive circuit is a generic term including a source-side processing circuit and a gate-side drive circuit.
【0114】ソース側駆動回路90は、シフトレジスタ
90a、バッファ90b、サンプリング回路(トランス
ファゲート)90cを設けている。また、ゲート側駆動
回路92は、シフトレジスタ92a、レベルシフタ92
b、バッファ92cを設けている。また、必要であれば
サンプリング回路とシフトレジスタとの間にレベルシフ
タ回路を設けてもよい。The source side driving circuit 90 includes a shift register 90a, a buffer 90b, and a sampling circuit (transfer gate) 90c. The gate-side drive circuit 92 includes a shift register 92a, a level shifter 92
b, a buffer 92c is provided. If necessary, a level shifter circuit may be provided between the sampling circuit and the shift register.
【0115】また、本実施例において、画素部91は複
数の画素を含み、その複数の画素に各々TFT素子が設
けられている。In this embodiment, the pixel section 91 includes a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels is provided with a TFT element.
【0116】これらソース側駆動回路90およびゲート
側駆動回路92は全てPチャネル型TFTで形成され、
全ての回路はEEMOS回路を基本単位として形成され
ている。ただし、従来のCMOS回路に比べると消費電
力は若干上がってしまう。The source-side drive circuit 90 and the gate-side drive circuit 92 are all formed by P-channel TFTs.
All circuits are formed using an EEMOS circuit as a basic unit. However, power consumption is slightly increased as compared with the conventional CMOS circuit.
【0117】なお、図示していないが、画素部91を挟
んでゲート側駆動回路92の反対側にさらにゲート側駆
動回路を設けても良い。Although not shown, a gate-side drive circuit may be further provided on the opposite side of the gate-side drive circuit 92 across the pixel portion 91.
【0118】また、本実施例は実施例1乃至3のいずれ
か一と自由に組み合わせることができる。This embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 3.
【0119】[実施例5]本実施例では画素構造を図1
1に示し、断面構造を図12に示す。それぞれ、A−
A’断面図、B−B’断面図を示した。[Embodiment 5] In this embodiment, the pixel structure is shown in FIG.
1 and the cross-sectional structure is shown in FIG. A-
A ′ sectional view and BB ′ sectional view are shown.
【0120】本実施例では保持容量は、第2の半導体層
1002上の絶縁膜を誘電体として、第2の半導体層1
002と、容量電極1005とで形成している。なお、
容量電極1005は、容量配線1009と接続されてい
る。また、容量電極1005は、第1の電極1004及
びソース配線1006と同じ絶縁膜上に同時に形成され
る。また、容量配線は、画素電極1011、接続電極1
010、ゲート配線1007と同じ絶縁膜上に同時に形
成される。In this embodiment, the storage capacitor is formed by using the insulating film on the second semiconductor layer 1002 as a dielectric,
002 and the capacitor electrode 1005. In addition,
The capacitor electrode 1005 is connected to the capacitor wiring 1009. Further, the capacitor electrode 1005 is formed over the same insulating film as the first electrode 1004 and the source wiring 1006 at the same time. In addition, the capacitor wiring includes the pixel electrode 1011 and the connection electrode 1.
010 and the gate wiring 1007 are formed simultaneously on the same insulating film.
【0121】また、本実施例では、不純物領域1012
〜1014にはp型を付与する不純物元素が添加されて
いる。なお、1012はソース領域、1013はドレイ
ン領域である。In this embodiment, the impurity region 1012
An impurity element imparting a p-type is added to -1014. Note that reference numeral 1012 denotes a source region, and 1013 denotes a drain region.
