JP2003229578A - Semiconductor device, display device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Shift Register Type Memory (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
(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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention 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 semiconductor device. For example, the present invention relates to an electro-optical device represented by a liquid crystal display panel and an electronic device in which such an electro-optical device is mounted 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、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 refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and electro-optical devices, semiconductor circuits, and electronic equipment 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)を構成し、このTFTで形成し
た大面積集積回路を有する半導体装置の開発が進んでい
る。アクティブマトリクス型液晶表示装置、EL表示装
置、および密着型イメージセンサはその代表例として知
られている。特に、結晶質シリコン膜(典型的にはポリ
シリコン膜)を活性層にしたTFT(以下、ポリシリコ
ンTFTと記す)は電界効果移動度が高いことから、い
ろいろな機能回路を形成することも可能である。2. Description of the Related Art In recent years, a thin film transistor (TFT) is formed by using a semiconductor thin film (thickness of several to several hundreds nm) formed on a substrate having an insulating surface, and a large area integrated circuit formed by this TFT is formed. The development of the semiconductor device has is progressing. Active matrix liquid crystal display devices, EL display devices, and contact image sensors are known as typical examples. In particular, since a TFT having a crystalline silicon film (typically a polysilicon film) as an active layer (hereinafter referred to as a polysilicon TFT) has high field effect mobility, various functional circuits can be formed. Is.
【0004】例えば、アクティブマトリクス型液晶表示
装置には、機能ブロックごとに画像表示を行う画素回路
や、CMOS回路を基本としたシフトレジスタ回路、レ
ベルシフタ回路、バッファ回路、サンプリング回路など
の画素回路を制御するための駆動回路が一枚の基板上に
形成される。For example, in an active matrix type liquid crystal display device, a pixel circuit for displaying an image in each functional block and a pixel circuit such as a shift register circuit based on a CMOS circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit and a sampling circuit are controlled. A driving circuit for doing so is formed on one substrate.
【0005】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
画素回路には、数十から数百万個の各画素にTFT(画
素TFT)が配置され、その画素TFTのそれぞれには
画素電極が設けられている。液晶を挟んだ対向基板側に
は対向電極が設けられており、液晶を誘電体とした一種
のコンデンサを形成している。そして、各画素に印加す
る電圧をTFTのスイッチング機能により制御して、こ
のコンデンサへの電荷を制御することで液晶を駆動し、
透過光量を制御して画像を表示する仕組みになってい
る。In a pixel circuit of an active matrix type liquid crystal display device, a TFT (pixel TFT) is arranged in each of several tens to several millions of pixels, and a pixel electrode is provided in each of the pixel TFTs. . A counter electrode is provided on the counter substrate side with the liquid crystal interposed therebetween, and forms a kind of capacitor using the liquid crystal as a dielectric. Then, the voltage applied to each pixel is controlled by the switching function of the TFT, and the liquid crystal is driven by controlling the charge to this capacitor,
It is designed to display an image by controlling the amount of transmitted light.
【0006】このようなアクティブマトリクス型の液晶
表示装置の用途は広がっており、画面サイズの大面積化
とともに高精細化や高開口率化や高信頼性の要求が高ま
っている。また、同時に生産性の向上や低コスト化の要
求も高まっている。The applications of such an active matrix type liquid crystal display device are widespread, and the demand for high definition, high aperture ratio and high reliability is increasing along with the increase in screen area. At the same time, demands for improved productivity and cost reduction are also increasing.
【0007】アクティブマトリクス型表示装置の利点
は、画素部に信号を伝送する駆動回路として、シフトレ
ジスタ、ラッチもしくはバッファといった集積回路を同
一の基板上にTFTで形成することが可能な点である。
これにより外部回路との接点数を非常に少なくすること
が可能となり、表示装置の信頼性を高めている。An advantage of the active matrix type display device is that an integrated circuit such as a shift register, a latch or a buffer can be formed by TFTs on the same substrate as a driving circuit for transmitting a signal to the pixel portion.
This makes it possible to significantly reduce the number of contacts with the external circuit, thereby improving the reliability of the display device.
【0008】また、画素TFTはnチャネル型TFTか
ら成り、スイッチング素子として液晶に電圧を印加して
駆動させるものである。液晶は交流で駆動させるので、
フレーム反転駆動と呼ばれる方式が多く採用されてい
る。この方式では消費電力を低く抑えるために、画素T
FTに要求される特性はオフ電流値(TFTがオフ動作
時に流れるドレイン電流)を十分低くすることが重要で
ある。加えて、十分小さなゲート・ドレイン間寄生容量
などの特性が要求される。画素に設ける補助容量は、画
素容量が小さく保持の動作が不十分であるためこれを補
い、寄生容量の影響を防ぐために設けている。Further, the pixel TFT is composed of an n-channel TFT, and is a switching element which is driven by applying a voltage to the liquid crystal. Since the liquid crystal is driven by alternating current,
A method called frame inversion drive is often used. In this method, in order to keep the power consumption low, the pixel T
For the characteristics required for the FT, it is important that the off current value (drain current flowing when the TFT is in the off operation) be sufficiently low. In addition, sufficiently small characteristics such as gate-drain parasitic capacitance are required. The auxiliary capacitance provided in the pixel is provided to compensate for the small pixel capacitance and insufficient holding operation, and to prevent the influence of the parasitic capacitance.
【0009】オフ電流値を低減するためのTFTの構造
として、低濃度ドレイン(LDD:Lightly Doped Drai
n)構造が知られている。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。As a structure of a TFT for reducing the off current value, a lightly doped drain (LDD) is used.
n) The structure is known. In this structure, a region where an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source region or a drain region which is formed by adding an impurity element at a high concentration, and this region is referred to as an LDD region. I'm calling.
【0010】また、オフ電流値のバラツキを低減するた
めのTFTの構造として、複数のチャネル形成領域を有
するダブルゲート構造、またはトリプルゲート構造等の
マルチゲート構造が知られている。図27に示したよう
に単純に2つのTFTを連結してダブルゲート構造とし
た場合、一つの画素に対してTFTのサイズが大きくな
り、開口率の低減に繋がっていた。Further, as a structure of a TFT for reducing the variation in off current value, a multi-gate structure such as a double gate structure having a plurality of channel forming regions or a triple gate structure is known. As shown in FIG. 27, when two TFTs are simply connected to form a double gate structure, the size of the TFT is increased with respect to one pixel, which leads to a reduction in aperture ratio.
【0011】アクティブマトリクス駆動方式の画素は、
液晶に電圧を印加する画素電極の他に、ゲート電極に接
続する走査線(ゲート線)とソースまたはドレインに接
続するデータ線とが交差している。補助容量には画素電
極と前段の走査線(ゲート線)とを重ねる付加容量型
と、専用の容量線を設ける蓄積容量型の2種類が知られ
ている。いずれにしても、画質の高精細化が進むにつ
れ、必然的に画素一つ当たりに許されるTFTや補助容
量のサイズは縮小を余儀なくされる。従って、規定の画
素サイズの中で各画素の高開口率を得るためには、これ
らの画素の構成に必要な要素を効率よくレイアウトする
ことが不可欠となってくる。Pixels of the active matrix drive system are
In addition to the pixel electrode that applies a voltage to the liquid crystal, a scanning line (gate line) connected to the gate electrode and a data line connected to the source or drain intersect. Two types of storage capacitors are known: an additional capacitance type in which a pixel electrode and a scanning line (gate line) in the preceding stage are overlapped, and a storage capacitance type in which a dedicated capacitance line is provided. In any case, as the definition of image quality becomes higher, it is inevitable that the size of the TFT or the auxiliary capacitance allowed per pixel is inevitably reduced. Therefore, in order to obtain a high aperture ratio of each pixel within the specified pixel size, it is essential to efficiently lay out the elements necessary for the configuration of these pixels.
【0012】また、液晶表示装置は、画素部に映し出さ
れる映像を直接見る直視型の他に、画像を光学系を用い
てスクリーンに映し出す投影型の2種類が開発されてい
る。両者は画面サイズを基にして30インチ型程度まで
は直視型で、それ以上のサイズは投影型で対応するよう
に製品の棲み分けが考えられている。In addition, two types of liquid crystal display devices have been developed: a direct view type in which an image displayed on a pixel portion is directly viewed and a projection type in which an image is displayed on a screen using an optical system. Based on the screen size, both are direct view type up to about 30 inch type, and projection type is considered for sizes larger than 30 inch type.
【0013】また、あらゆる液晶表示装置、特にプロジ
ェクター用の液晶表示装置において、様々な経路で半導
体層に光が入射して発生する光リーク電流により各画素
に配置されるTFT特性に変動が生じ、画質の劣化(コ
ントラストの低下、フリッカ、クロストーク等)が問題
となっていた。Further, in all liquid crystal display devices, especially liquid crystal display devices for projectors, the TFT characteristics arranged in each pixel vary due to light leak current generated by light incident on the semiconductor layer through various paths, Degradation of image quality (decrease in contrast, flicker, crosstalk, etc.) has been a problem.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画素構
成またはTFT構造では、高開口率と光リーク電流低減
の両立、または高開口率とオフ電流値低減の両立が難し
いという問題がある。The above-described conventional pixel structure or TFT structure has a problem that it is difficult to achieve both a high aperture ratio and a reduction in light leakage current, or a high aperture ratio and a reduction in off current value.
【0015】こうした要求は、液晶表示装置の高精細化
(画素数の増大)及び小型化に伴う各表示画素ピッチの微
細化を進める上で大きな課題となっている。[0015] These requirements are demanded for higher definition of liquid crystal display devices.
(Increase in the number of pixels) and miniaturization of each display pixel pitch due to miniaturization are major problems.
【0016】また、マルチゲート構造のTFTは、オン
電流値が低く、液晶表示装置において高速駆動させる場
合、障害となっていた。Further, the TFT having a multi-gate structure has a low on-current value, which is an obstacle to high-speed driving in a liquid crystal display device.
【0017】本発明は、オフ電流値が低く、オン電流値
の高いTFT構造を提供すると同時に、半導体層に入射
する光による画質劣化に強く、且つ、一つの画素におい
てTFTが占める面積を縮小したTFT構造を提供す
る。The present invention provides a TFT structure having a low off-current value and a high on-current value, and at the same time, is resistant to image quality deterioration due to light incident on the semiconductor layer and reduces the area occupied by the TFT in one pixel. A TFT structure is provided.
【0018】また、透過型のアクティブマトリクス型液
晶表示装置において、遮光層は必要な構成要素である。
半導体層は光照射により抵抗値が変化する光導電効果あ
り、光源からの光が照射されることによりオフ電流が増
加する。特に投影型の表示装置では、液晶表示装置を通
過する光の一部が基板と空気層との界面で反射したり、
光学系で反射して逆方向に戻されTFTに入射すること
が問題となっている。Further, in the transmissive active matrix type liquid crystal display device, the light shielding layer is a necessary constituent element.
The semiconductor layer has a photoconductive effect in which a resistance value is changed by light irradiation, and off-current is increased by being irradiated with light from a light source. Especially in a projection type display device, a part of light passing through the liquid crystal display device is reflected at the interface between the substrate and the air layer,
The problem is that the light is reflected by the optical system, returned in the opposite direction, and enters the TFT.
【0019】メタルハライドランプなどを光源とする投
写型の場合には、100万〜2000万ルクスの光が液
晶表示装置に照射されるので遮光層の設計は重要となっ
てくる。一方、TFTへの入射光は100ルクス程度に
抑え、オフ電流を低減しておく必要がある。通常、TF
Tの半導体層の上層部又は下層部には遮光層が形成され
ているが、入射光(光源からの光)の0.1〜1%程度
が回折光として入射してしまう。In the case of a projection type using a metal halide lamp or the like as a light source, the liquid crystal display device is irradiated with light of 1 to 20 million lux, so the design of the light shielding layer becomes important. On the other hand, it is necessary to suppress the incident light to the TFT to about 100 lux to reduce the off current. Usually TF
Although a light-shielding layer is formed on the upper or lower layer of the T semiconductor layer, about 0.1 to 1% of the incident light (light from the light source) is incident as diffracted light.
【0020】半導体層は光導電効果により導電率が上昇
し、TFTのオフ電流を増加させ、コントラストの低下
やクロストークの発生など画像表示に悪影響を与えてし
まう。しかし、このような光を遮るため遮光性を優先さ
せ、遮光層の面積を増加させると開口率が自ずと低下し
てしまう。The conductivity of the semiconductor layer increases due to the photoconductive effect, which increases the off-current of the TFT, which adversely affects the image display such as reduction of contrast and occurrence of crosstalk. However, in order to block such light, if the light-shielding property is prioritized and the area of the light-shielding layer is increased, the aperture ratio will naturally decrease.
【0021】限定された画素サイズの中で高開口率を実
現するためには、画素部の構成に必要な要素を効率よく
配置することが不可欠となる。本発明は画素部に形成さ
れる画素電極や走査線(ゲート線)及びデータ線の配置
を適したものとして、高い開口率を実現した画素構造を
有するアクティブマトリクス型表示装置を提供すること
を目的とする。In order to realize a high aperture ratio within a limited pixel size, it is indispensable to efficiently arrange the elements necessary for the construction of the pixel section. An object of the present invention is to provide an active matrix type display device having a pixel structure which realizes a high aperture ratio, by appropriately arranging pixel electrodes, scanning lines (gate lines) and data lines formed in a pixel portion. And
【0022】また、絶縁表面上に結晶性珪素膜を形成す
る手段として、減圧CVD法により直接結晶性珪素膜を
形成する方法の他に、非晶質珪素膜をレーザーアニール
や電熱炉を用いた熱処理により結晶化させる方法が採用
されている。しかし、これらいずれの方法を適用したと
しても、TFTの電界効果移動度はnチャネル型TFT
で100〜200cm2/Vsec程度、pチャネル型TFTで
50〜100cm2/Vsec程度の値しか得ることができなか
った。また、しきい値電圧は、nチャネル型TFTで3
V、サブスレッショルド係数(S値)が300mV/decで
ある為、駆動電圧は14Vとなり、電源電圧の低電圧化
と低消費電力化が課題であった。As a means for forming a crystalline silicon film on an insulating surface, laser annealing or an electric heating furnace for an amorphous silicon film is used in addition to the method of directly forming a crystalline silicon film by a low pressure CVD method. A method of crystallizing by heat treatment is adopted. However, even if any of these methods is applied, the field effect mobility of the TFT is the n-channel TFT.
It was possible to obtain a value of about 100 to 200 cm 2 / Vsec and a value of about 50 to 100 cm 2 / Vsec for the p-channel TFT. The threshold voltage is 3 for n-channel TFT.
Since the V and the subthreshold coefficient (S value) are 300 mV / dec, the driving voltage is 14 V, and it has been a problem to reduce the power supply voltage and the power consumption.
【0023】低電圧化と低消費電力化を実現するには、
結晶性珪素膜における結晶粒の大粒径化を図り、移動度
を向上させ、S値を小さくする必要がある。また、しき
い値電圧のばらつきを抑えることが必要とされる。To achieve low voltage and low power consumption,
It is necessary to increase the crystal grain size in the crystalline silicon film, improve the mobility, and reduce the S value. Further, it is necessary to suppress variations in threshold voltage.
【0024】結晶粒の大粒径化に関する技術とTFTへ
の応用は、例えば、「"Ultra-highPerformance Poly-Si
TFTs on a Glass by a Stable Scanning CW Laser Lat
eral Crystallization",A. Hara, F. Takeuchi, M. Tak
ei, K. Yoshino, K. Suga and N. Sasaki, AMLCD '01 T
ech. Dig.,2001,pp.227-230.」に報告例が有り、ダイオ
ード励起の固体連続発振レーザー(YVO4)の第2高
調波を用いて結晶化した多結晶珪素膜を用いてTFTを
試作し、電界効果移動度の改善が成果として記載されて
いる。The technique for increasing the crystal grain size and its application to TFT are described in, for example, "" Ultra-high Performance Poly-Si
TFTs on a Glass by a Stable Scanning CW Laser Lat
eral Crystallization ", A. Hara, F. Takeuchi, M. Tak
ei, K. Yoshino, K. Suga and N. Sasaki, AMLCD '01 T
ech. Dig., 2001, pp.227-230. ", a TFT using a polycrystalline silicon film crystallized using the second harmonic of a diode-pumped solid-state continuous-wave laser (YVO 4 ). The prototype was prepared and the improvement of the field effect mobility is described as a result.
【0025】しかし、結晶性珪素膜の大粒径化が実現で
きるとしても、前述の遮光膜と半導体膜とが重ね合わせ
て設けられた構成では、連続発振レーザー光を照射した
際に、遮光膜が変質し、半導体膜の下層側に形成されて
いる遮光膜で反射したレーザー光が乱反射して均一な結
晶化を阻害してしまう。これによって歪みが蓄積され
て、しきい値電圧変動してしまうことが問題となる。However, even if it is possible to increase the grain size of the crystalline silicon film, in the structure in which the above-mentioned light-shielding film and the semiconductor film are provided in an overlapping manner, the light-shielding film is irradiated when the continuous wave laser light is irradiated. Is altered, and the laser light reflected by the light-shielding film formed on the lower layer side of the semiconductor film is irregularly reflected and hinders uniform crystallization. As a result, distortion is accumulated and the threshold voltage fluctuates, which is a problem.
【0026】また、連続発振レーザー光を照射した際、
半導体膜の下層側に形成されている遮光膜及び絶縁膜か
らの内部応力変化によっても、しきい値電圧が変動する
問題が生じる。When a continuous wave laser beam is irradiated,
A change in internal stress from the light-shielding film and the insulating film formed on the lower side of the semiconductor film also causes a problem that the threshold voltage changes.
【0027】加えて、本発明は上記問題に鑑み、TFT
で形成される各種集積回路の駆動電圧を下げ、低消費電
力化を実現することをも目的とする。In addition, the present invention has been made in view of the above problems.
It is also an object to reduce the driving voltage of various integrated circuits formed by, and to achieve low power consumption.
【0028】[0028]
【課題を解決するための手段】本発明は、画素TFTを
複数のチャネル形成領域を有するダブルゲート構造、ま
たはトリプルゲート構造等のマルチゲート構造とし、一
つの画素TFTにおいて互いに隣り合うゲート電極間で
の間隔を低濃度不純物領域(LDD領域)の幅より短く
する。この低濃度不純物領域は、一つのマルチゲート構
造の画素TFTにおいてソース領域と該ソース領域に最
も近い位置にあるチャネル形成領域との間、ドレイン領
域と該ドレイン領域に最も近い位置にあるチャネル形成
領域との間、計2箇所に設ける。なお、液晶を用いた画
素は一般には交流駆動するため、画素TFTにおけるソ
ース領域とドレイン領域は交互に入れ替わる。従って、
一方のチャネル形成領域とソース領域との間に隣接して
設けられた低濃度不純物領域の幅と、もう一方のチャネ
ル形成領域とドレイン領域との間に隣接して設けられた
低濃度不純物領域の幅を等しいものとする。According to the present invention, a pixel TFT has a multi-gate structure such as a double-gate structure or a triple-gate structure having a plurality of channel formation regions, and a gate electrode is formed between adjacent gate electrodes in one pixel TFT. Is shorter than the width of the low concentration impurity region (LDD region). The low-concentration impurity region is formed between the source region and the channel forming region closest to the source region, and the drain region and the channel forming region closest to the drain region in one multi-gate pixel TFT. It will be installed in two places between and. Since a pixel using liquid crystal is generally driven by an alternating current, the source region and the drain region in the pixel TFT are alternately switched. Therefore,
The width of the low-concentration impurity region provided adjacent to one of the channel formation region and the source region, and the width of the low-concentration impurity region provided adjacent to the other of the channel formation region and the drain region. Equal width.
【0029】また、一つのTFTにおいて互いに隣り合
う二つのチャネル形成領域に挟まれた領域は、ソース領
域またはドレイン領域と同程度、あるいはそれ以上の濃
度で不純物元素を含有している高濃度不純物領域のみと
し、TFTがオン状態の半導体層全体の抵抗を低減しつ
つ、何らかの理由でTFTに光が入射した場合の光感度
を低減する。Further, a region sandwiched between two channel forming regions adjacent to each other in one TFT has a high concentration impurity region containing an impurity element at a concentration equal to or higher than that of the source region or the drain region. Only while reducing the resistance of the entire semiconductor layer in which the TFT is on, the photosensitivity when light is incident on the TFT for some reason is reduced.
【0030】即ち、本発明は、互いに隣り合う二つのチ
ャネル形成領域に挟まれた高濃度不純物領域のチャネル
長方向における幅を低濃度不純物領域のチャネル長方向
における幅より短くすることで一つの画素に占めるTF
Tの面積を縮小して画素の開口率を向上させる。また、
本発明は、複数のチャネル形成領域を備えることで1つ
のチャネル形成領域で電流リーク等の不良が発生しても
他のチャネル形成領域が正常に働き、オフ電流の異常値
が低減されバラツキが抑えられる。更に、何らかの理由
で画素TFTへの遮光性が低下し、TFTへの光入射が
あった場合でもオフ電流値の光感度を低下させることに
より表示不良を抑制する。That is, according to the present invention, the width in the channel length direction of the high concentration impurity region sandwiched between two adjacent channel formation regions is made shorter than the width in the channel length direction of the low concentration impurity region to form one pixel. To TF
The area of T is reduced to improve the aperture ratio of the pixel. Also,
According to the present invention, by providing a plurality of channel formation regions, even if a defect such as a current leak occurs in one channel formation region, the other channel formation regions operate normally, and abnormal values of off-current are reduced to suppress variations. To be Further, for some reason, the light-shielding property of the pixel TFT is lowered, and even when light is incident on the TFT, the photosensitivity of the off-current value is lowered to suppress display defects.
【0031】本明細書で開示する発明の構成(1)は、
絶縁表面上に形成された半導体層と、該半導体層上に形
成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された複数のゲー
ト電極とを含むTFTを備えた半導体装置であって、前
記半導体層は、前記絶縁膜を間に挟んでゲート電極と重
なる複数のチャネル形成領域と、ソース領域またはドレ
イン領域と、前記チャネル形成領域と前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域との間に低濃度不純物領域とを有
し、前記複数のゲート電極のうち、互いに隣り合う二つ
のゲート電極の間隔は、前記低濃度不純物領域の幅より
短いことを特徴とする半導体装置である。The configuration (1) of the invention disclosed in this specification is as follows.
What is claimed is: 1. A semiconductor device comprising a TFT including a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a plurality of gate electrodes formed on the insulating film. The layer includes a plurality of channel forming regions overlapping the gate electrode with the insulating film sandwiched therebetween, a source region or a drain region, and a low concentration impurity region between the channel forming region and the source region or the drain region. And a gap between two gate electrodes adjacent to each other among the plurality of gate electrodes is shorter than a width of the low concentration impurity region.
【0032】また、他の発明の構成(2)は、絶縁表面
上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成された
絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された複数のゲート電極と
を含むTFTを備えた半導体装置であって、前記半導体
層は、前記絶縁膜を間に挟んでゲート電極と重なる複数
のチャネル形成領域と、ソース領域またはドレイン領域
と、前記複数のチャネル形成領域と隣接する高濃度不純
物領域と、前記チャネル形成領域と前記ソース領域また
は前記ドレイン領域との間に低濃度不純物領域とを有
し、前記複数のゲート電極のうち、互いに隣り合う二つ
のゲート電極の間隔は、前記半導体層の低濃度不純物領
域の幅より短いことを特徴とする半導体装置である。The structure (2) of another invention is a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a plurality of gate electrodes formed on the insulating film. And a plurality of channel forming regions overlapping the gate electrode with the insulating film interposed therebetween, a source region or a drain region, and the plurality of channel forming regions. A high-concentration impurity region adjacent to, and a low-concentration impurity region between the channel formation region and the source region or the drain region. In the semiconductor device, the interval is shorter than the width of the low concentration impurity region of the semiconductor layer.
【0033】上記構成(2)において、高濃度不純物領
域と、ソース領域またはドレイン領域とを同じ工程で作
製すれば、前記高濃度不純物領域は、前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域と同じ不純物濃度となる。In the above structure (2), if the high concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in the same step, the high concentration impurity region has the same impurity concentration as the source region or the drain region. .
【0034】また、上記構成(2)において、高濃度不
純物領域と、ソース領域またはドレイン領域とを別々の
工程で作製すれば、前記高濃度不純物領域が、前記ソー
ス領域または前記ドレイン領域よりも高い不純物濃度と
することもできる。このように高濃度不純物領域の濃度
を他の領域よりも高くすることで、TFTのオン状態で
の半導体層全体の抵抗が低減され、オン電流が向上する
とともに、高濃度不純物領域で発生する光励起によるキ
ャリアライフタイムを弱め、光感度を低下させることが
できる。In the structure (2), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in separate steps, the high-concentration impurity region is higher than the source region or the drain region. The impurity concentration can also be used. By increasing the concentration of the high-concentration impurity region as compared with other regions, the resistance of the entire semiconductor layer in the ON state of the TFT is reduced, the ON current is improved, and the photoexcitation generated in the high-concentration impurity region is increased. Can weaken the carrier lifetime and reduce the photosensitivity.
【0035】また、上記構成(2)において、高濃度不
純物領域と、ソース領域またはドレイン領域とを別々の
工程で作製すれば、前記高濃度不純物領域が、前記低濃
度不純物領域より高い不純物濃度で、前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域よりも低い不純物濃度とすること
もできる。In the structure (2), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in separate steps, the high-concentration impurity region has a higher impurity concentration than the low-concentration impurity region. The impurity concentration may be lower than that of the source region or the drain region.
【0036】また、上記構成(2)において、前記高濃
度不純物領域の幅は、互いに隣り合うゲート電極との間
隔と等しいことを特徴としている。Further, in the above structure (2), the width of the high-concentration impurity region is equal to the distance between adjacent gate electrodes.
【0037】また、上記構成(1)または上記構成
(2)または上記各構成において、複数のチャネル形成
領域のうち、前記互いに隣り合う二つのチャネル形成領
域の間隔は、互いに隣り合う二つのゲート電極の間隔と
等しいことを特徴としている。Further, in the above structure (1), the above structure (2), or each structure, among the plurality of channel formation regions, the interval between the two adjacent channel formation regions is two adjacent gate electrodes. It is characterized by being equal to the interval of.
【0038】また、本発明をダブルゲート構造のTFT
に適用した場合、一方のチャネル形成領域とドレイン領
域との間には低濃度不純物領域(LDD領域)を設け、
もう一方のチャネル形成領域とソース領域との間には低
濃度不純物領域(LDD領域)を設け、2つのチャネル
形成領域の間には高濃度不純物領域を設けるTFT構造
とし、高濃度不純物領域のチャネル長方向における幅を
低濃度不純物領域のチャネル長方向における幅より短く
する。Further, the present invention is a TFT having a double gate structure.
When applied to, a low-concentration impurity region (LDD region) is provided between one channel formation region and the drain region,
A low concentration impurity region (LDD region) is provided between the other channel formation region and the source region, and a high concentration impurity region is provided between the two channel formation regions to form a TFT structure in which the channel of the high concentration impurity region is formed. The width in the long direction is made shorter than the width of the low concentration impurity region in the channel length direction.
【0039】また、他の発明の構成(3)は、絶縁表面
上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成された
絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された第1のゲート電極及
び第2のゲート電極とを含むTFTを備えた半導体装置
であって、前記半導体層は、前記絶縁膜を間に挟んで第
1のゲート電極と重なる第1のチャネル形成領域と、前
記絶縁膜を間に挟んで第2のゲート電極と重なる第2の
チャネル形成領域と、前記第1のチャネル形成領域と前
記第2のチャネル形成領域との両方に隣接する高濃度不
純物領域と、前記第1のチャネル形成領域に接する第1
の低濃度不純物領域と、該第1の低濃度不純物領域に接
するドレイン領域と、前記第2チャネル形成領域に接す
る第2の低濃度不純物領域と、該第2の低濃度不純物領
域に接するソース領域とを有し、第1ゲート電極と第2
ゲート電極の間隔は、前記第1の低濃度不純物領域の幅
より短いことを特徴とする半導体装置である。The structure (3) of the other invention is a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a first gate formed on the insulating film. A semiconductor device comprising a TFT including an electrode and a second gate electrode, wherein the semiconductor layer includes a first channel forming region overlapping the first gate electrode with the insulating film interposed therebetween, and the insulating layer. A second channel forming region that overlaps the second gate electrode with a film interposed therebetween; a high-concentration impurity region that is adjacent to both the first channel forming region and the second channel forming region; First contacting the first channel formation region
Low concentration impurity region, a drain region in contact with the first low concentration impurity region, a second low concentration impurity region in contact with the second channel formation region, and a source region in contact with the second low concentration impurity region. And a first gate electrode and a second
The semiconductor device is characterized in that an interval between the gate electrodes is shorter than a width of the first low concentration impurity region.
【0040】上記構成(3)において、高濃度不純物領
域と、ソース領域またはドレイン領域とを同じ工程で作
製すれば、前記高濃度不純物領域は、前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域と同じ不純物濃度となる。In the above structure (3), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in the same process, the high-concentration impurity region has the same impurity concentration as the source region or the drain region. .
【0041】また、上記構成(3)において、高濃度不
純物領域と、ソース領域またはドレイン領域とを別々の
工程で作製すれば、前記高濃度不純物領域が、前記ソー
ス領域または前記ドレイン領域よりも高い不純物濃度と
することもできる。このように高濃度不純物領域の濃度
を他の領域よりも高くすることで、TFTのオン状態で
の半導体層全体の抵抗が低減され、オン電流が向上する
とともに、高濃度不純物領域で発生する光励起によるキ
ャリアライフタイムを弱め、光感度を低下させることが
できる。In the structure (3), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in separate steps, the high-concentration impurity region is higher than the source region or the drain region. The impurity concentration can also be used. By increasing the concentration of the high-concentration impurity region as compared with other regions, the resistance of the entire semiconductor layer in the ON state of the TFT is reduced, the ON current is improved, and the photoexcitation generated in the high-concentration impurity region is increased. Can weaken the carrier lifetime and reduce the photosensitivity.
【0042】また、上記構成(3)において、高濃度不
純物領域と、ソース領域またはドレイン領域とを別々の
工程で作製すれば、前記高濃度不純物領域が、前記低濃
度不純物領域より高い不純物濃度で、前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域よりも低い不純物濃度とすること
もできる。In the structure (3), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in separate steps, the high-concentration impurity region has a higher impurity concentration than the low-concentration impurity region. The impurity concentration may be lower than that of the source region or the drain region.
【0043】また、上記構成(3)または上記各構成に
おいて、前記高濃度不純物領域の幅は、前記第1の低濃
度不純物領域の幅より短いことを特徴としている。Further, in the above configuration (3) or each of the above configurations, the width of the high concentration impurity region is shorter than the width of the first low concentration impurity region.
【0044】また、上記構成(3)または上記各構成に
おいて、前記高濃度不純物領域の幅は、前記第2の低濃
度不純物領域の幅より短い、或いは同一であることを特
徴としている。Further, in the above configuration (3) or each configuration, the width of the high concentration impurity region is shorter than or equal to the width of the second low concentration impurity region.
【0045】また、本発明は、2つのチャネル形成領域
の間には高濃度不純物領域を設けるTFT構造とし、高
濃度不純物領域のチャネル長方向における幅を低濃度不
純物領域のチャネル長方向における幅と同じであっても
よい。Further, the present invention has a TFT structure in which a high concentration impurity region is provided between two channel formation regions, and the width of the high concentration impurity region in the channel length direction is defined as the width of the low concentration impurity region in the channel length direction. It may be the same.
【0046】また、他の発明の構成(4)は、絶縁表面
上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成された
絶縁膜と、該絶縁膜上に形成された複数のゲート電極と
を含むTFTを備えた半導体装置であって、前記半導体
層は、前記絶縁膜を間に挟んでゲート電極と重なる複数
のチャネル形成領域と、ソース領域またはドレイン領域
と、前記複数のチャネル形成領域と隣接する高濃度不純
物領域と、前記チャネル形成領域と前記ソース領域また
は前記ドレイン領域との間に低濃度不純物領域とを有
し、前記複数のゲート電極のうち、互いに隣り合う二つ
のゲート電極の間隔は、前記低濃度不純物領域の幅と同
一であることを特徴とする半導体装置である。The structure (4) of another invention is a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a plurality of gate electrodes formed on the insulating film. And a plurality of channel forming regions overlapping the gate electrode with the insulating film interposed therebetween, a source region or a drain region, and the plurality of channel forming regions. A high-concentration impurity region adjacent to, and a low-concentration impurity region between the channel formation region and the source region or the drain region. In the semiconductor device, the interval is the same as the width of the low concentration impurity region.
【0047】上記構成(4)において、高濃度不純物領
域と、ソース領域またはドレイン領域とを同じ工程で作
製すれば、前記高濃度不純物領域は、前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域と同じ不純物濃度となる。In the above structure (4), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in the same process, the high-concentration impurity region has the same impurity concentration as the source region or the drain region. .
【0048】また、上記構成(4)において、高濃度不
純物領域と、ソース領域またはドレイン領域とを別々の
工程で作製すれば、前記高濃度不純物領域が、前記ソー
ス領域または前記ドレイン領域よりも高い不純物濃度と
することもできる。このように高濃度不純物領域の濃度
を他の領域よりも高くすることで、TFTのオン状態で
の半導体層全体の抵抗が低減され、オン電流が向上する
とともに、高濃度不純物領域で発生する光励起によるキ
ャリアライフタイムを弱め、光感度を低下させることが
できる。In the structure (4), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are manufactured in separate steps, the high-concentration impurity region is higher than the source region or the drain region. The impurity concentration can also be used. By increasing the concentration of the high-concentration impurity region as compared with other regions, the resistance of the entire semiconductor layer in the ON state of the TFT is reduced, the ON current is improved, and the photoexcitation generated in the high-concentration impurity region is increased. Can weaken the carrier lifetime and reduce the photosensitivity.
【0049】また、上記構成(4)において、高濃度不
純物領域と、ソース領域またはドレイン領域とを別々の
工程で作製すれば、前記高濃度不純物領域が、前記低濃
度不純物領域より高い不純物濃度で、前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域よりも低い不純物濃度とすること
もできる。In the structure (4), if the high-concentration impurity region and the source region or the drain region are formed in separate steps, the high-concentration impurity region has a higher impurity concentration than the low-concentration impurity region. The impurity concentration may be lower than that of the source region or the drain region.
【0050】また、上記構成(1)〜(4)または上記
各構成において、前記TFTはnチャネル型TFTまた
はpチャネル型TFTであることを特徴としている。Further, in the above constitutions (1) to (4) or each constitution, the TFT is an n-channel type TFT or a p-channel type TFT.
【0051】また、本発明は、上記構成(1)〜(4)
または上記各構成において、前記ソース領域または前記
ドレイン領域と電気的に接続する画素電極を備えたこと
を特徴とする半導体装置、代表的には液晶表示装置、或
いはEL素子を備えた発光装置である。The present invention also has the above structures (1) to (4).
Alternatively, in each of the above structures, a semiconductor device including a pixel electrode electrically connected to the source region or the drain region, typically a liquid crystal display device or a light-emitting device including an EL element. .
【0052】また、本発明の表示装置は、基板上に、画
素電極と、薄膜トランジスタと、容量素子とが設けられ
た半導体装置(代表的には液晶表示装置)において、容
量素子の一方の電極が、薄膜トランジスタのソース又は
ドレインの一方と接続し、かつ、当該電極及びそれと同
一層で形成される導電膜とが、薄膜トランジスタのゲー
ト電極上に延在しているものである。In the display device of the present invention, in a semiconductor device (typically a liquid crystal display device) in which a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor are provided on a substrate, one electrode of the capacitor is The electrode and the conductive film formed in the same layer as the electrode, which is connected to one of the source and the drain of the thin film transistor, extend over the gate electrode of the thin film transistor.
【0053】また、他の構成は、基板上に、画素電極
と、薄膜トランジスタと、容量素子とが設けられた半導
体装置において、容量素子の一方の電極が、薄膜トラン
ジスタのソース又はドレインの一方と接続し、かつ、当
該電極及びそれと同一層で形成される遮光層とが、薄膜
トランジスタのゲート電極上に延在し、その上層に設け
られた遮光層と重畳しているものである。In another structure, in a semiconductor device in which a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor are provided on a substrate, one electrode of the capacitor is connected to one of a source and a drain of the thin film transistor. The electrode and the light-shielding layer formed of the same layer as the electrode extend over the gate electrode of the thin film transistor and overlap with the light-shielding layer provided thereabove.
【0054】また、他の構成は、基板上に、画素電極
と、薄膜トランジスタと、容量素子とが設けられた半導
体装置において、容量素子の絶縁層上に形成される一方
の電極が、薄膜トランジスタのソース又はドレインの一
方と接続し、絶縁層が薄膜トランジスタのゲート電極を
覆い、容量素子の一方の電極及びそれと同一層で形成さ
れる遮光層とが、薄膜トランジスタのゲート電極上に延
在し、その上層に設けられた遮光層と重畳している半導
体装置である。In another structure, in a semiconductor device in which a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor are provided on a substrate, one electrode formed on the insulating layer of the capacitor is the source of the thin film transistor. Alternatively, the drain electrode is connected to one of the drains, the insulating layer covers the gate electrode of the thin film transistor, and one electrode of the capacitor and a light-shielding layer formed in the same layer as the capacitor element extend over the gate electrode of the thin film transistor and are formed on the upper layer thereof. The semiconductor device overlaps with the provided light-shielding layer.
【0055】また、他の構成は、基板上に形成された半
導体層と、基板と半導体層との間に形成された第1遮光
層と、半導体層の基板側とは反対側に形成されたゲート
電極と、ゲート電極の上層に形成された画素電極と、ゲ
ート電極と画素電極との間に形成された第3遮光層と、
ゲート電極と第3遮光層との間に形成された第2遮光層
とを有し、ゲート電極と第1乃至第3遮光層とが重畳し
ている半導体装置である。In another structure, the semiconductor layer formed on the substrate, the first light-shielding layer formed between the substrate and the semiconductor layer, and the semiconductor layer formed on the side opposite to the substrate side. A gate electrode, a pixel electrode formed on the upper layer of the gate electrode, a third light-shielding layer formed between the gate electrode and the pixel electrode,
A semiconductor device having a second light-shielding layer formed between a gate electrode and a third light-shielding layer, in which the gate electrode and the first to third light-shielding layers overlap with each other.