【0122】また、本実施例では、ゲート電極とソース
配線を同時に形成する例を示したが、マスクを1枚増や
し、さらにゲート電極と第1の電極及び容量配線を別の
工程で形成してもよい。即ち、まず、半導体層と重なり
ゲート電極となる部分だけを形成し、p型の不純物元素
を添加し、低温での熱処理を行った後、ゲート電極と重
ねて第1の電極を形成する。この際、コンタクトホール
の形成を行うことなく、単なる重ね合わせでゲート電極
と第1の電極とのコンタクトを形成する。また、第1の
電極と同時にソース配線、容量配線を形成する。こうす
ることによって第1の電極及びソース配線の材料として
低抵抗なアルミニウムや銅を用いることが可能となる。
また、容量配線に重なる半導体層にp型の不純物元素を
添加して保持容量の増加を図ることができる。In this embodiment, the example in which the gate electrode and the source wiring are formed simultaneously has been described. However, the number of masks is increased by one, and the gate electrode, the first electrode, and the capacitor wiring are formed in different steps. Is also good. That is, first, only a portion which overlaps with the semiconductor layer and serves as a gate electrode is formed, a p-type impurity element is added, heat treatment is performed at a low temperature, and then a first electrode is formed to overlap the gate electrode. At this time, a contact between the gate electrode and the first electrode is formed by mere overlapping without forming a contact hole. Further, a source wiring and a capacitor wiring are formed at the same time as the first electrode. This makes it possible to use low-resistance aluminum or copper as the material of the first electrode and the source wiring.
Further, a p-type impurity element is added to a semiconductor layer which overlaps with the capacitor wiring, so that the storage capacity can be increased.
【0123】なお、本実施例は実施例1乃至4のいずれ
か一と自由に組み合わせることができる。This embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 4.
【0124】[実施例6]本実施例は、上記実施例3で
得られるTFTを用いてEL(エレクトロルミネセン
ス)表示装置を作製した例について図13を用い、以下
に説明する。なお、本実施例は、画素部及び駆動回路に
使用するTFTを全てPチャネル型TFTで構成したE
L表示装置の例である。[Embodiment 6] In this embodiment, an example in which an EL (electroluminescence) display device is manufactured using the TFT obtained in Embodiment 3 will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, the TFTs used for the pixel portion and the driving circuit are all constituted by P-channel TFTs.
It is an example of an L display device.
【0125】同一の絶縁体上に画素部とそれを駆動する
駆動回路を有した発光装置の例(但し封止前の状態)を
図13に示す。なお、駆動回路には基本単位となるMO
S回路を示し、画素部には一つの画素を示す。FIG. 13 shows an example of a light emitting device having a pixel portion and a drive circuit for driving the pixel portion over the same insulator (but before sealing). It should be noted that the drive circuit has a basic unit of MO.
5 illustrates an S circuit, and illustrates one pixel in a pixel portion.
【0126】図13において、1501はプラスチック
基板であり、まず、実施の形態に従い、プラスチック基
板1501上に下地絶縁膜を形成する。In FIG. 13, reference numeral 1501 denotes a plastic substrate. First, a base insulating film is formed on the plastic substrate 1501 according to the embodiment.
【0127】下地絶縁膜上にはPチャネル型TFT15
04、Pチャネル型TFT1505からなる駆動回路、
Pチャネル型TFTからなるスイッチングTFT150
6およびPチャネル型TFTからなる電流制御TFT1
507が形成されている。なお、Pチャネル型TFTの
説明は実施例1を参照すれば良いので省略する。また、
本実施例では、TFTはすべてボトムゲート型TFTで
形成されている。A P-channel TFT 15 is formed on the underlying insulating film.
04, a driving circuit including a P-channel TFT 1505;
Switching TFT 150 composed of P-channel TFT
Current control TFT 1 comprising 6 and P-channel type TFT
507 are formed. Note that the description of the P-channel TFT is omitted because Embodiment 1 may be referred to. Also,
In this embodiment, all the TFTs are formed of bottom gate type TFTs.
【0128】また、スイッチングTFTはソース領域お
よびドレイン領域の間に二つのチャネル形成領域を有し
た構造(ダブルゲート構造)となっているが、特に限定
されることなく、チャネル形成領域が一つ形成されるシ
ングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲー
ト構造であっても良い。The switching TFT has a structure having two channel forming regions between the source region and the drain region (double gate structure). However, the present invention is not particularly limited, and one channel forming region is formed. Or a triple gate structure formed by three.
【0129】また、電流制御TFTのドレイン領域の上
には第2層間絶縁膜が設けられる前に、第1層間絶縁膜
にコンタクトホールが設けられている。これは第2層間
絶縁膜にコンタクトホールを形成する際に、エッチング
工程を簡単にするためである。第2層間絶縁膜にはドレ
イン領域に到達するようにコンタクトホールが形成さ
れ、ドレイン領域に接続された画素電極が設けられてい
る。画素電極はEL素子の陰極として機能する電極であ
り、周期表の1族もしくは2族に属する元素を含む導電
膜を用いて形成されている。本実施例では、リチウムと
アルミニウムとの化合物からなる導電膜を用いる。Further, before the second interlayer insulating film is provided on the drain region of the current control TFT, a contact hole is provided in the first interlayer insulating film. This is to simplify the etching process when forming a contact hole in the second interlayer insulating film. A contact hole is formed in the second interlayer insulating film so as to reach the drain region, and a pixel electrode connected to the drain region is provided. The pixel electrode functions as a cathode of the EL element and is formed using a conductive film containing an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table. In this embodiment, a conductive film made of a compound of lithium and aluminum is used.