【0056】また、他の構成は、基板上に画素電極と薄
膜トランジスタと容量素子とが設けられた半導体装置に
おいて、基板上に形成された第1遮光層と、遮光層上に
形成された第1絶縁層と、第1絶縁層上に形成された半
導体層と、半導体層上に形成された第2絶縁層と、第2
絶縁層上に形成されたゲート電極と、容量配線と、ゲー
ト電極及び容量配線上に形成された第3絶縁層と、第3
絶縁層上に形成された第2遮光層と、第2遮光層に上層
に形成された第4絶縁層と、第4絶縁層上に形成された
ソース及びドレイン配線とソース及びドレイン配線の上
層に形成された第5絶縁層と、第5絶縁層上に形成され
た第3遮光層と、第3遮光層の上層に形成された第6絶
縁層と、第6絶縁層上に形成された画素電極とを有し、
半導体層と第2絶縁層と容量配線と第3絶縁層と、第2
遮光層との重畳部において容量素子を形成し、第2遮光
層がゲート電極上に延在しているものである。In another structure, in a semiconductor device in which a pixel electrode, a thin film transistor and a capacitor are provided on a substrate, a first light shielding layer formed on the substrate and a first light shielding layer formed on the light shielding layer. An insulating layer; a semiconductor layer formed on the first insulating layer; a second insulating layer formed on the semiconductor layer;
A gate electrode formed on the insulating layer, a capacitor wiring, a third insulating layer formed on the gate electrode and the capacitor wiring, and a third insulating layer
A second light-shielding layer formed on the insulating layer, a fourth insulating layer formed on the second light-shielding layer, a source / drain wiring and a source / drain wiring formed on the fourth insulating layer The formed fifth insulating layer, the third light shielding layer formed on the fifth insulating layer, the sixth insulating layer formed on the third light shielding layer, and the pixel formed on the sixth insulating layer. With electrodes,
A semiconductor layer, a second insulating layer, a capacitor wiring, a third insulating layer, a second
A capacitive element is formed in the overlapping portion with the light shielding layer, and the second light shielding layer extends on the gate electrode.
【0057】上記構成において、遮光層をゲート電極上
に延在させることにより、半導体層への回折光の侵入を
防止し、TFTのオフ電流が当該回折光により増大して
しまうのを防ぐことができる。また、こうして、画素部
の構成に必要な要素を効率よく配置することにより、限
定された画素サイズの中で高開口率を実現することがで
きる。In the above structure, by extending the light shielding layer on the gate electrode, it is possible to prevent the diffracted light from entering the semiconductor layer and prevent the off current of the TFT from being increased by the diffracted light. it can. Further, by efficiently arranging the elements necessary for the configuration of the pixel portion in this manner, a high aperture ratio can be realized within a limited pixel size.
【0058】また、TFTで形成される各種集積回路の
駆動電圧を下げ、低消費電力化を実現するため、本発明
の構成は、絶縁性基板上に第1結晶性半導体膜と第2結
晶性半導体膜が接して形成され、絶縁性基板と第1結晶
性半導体膜との間に形成された第1遮光膜と、第2結晶
性半導体膜の絶縁性基板とは反対側に形成されたゲ−ト
電極と、ゲ−ト電極の上層に形成された画素電極と、ゲ
−ト電極と前記画素電極との間に形成された第3遮光層
と、ゲ−ト電極と第3遮光層との間に形成された第2遮
光層とを有し、第2結晶性半導体膜の平均結晶粒径は、
第1結晶性半導体膜の平均結晶粒径よりも大きいことを
特徴としている。Further, in order to reduce the driving voltage of various integrated circuits formed by TFTs and realize low power consumption, the structure of the present invention has the first crystalline semiconductor film and the second crystalline film on the insulating substrate. The semiconductor film is formed in contact with the first light-shielding film formed between the insulating substrate and the first crystalline semiconductor film, and the gate formed on the side of the second crystalline semiconductor film opposite to the insulating substrate. -A gate electrode, a pixel electrode formed on the upper layer of the gate electrode, a third light-shielding layer formed between the gate electrode and the pixel electrode, a gate electrode and a third light-shielding layer And a second light-shielding layer formed between
It is characterized in that it is larger than the average crystal grain size of the first crystalline semiconductor film.
【0059】また、本発明により、絶縁表面上に遮光性
を有する第1導電層を形成し、第1導電層を覆う第1絶
縁層を形成し、第1絶縁層上に第1非晶質半導体膜を形
成し、該第1非晶質半導体膜を加熱処理により溶融させ
ることなく結晶化させて第1結晶性半導体膜を形成し、
第1結晶性半導体膜上に第2非晶質半導体膜を接して形
成し、レーザー光を照射して、当該照射領域における第
2非晶質半導体膜の一部又は全部を溶融させた後、結晶
化する段階を有する半導体装置の作製方法が提供され
る。Further, according to the present invention, a first conductive layer having a light shielding property is formed on an insulating surface, a first insulating layer covering the first conductive layer is formed, and a first amorphous layer is formed on the first insulating layer. A semiconductor film is formed, and the first amorphous semiconductor film is crystallized by heat treatment without being melted to form a first crystalline semiconductor film;
After the second amorphous semiconductor film is formed in contact with the first crystalline semiconductor film and irradiated with laser light to melt part or all of the second amorphous semiconductor film in the irradiation region, A method of manufacturing a semiconductor device having a step of crystallizing is provided.
【0060】上記発明の構成において、レーザー光の光
源として、固体レーザー発振装置、気体レーザー発振装
置が適用される。固体レーザー発振装置としては、YA
Gレーザー発振装置、YVO4レーザー発振装置、YL
Fレーザー発振装置、YAlO3レーザー発振装置、ガ
ラスレーザー発振装置、ルビ−レーザー発振装置、アレ
キサンドライドレーザー発振装置、Ti:サファイアレ
ーザー発振装置から選ばれた一種が適用され、レーザー
光は、非線形光学素子により第2高調波乃至第3高調波
に変換されていることが望ましい。また、気体レーザー
発振装置としては連続発振またはパルス発振のエキシマ
レーザー発振装置、Arレーザー発振装置、Krレーザ
ー発振装置、CO2レーザー発振装置から選ばれた一種
が適用される。その他に、金属レーザー発振装置とし
て、ヘリウムカドミウムレーザー発振装置、銅蒸気レー
ザー発振装置、金蒸気レーザー発振装置を適用しても良
い。In the configuration of the above invention, a solid-state laser oscillating device or a gas laser oscillating device is applied as a laser light source. As a solid-state laser oscillator, YA
G laser oscillator, YVO 4 laser oscillator, YL
One kind selected from F laser oscillator, YAlO 3 laser oscillator, glass laser oscillator, ruby laser oscillator, alexandrite laser oscillator, and Ti: sapphire laser oscillator is applied, and the laser light is a non-linear optical element. Is preferably converted to the second to third harmonics. As the gas laser oscillator, a kind selected from a continuous oscillation or pulse oscillation excimer laser oscillator, an Ar laser oscillator, a Kr laser oscillator, and a CO 2 laser oscillator is applied. In addition, as the metal laser oscillator, a helium cadmium laser oscillator, a copper vapor laser oscillator, or a gold vapor laser oscillator may be applied.
【0061】第1結晶性半導体膜を形成した後に、第2
非晶質半導体膜を形成し、レーザー光の照射により結晶
化させることで、第1結晶性半導体膜がレ−ザ−照射時
に下地絶縁膜及び遮光膜から受ける異種膜からの内部応
力を緩和させる働きをもつ。また、第1結晶性半導体膜
は、レ−ザ−光の照射時によって遮光膜が変質してしま
うのを防ぎ、第1結晶性半導体膜の下層側に形成されて
いる遮光膜で反射したレーザー光が乱反射することを防
ぎ、これによって歪みが蓄積されることを緩和して、T
FTのしきい値電圧変動を防止することができる。After forming the first crystalline semiconductor film, the second crystalline semiconductor film is formed.
By forming an amorphous semiconductor film and crystallizing the film by irradiating laser light, the first crystalline semiconductor film relaxes internal stress from a different film received from the underlying insulating film and the light-shielding film during laser irradiation. Have a function. Further, the first crystalline semiconductor film prevents the light shielding film from being deteriorated by the irradiation of laser light, and the laser reflected by the light shielding film formed on the lower layer side of the first crystalline semiconductor film. The light is prevented from being diffusely reflected, which alleviates the accumulation of distortion,
It is possible to prevent the threshold voltage variation of the FT.
【0062】[0062]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明の実施形
態1について、ダブルゲート構造のTFTに適用した場
合における一例を図1に示し、以下に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) An example of applying Embodiment 1 of the present invention to a TFT having a double gate structure is shown in FIG. 1 and described below.
【0063】図1中、100は基板、101、102は
チャネル形成領域、103、105はソース領域または
ドレイン領域、104は高濃度不純物領域、106、1
07は低濃度不純物領域(LDD領域)、108はゲー
ト絶縁膜、109はゲート電極、110は層間絶縁膜、
111、112はソース電極またはドレイン電極であ
る。なお、図1(A)は、TFTの上面図を示す図1
(B)での点線A−A’で切断した時の断面図を示して
いる。In FIG. 1, 100 is a substrate, 101 and 102 are channel forming regions, 103 and 105 are source regions or drain regions, 104 is a high-concentration impurity region, 106 and 1
Reference numeral 07 is a low concentration impurity region (LDD region), 108 is a gate insulating film, 109 is a gate electrode, 110 is an interlayer insulating film,
111 and 112 are source electrodes or drain electrodes. Note that FIG. 1A is a top view of the TFT shown in FIG.
A sectional view taken along the dotted line AA ′ in (B) is shown.
【0064】本発明は二つのチャネル形成領域101、
102に挟まれた領域を高濃度不純物領域104のみと
することを特徴としている。互いに隣り合うゲート電極
109の間隔d1、即ち、高濃度不純物領域のチャネル
長方向の幅を低濃度不純物領域106、107の幅d2
より短く設計することによって二つのチャネル形成領域
の間隔を縮小することができ、一つの画素に対するTF
Tの占める面積を縮小することができる。また、二つの
チャネル形成領域に挟まれた領域が高濃度不純物領域で
あるので、TFTがオン状態の半導体層全体の抵抗を低
減しつつ、何らかの理由でTFTに光が入射した場合の
光感度を低減する。The present invention has two channel forming regions 101,
The feature is that the region sandwiched by 102 is only the high concentration impurity region 104. The distance d1 between the gate electrodes 109 adjacent to each other, that is, the width of the high concentration impurity region in the channel length direction is defined as the width d2 of the low concentration impurity regions 106 and 107.
The shorter the distance between the two channel formation regions, the shorter the TF for one pixel.
The area occupied by T can be reduced. Further, since the region sandwiched between the two channel forming regions is the high concentration impurity region, the resistance of the entire semiconductor layer in which the TFT is in the ON state is reduced, and the photosensitivity when light is incident on the TFT for some reason is Reduce.
【0065】従来では、チャネル形成領域を挟んで両側
にLDD領域が必要とされ、図27に示したように単純
に2つのTFTを連結したダブルゲート構造(特開平6
−265940号公報記載)を備えたTFT構造(ここ
では、Aタイプと呼ぶ)であった。従って、この構造
(Aタイプ)では一つの画素に対するTFTの占める面
積が拡大していた。なお、このTFT構造(Aタイプ)
は、図27に示したように2つのチャネル形成領域1
1、12の間に低濃度不純物領域16、17と高濃度不
純物領域14との両方が形成されており、この点で本発
明と大きく異なっている。また、この構造(Aタイプ)
では、互いに隣り合うゲート電極19の間隔d1が低濃
度不純物領域16、17の幅d2より長いもの、即ちd
1>d2となっていた。本発明のTFT構造では、2つ
のチャネル形成領域の間に高濃度不純物領域のみが形成
され、TFT構造(Aタイプ)よりもオン電流値は高
い。なお、図27中、10は基板、13、15はソース
領域またはドレイン領域、18はゲート絶縁膜、20は
層間絶縁膜、21、22はソース電極またはドレイン電
極である。Conventionally, LDD regions are required on both sides of a channel formation region, and a double gate structure in which two TFTs are simply connected as shown in FIG.
It was a TFT structure (herein referred to as A type) provided with -265940 gazette). Therefore, in this structure (A type), the area occupied by the TFT for one pixel is increased. This TFT structure (A type)
27 shows two channel formation regions 1 as shown in FIG.
Both the low-concentration impurity regions 16 and 17 and the high-concentration impurity regions 14 are formed between the first and the second regions 12, which is a significant difference from the present invention. Also, this structure (A type)
Then, the distance d1 between the adjacent gate electrodes 19 is longer than the width d2 of the low concentration impurity regions 16 and 17, that is, d.
1> d2. In the TFT structure of the present invention, only the high-concentration impurity region is formed between the two channel formation regions, and the on-current value is higher than that of the TFT structure (A type). In FIG. 27, 10 is a substrate, 13 and 15 are source regions or drain regions, 18 is a gate insulating film, 20 is an interlayer insulating film, and 21 and 22 are source electrodes or drain electrodes.
【0066】また、特開平4−344618号公報、及
び特開平7−263705号公報記載のTFT構造も提
案されている。これら公報に記載のTFT構造(ここで
はBタイプと呼ぶ)は、2つのチャネル形成領域の間に
低濃度不純物領域のみが形成されており、この点で本発
明と大きく異なっている。本発明のTFT構造では、2
つのチャネル形成領域の間に高濃度不純物領域のみが形
成され、TFT構造(Bタイプ)よりもオン電流値は高
い。また、TFT構造(Bタイプ)は、d1>d2であ
る。Further, the TFT structures described in JP-A-4-344618 and JP-A-7-263705 are also proposed. The TFT structures described in these publications (referred to as B type here) have only a low-concentration impurity region formed between two channel formation regions, which is a significant difference from the present invention. In the TFT structure of the present invention, 2
Only a high-concentration impurity region is formed between two channel formation regions, and the on-current value is higher than that of the TFT structure (B type). The TFT structure (B type) is d1> d2.
【0067】さらに、上記TFT(Aタイプ及びBタイ
プ)においては、2つのチャネル形成領域の間に低濃度
不純物領域が形成されているため、2つのチャネル形成
領域の間に光が入射した場合、本発明と比べてTFT特
性が大きく変動しまう構造である。Further, in the TFTs (A type and B type), since the low concentration impurity region is formed between the two channel forming regions, when light is incident between the two channel forming regions, This is a structure in which the TFT characteristics greatly change as compared with the present invention.
【0068】また、特開平7−22627号公報記載の
TFT構造(ここではCタイプと呼ぶ)も提案されてい
る。このTFT構造(Cタイプ)は、2つのチャネル形
成領域の間に高濃度不純物領域のみが形成されている
が、低濃度不純物領域を備えていない一方、オフセット
領域が形成されており、この点で本発明と大きく異なっ
ている。本発明のTFT構造では、チャネル形成領域と
ソース領域またはドレイン領域との間に低濃度不純物領
域が形成され、TFT構造(Cタイプ)よりもオフ電流
値は低く、且つオン電流値は高い。また、TFT構造
(Cタイプ)は、d1>d2である。Further, a TFT structure (herein referred to as C type) described in JP-A-7-22627 has been proposed. In this TFT structure (C type), only a high-concentration impurity region is formed between two channel forming regions, but a low-concentration impurity region is not provided, while an offset region is formed. It is very different from the present invention. In the TFT structure of the present invention, a low-concentration impurity region is formed between the channel formation region and the source region or the drain region, and the off current value is lower and the on current value is higher than that of the TFT structure (C type). The TFT structure (C type) is d1> d2.
【0069】また、上記TFT(Cタイプ)において
は、チャネル形成領域とソース領域またはドレイン領域
の間に設けられたオフセット領域に光が入射した場合、
チャネル形成領域とソース領域またはドレイン領域との
間に低濃度不純物領域を備えた本発明と比べてTFT特
性が大きく変動しまう構造である。In the TFT (C type), when light is incident on the offset region provided between the channel forming region and the source or drain region,
This is a structure in which the TFT characteristics largely change as compared with the present invention in which a low concentration impurity region is provided between the channel formation region and the source region or the drain region.
【0070】また、本発明は、互いに隣り合うゲート電
極109の間隔d1が低濃度不純物領域106、107
の幅d2よりも短く設けられており、従来のTFT(A
タイプ、Bタイプ、及びCタイプ)と比べて2つのチャ
ネル形成領域の間へ光が入射しにくい。Further, according to the present invention, the interval d1 between the gate electrodes 109 adjacent to each other is the low concentration impurity regions 106 and 107.
Of the conventional TFT (A
Type, B type, and C type), it is difficult for light to enter between the two channel formation regions.
【0071】以下に本発明者が行った比較実験及びその
実験結果を示す。Comparative experiments conducted by the inventor and results of the experiments will be shown below.
【0072】まず、絶縁表面を有する基板上に非晶質シ
リコン膜を形成した後、結晶化を行い結晶構造を有する
シリコン膜を形成し、該シリコン膜を活性層とするTF
Tを作製し、本発明の画素TFT構造、即ち2つのチャ
ネル形成領域の間に高濃度不純物領域のみを配置したT
FTを備えた画素(23μm×23μm)を作製した。
チャネル方向における各部位の幅は、ゲート電極及びチ
ャネル形成領域の幅=2μm、LDD領域の幅d2=
1.3μmとし、互いに隣り合うゲート電極の間隔d1
をそれぞれ1μm、2μmとした画素TFTを作製し、
オン電流値、オフ電流値をそれぞれ測定した結果を図
3、図4に示した。First, after forming an amorphous silicon film on a substrate having an insulating surface, crystallization is performed to form a silicon film having a crystalline structure, and TF using the silicon film as an active layer.
T was produced and the pixel TFT structure of the present invention, that is, T in which only a high-concentration impurity region was arranged between two channel formation regions
Pixels (23 μm × 23 μm) provided with FT were produced.
The width of each portion in the channel direction is the width of the gate electrode and the channel formation region = 2 μm, and the width of the LDD region d2 =
1.3 μm, the distance d1 between adjacent gate electrodes
To produce pixel TFTs with 1 μm and 2 μm,
The results of measuring the on-current value and the off-current value are shown in FIGS. 3 and 4.
【0073】また、比較のため上述のタイプAに相当す
るTFTを備えた画素、即ち2つのチャネル形成領域の
間にLDD領域と該LDD領域で挟まれた高濃度不純物
領域を配置したTFTを備えた画素を作製した。チャネ
ル方向における各部位の幅は、ゲート電極及びチャネル
形成領域の幅=2μm、LDD領域の幅d2=1.3μ
mとし、互いに隣り合うゲート電極の間隔d1をそれぞ
れ3μm(LDD領域1μm×2、高濃度不純物領域1
μm)とした画素TFTを作製し、同様にオン電流値、
オフ電流値を測定した結果を図3、図4に示した。For comparison, a pixel having a TFT corresponding to the above-mentioned type A, that is, a TFT having an LDD region and a high-concentration impurity region sandwiched between the LDD regions is provided between two channel forming regions. Prepared pixels. Regarding the width of each portion in the channel direction, the width of the gate electrode and the channel formation region = 2 μm, and the width of the LDD region d2 = 1.3 μm.
m, and the distance d1 between adjacent gate electrodes is 3 μm (LDD region 1 μm × 2, high-concentration impurity region 1).
.mu.m) pixel TFT, and the on-current value,
The results of measuring the off-current value are shown in FIGS.
【0074】また、比較のため上述のタイプBに相当す
るTFTを備えた画素、即ち2つのチャネル形成領域の
間に低濃度不純物領域のみを配置したTFTを備えた画
素を作製した。チャネル方向における各部位の幅は、ゲ
ート電極及びチャネル形成領域の幅=2μm、LDD領
域の幅d2=1.3μmとし、互いに隣り合うゲート電
極の間隔d1をそれぞれ1μm、2μmとした画素TF
Tを作製し、オン電流値、オフ電流値をそれぞれ測定し
た結果を図3、図4に示した。For comparison, a pixel having a TFT corresponding to the above-described type B, that is, a pixel having a TFT in which only a low concentration impurity region is arranged between two channel forming regions was manufactured. The widths of the respective parts in the channel direction are the width of the gate electrode and the channel formation region = 2 μm, the width of the LDD region d2 = 1.3 μm, and the distance d1 between adjacent gate electrodes is 1 μm and 2 μm, respectively.
3 and 4 show the results of measuring the on-current value and the off-current value of T produced.
【0075】また、それぞれのTFTのオフ電流異常の
発生割合を求めた。マトリクス状に12×17個の画素
を配置したサンプルに対して、オフ電流が100fAを
越える画素の個数の割合をオフ電流異常値を有する画素
発生割合として求めたところ、本発明は1.9%、タイ
プAは2.7%、タイプCは23%となった。本発明の
TFT構造が最もオフ電流異常発生率が低い。即ち、本
発明のTFT構造は、TFTのオフ電流異常の発生割合
を低減することができ、歩留まり向上にもつながる。Further, the occurrence rate of the off-current abnormality of each TFT was obtained. For a sample in which 12 × 17 pixels are arranged in a matrix, the ratio of the number of pixels having an off current of more than 100 fA was determined as the generation ratio of pixels having an off current abnormal value, and the present invention was 1.9%. , Type A was 2.7%, and Type C was 23%. The TFT structure of the present invention has the lowest off-current abnormality occurrence rate. That is, the TFT structure of the present invention can reduce the occurrence rate of the off-current abnormality of the TFT, which also leads to an improvement in yield.
【0076】さまざまな要因(自然光、多重反射、回折
光、光源からの光、戻り光等)によりTFTに入射する
光に対してTFT特性劣化を抑えることができる本発明
のTFT構造を、液晶表示モジュールに搭載される画素
TFTや駆動部のTFTに適用することは、非常に有用
である。また、同様の理由により本発明のTFT構造
は、EL(Electro Luminescence)素子を備えた発光表
示装置、および密着型イメージセンサに用いた場合にお
いても非常に有用である。The TFT structure of the present invention capable of suppressing deterioration of TFT characteristics with respect to light incident on the TFT due to various factors (natural light, multiple reflection, diffracted light, light from a light source, return light, etc.) It is very useful to apply it to the pixel TFT mounted on the module and the TFT of the driving unit. Further, for the same reason, the TFT structure of the present invention is also very useful when used in a light emitting display device including an EL (Electro Luminescence) element and a contact image sensor.
【0077】また、ここでは絶縁表面を有する基板を用
いて説明したが、半導体基板を用いることも可能であ
る。Although the substrate having the insulating surface is used here, a semiconductor substrate can also be used.
【0078】(実施の形態2)実施の形態1ではd1<
d2とした例を示したが、d1=d2とした本発明の実
施形態2について、ダブルゲート構造のTFTに適用し
た場合における一例を図2に示し、以下に説明する。(Second Embodiment) In the first embodiment, d1 <
Although the example of d2 is shown, an example of applying the second embodiment of the present invention in which d1 = d2 to a TFT having a double gate structure is shown in FIG. 2 and will be described below.
【0079】図2中、200は基板、201、202は
チャネル形成領域、203、205はソース領域または
ドレイン領域、204は高濃度不純物領域、206、2
07は低濃度不純物領域(LDD領域)、208はゲー
ト絶縁膜、209はゲート電極、210は層間絶縁膜、
211、212はソース電極またはドレイン電極であ
る。なお、図2(A)は、TFTの上面図を示す図2
(B)での点線A−A’で切断した時の断面図を示して
いる。In FIG. 2, 200 is a substrate, 201 and 202 are channel forming regions, 203 and 205 are source regions or drain regions, 204 is a high concentration impurity region, and 206 and 2 are.
Reference numeral 07 is a low concentration impurity region (LDD region), 208 is a gate insulating film, 209 is a gate electrode, 210 is an interlayer insulating film,
211 and 212 are source electrodes or drain electrodes. Note that FIG. 2A is a top view of the TFT shown in FIG.
A sectional view taken along the dotted line AA ′ in (B) is shown.
【0080】本発明は二つのチャネル形成領域201、
202に挟まれた領域を高濃度不純物領域204のみと
することを特徴としている。互いに隣り合うゲート電極
209の間隔d1、即ち、高濃度不純物領域のチャネル
長方向の幅を低濃度不純物領域206、207の幅d2
と同じ長さに設計することによって二つのチャネル形成
領域の間隔を縮小することができ、一つの画素に対する
TFTの占める面積を縮小することができる。また、二
つのチャネル形成領域に挟まれた領域が高濃度不純物領
域であるので、TFTがオン状態の半導体層全体の抵抗
を低減しつつ、何らかの理由でTFTに光が入射した場
合の光感度を低減する。The present invention has two channel forming regions 201,
The feature is that the region sandwiched by 202 is only the high concentration impurity region 204. The distance d1 between the gate electrodes 209 adjacent to each other, that is, the width in the channel length direction of the high-concentration impurity region is defined as the width d2 of the low-concentration impurity regions 206 and 207.
By designing the same length as the above, the distance between the two channel formation regions can be reduced, and the area occupied by the TFT for one pixel can be reduced. Further, since the region sandwiched between the two channel forming regions is the high concentration impurity region, the resistance of the entire semiconductor layer in which the TFT is in the ON state is reduced, and the photosensitivity when light is incident on the TFT for some reason is Reduce.
【0081】(実施の形態3)本実施の形態を図21に
示す。基板1101上には半導体層1105のチャネル
形成領域に合わせて第1遮光層1102が形成されてい
る。第1遮光層1102はW、Ta、Ti及びこれらに
シリサイドなどの耐熱性を有し非透光性材料により形成
している。これは、後の工程で半導体層等に対して行わ
れる500℃以上の熱処理工程に対し、安定性を保つた
めに選択される材料である。第1絶縁層は酸化窒化シリ
コン膜1103及び酸化シリコン膜1104で形成さ
れ、酸化シリコン膜の表面は化学的機械研磨(CMP)
で平坦化しておいても良い。(Embodiment 3) This embodiment is shown in FIG. A first light shielding layer 1102 is formed on the substrate 1101 so as to match the channel formation region of the semiconductor layer 1105. The first light-shielding layer 1102 is made of W, Ta, Ti, and a heat-resistant non-translucent material such as silicide. This is a material selected in order to maintain stability with respect to a heat treatment step of 500 ° C. or higher performed on a semiconductor layer or the like in a later step. The first insulating layer is formed of a silicon oxynitride film 1103 and a silicon oxide film 1104, and the surface of the silicon oxide film is chemically mechanically polished (CMP).
It may be flattened with.
【0082】半導体層1105は、非晶質半導体層を熱
処理により結晶化させた多結晶半導体層で形成し、厚さ
は30〜750nm程度の厚さで形成する。半導体層11
05上には30〜100nmの酸化シリコン膜により第2
絶縁膜1106が形成され、容量素子においてはその厚
さを薄くしている。ゲート電極1107、容量配線11
08は同一層で形成され、その上に150〜200nmの
酸化シリコン膜から成る第3絶縁層1109が形成され
ている。The semiconductor layer 1105 is formed of a polycrystalline semiconductor layer obtained by crystallizing an amorphous semiconductor layer by heat treatment, and has a thickness of about 30 to 750 nm. Semiconductor layer 11
A second layer of silicon oxide film of 30 to 100 nm is formed on
An insulating film 1106 is formed to reduce the thickness of the capacitor element. Gate electrode 1107, capacitance wiring 11
08 is formed of the same layer, and a third insulating layer 1109 made of a silicon oxide film having a thickness of 150 to 200 nm is formed thereon.
【0083】第2遮光層1111、1110はソース及
びドレインとのコンタクトを形成する電極でもあり、特
に第2遮光層1110は容量配線1108上に形成さ
れ、容量素子を形成している。この第2遮光層111
1、1110はゲート電極1107上に延在し、遮光層
としての機能を兼ねている。この場合、第3絶縁層11
09を150〜200nmの厚さとすることにより回折光
が回り込んで半導体層1105に入射する量を減らして
いる。さらに、容量素子においては容量を増大させる効
果がある。The second light-shielding layers 1111 and 1110 are also electrodes that form contacts with the source and drain, and in particular, the second light-shielding layer 1110 is formed on the capacitor wiring 1108 to form a capacitor element. This second light shielding layer 111
Reference numerals 1 and 1110 extend on the gate electrode 1107 and also function as a light shielding layer. In this case, the third insulating layer 11
By setting 09 to a thickness of 150 to 200 nm, the amount of diffracted light that wraps around and enters the semiconductor layer 1105 is reduced. Further, the capacitance element has an effect of increasing the capacitance.
【0084】半導体層1105にはチャネル形成領域1
120、ソース又はドレイン領域1121、1122、
LDD領域1124が形成されている。また、ソース又
はドレイン領域1122から延在した半導体領域112
3は容量素子の一方の電極として機能している。The channel formation region 1 is formed in the semiconductor layer 1105.
120, source or drain regions 1121, 1122,
The LDD region 1124 is formed. In addition, the semiconductor region 112 extending from the source or drain region 1122
3 functions as one electrode of the capacitive element.
【0085】図21に示す構成は、光電導効果により導
電率の変化が比較的大きいLDD領域1124上に第2
遮光層1111、1110が形成され遮光層となり、ほ
ぼ完全に迷光を遮ることを可能としている。その上層に
は第4絶縁層1112、ソース及びドレイン配線111
3、1114、第5絶縁層1115、第3遮光層111
6、第6絶縁層1117、画素電極1118が形成され
ている。In the structure shown in FIG. 21, the second region is formed on the LDD region 1124 where the change in conductivity is relatively large due to the photoconductive effect.
The light shielding layers 1111 and 1110 are formed to serve as a light shielding layer, and it is possible to almost completely block stray light. A fourth insulating layer 1112, source and drain wirings 111 are formed on the upper layer.
3, 1114, fifth insulating layer 1115, third light shielding layer 111
6, a sixth insulating layer 1117, and a pixel electrode 1118 are formed.
【0086】本発明の構造によれば、回折光を含む迷光
に対して完全な遮光を得ることができるが、その反面L
DD領域1124の直上部に第2遮光層が重なり、LD
D領域1124の電界分布が変化してTFTの特性に悪
影響を及ぼすことが懸念される。According to the structure of the present invention, it is possible to completely shield stray light including diffracted light, but on the other hand, L
The second light-shielding layer overlaps directly above the DD region 1124, and the LD
It is feared that the electric field distribution of the D region 1124 changes and the characteristics of the TFT are adversely affected.
【0087】図23は図21と同様な構成である本発明
の構造におけるLDD領域の横方向電界強度分布をシミ
ュレーションした結果を示している。図23(A)は計
算に用いた素子構造であり、第1遮光層とLDD領域と
の間隔が580nm、ゲート絶縁膜の厚さが80nm、LD
D領域と第2遮光層の間隔が180nmとなっている。ゲ
ート電圧は−8V、ドレイン電圧は+5Vである。また、
図24は、LDD領域直上に第2遮光層のない従来構造
における同様のシミュレーション結果を示している。FIG. 23 shows a result of simulating the lateral electric field intensity distribution in the LDD region in the structure of the present invention having the same structure as that of FIG. FIG. 23A shows the element structure used for the calculation, in which the distance between the first light shielding layer and the LDD region is 580 nm, the thickness of the gate insulating film is 80 nm, and the LD
The distance between the D region and the second light shielding layer is 180 nm. The gate voltage is -8V and the drain voltage is + 5V. Also,
FIG. 24 shows a similar simulation result in the conventional structure without the second light shielding layer directly above the LDD region.
【0088】図23(B)と図24(B)との対比か
ら、本発明の構造を採用した場合においては、第2遮光
層からの電界の影響によりゲート電極端部でのLDD部
の電界強度が強まることが解る。しかし、この影響を試
作したTFTで調べたところ、図25で示すようにオフ
電流は殆ど増加しないことが判明した。従って、本発明
の構造は、TFTの特性を悪化させることなく、遮光性
を高めることが可能であることが確認されている。From the comparison between FIG. 23B and FIG. 24B, when the structure of the present invention is adopted, the electric field of the LDD portion at the end of the gate electrode is influenced by the electric field from the second light shielding layer. It can be seen that the strength increases. However, as a result of investigating this effect in a TFT manufactured as a prototype, it was found that the off current hardly increased as shown in FIG. Therefore, it has been confirmed that the structure of the present invention can enhance the light shielding property without deteriorating the characteristics of the TFT.
【0089】(実施の形態4)図26は本発明における
画素の断面構造を示し、TFTとそれに接続する画素電
極、及び容量部が形成された形態を示している。基板1
201上には結晶性半導体膜で形成される活性層のチャ
ネル形成領域に合わせて第1遮光層1202が形成され
ている。(Embodiment 4) FIG. 26 shows a sectional structure of a pixel in the present invention, and shows a mode in which a TFT, a pixel electrode connected to the TFT, and a capacitor portion are formed. Board 1
A first light shielding layer 1202 is formed on 201 in accordance with a channel formation region of an active layer formed of a crystalline semiconductor film.
【0090】第1遮光層1202はW、Ta、Ti及び
これらのシリサイドなどの耐熱性を有し非透光性材料に
より形成している。これは、後の工程で半導体層等に対
して行われる500℃以上の熱処理工程に対し、安定性
を保つために選択される材料である。第1絶縁層は酸窒
化珪素膜1203及び酸化珪素膜1204で形成され、
酸化珪素膜の表面は化学的機械研磨(CMP)で平坦化
しておいても良い。The first light-shielding layer 1202 is made of a heat-resistant non-translucent material such as W, Ta, Ti and silicides thereof. This is a material selected in order to maintain stability with respect to a heat treatment step of 500 ° C. or higher performed on a semiconductor layer or the like in a later step. The first insulating layer is formed of a silicon oxynitride film 1203 and a silicon oxide film 1204,
The surface of the silicon oxide film may be planarized by chemical mechanical polishing (CMP).
【0091】活性層は少なくとも2層の結晶性半導体膜
で形成され、第1結晶性半導体膜1205は、非晶質半
導体膜を熱処理により結晶化させて形成され、30〜3
00nmの厚さで形成する。The active layer is formed of at least two crystalline semiconductor films, and the first crystalline semiconductor film 1205 is formed by crystallizing an amorphous semiconductor film by heat treatment.
It is formed with a thickness of 00 nm.
【0092】更に第1結晶性半導体膜1205上に、非
晶質半導体膜を厚さ30〜300nmで形成し、レーザー
光の照射により結晶化させて第2結晶性半導体膜120
6を形成する。レーザー光の光源は、固体レ−ザー発振
装置、気体レ−ザー発振装置、又は金属レ−ザー発振装
置を適用することができる。最も好ましくは連続発振固
体レーザー装置であり、連続発振YAGレ−ザー、YV
O4レ−ザー、YLFレ−ザー、YAlO3レ−ザー、ガ
ラスレ−ザー、ルビ−レ−ザー、アレキサンドライドレ
−ザー、Ti:サファイアレ−ザーを適用することがで
きる。Further, an amorphous semiconductor film having a thickness of 30 to 300 nm is formed on the first crystalline semiconductor film 1205, and the amorphous semiconductor film is crystallized by irradiation of laser light to form the second crystalline semiconductor film 120.
6 is formed. A solid-state laser oscillator, a gas laser oscillator, or a metal laser oscillator can be applied to the light source of the laser light. Most preferably, it is a continuous wave solid state laser device, and a continuous wave YAG laser, YV.
O 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser can be applied.
【0093】また、上記各構成において、レ−ザー光
は、非線形光学素子により高調波に変換されていること
が望ましい。例えば、YAGレ−ザーは基本波として、
波長1065nmのレ−ザー光を出すことで知られてい
る。このレ−ザー光の半導体膜に対する吸収係数は低い
ので、下地に形成される絶縁膜や基板にダメージを与え
ることなく非晶質半導体膜のみを結晶化することが難し
い。基本波ではなく、非線形光学素子を用いて第2高調
波(532nm)、第3高調波(355nm)、第4高調波(2
66nm)、第5高調波(213nm)を形成し、この波長の
レーザー光を照射することにより、半導体膜の光吸収係
数との兼ね合いで、非晶質半導体膜のみを選択的に過熱
して結晶化を行うことができる。Further, in each of the above structures, it is desirable that the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element. For example, YAG laser is the fundamental wave,
It is known to emit laser light with a wavelength of 1065 nm. Since the absorption coefficient of the laser light with respect to the semiconductor film is low, it is difficult to crystallize only the amorphous semiconductor film without damaging the insulating film or the substrate formed on the base. The second harmonic (532 nm), the third harmonic (355 nm), the fourth harmonic (2
66 nm) and the fifth harmonic (213 nm) are formed, and by irradiating the laser light of this wavelength, only the amorphous semiconductor film is selectively overheated to crystallize due to the light absorption coefficient of the semiconductor film. Can be converted.
【0094】このような二段階の結晶化処理により、形
成された結晶性半導体膜は大粒径で、結晶欠陥の少ない
膜であり、結晶粒内は単結晶に近い特性をもつ。そし
て、第2結晶性半導体膜を形成する際、第1結晶性半導体
膜はレ−ザ照射時の保護膜となり下部異種膜との内部応
力緩和の役割を果たす。また、第1結晶性半導体膜と第2
結晶性半導体膜の接合部において格子不整合性の影響は
少ないため、2層を積層してTFTの活性層を形成しても、
層の違いにより影響を受けることはない。この第1結晶
性半導体膜との選択的な結晶化によって、レ−ザ−光の
照射時によって遮光膜が変質してしまうのを防ぎ、第1
結晶性半導体膜の下層側に形成されている遮光膜で反射
したレーザー光が乱反射することを防ぎ、歪みのない結
晶性半導体膜を形成することができる。The crystalline semiconductor film formed by such a two-step crystallization treatment has a large grain size and few crystal defects, and the inside of the crystal grain has characteristics similar to a single crystal. Then, when forming the second crystalline semiconductor film, the first crystalline semiconductor film serves as a protective film during laser irradiation and plays a role of relaxing internal stress with the lower heterogeneous film. In addition, the first crystalline semiconductor film and the second
Since the effect of lattice mismatch at the junction of the crystalline semiconductor film is small, even if two layers are stacked to form the active layer of the TFT,
It is not affected by the different layers. This selective crystallization with the first crystalline semiconductor film prevents the light-shielding film from being altered by the irradiation of laser light.
It is possible to prevent irregular reflection of the laser light reflected by the light-shielding film formed on the lower layer side of the crystalline semiconductor film, and to form a crystalline semiconductor film without distortion.
【0095】また、半導体層上には30〜100nmの酸
化珪素膜により第2絶縁膜1207が形成され、容量素
子においてはその厚さを薄くしている。ゲ−ト電極12
08、容量配線1209は同一層で形成され、その上に
150〜200nmの酸化珪素膜から成る第3絶縁層12
10が形成されている。A second insulating film 1207 is formed of a silicon oxide film having a thickness of 30 to 100 nm on the semiconductor layer to reduce the thickness of the capacitive element. Gate electrode 12
08 and the capacitor wiring 1209 are formed in the same layer, and a third insulating layer 12 made of a silicon oxide film having a thickness of 150 to 200 nm is formed thereon.
10 are formed.
【0096】第2遮光層1212、1211はソ−ス及
びドレインとのコンタクトを形成する電極としての機能
を兼ね、特に第2遮光層1211は容量配線1209上
に形成され、容量素子を形成している。この第2遮光層
1212、1211はゲ−ト電極1208上に延在して
遮光性を高めている。この場合、第3絶縁膜を150〜
200nmの厚さとすることにより回折光が回り込んで活
性層1205に入射する量を減らしている。さらに、容
量部においては容量を増大させる効果がある。The second light-shielding layers 1212 and 1211 also have a function as electrodes for forming contacts with the source and drain, and in particular, the second light-shielding layer 1211 is formed on the capacitor wiring 1209 to form a capacitor element. There is. The second light shielding layers 1212 and 1211 extend on the gate electrode 1208 to enhance the light shielding property. In this case, the third insulating film is
The thickness of 200 nm reduces the amount of diffracted light that wraps around and enters the active layer 1205. In addition, the capacitance portion has the effect of increasing the capacitance.