【0130】また、画素電極の端部を覆うように設けら
れた絶縁膜を本明細書中ではバンクと呼ぶ。バンクは珪
素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。樹脂
膜を用いる場合、樹脂膜の比抵抗が1×106〜1×1
012Ωm(好ましくは1×108〜1×1010Ωm)と
なるようにカーボン粒子もしくは金属粒子を添加する
と、成膜時の絶縁破壊を抑えることができる。The insulating film provided to cover the edge of the pixel electrode is called a bank in this specification. The bank may be formed of an insulating film containing silicon or a resin film. When a resin film is used, the specific resistance of the resin film is 1 × 10 6 to 1 × 1.
0 12 [Omega] m if (preferably 1 × 10 8 ~1 × 10 10 Ωm) adding carbon particles or metal particles such that, it is possible to suppress the dielectric breakdown at the time of film formation.
【0131】また、EL素子1505は画素電極(陰
極)、EL層および陽極からなる。陽極は、仕事関数の
大きい導電膜、代表的には酸化物導電膜が用いられる。
酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸
化亜鉛もしくはそれらの化合物を用いれば良い。The EL element 1505 includes a pixel electrode (cathode), an EL layer, and an anode. As the anode, a conductive film having a large work function, typically, an oxide conductive film is used.
As the oxide conductive film, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, or a compound thereof may be used.
【0132】なお、本明細書中では発光層に対して正孔
注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注
入層もしくは電子阻止層を組み合わせた積層体をEL層
と定義する。In this specification, a laminate in which a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or an electron blocking layer is combined with a light emitting layer is referred to as an EL layer. Define.
【0133】なお、ここでは図示しないが陽極を形成し
た後、EL素子1505を完全に覆うようにしてパッシ
ベーション膜を設けることは有効である。パッシベーシ
ョン膜としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化
珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは
組み合わせた積層で用いる。Although not shown here, it is effective to provide a passivation film so as to completely cover the EL element 1505 after forming the anode. As the passivation film, an insulating film including a carbon film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is used, and the insulating film is used as a single layer or a stacked layer in which the insulating films are combined.
【0134】次いで、EL素子を保護するための封止
(または封入)工程まで行った。その後のEL表示装置
について図14を用いて説明する。Next, the steps up to the sealing (or enclosing) step for protecting the EL element were performed. The subsequent EL display device will be described with reference to FIG.
【0135】図14は、EL素子の封止までを行った状
態を示す上面図である。点線で示された701は画素
部、702はソース側駆動回路、703はゲート側駆動
回路である。また、704はカバー材、705は第1シ
ール材、706は第2シール材である。FIG. 14 is a top view showing a state in which the steps up to sealing of the EL element have been performed. 701 shown by a dotted line is a pixel portion, 702 is a source side drive circuit, and 703 is a gate side drive circuit. 704 is a cover material, 705 is a first seal material, and 706 is a second seal material.
【0136】なお、708はソース側駆動回路702及
びゲート側駆動回路703に入力される信号を伝送する
ための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキ
シブルプリントサーキット)708からビデオ信号やク
ロック信号を受け取る。なお、ここではFPCしか図示
されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(P
WB)が取り付けられていても良い。Reference numeral 708 denotes wiring for transmitting signals input to the source-side drive circuit 702 and the gate-side drive circuit 703, and a video signal or a clock signal from an FPC (flexible print circuit) 708 serving as an external input terminal. Receive. Although only the FPC is shown here, this FPC has a printed wiring board (P
WB) may be attached.
【0137】また、Pチャネル型TFTのみでゲート側
駆動回路およびソース側駆動回路を形成することにより
画素部および駆動回路をすべてpチャネル型TFTで形
成することが可能となる。従って、アクティブマトリク
ス型の電気光学装置を作製する上でTFT工程の歩留ま
りおよびスループットを大幅に向上させることができ、
製造コストを低減することが可能となる。Further, by forming the gate-side drive circuit and the source-side drive circuit only with the P-channel TFT, the pixel portion and the drive circuit can all be formed by the p-channel TFT. Accordingly, the yield and throughput of the TFT process can be greatly improved in manufacturing an active matrix type electro-optical device,
Manufacturing costs can be reduced.
【0138】なお、ソース側駆動回路もしくはゲート側
駆動回路のいずれか片方を外付けのICチップとする場
合にも本実施例は実施できる。This embodiment can also be implemented when either one of the source side drive circuit and the gate side drive circuit is an external IC chip.
【0139】また、本実施例は、上方に発光する例を示
したが、EL素子の構成を適宜変更して下方に発光する
構造としてもよい。In this embodiment, an example in which light is emitted upward is shown. However, a structure in which light is emitted downward may be adopted by appropriately changing the configuration of the EL element.
【0140】なお、本実施例は、実施例1、実施例2と
自由に組み合わせることが可能である。また、本実施例
では逆スタガ型TFTを用いたが特に限定されず、実施
例1に示したようなトップゲート型TFTを用いること
もできる。This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 and 2. In this embodiment, an inverted staggered TFT is used. However, the present invention is not particularly limited, and a top gate TFT as shown in Embodiment 1 can be used.
【0141】[実施例7]本実施例では実施例6に示し
たEL表示装置の回路構成例を図15に示す。なお、本
実施例ではデジタル駆動を行うための回路構成を示す。
本実施例では、ソース側駆動回路901、画素部906
及びゲート側駆動回路907を有している。なお、本明
細書中において、駆動回路とはソース側処理回路および
ゲート側駆動回路を含めた総称である。[Embodiment 7] In this embodiment, an example of a circuit configuration of the EL display device shown in Embodiment 6 is shown in FIG. Note that this embodiment shows a circuit configuration for performing digital driving.
In this embodiment, the source side driving circuit 901 and the pixel portion 906
And a gate-side drive circuit 907. In this specification, a drive circuit is a generic term including a source-side processing circuit and a gate-side drive circuit.
【0142】ソース側駆動回路901は、シフトレジス
タ902、ラッチ(A)903、ラッチ(B)904、
バッファ905を設けている。なお、アナログ駆動の場
合はラッチ(A)、(B)の代わりにサンプリング回路
(トランスファゲート)を設ければ良い。また、ゲート
側駆動回路907は、シフトレジスタ908、バッファ
909を設けている。The source side driving circuit 901 includes a shift register 902, a latch (A) 903, a latch (B) 904,
A buffer 905 is provided. In the case of analog driving, a sampling circuit (transfer gate) may be provided instead of the latches (A) and (B). The gate driver circuit 907 includes a shift register 908 and a buffer 909.
【0143】また、本実施例において、画素部906は
複数の画素を含み、その複数の画素にEL素子が設けら
れている。このとき、EL素子の陰極は電流制御TFT
のドレインに電気的に接続されていることが好ましい。Further, in this embodiment, the pixel portion 906 includes a plurality of pixels, and the plurality of pixels are provided with an EL element. At this time, the cathode of the EL element is a current control TFT.
It is preferable to be electrically connected to the drain.
【0144】なお、図示していないが、画素部906を
挟んでゲート側駆動回路907の反対側にさらにゲート
側駆動回路を設けても良い。この場合、双方は同じ構造
でゲート配線を共有しており、片方が壊れても残った方
からゲート信号を送って画素部を正常に動作させるよう
な構成とする。Although not shown, a gate-side drive circuit may be further provided on the side opposite to the gate-side drive circuit 907 with the pixel portion 906 interposed therebetween. In this case, both have the same structure and share a gate line, and a structure is adopted in which, even if one of them is broken, a gate signal is sent from the remaining one to operate the pixel portion normally.
【0145】[実施例8]本発明を実施して形成された
駆動回路や画素部は様々な電気光学装置(アクティブマ
トリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型
ELディスプレイ、アクティブマトリクス型ECディス
プレイ)に用いることができる。即ち、それら電気光学
装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施
できる。[Embodiment 8] A drive circuit and a pixel portion formed by implementing the present invention are used in various electro-optical devices (active matrix type liquid crystal display, active matrix type EL display, active matrix type EC display). Can be. That is, the present invention can be applied to all electronic devices in which the electro-optical device is incorporated in the display unit.