【0097】活性層にはチャネル形成領域1221、ソ
−ス又はドレイン領域1222、1223、LDD領域
1225が形成されている。また、ソ−ス又はドレイン
領域1223から延在した半導体領域1224は容量素
子の一方の電極として機能している。A channel formation region 1221, source or drain regions 1222 and 1223, and an LDD region 1225 are formed in the active layer. The semiconductor region 1224 extending from the source or drain region 1223 functions as one electrode of the capacitor.
【0098】図26に示す構成は、光電効果により導電
率の変化が比較的大きいLDD領域1225上に第2遮
光層1212、1211が形成され遮光層となり、ほぼ
完全に迷光を遮ることを可能にしている。その上層には
第4絶縁層1213、ソ−ス及びドレイン配線121
4、1215、第5絶縁層1216、第3遮光層121
7、第6絶縁層1218、画素電極1219が形成され
ている。In the structure shown in FIG. 26, the second light-shielding layers 1212 and 1211 are formed on the LDD region 1225 having a relatively large change in conductivity due to the photoelectric effect to form a light-shielding layer, and it is possible to shield stray light almost completely. ing. A fourth insulating layer 1213, a source and drain wiring 121 are formed on the upper layer.
4, 1215, fifth insulating layer 1216, third light shielding layer 121
7, a sixth insulating layer 1218, and a pixel electrode 1219 are formed.
【0099】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 structure will be described in more detail with reference to the following examples.
【0100】(実施例)
[実施例1]本発明の実施例を図5〜図8を用いて説明
する。ここでは、同一基板上に画素部と、画素部の周辺
に設ける駆動回路のTFT(nチャネル型TFT及びp
チャネル型TFT)を同時に作製する方法について詳細
に説明する。(Embodiment) [Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a pixel portion and TFTs (n-channel type TFT and p-type TFT) of a driving circuit provided around the pixel portion are provided on the same substrate.
A method of simultaneously producing channel type TFTs will be described in detail.
【0101】まず、ガラス基板300上に下地絶縁膜3
01を形成し、結晶構造を有する第1の半導体膜を得た
後、所望の形状にエッチング処理して島状に分離された
半導体層302〜306を形成する。First, the base insulating film 3 is formed on the glass substrate 300.
01 is formed and a first semiconductor film having a crystal structure is obtained, and then etching treatment is performed into a desired shape to form island-shaped separated semiconductor layers 302 to 306.
【0102】本実施例では、ガラス基板上に設ける下地
絶縁膜301として2層構造を用いるが、前記絶縁膜の
単層膜または2層以上積層させた構造を用いても良い。
下地絶縁膜301の一層目としては、プラズマCVD法
を用い、SiH4、NH3、及びN2Oを反応ガスとして
成膜される第1酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32
%、O=27%、N=24%、H=17%)を膜厚50
nmで形成する。次いで、下地絶縁膜301のニ層目と
しては、プラズマCVD法を用い、SiH4及びN2Oを
反応ガスとして成膜される第2酸化窒化シリコン膜(組
成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)
を膜厚100nmで形成する。In this embodiment, a two-layer structure is used as the base insulating film 301 provided on the glass substrate, but a single layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are laminated may be used.
As a first layer of the base insulating film 301, a first silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32) formed by using a plasma CVD method and using SiH 4 , NH 3 , and N 2 O as reaction gases.
%, O = 27%, N = 24%, H = 17%)
nm. Next, as the second layer of the base insulating film 301, a second silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%, O = 59) formed by using a plasma CVD method using SiH 4 and N 2 O as reaction gases. %, N = 7%, H = 2%)
To have a film thickness of 100 nm.
【0103】次いで、下地絶縁膜301上にプラズマC
VD法を用いた非晶質シリコン膜を50nmの膜厚で形
成する。次いで、重量換算で10ppmのニッケルを含む
酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布する。塗布に代え
てスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用
いてもよい。Next, plasma C is formed on the base insulating film 301.
An amorphous silicon film is formed to a thickness of 50 nm by using the VD method. Then, a nickel acetate salt solution containing 10 ppm by weight of nickel is applied by a spinner. Instead of coating, a method of spattering nickel element over the entire surface by a sputtering method may be used.
【0104】次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶
構造を有する半導体膜を形成する。この加熱処理は、電
気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉
の熱処理で行う場合は、500℃〜650℃で4〜24
時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理
(500℃、1時間)の後、結晶化のための熱処理(5
50℃、4時間)を行って結晶構造を有するシリコン膜
を得る。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶
化を行ったが、ランプアニール装置で結晶化を行っても
よい。Next, heat treatment is performed for crystallization to form a semiconductor film having a crystal structure. For this heat treatment, heat treatment of an electric furnace or irradiation of strong light may be used. When it is performed by heat treatment in an electric furnace, it is 4 to 24 at 500 to 650 ° C
You can do it in time. Here, after the heat treatment for dehydrogenation (500 ° C., 1 hour), the heat treatment for crystallization (5
50 ° C., 4 hours) to obtain a silicon film having a crystal structure. Note that here, although crystallization is performed by heat treatment using a furnace, crystallization may be performed by a lamp annealing apparatus.
【0105】次いで、結晶化率を高め、結晶粒内に残さ
れる欠陥を補修するための第1のレーザー光(XeC
l:波長308nm)の照射を大気中、または酸素雰囲
気中で行う。レーザー光には波長400nm以下のエキシ
マレーザ光や、YAGレーザの第2高調波、第3高調波
を用いる。いずれにしても、繰り返し周波数10〜10
00Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光
を光学系にて100〜500mJ/cm2に集光し、90〜9
5%のオーバーラップ率をもって照射し、シリコン膜表
面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数30
Hz、エネルギー密度476mJ/cm2で第1のレーザー光
の照射を大気中で行なう。なお、ここでの第1のレーザ
ー光の照射は、膜中の希ガス元素(ここではアルゴン)
を除去または低減する上で非常に重要である。次いで、
第1のレーザー光の照射により形成された酸化膜に加
え、オゾン水で表面を120秒処理して合計1〜5nm
の酸化膜からなるバリア層を形成する。Then, the first laser beam (XeC) for increasing the crystallization rate and repairing the defects left in the crystal grains is used.
(I: wavelength 308 nm) is performed in the air or in an oxygen atmosphere. As the laser light, excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, and second and third harmonics of YAG laser are used. In any case, the repetition frequency is 10 to 10
Using a pulsed laser beam of about 00 Hz, the laser beam is focused by an optical system at 100 to 500 mJ / cm 2 , and 90 to 9
Irradiation may be performed with an overlap ratio of 5% to scan the surface of the silicon film. Here, the repetition frequency 30
Irradiation with a first laser beam is performed in the atmosphere at a frequency of Hz and an energy density of 476 mJ / cm 2 . Note that the irradiation of the first laser light here is performed with a rare gas element (argon here) in the film.
Is very important in eliminating or reducing Then
In addition to the oxide film formed by the irradiation of the first laser light, the surface is treated with ozone water for 120 seconds to give a total of 1 to 5 nm.
Forming a barrier layer made of an oxide film.
【0106】次いで、バリア層上にスパッタ法にてゲッ
タリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質シリコ
ン膜を膜厚150nmで形成する。本実施例のスパッタ
法による成膜条件は、成膜圧力を0.3Paとし、ガス
(Ar)流量を50(sccm)とし、成膜パワーを3kW
とし、基板温度を150℃とする。なお、上記条件での
非晶質シリコン膜に含まれるアルゴン元素の原子濃度
は、3×1020/cm3〜6×1020/cm3、酸素の原
子濃度は1×1019/cm3〜3×1019/cm 3であ
る。その後、ランプアニール装置を用いて650℃、3
分の熱処理を行いゲッタリングする。Then, a barrier layer is formed on the barrier layer by a sputtering method.
Amorphous silicon containing elemental argon that acts as a tarring site
Forming a film having a thickness of 150 nm. Sputtering of this example
The film forming conditions by the method are as follows: film forming pressure is 0.3 Pa, gas is
(Ar) flow rate is 50 (sccm) and film formation power is 3 kW
And the substrate temperature is 150 ° C. In addition, under the above conditions
Atomic concentration of argon element contained in amorphous silicon film
Is 3 × 1020/ Cm3~ 6 × 1020/ Cm3, The source of oxygen
Child concentration is 1 × 1019/ Cm3~ 3 x 1019/ Cm 3And
It Then, using a lamp annealing device at 650 ° C., 3
Gettering is performed by heat treatment for a minute.
【0107】次いで、バリア層をエッチングストッパー
として、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む
非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希
フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、
ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除
去することが望ましい。Then, the barrier layer is used as an etching stopper to selectively remove the amorphous silicon film containing the argon element which is the gettering site, and then the barrier layer is selectively removed with dilute hydrofluoric acid. In addition, at the time of gettering,
Since nickel tends to move to a region having a high oxygen concentration, it is desirable to remove the barrier layer made of an oxide film after gettering.
【0108】次いで、第2のレーザー光の照射を窒素雰
囲気、或いは真空中で行い、半導体膜表面を平坦化す
る。このレーザー光(第2のレーザー光)には波長40
0nm以下のエキシマレーザー光や、YAGレーザーの第
2高調波、第3高調波を用いる。また、エキシマレーザ
ー光に代えて紫外光ランプから発する光を用いてもよ
い。なお、第2のレーザー光のエネルギー密度は、第1
のレーザー光のエネルギー密度より大きくし、好ましく
は30〜60mJ/cm2大きくする。ここでは、繰り
返し周波数30Hz、エネルギー密度537mJ/cm2で第
2のレーザー光の照射を行ない、半導体膜表面における
凹凸のP―V値が5nm以下となる。Next, the second laser beam is irradiated in a nitrogen atmosphere or in a vacuum to flatten the surface of the semiconductor film. This laser light (second laser light) has a wavelength of 40
Excimer laser light of 0 nm or less, and second and third harmonics of YAG laser are used. Further, light emitted from an ultraviolet lamp may be used instead of the excimer laser light. The energy density of the second laser light is
The energy density of the laser beam is set to 30 to 60 mJ / cm 2 or more. Here, irradiation with the second laser light is performed at a repetition frequency of 30 Hz and an energy density of 537 mJ / cm 2 , and the PV value of the unevenness on the surface of the semiconductor film becomes 5 nm or less.
【0109】また、本実施例では第2のレーザー光の照
射を全面に行ったが、オフ電流の低減は、画素部のTF
Tに特に効果があるため、少なくとも画素部のみに選択
的に照射する工程としてもよい。Although the second laser beam is applied to the entire surface in this embodiment, the OFF current can be reduced by changing the TF of the pixel portion.
Since T is particularly effective, at least the pixel portion may be selectively irradiated.
【0110】次いで、得られた結晶構造を有するシリコ
ン膜(ポリシリコン膜とも呼ばれる)の表面にオゾン水
で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを
形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離さ
れた半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
ストからなるマスクを除去する。Next, after forming a thin oxide film with ozone water on the surface of the obtained silicon film having a crystal structure (also referred to as a polysilicon film), a mask made of a resist is formed and an etching treatment is performed to obtain a desired shape. Forming a semiconductor layer separated into islands. After forming the semiconductor layer, the resist mask is removed.
【0111】また、半導体層を形成した後、TFTのし
きい値(Vth)を制御するためにp型あるいはn型を
付与する不純物元素を添加してもよい。なお、半導体に
対してp型を付与する不純物元素には、ボロン(B)、
アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)など周期律第
13族元素が知られている。なお、半導体に対してn型
を付与する不純物元素としては周期律15族に属する元
素、典型的にはリン(P)または砒素(As)が知られ
ている。After forming the semiconductor layer, an impurity element imparting p-type or n-type may be added in order to control the threshold value (Vth) of the TFT. The impurity element that imparts p-type conductivity to the semiconductor is boron (B),
Periodic Group 13 elements such as aluminum (Al) and gallium (Ga) are known. Note that an element belonging to Group 15 of the periodic law, typically phosphorus (P) or arsenic (As) is known as an impurity element imparting n-type to a semiconductor.
【0112】次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化
膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、
ゲート絶縁膜307となる珪素を主成分とする絶縁膜を
形成する。本実施例では、プラズマCVD法により11
5nmの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32
%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成する。Then, after removing the oxide film with an etchant containing hydrofluoric acid and simultaneously cleaning the surface of the silicon film,
An insulating film containing silicon as its main component is formed to be the gate insulating film 307. In this embodiment, 11 is formed by the plasma CVD method.
A silicon oxynitride film with a thickness of 5 nm (composition ratio Si = 32
%, O = 59%, N = 7%, H = 2%).
【0113】次いで、図5(A)に示すように、ゲート
絶縁膜307上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜
308aと、膜厚100〜400nmの第2の導電膜3
08bと、膜厚20〜100nmの第3の導電膜308
cを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜307
上に膜厚50nmのタングステン膜、膜厚500nmの
アルミニウムとチタンの合金(Al−Ti)膜、膜厚3
0nmのチタン膜を順次積層した。Then, as shown in FIG. 5A, a first conductive film 308a having a film thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film 3 having a film thickness of 100 to 400 nm are formed on the gate insulating film 307.
08b and a third conductive film 308 having a film thickness of 20 to 100 nm.
c is laminated. In this embodiment, the gate insulating film 307
A tungsten film with a thickness of 50 nm, an alloy of aluminum and titanium (Al—Ti) film with a thickness of 500 nm, and a thickness of 3
A 0 nm titanium film was sequentially laminated.
【0114】第1〜第3の導電膜を形成する導電性材料
としてはTa、W、Ti、Mo、Al、Cu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もしく
は化合物材料で形成する。また、第1〜第3の導電膜と
して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。例えば、第
1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを
用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとチタン
の合金(Al−Ti)膜に代えてアルミニウムとシリコ
ンの合金(Al−Si)膜を用いてもよいし、第3の導
電膜のチタン膜に代えて窒化チタン膜を用いてもよい。
また、3層構造に限定されず、例えば、窒化タンタル膜
とタングステン膜との2層構造であってもよい。As the conductive material for forming the first to third conductive films, an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al and Cu, or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component is used. Form. Alternatively, as the first to third conductive films, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. For example, tungsten nitride may be used instead of tungsten of the first conductive film, and an alloy of aluminum and silicon (Al-Si) may be used instead of the alloy of aluminum and titanium (Al-Ti) film of the second conductive film. ) Film may be used, or a titanium nitride film may be used instead of the titanium film of the third conductive film.
The structure is not limited to the three-layer structure, and may be, for example, a two-layer structure of a tantalum nitride film and a tungsten film.
【0115】次に、図5(B)に示すように光露光工程
によりレジストからなるマスク310〜315を形成
し、ゲート電極及び配線を形成するための第1のエッチ
ング処理を行う。第1のエッチング処理では第1及び第
2のエッチング条件で行う。エッチングにはICP(In
ductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッ
チング法を用いると良い。ICPエッチング法を用い、
エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、
基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度
等)を適宜調節することによって所望のテーパー形状に
膜をエッチングすることができる。なお、エッチング用
ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4な
どを代表とする塩素系ガスまたはCF4、SF6、NF3
などを代表とするフッ素系ガス、またはO2を適宜用い
ることができる。Next, as shown in FIG. 5B, masks 310 to 315 made of resist are formed by a light exposure process, and a first etching process for forming gate electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. ICP (In
It is advisable to use an inductively coupled plasma etching method. Using ICP etching method,
Etching conditions (electric power applied to the coil type electrode,
By appropriately adjusting the amount of electric power applied to the electrode on the substrate side, the electrode temperature on the substrate side, etc., the film can be etched into a desired tapered shape. As the etching gas, chlorine-based gas represented by Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 , CCl 4 or the like or CF 4 , SF 6 , NF 3 is used.
A fluorine-based gas typified by, for example, or O 2 can be appropriately used.
【0116】用いるエッチング用ガスに限定はないが、
ここではBCl3とCl2とO2とを用いることが適して
いる。それぞれのガス流量比を65/10/5(scc
m)とし、1.2Paの圧力でコイル型の電極に450
WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマ
を生成して117秒のエッチングを行う。基板側(試料
ステージ)にも300WのRF(13.56MHz)電
力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
る。この第1のエッチング条件によりAl膜及びTi膜
をエッチングして第1の導電層の端部をテーパー形状と
する。The etching gas used is not limited,
It is suitable here to use BCl 3 , Cl 2 and O 2 . The gas flow rate ratio of each is 65/10/5 (scc
m) and a pressure of 1.2 Pa is applied to the coil-type electrode 450
RF (13.56 MHz) power of W is supplied to generate plasma and etching is performed for 117 seconds. RF (13.56 MHz) power of 300 W is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage. The Al film and the Ti film are etched under the first etching condition to make the end portion of the first conductive layer into a tapered shape.
【0117】この後、第2のエッチング条件に変え、エ
ッチング用ガスにCF4とCl2とO 2とを用い、それぞ
れのガス流量比を25/25/10(sccm)とし、
1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(1
3.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して約
30秒程度のエッチングを行う。基板側(試料ステー
ジ)にも20WのRF(13.56MHz)電力を投入
し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4
とCl2を混合した第2のエッチング条件ではAl膜、
Ti膜、及びW膜とも同程度にエッチングされる。な
お、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングす
るためには、10〜20%程度の割合でエッチング時間
を増加させると良い。After that, the second etching condition is changed to
CF for etching gasFourAnd Cl2And O 2Use and
The gas flow rate ratio of these is 25/25/10 (sccm),
At a pressure of 1 Pa, RF (1
3.56MHz) Power is supplied to generate plasma and
Etching is performed for about 30 seconds. Board side (Sample stay
20W RF (13.56MHz) power is also applied to
Then, a substantially negative self-bias voltage is applied. CFFour
And Cl2Under the second etching condition in which
The Ti film and the W film are etched to the same degree. Na
Etching without leaving any residue on the gate insulating film
In order to achieve this, the etching time should be 10-20%.
Should be increased.
【0118】この第1のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電
層、第2の導電層、及び第3の導電層の端部がテーパー
形状となる。このテーパー部の角度は15〜45°とな
る。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電
層と第2の導電層と第3の導電層とから成る第1の形状
の導電層317〜322(第1の導電層317a〜32
2aと第2の導電層317b〜322bと第3の導電層
317c〜322c)を形成する。316はゲート絶縁
膜であり、第1の形状の導電層317〜322で覆われ
ない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなっ
た領域が形成される。In this first etching process, the shape of the mask made of resist is adjusted to
The edges of the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of this tapered portion is 15 to 45 °. Thus, the first shape conductive layers 317 to 322 (first conductive layers 317a to 32) including the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer are formed by the first etching treatment.
2a, second conductive layers 317b to 322b, and third conductive layers 317c to 322c) are formed. Reference numeral 316 is a gate insulating film, and a region which is not covered with the first shape conductive layers 317 to 322 is etched to a thickness of about 20 to 50 nm to be thinned.
【0119】次に、レジストからなるマスク310〜3
15を除去せずに図5(C)に示すように第2のエッチ
ング処理を行う。エッチング用ガスにBCl3とCl2を
用い、それぞれのガス流量比を20/60(sccm)と
し、1.2Paの圧力でコイル型の電極に600WのR
F(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成
してエッチングを行う。基板側(試料ステージ)には1
00WのRF(13.56MHz)電力を投入する。こ
の第3のエッチング条件により第2導電層及び第3導電
層をエッチングする。こうして、上記第3のエッチング
条件によりチタンを微量に含むアルミニウム膜及びチタ
ン膜を異方性エッチングして第2の形状の導電層324
〜329(第1の導電層324a〜329aと第2の導
電層324b〜329bと第3の導電層324c〜32
9c)を形成する。323はゲート絶縁膜であり、第2
の形状の導電層324〜329で覆われない領域は若干
エッチングされ薄くなった領域が形成される。Next, masks 310 to 3 made of resist.