【0146】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴ
ーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カース
テレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバ
イルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが
挙げられる。それらの一例を図16及び図17に示す。Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a head mounted display (goggle type display), a car navigation, a car stereo, a personal computer, a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, etc.), and the like. Is mentioned. Examples of these are shown in FIGS.
【0147】図16(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。本発明を画像入力
部2002、表示部2003やその他の駆動回路に適用
することができる。FIG. 16A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, a keyboard 2004 and the like. The present invention can be applied to the image input unit 2002, the display unit 2003, and other driving circuits.
【0148】図16(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6等を含む。本発明を表示部2102やその他の駆動回
路に適用することができる。FIG. 16B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2102 and other driver circuits.
【0149】図16(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。本発明は表示部2205やその
他の駆動回路に適用できる。FIG. 16C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, a display section 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205 and other driving circuits.
【0150】図16(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。本発明は表示部2302やその他の駆動回
路に適用することができる。FIG. 16D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display section 2302, and an arm section 230.
3 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2302 and other driving circuits.
【0151】図16(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial 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。本発明は表示部2402やその
他の駆動回路に適用することができる。FIG. 16E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402 and other driving circuits.
【0152】図16(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本発
明を表示部2502やその他の駆動回路に適用すること
ができる。FIG. 16F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display section 2502, an eyepiece section 2503, operation switches 2504, an image receiving section (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502 and other driving circuits.
【0153】図17(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906
等を含む。本発明を表示部2904やその他の駆動回路
に適用することができる。FIG. 17A shows a mobile phone,
01, audio output unit 2902, audio input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 2906
And so on. The present invention can be applied to the display portion 2904 and other driving circuits.
【0154】図17(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。本発明は表示部3002、3003やその他
の駆動回路に適用することができる。FIG. 17B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, and an antenna 3006.
And so on. The present invention can be applied to the display units 3002 and 3003 and other driving circuits.
【0155】図17(C)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
本発明は表示部3103に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。FIG. 17C shows a display, which includes a main body 3101, a support 3102, a display portion 3103, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 3103. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).
【0156】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例1〜7のどのよ
うな組み合わせからなる構成を用いても実現することが
できる。As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus according to the present embodiment can be realized by using any combination of the embodiments 1 to 7.
【0157】[0157]
【発明の効果】本発明によれば、低温(300℃、好ま
しくは250℃以下)での熱処理(数分間)によりソー
ス領域及びドレイン領域の低抵抗化できるので、耐熱性
の低いプラスチック基板を素子形成基板として用いる場
合であっても十分にシート抵抗値が低いTFTを作製す
ることができる。従って、フレキシブルなプラスチック
フィルムの上にTFT素子を形成することも可能であ
る。According to the present invention, the resistance of the source and drain regions can be reduced by heat treatment (for several minutes) at a low temperature (300 ° C., preferably 250 ° C. or less). Even when the TFT is used as a formation substrate, a TFT having a sufficiently low sheet resistance can be manufactured. Therefore, it is also possible to form a TFT element on a flexible plastic film.
【0158】また、本発明によって、非常に少ない工程
数、且つ低温・短時間で電気光学装置を作製することが
できる。そのため、歩留まり及びスループットが向上
し、製造コストを低減することが可能である。In addition, according to the present invention, an electro-optical device can be manufactured with a very small number of steps and at a low temperature in a short time. Therefore, the yield and the throughput are improved, and the manufacturing cost can be reduced.
【0159】また、安価な電気光学装置を作製できるよ
うになったことで、それを表示部に用いる様々な電気器
具を安価な価格で提供することができる。Further, since an inexpensive electro-optical device can be manufactured, various electric appliances using the same for a display unit can be provided at an inexpensive price.
【図1】 TFTの作製工程を示す図。FIG. 1 illustrates a manufacturing process of a TFT.
【図2】 AM−LCDの作製工程を示す図。(実施
例1)FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of an AM-LCD. (Example 1)
【図3】 TFTの作製工程を示す図。(実施例2)FIG. 3 illustrates a manufacturing process of a TFT. (Example 2)
【図4】 TFTの作製工程を示す図。(実施例3)FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of a TFT. (Example 3)
【図5】 AM−LCDの外観を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an appearance of an AM-LCD.