A second etching process is performed as shown in FIG. 5C without removing 15. BCl 3 and Cl 2 are used as etching gases, the gas flow rate ratio of each is set to 20/60 (sccm), and the pressure of 1.2 Pa is applied to the coil-type electrode to provide R of 600 W.
F (13.56 MHz) power is supplied to generate plasma for etching. 1 on the substrate side (sample stage)
RF (13.56 MHz) power of 00 W is input. The second conductive layer and the third conductive layer are etched under the third etching condition. In this way, the aluminum film and the titanium film containing a small amount of titanium are anisotropically etched under the third etching condition to perform the second shape conductive layer 324.
˜329 (first conductive layers 324a to 329a, second conductive layers 324b to 329b, and third conductive layers 324c to 32).
9c) is formed. 323 is a gate insulating film,
Areas which are not covered with the conductive layers 324 to 329 of the shape are slightly etched to form thin areas.
【0120】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第1のドーピング処理を行い、半導体層にn型を付
与する不純物元素を添加する。ドーピング処理はイオン
ドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。イオン
ドープ法の条件はドーズ量を1.5×1014atoms/cm2
とし、加速電圧を60〜100keVとして行う。n型
を付与する不純物元素として、典型的にはリン(P)ま
たは砒素(As)を用いる。この場合、第2形状の導電
層324〜328がn型を付与する不純物元素に対する
マスクとなり、自己整合的に第1の不純物領域330〜
334が形成される。第1の不純物領域330〜334
には1×1016〜1×1017/cm3の濃度範囲でn型を付
与する不純物元素を添加する。Then, the first doping process is performed without removing the resist mask, and an impurity element imparting n-type conductivity is added to the semiconductor layer. The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1.5 × 10 14 atoms / cm 2
And the acceleration voltage is set to 60 to 100 keV. Phosphorus (P) or arsenic (As) is typically used as the impurity element imparting n-type. In this case, the second shape conductive layers 324 to 328 serve as masks for the impurity element imparting n-type, and the first impurity regions 330 to
334 is formed. First impurity regions 330 to 334
Is doped with an impurity element imparting n-type in the concentration range of 1 × 10 16 to 1 × 10 17 / cm 3 .
【0121】なお、本実施例ではレジストからなるマス
クを除去せずに第1のドーピング処理を行ったが、レジ
ストからなるマスクを除去した後、第1のドーピング処
理を行ってもよい。In this embodiment, the first doping process is performed without removing the resist mask, but the first doping process may be performed after removing the resist mask.
【0122】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、図6(A)に示すようにレジストからなるマスク
335、336を形成し第2のドーピング処理を行う。
マスク335は駆動回路のnチャネル型TFTの一つを
形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領
域を保護するマスクであり、マスク336は画素部のT
FTを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周
辺の領域を保護するマスクである。Next, after removing the resist mask, resist masks 335 and 336 are formed as shown in FIG. 6A, and a second doping process is performed.
A mask 335 is a mask that protects a channel formation region of a semiconductor layer that forms one of n-channel TFTs of a driver circuit and a peripheral region thereof.
It is a mask that protects the channel formation region of the semiconductor layer forming the FT and the region around it.
【0123】第2のドーピング処理におけるイオンドー
プ法の条件はドーズ量を1.5×1015atoms/cm2と
し、加速電圧を60〜100keVとしてリン(P)を
ドーピングする。ここでは、第2形状の導電層324〜
328及びゲート絶縁膜323の膜厚の差を利用して各
半導体層に不純物領域を行う。勿論、マスク335、3
36で覆われた領域にはリン(P)は添加されない。こ
うして、第2の不純物領域380〜382と第3の不純
物領域337〜341が形成される。第3の不純物領域
337〜341には1×1020〜1×1021/cm3の濃度
範囲でn型を付与する不純物元素を添加されている。ま
た、第2の不純物領域はゲート絶縁膜の膜厚差により第
3の不純物領域よりも低濃度に形成され、1×1018〜
1×1019/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素
を添加されることになる。また、保持容量となる領域を
マスクで覆ってもよい。The condition of the ion doping method in the second doping process is that the dose amount is 1.5 × 10 15 atoms / cm 2 and the accelerating voltage is 60 to 100 keV, and phosphorus (P) is doped. Here, the second shape conductive layers 324 to
Impurity regions are formed in the respective semiconductor layers by utilizing the difference in film thickness between 328 and the gate insulating film 323. Of course, the masks 335, 3
No phosphorus (P) is added to the area covered with 36. Thus, second impurity regions 380 to 382 and third impurity regions 337 to 341 are formed. An impurity element imparting n-type conductivity is added to the third impurity regions 337 to 341 within a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 . The second impurity region is formed in a lower concentration than the third impurity regions by the thickness difference of the gate insulating film, 1 × 10 18 ~
An impurity element imparting n-type is added within the concentration range of 1 × 10 19 / cm 3 . In addition, a region serving as a storage capacitor may be covered with a mask.
【0124】なお、第2のドーピング処理により画素部
の二つのチャネル形成領域に挟まれた領域には第3の不
純物領域のみが形成される。このような構成とすること
でTFTのオン状態での半導体層全体の抵抗が低減さ
れ、オン電流が向上するとともに、高濃度不純物領域で
発生する光励起によるキャリアライフタイムを弱め、光
感度を低下させることができる。Note that only the third impurity region is formed in the region between the two channel formation regions of the pixel portion by the second doping process. With such a structure, the resistance of the entire semiconductor layer in the ON state of the TFT is reduced, the ON current is improved, and the carrier lifetime due to the photoexcitation generated in the high concentration impurity region is weakened and the photosensitivity is lowered. be able to.
【0125】次いで、レジストからなるマスク335、
336を除去した後、新たにレジストからなるマスク3
42〜344を形成して図6(B)に示すように第3の
ドーピング処理を行う。この第3のドーピング処理によ
り、pチャネル型TFTを形成する半導体層にp型の導
電型を付与する不純物元素が添加された第4の不純物領
域347及び第5の不純物領域345、346を形成す
る。第4の不純物領域は第2形状の導電層と重なる領域
に形成されるものであり、1×1018〜1×1020/cm3
の濃度範囲でp型を付与する不純物元素が添加されるよ
うにする。また、第5の不純物領域345、346には
1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でp型を付与す
る不純物元素が添加されるようにする。尚、第5の不純
物領域346には先の工程でリン(P)が添加された領
域であるが、p型を付与する不純物元素の濃度がその
1.5〜3倍添加されていて導電型はp型となってい
る。Next, a mask 335 made of resist,
After removing 336, a new mask 3 made of resist is formed.
42 to 344 are formed and a third doping process is performed as shown in FIG. By this third doping treatment, fourth impurity regions 347 and fifth impurity regions 345, 346 to which an impurity element imparting p-type conductivity is added are formed in a semiconductor layer forming a p-channel TFT. . The fourth impurity region is formed in a region overlapping with the second shape conductive layer and has a size of 1 × 10 18 to 1 × 10 20 / cm 3.
The impurity element imparting p-type is added in the concentration range of. Further, an impurity element imparting p-type conductivity is added to the fifth impurity regions 345 and 346 in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 . Although phosphorus (P) was added to the fifth impurity region 346 in the previous step, the concentration of the impurity element imparting p-type conductivity was 1.5 to 3 times that of the conductivity type. Is p-type.
【0126】なお、第5の不純物領域348、349及
び第4の不純物領域350は画素部において保持容量を
形成する半導体層に形成される。Note that the fifth impurity regions 348 and 349 and the fourth impurity region 350 are formed in a semiconductor layer which forms a storage capacitor in the pixel portion.
【0127】以上までの工程でそれぞれの半導体層にn
型またはp型の導電型を有する不純物領域が形成され
る。第2の形状の導電層324〜327はゲート電極と
なる。また、第2の形状の導電層328は画素部におい
て保持容量を形成する一方の電極となる。さらに、第2
の形状の導電層329は画素部においてソース配線を形
成する。By the steps up to this point, each semiconductor layer is n-doped.
An impurity region having a conductivity type of p-type or p-type is formed. The second shape conductive layers 324 to 327 serve as gate electrodes. Further, the second shape conductive layer 328 serves as one electrode which forms a storage capacitor in the pixel portion. Furthermore, the second
The conductive layer 329 having the shape of (5) forms a source wiring in the pixel portion.
【0128】次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜(図示しな
い)を形成する。本実施例では、プラズマCVD法によ
り膜厚50nmの酸化シリコン膜を形成した。勿論、こ
の絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他
のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。Next, an insulating film (not shown) is formed to cover almost the entire surface. In this embodiment, a silicon oxide film having a film thickness of 50 nm is formed by the plasma CVD method. Of course, this insulating film is not limited to the silicon oxide film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.
【0129】次いで、それぞれの半導体層に添加された
不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工
程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法
(RTA法)、或いはYAGレーザーまたはエキシマレ
ーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処
理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせ
た方法によって行う。ただし、本実施例では、第2の導
電層としてアルミニウムを主成分とする材料を用いてい
るので、活性化工程において第2の導電層が耐え得る熱
処理条件とすることが重要である。Then, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by a rapid thermal annealing method (RTA method) using a lamp light source, a method of irradiating the back surface with a YAG laser or an excimer laser, a heat treatment using a furnace, or a combination of these methods. By the method. However, in this embodiment, since the material containing aluminum as the main component is used as the second conductive layer, it is important to set the heat treatment conditions that the second conductive layer can withstand in the activation step.
【0130】上記活性化処理と同時に、結晶化の際に触
媒として使用したニッケルが高濃度のリンを含む第3の
不純物領域337、339、340、及び第5の不純物
領域346、349ゲッタリングされ、主にチャネル形
成領域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。
その結果、チャネル形成領域を有するTFTはオフ電流
値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度
が得られ、良好な特性を達成することができる。なお、
本実施例では半導体層を形成する段階で上記実施の形態
1に示した方法により1度目のゲッタリングが行われて
いるので、ここでのリンによるゲッタリングは2度目の
ゲッタリングとなる。また、1度目のゲッタリングで十
分ゲッタリングができている場合には、特に2度目のゲ
ッタリングを行う必要はない。Simultaneously with the activation treatment, the nickel used as a catalyst during crystallization is gettered to the third impurity regions 337, 339, 340 and the fifth impurity regions 346, 349 containing high concentration phosphorus. The nickel concentration in the semiconductor layer, which mainly serves as the channel formation region, is reduced.
As a result, a TFT having a channel formation region has a low off-state current value, high crystallinity, high field-effect mobility, and favorable characteristics. In addition,
In this example, the first gettering is performed by the method described in Embodiment Mode 1 at the stage of forming the semiconductor layer, so the gettering by phosphorus here is the second gettering. In addition, if the first gettering is sufficient for the gettering, it is not necessary to perform the second gettering.
【0131】また、本実施例では、上記活性化の前に絶
縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を行った後、
絶縁膜を形成する工程としてもよい。In this embodiment, an example in which the insulating film is formed before the activation is shown, but after the activation is performed,
It may be a step of forming an insulating film.
【0132】次いで、窒化シリコン膜からなる第1の層
間絶縁膜351を形成して熱処理(300〜550℃で
1〜12時間の熱処理)を行い、半導体層を水素化する
工程を行う。(図6(C))この工程は第1の層間絶縁
膜351に含まれる水素により半導体層のダングリング
ボンドを終端する工程である。酸化シリコン膜からなる
絶縁膜(図示しない)の存在に関係なく半導体層を水素
化することができる。ただし、本実施例では、第2の導
電層としてアルミニウムを主成分とする材料を用いてい
るので、水素化する工程において第2の導電層が耐え得
る熱処理条件とすることが重要である。水素化の他の手
段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された
水素を用いる)を行っても良い。Next, a step of hydrogenating the semiconductor layer is performed by forming a first interlayer insulating film 351 made of a silicon nitride film and performing heat treatment (heat treatment at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours). (FIG. 6C) This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer by hydrogen contained in the first interlayer insulating film 351. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of an insulating film (not shown) made of a silicon oxide film. However, in this embodiment, since the material containing aluminum as the main component is used as the second conductive layer, it is important to set the heat treatment conditions that the second conductive layer can withstand in the hydrogenation step. Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed as another means of hydrogenation.
【0133】次いで、第1の層間絶縁膜351上に有機
絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜374を形成す
る。本実施例では膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形
成する。次いで、ソース配線327に達するコンタクト
ホールと各不純物領域に達するコンタクトホールを形成
する。本実施例では複数のエッチング処理を順次行う。
本実施例では第1の層間絶縁膜をエッチングストッパー
として第2の層間絶縁膜をエッチングした後、絶縁膜
(図示しない)をエッチングストッパーとして第1の層
間絶縁膜をエッチングしてから絶縁膜(図示しない)を
エッチングした。Next, a second interlayer insulating film 374 made of an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 351. In this embodiment, an acrylic resin film having a thickness of 1.6 μm is formed. Next, a contact hole reaching the source wiring 327 and a contact hole reaching each impurity region are formed. In this embodiment, a plurality of etching processes are sequentially performed.
In this embodiment, after etching the second interlayer insulating film using the first interlayer insulating film as an etching stopper, the first interlayer insulating film is etched using an insulating film (not shown) as an etching stopper, and then the insulating film (illustrated). Not etched).
【0134】その後、Al、Ti、Mo、Wなどを用い
て配線及び画素電極を形成する。これらの電極及び画素
電極の材料は、AlまたはAgを主成分とする膜、また
はそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いること
が望ましい。こうして、ソースまたはドレイン配線35
3〜358、ゲート配線360、接続配線359、画素
電極361が形成される。After that, wirings and pixel electrodes are formed using Al, Ti, Mo, W or the like. As a material of these electrodes and pixel electrodes, it is desirable to use a material having excellent reflectivity such as a film containing Al or Ag as a main component, or a laminated film thereof. Thus, the source or drain wiring 35
3 to 358, the gate wiring 360, the connection wiring 359, and the pixel electrode 361 are formed.
【0135】以上の様にして、nチャネル型TFT、p
チャネル型TFT、nチャネル型TFTを有する駆動回
路と、nチャネル型TFT、保持容量とを有する画素部
を同一基板上に形成することができる。(図7)本明細
書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス
基板と呼ぶ。本明細書中ではこのような基板を便宜上ア
クティブマトリクス基板と呼ぶ。As described above, the n-channel TFT, p
A pixel portion including a driver circuit including a channel TFT and an n-channel TFT and an n-channel TFT and a storage capacitor can be formed over the same substrate. (FIG. 7) In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.
【0136】図7中において、画素部の画素TFT(第
1のnチャネル型TFT)にはチャネル形成領域37
1、ゲート電極を形成する第2の形状の導電層327の
外側に形成される第1の不純物領域372とソース領域
またはドレイン領域として機能する第3の不純物領域3
73、374を有している。また、二つのチャネル形成
領域の間の領域377にはソース領域またはドレイン領
域と同じ濃度でリンが添加されている。また、領域37
7の幅(チャネル長方向における幅)は、LDD領域と
して機能する第1の不純物領域の幅(チャネル長方向に
おける幅)より狭い。In FIG. 7, a channel forming region 37 is formed in the pixel TFT (first n-channel TFT) of the pixel portion.
1. A first impurity region 372 formed outside a second shape conductive layer 327 forming a gate electrode and a third impurity region 3 functioning as a source region or a drain region.
73 and 374. Further, phosphorus is added to the region 377 between the two channel formation regions at the same concentration as that of the source region or the drain region. In addition, the area 37
The width of 7 (width in the channel length direction) is narrower than the width of the first impurity region functioning as an LDD region (width in the channel length direction).
【0137】また、保持容量の一方の電極として機能す
る半導体層には第4の不純物領域376、第5の不純物
領域377が形成されている。保持容量は、絶縁膜(ゲ
ート絶縁膜と同一膜)を誘電体として、第2形状の電極
328と、半導体層306とで形成されている。A fourth impurity region 376 and a fifth impurity region 377 are formed in the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor. The storage capacitor is formed of the second shape electrode 328 and the semiconductor layer 306 with an insulating film (the same film as the gate insulating film) as a dielectric.
【0138】また、図8に画素の上面図の一例を示す。
図8中、鎖線A−A’で切断したときの断面図が図7中
の鎖線A−A’に相当し、図8中、鎖線B−B’で切断
したときの断面図が図7中の鎖線B−B’に相当する。
また、図8は図7と同一の符号を用いた。FIG. 8 shows an example of a top view of the pixel.
A cross-sectional view taken along the chain line AA ′ in FIG. 8 corresponds to the chain line AA ′ in FIG. 7, and a cross-sectional view taken along the chain line BB ′ in FIG. Corresponding to the chain line BB ′ of
Further, in FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 7 are used.
【0139】また、図7中において、駆動回路のnチャ
ネル型TFT(第2のnチャネル型TFT)はチャネル
形成領域362、ゲート電極を形成する第2の形状の導
電層324と一部が重なる第2の不純物領域363とソ
ース領域またはドレイン領域として機能する第3の不純
物領域364を有している。pチャネル型TFTにはチ
ャネル形成領域365、ゲート電極を形成する第2の形
状の導電層325と一部が重なる第4不純物領域366
とソース領域またはドレイン領域として機能する第4の
不純物領域367を有している。nチャネル型TFT
(第2のnチャネル型TFT)にはチャネル形成領域3
68、ゲート電極を形成する第2の形状の導電層326
と一部が重なる第2の不純物領域369とソース領域ま
たはドレイン領域として機能する第3の不純物領域37
0を有している。このようなnチャネル型TFT及びp
チャネル型TFTによりシフトレジスタ回路、バッファ
回路、レベルシフタ回路、ラッチ回路などを形成するこ
とができる。In FIG. 7, the n-channel TFT (second n-channel TFT) of the driving circuit partially overlaps the channel forming region 362 and the second shape conductive layer 324 forming the gate electrode. It has a second impurity region 363 and a third impurity region 364 which functions as a source region or a drain region. In the p-channel TFT, a channel formation region 365 and a fourth impurity region 366 which partially overlaps the second shape conductive layer 325 which forms a gate electrode.
And a fourth impurity region 367 which functions as a source region or a drain region. n-channel type TFT
The channel forming region 3 is formed in the (second n-channel TFT).
68, a second shape conductive layer 326 forming a gate electrode
The second impurity region 369 that partially overlaps with the third impurity region 37 that functions as a source region or a drain region.
Has 0. Such n-channel TFT and p
A shift register circuit, a buffer circuit, a level shifter circuit, a latch circuit, and the like can be formed using channel TFTs.
【0140】[実施例2]本実施例では、実施例1のア
クティブマトリクス基板から、アクティブマトリクス型
液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明に
は図9を用いる。[Embodiment 2] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device from the active matrix substrate of Embodiment 1 will be described below. FIG. 9 is used for the description.
【0141】まず、上記実施例1に従い、図15の状態
のアクティブマトリクス基板を得た後、図15のアクテ
ィブマトリクス基板上に配向膜を形成しラビング処理を
行う。なお、本実施例では配向膜を形成する前に、アク
リル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによ
って基板間隔を保持するための柱状のスペーサを所望の
位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状
のスペーサを基板全面に散布してもよい。First, according to the first embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 15, an alignment film is formed on the active matrix substrate of FIG. 15 and rubbing treatment is performed. In this embodiment, before forming the alignment film, the organic resin film such as the acrylic resin film was patterned to form the columnar spacers for holding the substrate distance at desired positions. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.
【0142】次いで、対向基板を用意する。この対向基
板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置された
カラーフィルタが設けられている。また、駆動回路の部
分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層と
を覆う平坦化膜を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導
電膜からなる対向電極を画素部に形成し、対向基板の全
面に配向膜を形成し、ラビング処理を施した。Next, a counter substrate is prepared. The counter substrate is provided with a color filter in which a colored layer and a light shielding layer are arranged corresponding to each pixel. Further, a light-shielding layer was also provided in the drive circuit portion. A flattening film was provided to cover the color filter and the light shielding layer. Next, a counter electrode made of a transparent conductive film was formed on the flattening film in the pixel portion, an alignment film was formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing treatment was performed.
【0143】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材で貼り
合わせる。シール材にはフィラーが混入されていて、こ
のフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って
2枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に
液晶材料を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に
封止する。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良
い。このようにしてアクティブマトリクス型液晶表示装
置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマト
リクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さ
らに、公知の技術を用いて偏光板等を適宜設けた。そし
て、公知の技術を用いてFPCを貼りつけた。Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the drive circuit are formed and the counter substrate are bonded together with a sealant. A filler is mixed in the sealing material, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacer. After that, a liquid crystal material is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. Thus, the active matrix type liquid crystal display device is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is cut into a desired shape. Further, a polarizing plate and the like are appropriately provided by using a known technique. Then, the FPC was attached using a known technique.
【0144】こうして得られた液晶モジュールの構成を
図9の上面図を用いて説明する。The structure of the liquid crystal module thus obtained will be described with reference to the top view of FIG.
【0145】アクティブマトリクス基板801の中央に
は、画素部804が配置されている。画素部804の上
側には、ソース信号線を駆動するためのソース信号線駆
動回路802が配置されている。画素部804の左右に
は、ゲート信号線を駆動するためのゲート信号線駆動回
路803が配置されている。本実施例に示した例では、
ゲート信号線駆動回路803は画素部に対して左右対称
配置としているが、これは片側のみの配置でも良く、液
晶モジュールの基板サイズ等を考慮して、設計者が適宜
選択すれば良い。ただし、回路の動作信頼性や駆動効率
等を考えると、図9に示した左右対称配置が望ましい。A pixel portion 804 is arranged in the center of the active matrix substrate 801. A source signal line driver circuit 802 for driving a source signal line is arranged above the pixel portion 804. A gate signal line driver circuit 803 for driving a gate signal line is arranged on the left and right of the pixel portion 804. In the example shown in this embodiment,
Although the gate signal line driver circuit 803 is arranged symmetrically with respect to the pixel portion, it may be arranged on only one side and may be appropriately selected by the designer in consideration of the substrate size of the liquid crystal module and the like. However, considering the operational reliability of the circuit, the driving efficiency, etc., the bilaterally symmetrical arrangement shown in FIG. 9 is desirable.
【0146】各駆動回路への信号の入力は、フレキシブ
ルプリント基板(Flexible Print Circuit:FPC)8
05から行われる。FPC805は、基板801の所定
の場所まで配置された配線に達するように、層間絶縁膜
および樹脂膜にコンタクトホールを開口し、接続電極8
09を形成した後、異方性導電膜等を介して圧着され
る。本実施例においては、接続電極はITOを用いて形
成した。A signal is input to each drive circuit by a flexible print circuit (Flexible Print Circuit: FPC) 8
It starts from 05. The FPC 805 opens a contact hole in the interlayer insulating film and the resin film so as to reach the wiring arranged up to a predetermined position on the substrate 801, and connects the connection electrode 8
After forming 09, it is pressure-bonded through an anisotropic conductive film or the like. In this embodiment, the connection electrode is made of ITO.
【0147】駆動回路、画素部の周辺には、基板外周に
沿ってシール剤807が塗布され、あらかじめアクティ
ブマトリクス基板上に形成されたスペーサによって一定
のギャップ(基板801と対向基板806との間隔)を
保った状態で、対向基板806が貼り付けられる。その
後、シール剤807が塗布されていない部分より液晶素
子が注入され、封止剤808によって密閉される。以上
の工程により、液晶モジュールが完成する。A sealant 807 is applied to the periphery of the driving circuit and the pixel portion along the outer circumference of the substrate, and a constant gap is formed by a spacer previously formed on the active matrix substrate (a gap between the substrate 801 and the counter substrate 806). The counter substrate 806 is attached while maintaining After that, a liquid crystal element is injected from a portion where the sealant 807 is not applied and is sealed with a sealant 808. The liquid crystal module is completed through the above steps.
【0148】また、ここでは全ての駆動回路を基板上に
形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個のICを
用いてもよい。Although an example in which all the drive circuits are formed on the substrate is shown here, several ICs may be used as a part of the drive circuits.
【0149】また、本実施例は、実施の形態1乃至4、
実施例1のいずれか一と自由に組み合わせることができ
る。In addition, this embodiment is based on Embodiments 1 to 4,
It can be freely combined with any one of the first embodiment.
【0150】[実施例3]本実施例では、EL(Electr
o Luminescence)素子を備えた発光表示装置を作製する
例を以下に示す。[Embodiment 3] In this embodiment, EL (Electr
An example of manufacturing a light-emitting display device including an o Luminescence element will be described below.
【0151】絶縁表面を有する基板(例えば、ガラス基
板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチック基板等)
に、画素部、ソース側駆動回路、及びゲート側駆動回路
を形成する。これらの画素部や駆動回路は、上記実施例
1に従えば得ることができる。また、画素部および駆動
回路部はシール材で覆われ、そのシール材は保護膜で覆
われている。さらに、接着材を用いてカバー材で封止さ
れている。熱や外力などによる変形に耐えるためカバー
材は基板と同じ材質のもの、例えばガラス基板を用いる
ことが望ましく、サンドブラスト法などにより凹部形状
(深さ3〜10μm)に加工する。さらに加工して乾燥
剤が設置できる凹部(深さ50〜200μm)を形成す
ることが望ましい。また、多面取りでELモジュールを
製造する場合、基板とカバー材とを貼り合わせた後、C
O2レーザー等を用いて端面が一致するように分断して
もよい。A substrate having an insulating surface (eg, glass substrate, crystallized glass substrate, or plastic substrate)
Then, a pixel portion, a source side driver circuit, and a gate side driver circuit are formed. These pixel portion and driving circuit can be obtained according to the first embodiment. Further, the pixel portion and the driving circuit portion are covered with a sealing material, and the sealing material is covered with a protective film. Further, it is sealed with a cover material using an adhesive material. The cover material is preferably made of the same material as the substrate, for example, a glass substrate, in order to withstand deformation due to heat or external force. It is desirable to further process to form a recess (depth of 50 to 200 μm) in which a desiccant can be installed. In addition, when manufacturing an EL module by multi-chambering, after bonding the substrate and the cover material, C
O 2 end surface with a laser or the like may be divided so as to coincide.
【0152】次に、断面構造について以下に説明する。
基板上に絶縁膜が設けられ、絶縁膜の上方には画素部、
ゲート側駆動回路が形成されており、画素部は電流制御
用TFTとそのドレインに電気的に接続された画素電極
を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆
動回路はnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを
組み合わせたCMOS回路を用いて形成される。これら
のTFTは、上記実施例1に従って作製すればよい。The sectional structure will be described below.
An insulating film is provided on the substrate, a pixel portion is provided above the insulating film,
A gate side driver circuit is formed, and a pixel portion is formed by a plurality of pixels including a current control TFT and a pixel electrode electrically connected to its drain. Further, the gate side driver circuit is formed using a CMOS circuit in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are combined. These TFTs may be manufactured according to the first embodiment.
【0153】画素電極はEL素子の陽極として機能す
る。また、画素電極の両端にはバンクが形成され、画素
電極上にはEL層およびEL素子の陰極が形成される。The pixel electrode functions as the anode of the EL element. Further, banks are formed at both ends of the pixel electrode, and an EL layer and a cathode of the EL element are formed on the pixel electrode.
【0154】EL層としては、発光層、電荷輸送層また
は電荷注入層を自由に組み合わせてEL層(発光及びそ
のためのキャリアの移動を行わせるための層)を形成す
れば良い。例えば、低分子系有機EL材料や高分子系有
機EL材料を用いればよい。また、EL層として一重項
励起により発光(蛍光)する発光材料(シングレット化
合物)からなる薄膜、または三重項励起により発光(リ
ン光)する発光材料(トリプレット化合物)からなる薄
膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入
層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能であ
る。これらの有機EL材料や無機材料は公知の材料を用
いることができる。As the EL layer, a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer may be freely combined to form an EL layer (a layer for causing light emission and carrier movement for that purpose). For example, a low molecular weight organic EL material or a high molecular weight organic EL material may be used. Further, as the EL layer, a thin film formed of a light emitting material (singlet compound) that emits light (fluorescence) by singlet excitation or a thin film formed of a light emitting material (triplet compound) that emits light (phosphorescence) by triplet excitation can be used. Further, it is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used as these organic EL materials and inorganic materials.
【0155】陰極は全画素に共通の配線としても機能
し、接続配線を経由してFPCに電気的に接続されてい
る。さらに、画素部及びゲート側駆動回路に含まれる素
子は全て陰極、シール材及び保護膜で覆われている。The cathode also functions as a wiring common to all the pixels, and is electrically connected to the FPC via the connection wiring. Further, all the elements included in the pixel portion and the gate side driving circuit are covered with the cathode, the sealing material and the protective film.
【0156】なお、シール材としては、できるだけ可視
光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるのが好ま
しい。また、シール材はできるだけ水分や酸素を透過し
ない材料であることが望ましい。As the sealing material, it is preferable to use a material that is as transparent or semitransparent to visible light as possible. Further, it is desirable that the sealing material is a material that does not allow moisture and oxygen to permeate as much as possible.
【0157】また、シール材を用いて発光素子を完全に
覆った後、すくなくともDLC膜等からなる保護膜をシ
ール材の表面(露呈面)に設けることが好ましい。ま
た、基板の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。こ
こで、外部入力端子(FPC)が設けられる部分に保護
膜が成膜されないように注意することが必要である。マ
スクを用いて保護膜が成膜されないようにしてもよい
し、CVD装置でマスキングテープとして用いるテフロ
ン(登録商標)等のテープで外部入力端子部分を覆うこ
とで保護膜が成膜されないようにしてもよい。After the light emitting element is completely covered with the sealing material, it is preferable to provide a protective film made of at least a DLC film on the surface (exposed surface) of the sealing material. Further, a protective film may be provided on the entire surface including the back surface of the substrate. Here, it is necessary to take care so that the protective film is not formed on the portion where the external input terminal (FPC) is provided. The protective film may be prevented from being formed by using a mask, or the external input terminal portion may be covered with a tape such as Teflon (registered trademark) used as a masking tape in the CVD device so that the protective film is not formed. Good.
【0158】以上のような構造でEL素子をシール材及
び保護膜で封入することにより、EL素子を外部から完
全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のEL
層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐこ
とができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ること
ができる。By encapsulating the EL element with the sealing material and the protective film in the above-mentioned structure, the EL element can be completely shielded from the outside, and the EL element such as moisture and oxygen can be shielded from the outside.
It is possible to prevent entry of a substance that promotes deterioration due to oxidation of the layer. Therefore, a highly reliable light emitting device can be obtained.
【0159】また、画素電極を陰極とし、EL層と陽極
を積層して上記構成とは逆方向に発光する構成としても
よい。Further, the pixel electrode may be used as a cathode, the EL layer and the anode may be laminated, and light may be emitted in a direction opposite to the above.
【0160】なお、本実施例は実施例1または実施の形
態1、実施の形態2と組み合わせることが可能である。Note that this embodiment can be combined with Embodiment 1 or Embodiments 1 and 2.
【0161】[実施例4]本実施例では、他のトップゲ
ート型TFTの例、具体的には、ゲート配線が半導体層
の下方に設けられ遮光層としたトップゲート型TFTを
備えたアクティブマトリクス基板の作製工程の例を示
す。なお、説明には画素部の一部の上面図および断面図
を示した図10〜図15を用いる。[Embodiment 4] In this embodiment, an example of another top gate type TFT, specifically, an active matrix provided with a top gate type TFT in which a gate wiring is provided below a semiconductor layer and used as a light shielding layer. An example of a substrate manufacturing process will be described. Note that FIGS. 10 to 15 which are a top view and a cross-sectional view of part of the pixel portion are used for description.
【0162】まず、絶縁表面を有する基板401上に導
電膜を形成し、パターニングを施すことにより走査線4
02を形成する。(図10(A))First, a conductive film is formed on the substrate 401 having an insulating surface, and patterning is performed to scan lines 4
02 is formed. (Fig. 10 (A))
【0163】この走査線402は後に形成される活性層
を光から保護する遮光層としても機能する。ここでは基
板401として石英基板を用い、走査線402としてポ
リシリコン膜(膜厚50nm)とタングステンシリサイ
ド(W−Si)膜(膜厚100nm)の積層構造を用い
た。また、ポリシリコン膜はタングステンシリサイドか
ら基板への汚染を保護するものである。基板401には
石英基板の他に、ガラス基板、プラスチック基板を用い
ることができる。ガラス基板を用いる場合には、ガラス
歪み点よりも10〜20℃程度低い温度であらかじめ熱
処理しておいても良い。また、基板401のTFTを形
成する表面に、基板401からの不純物拡散を防ぐため
に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シ
リコン膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成するとよ
い。走査線402としては、導電型を付与する不純物元
素がドープされたpoly−SiやWSiX(X=2.
0〜2.8)、Al、Ta、W、Cr、Mo等の導電性
材料及びその積層構造を用いることができる。The scanning line 402 also functions as a light-shielding layer that protects an active layer formed later from light. Here, a quartz substrate was used as the substrate 401, and a stacked structure of a polysilicon film (film thickness 50 nm) and a tungsten silicide (W—Si) film (film thickness 100 nm) was used as the scanning line 402. Moreover, the polysilicon film protects the contamination of the substrate from the tungsten silicide. As the substrate 401, a glass substrate or a plastic substrate can be used instead of the quartz substrate. When a glass substrate is used, it may be preliminarily heat-treated at a temperature about 10 to 20 ° C. lower than the glass strain point. Further, a base film made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film may be formed on the surface of the substrate 401 on which the TFT is formed in order to prevent diffusion of impurities from the substrate 401. As the scanning line 402, poly-Si or WSi x (X = 2.
0 to 2.8), a conductive material such as Al, Ta, W, Cr and Mo, and a laminated structure thereof can be used.
【0164】次いで、走査線402を覆う絶縁膜403
a、403bを膜厚100〜1000nm(代表的には
300〜500nm)で形成する。(図10(B))こ
こではCVD法を用いた膜厚100nmの酸化シリコン
膜とLPCVD法を用いた膜厚280nmの酸化シリコ
ン膜を積層させた。Next, an insulating film 403 which covers the scanning lines 402.
a and 403b are formed with a film thickness of 100 to 1000 nm (typically 300 to 500 nm). (FIG. 10B) Here, a 100-nm-thick silicon oxide film formed by a CVD method and a 280-nm-thick silicon oxide film formed by an LPCVD method were stacked.
【0165】また、絶縁膜403bを形成した後、絶縁
膜表面を化学的及び機械的に研磨する処理(代表的には
CMP技術)等)により平坦化してもよい。例えば、絶
縁膜表面の最大高さ(Rmax)が0.5μm以下、好ま
しくは0.3μm以下となるようにする。After forming the insulating film 403b, the surface of the insulating film may be planarized by a process of chemically and mechanically polishing (typically a CMP technique). For example, the maximum height (Rmax) of the surface of the insulating film is 0.5 μm or less, preferably 0.3 μm or less.
【0166】次いで、非晶質半導体膜を膜厚10〜10
0nmで形成する。ここでは膜厚69nmの非晶質シリ
コン膜(アモルファスシリコン膜)をLPCVD法を用
いて形成した。次いで、この非晶質半導体膜を結晶化さ
せる技術として特開平8-78329号公報記載の技術を用い
て結晶化させた。同公報記載の技術は、非晶質シリコン
膜に対して結晶化を助長する金属元素を選択的に添加
し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる
結晶質シリコン膜を形成するものである。ここでは結晶
化を助長する金属元素としてニッケルを用い、脱水素化
のための熱処理(450℃、1時間)の後、結晶化のた
めの熱処理(600℃、12時間)を行った。なお、こ
こでは、結晶化に上記公報記載の技術を用いたが特に限
定されず、公知の結晶化処理(レーザー結晶化法、熱結
晶化法等)を用いることが可能である。次いで、結晶化
率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するためのレ
ーザー光(XeCl:波長308nm)の照射を行う。
レーザー光には波長400nm以下のエキシマレーザ光
や、YAGレーザの第2高調波、第3高調波を用いる。
いずれにしても、繰り返し周波数10〜1000Hz程度
のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光を光学系に
て100〜400mJ/cm2に集光し、90〜95%のオー
バーラップ率をもって照射し、シリコン膜表面を走査さ
せればよい。Next, an amorphous semiconductor film having a film thickness of 10 to 10 is formed.
It is formed with 0 nm. Here, an amorphous silicon film (amorphous silicon film) having a film thickness of 69 nm was formed by the LPCVD method. Then, as a technique for crystallizing this amorphous semiconductor film, the technique described in JP-A-8-78329 was used for crystallization. The technique described in the publication is to selectively add a metal element that promotes crystallization to an amorphous silicon film, and perform a heat treatment to form a crystalline silicon film that spreads starting from the added region. is there. Here, nickel was used as a metal element that promotes crystallization, and after heat treatment for dehydrogenation (450 ° C., 1 hour), heat treatment for crystallization (600 ° C., 12 hours) was performed. Although the technique described in the above publication was used for crystallization, it is not particularly limited, and a known crystallization treatment (laser crystallization method, thermal crystallization method, etc.) can be used. Then, irradiation with laser light (XeCl: wavelength 308 nm) for increasing the crystallization rate and repairing defects left in crystal grains is performed.
As the laser light, excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, and second and third harmonics of YAG laser are used.
In any case, a pulsed laser beam with a repetition frequency of about 10 to 1000 Hz is used, the laser beam is condensed to 100 to 400 mJ / cm 2 by an optical system, and irradiation is performed with an overlap rate of 90 to 95%. The film surface may be scanned.
【0167】次いで、TFTの活性層とする領域からN
iをゲッタリングする。ここでは、ゲッタリング方法と
して希ガス元素を含む半導体膜を用いて行う例を示す。
上記レーザー光の照射により形成された酸化膜に加え、
オゾン水で表面を120秒処理して合計1〜5nmの酸
化膜からなるバリア層を形成する。次いで、バリア層上
にスパッタ法にてゲッタリングサイトとなるアルゴン元
素を含む非晶質シリコン膜を膜厚150nmで形成す
る。本実施例のスパッタ法による成膜条件は、成膜圧力
を0.3Paとし、ガス(Ar)流量を50(sccm)と
し、成膜パワーを3kWとし、基板温度を150℃とす
る。なお、上記条件での非晶質シリコン膜に含まれるア
ルゴン元素の原子濃度は、3×1020/cm3〜6×1
020/cm3、酸素の原子濃度は1×1019/cm3〜3
×1019/cm3である。その後、ランプアニール装置
を用いて650℃、3分の熱処理を行いゲッタリングす
る。なお、ランプアニール装置の代わりに電気炉を用い
てもよい。Next, from the area to be the active layer of the TFT, N
Getter i. Here, an example of performing a gettering method using a semiconductor film containing a rare gas element is shown.