【図6】 AM−LCDの回路ブロック図を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a circuit block diagram of an AM-LCD.
【図7】 膜厚50nmの実験結果を示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing an experimental result with a film thickness of 50 nm.
【図8】 膜厚70nmの実験結果を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing an experimental result with a film thickness of 70 nm.
【図9】 膜厚100nmの実験結果を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing an experimental result for a film thickness of 100 nm.
【図10】 ラマン散乱スペクトルを示す図。FIG. 10 is a diagram showing a Raman scattering spectrum.
【図11】 画素部の上面図を示す図。FIG. 11 is a top view illustrating a pixel portion.
【図12】 画素部の断面図を示す図。FIG. 12 is a cross-sectional view of a pixel portion.
【図13】 アクティブマトリクス型EL表示装置の構
成を示す図。FIG. 13 illustrates a structure of an active matrix EL display device.
【図14】 EL表示装置の上面図を示す図。FIG. 14 illustrates a top view of an EL display device.
【図15】 EL表示装置の回路ブロック図を示す図。FIG. 15 is a circuit block diagram of an EL display device.
【図16】 電子機器の一例を示す図。FIG. 16 illustrates an example of an electronic device.
【図17】 電子機器の一例を示す図。FIG. 17 illustrates an example of an electronic device.
【図18】 TFTの電気特性(V−I特性)を示す
図。FIG. 18 is a diagram showing electric characteristics (VI characteristics) of a TFT.
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/265 602 H01L 29/78 616V 29/786 626C 21/265 F 29/78 612B Fターム(参考) 2H092 GA29 JA24 JA34 JA37 JA41 JA46 KA04 KA05 KA10 MA04 MA05 MA07 MA27 MA29 MA30 NA25 NA27 PA01 PA13 5C094 AA43 AA44 BA03 BA27 CA19 EA04 EA05 EA07 EB05 5F110 AA17 BB02 CC02 CC08 DD01 DD11 DD13 DD14 DD15 DD17 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE23 EE43 EE44 EE45 FF01 FF02 FF03 FF04 FF09 FF27 FF28 FF29 FF30 FF32 GG02 GG13 GG25 GG32 GG42 GG43 GG44 GG45 GG47 GG48 HJ01 HJ02 HJ04 HJ12 HJ13 HJ18 HJ23 HM07 HM15 NN03 NN12 NN14 NN22 NN23 NN24 NN27 NN72 NN73 PP03 PP05 PP31 PP35 QQ11 QQ12 QQ24 QQ25 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/265 602 H01L 29/78 616V 29/786 626C 21/265 F 29/78 612B F term (Reference) 2H092 GA29 JA24 JA34 JA37 JA41 JA46 KA04 KA05 KA10 MA04 MA05 MA07 MA27 MA29 MA30 NA25 NA27 PA01 PA13 5C094 AA43 AA44 BA03 BA27 CA19 EA04 EA05 EA07 EB05 5F110 AA17 BB02 CC02 CC08 DD01 DD11 EE04 EE03 EE03 EE03 EE04 EE44 EE45 FF01 FF02 FF03 FF04 FF09 FF27 FF28 FF29 FF30 FF32 GG02 GG13 GG25 GG32 GG42 GG43 GG44 GG45 GG47 GG48 HJ01 HJ02 HJ04 HJ12 HJ13 HJ18 HJ23 HM07 NN12 NN12 NN15 NN12 NN03
Claims (14)
含む電気光学装置において、 前記画素部及び駆動回路はpチャネル型TFTで形成さ
れ、 前記pチャネル型TFTのチャネル形成領域は、主に結
晶構造であり、且つ、前記TFTのソース領域またはド
レイン領域は、主に非晶質構造であることを特徴とする
半導体装置。1. An electro-optical device including a pixel portion and a driver circuit on the same insulating surface, wherein the pixel portion and the driver circuit are formed of a p-channel TFT, and a channel formation region of the p-channel TFT is mainly A semiconductor device having a crystalline structure, and wherein a source region or a drain region of the TFT mainly has an amorphous structure.
スチック基板上に設けられた絶縁膜表面であることを特
徴とする電気光学装置。2. The electro-optical device according to claim 1, wherein the insulating surface is a surface of an insulating film provided on a plastic substrate.
チャネル型TFTの半導体層は、スパッタ法、PCVD
法、LPCVD法、真空蒸着法、または光CVD法によ
り形成されたことを特徴とする半導体装置。3. The method according to claim 1, wherein said p
The semiconductor layer of the channel type TFT is formed by sputtering, PCVD
A semiconductor device formed by a method, an LPCVD method, a vacuum evaporation method, or a light CVD method.
半導体装置とは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、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、携帯情報端末であることを特徴とする半
導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a video camera, a digital camera, a goggle type display, a car navigation system, a personal computer, or a portable information terminal. apparatus.
形成する工程と、前記結晶構造を有する半導体層上に絶
縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に導電層を形成す
る工程と、イオンドーピング法により前記結晶構造を有
する半導体層の一部にp型を付与する不純物元素及び水
素を同時に添加して非晶質領域を形成する工程と、熱処
理を行って前記非晶質領域の抵抗値を低減させ、前記非
晶質領域をソース領域またはドレイン領域とする工程
と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。5. A step of forming a semiconductor layer having a crystal structure on an insulating surface, a step of forming an insulating layer on the semiconductor layer having the crystal structure, and a step of forming a conductive layer on the insulating layer. Forming an amorphous region by simultaneously adding a p-type impurity element and hydrogen to a part of the semiconductor layer having the crystal structure by an ion doping method, and performing a heat treatment on the amorphous region. Reducing the resistance value and making the amorphous region a source region or a drain region.
極であり、前記p型を付与する不純物元素及び水素を添
加する際、前記導電層をマスクとして前記半導体層の上
層部分に添加することを特徴とする半導体装置の作製方
法。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the conductive layer is a gate electrode, and when the impurity element imparting p-type and hydrogen are added, the impurity element is added to an upper layer of the semiconductor layer using the conductive layer as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
電層上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に結晶
構造を有する半導体層を形成する工程と、イオンドーピ
ング法により前記結晶構造を有する半導体層の一部にp
型を付与する不純物元素及び水素を添加添加して非晶質
領域を形成する工程と、熱処理を行って前記非晶質領域
の抵抗値を低減させ、前記非晶質領域をソース領域また
はドレイン領域とする工程と、を有することを特徴とす
る半導体装置の作製方法。7. A step of forming a conductive layer on an insulating surface, a step of forming an insulating layer on the conductive layer, a step of forming a semiconductor layer having a crystal structure on the insulating layer, and an ion doping method. A part of the semiconductor layer having the crystal structure has p
A step of forming an amorphous region by adding an impurity element imparting a type and hydrogen, and performing a heat treatment to reduce the resistance value of the amorphous region, and forming the amorphous region into a source region or a drain region. A method for manufacturing a semiconductor device.
記熱処理は、100〜300℃の熱処理であることを特
徴とする半導体装置の作製方法。8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the heat treatment is a heat treatment at 100 to 300 ° C.
記熱処理は、水素雰囲気で100〜300℃の熱処理で
あることを特徴とする半導体装置の作製方法。9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the heat treatment is a heat treatment at 100 to 300 ° C. in a hydrogen atmosphere.
前記熱処理は、100〜300℃の水素プラズマ処理で
あることを特徴とする半導体装置の作製方法。10. The method according to claim 5, wherein
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the heat treatment is a hydrogen plasma treatment at 100 to 300 ° C.
前記結晶構造を有する半導体層は、スパッタ法により成
膜した後、結晶化させることを特徴とする半導体装置の
作製方法。11. The method according to claim 5, wherein
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor layer having a crystal structure is crystallized after being formed by a sputtering method.
て、前記絶縁表面は、プラスチック基板上に設けられた
絶縁膜表面であることを特徴とする半導体装置の作製方
法。12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the insulating surface is a surface of an insulating film provided on a plastic substrate.
て、前記p型を付与する不純物元素及び水素を添加する
工程以降の製造プロセス温度が350℃以下であること
を特徴とする半導体装置の作製方法。13. A semiconductor device according to claim 5, wherein a manufacturing process temperature after the step of adding the p-type impurity element and hydrogen is 350 ° C. or lower. Method.
て、前記p型を付与する不純物元素及び水素を添加する
工程以降の製造プロセスで前記非晶質領域を再結晶化さ
せないことを特徴とする半導体装置の作製方法。14. The amorphous region according to claim 5, wherein the amorphous region is not recrystallized in a manufacturing process after the step of adding the p-type impurity element and hydrogen. A method for manufacturing a semiconductor device.
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