In addition to the oxide film formed by the irradiation of the laser light,
The surface is treated with ozone water for 120 seconds to form a barrier layer made of an oxide film having a total thickness of 1 to 5 nm. Next, an amorphous silicon film containing an argon element, which serves as a gettering site, is formed to a thickness of 150 nm on the barrier layer by a sputtering method. The film forming conditions by the sputtering method of the present embodiment are a film forming pressure of 0.3 Pa, a gas (Ar) flow rate of 50 (sccm), a film forming power of 3 kW, and a substrate temperature of 150 ° C. The atomic concentration of the argon element contained in the amorphous silicon film under the above conditions is 3 × 10 20 / cm 3 to 6 × 1.
0 20 / cm 3 , the atomic concentration of oxygen is 1 × 10 19 / cm 3 to 3
It is × 10 19 / cm 3 . After that, gettering is performed by heat treatment at 650 ° C. for 3 minutes using a lamp annealing device. An electric furnace may be used instead of the lamp annealing device.
【0168】次いで、バリア層をエッチングストッパー
として、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む
非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希
フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、
ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除
去することが望ましい。Then, the barrier layer is used as an etching stopper to selectively remove the amorphous silicon film containing the argon element which is the gettering site, and then the barrier layer is selectively removed with dilute hydrofluoric acid. In addition, at the time of gettering,
Since nickel tends to move to a region having a high oxygen concentration, it is desirable to remove the barrier layer made of an oxide film after gettering.
【0169】次いで、得られた結晶構造を有するシリコ
ン膜(ポリシリコン膜とも呼ばれる)の表面にオゾン水
で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを
形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離さ
れた半導体層404を形成する。半導体層404を形成
した後、レジストからなるマスクを除去する。(図10
(C1))なお、半導体層404を形成した後の画素上
面図を図10(C2)に示す。図10(C2)におい
て、点線A−A’で切断した断面図が図10(C1)に
相当する。Next, after forming a thin oxide film with ozone water on the surface of the obtained silicon film having a crystal structure (also referred to as a polysilicon film), a mask made of a resist is formed, and an etching treatment is performed into a desired shape. The island-shaped separated semiconductor layer 404 is formed. After forming the semiconductor layer 404, the resist mask is removed. (Fig. 10
(C1)) Note that FIG. 10C2 is a top view of the pixel after the semiconductor layer 404 is formed. A cross-sectional view taken along dashed line AA ′ in FIG. 10C2 corresponds to FIG. 10C1.
【0170】また、半導体層を形成した後、TFTのし
きい値(Vth)を制御するためにp型あるいはn型を
付与する不純物元素を添加してもよい。なお、半導体に
対してp型を付与する不純物元素には、ボロン(B)、
アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)など周期律第
13族元素が知られている。なお、半導体に対してn型
を付与する不純物元素としては周期律15族に属する元
素、典型的にはリン(P)または砒素(As)が知られ
ている。After forming the semiconductor layer, an impurity element imparting p-type or n-type may be added in order to control the threshold value (Vth) of the TFT. The impurity element that imparts p-type conductivity to the semiconductor is boron (B),
Periodic Group 13 elements such as aluminum (Al) and gallium (Ga) are known. Note that an element belonging to Group 15 of the periodic law, typically phosphorus (P) or arsenic (As) is known as an impurity element imparting n-type to a semiconductor.
【0171】次いで、保持容量を形成するため、マスク
405を形成して半導体層の一部(保持容量とする領
域)406にリンをドーピングする。(図11(A))Next, in order to form a storage capacitor, a mask 405 is formed and part of the semiconductor layer (a region to be a storage capacitor) 406 is doped with phosphorus. (Figure 11 (A))
【0172】次いで、マスク405を除去し、半導体層
を覆う絶縁膜を形成した後、マスク407を形成して保
持容量とする領域406上の絶縁膜を除去する。(図1
1(B))Next, after removing the mask 405 and forming an insulating film covering the semiconductor layer, a mask 407 is formed to remove the insulating film on the region 406 which is to be the storage capacitor. (Fig. 1
1 (B))
【0173】次いで、マスク407を除去し、熱酸化を
行って絶縁膜(ゲート絶縁膜)408aを形成する。こ
の熱酸化によって最終的なゲート絶縁膜の膜厚は80n
mとなった。なお、保持容量とする領域上に他の領域よ
り薄い絶縁膜408bを形成した。(図11(C1))
ここでの画素上面図を図11(C2)に示す。図11
(C2)において、点線B−B’で切断した断面図が図
11(C1)に相当する。Next, the mask 407 is removed and thermal oxidation is performed to form an insulating film (gate insulating film) 408a. The final thickness of the gate insulating film is 80 n due to this thermal oxidation.
It became m. Note that an insulating film 408b which is thinner than the other regions was formed over the region to be the storage capacitor. (Figure 11 (C1))
A top view of the pixel here is shown in FIG. Figure 11
A cross-sectional view taken along dashed line BB ′ in (C2) corresponds to FIG. 11 (C1).
【0174】次いで、TFTのチャネル領域となる領域
にp型またはn型の不純物元素を低濃度に添加するチャ
ネルドープ工程を全面または選択的に行った。このチャ
ネルドープ工程は、TFTしきい値電圧を制御するため
の工程である。なお、ここではジボラン(B2H6)を質
量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロ
ンを添加した。もちろん、質量分離を行うイオンインプ
ランテーション法を用いてもよい。Then, a channel doping step of adding a p-type or n-type impurity element at a low concentration to the region which will be the channel region of the TFT was performed entirely or selectively. This channel doping process is a process for controlling the TFT threshold voltage. Here, boron was added by an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) was plasma-excited without mass separation. Of course, an ion implantation method that performs mass separation may be used.
【0175】次いで、絶縁膜408a、及び絶縁膜40
3a、403b上にマスク409を形成し、走査線40
2に達するコンタクトホールを形成する。(図12
(A))そして、コンタクトホールの形成後、マスクを
除去する。Next, the insulating film 408a and the insulating film 40
3a and 403b, a mask 409 is formed on the scanning line 40.
A contact hole reaching 2 is formed. (Fig. 12
(A)) Then, after forming the contact hole, the mask is removed.
【0176】次いで、導電膜を形成し、パターニングを
行ってゲート電極410および容量配線411を形成す
る。(図12(B))ここでは、リンがドープされたシ
リコン膜(膜厚150nm)とタングステンシリサイド
(膜厚150nm)との積層構造を用いた。本実施例で
はダブルゲート構造とし、互いに隣り合うゲート電極の
間隔d1=1μmとする。なお、保持容量は、絶縁膜4
08bを誘電体とし、容量配線411と半導体層の一部
406とで構成されている。Next, a conductive film is formed and patterned to form the gate electrode 410 and the capacitor wiring 411. (FIG. 12B) Here, a laminated structure of a phosphorus-doped silicon film (film thickness 150 nm) and tungsten silicide (film thickness 150 nm) was used. In this embodiment, a double gate structure is used, and the distance d1 between adjacent gate electrodes is 1 μm. It should be noted that the storage capacity is equal to
08b is a dielectric and is composed of a capacitor wiring 411 and a part 406 of the semiconductor layer.
【0177】次いで、ゲート電極410および容量配線
411をマスクとして自己整合的にリンを低濃度に添加
する。(図12(C1))ここでの画素上面図を図12
(C2)に示す。図12(C2)において、点線C1−
C1’で切断した断面図と、点線C2−C2’で切断し
た断面図が図12(C1)に相当する。この低濃度に添
加された領域のリンの濃度が、1×1016〜5×1018
atoms/cm3、代表的には3×1017〜3×10
18atoms/cm3となるように調整する。Then, phosphorus is added in a low concentration in a self-aligning manner using the gate electrode 410 and the capacitor wiring 411 as a mask. (FIG. 12C1) FIG. 12 is a top view of the pixel here.
It shows in (C2). In FIG. 12 (C2), a dotted line C1-
A cross-sectional view taken along C1 ′ and a cross-sectional view taken along a dotted line C2-C2 ′ correspond to FIG. 12C1. The phosphorus concentration in the region added to this low concentration is 1 × 10 16 to 5 × 10 18.
atoms / cm 3 , typically 3 × 10 17 to 3 × 10
Adjust so that it is 18 atoms / cm 3 .
【0178】次いで、マスク412を形成してリンを高
濃度に添加し、ソース領域またはドレイン領域となる高
濃度不純物領域413を形成する。(図13(A))こ
の高濃度不純物領域のリンの濃度が1×1020〜1×1
021atoms/cm3(代表的には2×1020〜5×
1020atoms/cm3)となるように調整する。な
お、半導体層404のうち、ゲート電極410と重なる
領域はチャネル形成領域414となり、マスク412で
覆われた領域は低濃度不純物領域415となりLDD領
域として機能する。本実施例の画素部のTFTにおいて
は、互いに隣り合うゲート電極の間にはマスク412を
設けず、2つのチャネル形成領域の間には高濃度不純物
領域(チャネル長方向の幅1μm)のみを自己整合的に
形成する。このマスク412により低濃度不純物領域の
幅d2=1.3〜1.5μmとし、互いに隣り合うゲー
ト電極の間隔d1=1μmとする。ただし、d1<d2
であれば、これらの数値に限定されないことは言うまで
もない。なお、本実施例では同一基板上に画素部のTF
Tと駆動回路のTFTが形成されるが、駆動回路のTF
Tは、チャネル形成領域の両側に低濃度不純物領域を設
けてもよいし、片側に低濃度不純物領域を設けてもよい
し、両側に低濃度不純物領域を設けなくてもよく、実施
者が適宜マスクを設計すればよい。そして、不純物元素
の添加後、マスク412を除去する。Next, a mask 412 is formed and phosphorus is added at a high concentration to form a high concentration impurity region 413 which becomes a source region or a drain region. (FIG. 13A) The concentration of phosphorus in this high concentration impurity region is 1 × 10 20 to 1 × 1.
0 21 atoms / cm 3 (typically 2 × 10 20 to 5 ×
10 20 atoms / cm 3 ). Note that in the semiconductor layer 404, a region overlapping with the gate electrode 410 serves as a channel formation region 414, and a region covered with the mask 412 serves as a low-concentration impurity region 415 and functions as an LDD region. In the TFT of the pixel portion of this embodiment, the mask 412 is not provided between the gate electrodes adjacent to each other, and only the high-concentration impurity region (width 1 μm in the channel length direction) is provided between the two channel formation regions. Form consistently. With this mask 412, the width d2 of the low-concentration impurity region is set to 1.3 to 1.5 μm, and the distance d1 between adjacent gate electrodes is set to 1 μm. However, d1 <d2
If so, it goes without saying that it is not limited to these numerical values. In this embodiment, the TF of the pixel portion is formed on the same substrate.
T and the TFT of the drive circuit are formed, but the TF of the drive circuit
T may be provided with low-concentration impurity regions on both sides of the channel formation region, may be provided with low-concentration impurity regions on one side, or may not be provided with low-concentration impurity regions on both sides. Just design the mask. Then, after adding the impurity element, the mask 412 is removed.
【0179】次いで、ここでは図示しないが、画素と同
一基板上に形成される駆動回路に用いるpチャネル型T
FTを形成するために、マスクでnチャネル型TFTと
なる領域を覆い、ボロンを添加してソース領域またはド
レイン領域を形成する。Next, although not shown here, a p-channel type T used for a drive circuit formed on the same substrate as the pixel.
In order to form FT, a mask is used to cover a region to be an n-channel TFT, and boron is added to form a source region or a drain region.
【0180】次いで、マスク412を除去した後、ゲー
ト電極410および容量配線411を覆うパッシベーシ
ョン膜416を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を
70nmの膜厚で形成した。次いで、半導体層にそれぞ
れの濃度で添加されたn型またはp型不純物元素を活性
化するための熱処理工程を行う。ここでは850℃、3
0分の加熱処理を行った。Next, after removing the mask 412, a passivation film 416 covering the gate electrode 410 and the capacitor wiring 411 is formed. Here, a silicon oxide film was formed to a thickness of 70 nm. Next, a heat treatment step for activating the n-type or p-type impurity element added to the semiconductor layer at each concentration is performed. Here 850 ℃, 3
Heat treatment was performed for 0 minutes.
【0181】次いで、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜
417を形成する。ここでは膜厚400nmのアクリル
樹脂膜を用いた。次いで、半導体層に達するコンタクト
ホールを形成した後、ドレイン電極418及びソース配
線419を形成する。本実施例ではドレイン電極418
及びソース配線419を、Ti膜を100nm、Tiを
含むアルミニウム膜を300nm、Ti膜150nmを
スパッタ法で連続して形成した3層構造の積層膜とし
た。(図13(B1))図13(B1)に示すように、
ソース配線419とドレイン電極418とで半導体層へ
の光を遮光する。このソース配線419とドレイン電極
418とで後に形成する遮光層の端部で回折した光を遮
断する。なお、図13(B2)において点線D−D’で
切断した断面図が図13(B1)に相当する。Next, an interlayer insulating film 417 made of an organic resin material is formed. Here, an acrylic resin film having a film thickness of 400 nm was used. Next, after forming a contact hole reaching the semiconductor layer, a drain electrode 418 and a source wiring 419 are formed. In this embodiment, the drain electrode 418
The source wiring 419 is a stacked film having a three-layer structure in which a Ti film is 100 nm, an aluminum film containing Ti is 300 nm, and a Ti film is 150 nm are successively formed by a sputtering method. (FIG. 13 (B1)) As shown in FIG. 13 (B1),
Light to the semiconductor layer is blocked by the source wiring 419 and the drain electrode 418. The source wiring 419 and the drain electrode 418 block light diffracted at the end of a light shielding layer which will be formed later. Note that a cross-sectional view taken along dashed line DD 'in FIG. 13B2 corresponds to FIG. 13B1.
【0182】次いで、水素化処理をおこなった後、アク
リルからなる層間絶縁膜420を形成する。次いで、層
間絶縁膜420上に遮光性を有する導電膜100nmを
成膜し、遮光層421を形成する。(図14(A))図
14(A)において、点線E−E’で切断した断面図が
図14(B)に相当する。Then, after hydrogenation is performed, an interlayer insulating film 420 made of acrylic is formed. Next, a conductive film having a light-blocking property of 100 nm is formed over the interlayer insulating film 420 to form a light-blocking layer 421. (FIG. 14 (A)) The cross-sectional view taken along the dotted line EE ′ in FIG. 14 (A) corresponds to FIG. 14 (B).
【0183】次いで、層間絶縁膜422を形成する。次
いで、ドレイン電極418に達するコンタクトホール形
成する。次いで、100nmの透明導電膜(ここでは酸
化インジウム・スズ(ITO)膜)を形成した後、パタ
ーニングして画素電極423、424を形成する。(図
15(A))図15(A)において、点線F−F’で切
断した断面図が図15(B)に相当する。Then, an interlayer insulating film 422 is formed. Next, a contact hole reaching the drain electrode 418 is formed. Next, after forming a 100-nm transparent conductive film (here, indium tin oxide (ITO) film), patterning is performed to form pixel electrodes 423 and 424. (FIG. 15A) A cross-sectional view taken along the dotted line FF ′ in FIG. 15A corresponds to FIG. 15B.
【0184】こうして画素部には、表示領域(画素サイ
ズ23μm×23μm)の面積(開口率74.5%)を
確保しつつ、nチャネル型TFTでなる画素TFTが形
成され、十分な保持容量(55.2fF)を得ることが
できる。In this way, in the pixel portion, a pixel TFT made of an n-channel TFT is formed while ensuring an area (aperture ratio 74.5%) of a display region (pixel size 23 μm × 23 μm), and a sufficient storage capacitance ( 55.2 fF) can be obtained.
【0185】以上の様にして、ダブルゲート構造を有す
るnチャネル型TFT、及び保持容量を有する画素部
と、nチャネル型TFT及びpチャネル型TFTを有す
る駆動回路と、を同一基板上に形成することができる。
本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマト
リクス基板と呼ぶ。As described above, the n-channel TFT having the double gate structure and the pixel portion having the storage capacitor, and the driving circuit having the n-channel TFT and the p-channel TFT are formed on the same substrate. be able to.
In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.
【0186】また、こうして得られた画素TFTのオフ
電流は小さく、画素部のTFTとして適している。ま
た、TFTの特性の変動が小さい。Further, the off current of the pixel TFT thus obtained is small, and it is suitable for the TFT of the pixel portion. In addition, the fluctuation of the TFT characteristics is small.
【0187】なお、本実施例は一例であって本実施例の
工程に限定されないことはいうまでもない。例えば、各
導電膜としては、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、
モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(C
r)、シリコン(Si)から選ばれた元素、または前記
元素を組み合わせた合金膜(代表的には、Mo―W合
金、Mo―Ta合金)を用いることができる。また、各
絶縁膜としては、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜や酸
化窒化シリコン膜や有機樹脂材料(ポリイミド、アクリ
ル、ポリアミド、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシ
クロブテン)等)膜を用いることができる。Needless to say, this embodiment is merely an example and is not limited to the steps of this embodiment. For example, as each conductive film, tantalum (Ta), titanium (Ti),
Molybdenum (Mo), Tungsten (W), Chromium (C
r), an element selected from silicon (Si), or an alloy film in which the above elements are combined (typically, a Mo—W alloy or a Mo—Ta alloy) can be used. As each insulating film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or an organic resin material (polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, BCB (benzocyclobutene) film, etc.) film can be used.
【0188】また、本実施例では、画素電極に透明導電
膜を用いて透過型表示装置用のアクティブマトリクス基
板を作製する例を示したが、画素電極に反射性を有する
材料膜を用いて反射型表示装置用のアクティブマトリク
ス基板を作製してもよい。Further, in this embodiment, an example in which a transparent conductive film is used for the pixel electrode to manufacture an active matrix substrate for a transmissive display device is shown. However, a reflective material film is used for the pixel electrode for reflection. An active matrix substrate for a mold display device may be manufactured.
【0189】なお、本実施例は実施の形態1、実施の形
態2、実施の形態3、実施の形態4、または実施例2と
組み合わせることが可能である。Note that this embodiment can be combined with Embodiment Mode 1, Embodiment Mode 2, Embodiment Mode 3, Embodiment Mode 4, or Embodiment Mode 2.
【0190】[実施例5]上記実施の形態1または上記
実施の形態2においては、高濃度不純物領域とソース領
域(またはドレイン領域)とが同じ不純物濃度である例
を示したが、本実施例では高濃度不純物領域とソース領
域(またはドレイン領域)との濃度を異ならせる例を図
16および図17に示す。[Embodiment 5] In Embodiment 1 or Embodiment 2, the high impurity concentration region and the source region (or drain region) have the same impurity concentration. 16 and 17 show examples in which the high-concentration impurity region and the source region (or the drain region) have different concentrations.
【0191】図16中、500は基板、501、502
はチャネル形成領域、503、505はソース領域また
はドレイン領域、504は高濃度不純物領域、506、
507は低濃度不純物領域(LDD領域)、508はゲ
ート絶縁膜、509はゲート電極、510は層間絶縁
膜、511、512はソース電極またはドレイン電極で
ある。In FIG. 16, reference numeral 500 is a substrate, 501 and 502.
Is a channel forming region, 503 and 505 are source regions or drain regions, 504 is a high concentration impurity region, 506,
507 is a low concentration impurity region (LDD region), 508 is a gate insulating film, 509 is a gate electrode, 510 is an interlayer insulating film, and 511 and 512 are source electrodes or drain electrodes.
【0192】本実施例は、ドーピング工程を一つ増やし
て高濃度不純物領域504に含まれる不純物濃度をソー
ス領域またはドレイン領域503、505よりも高くす
る。また、二つのチャネル形成領域に挟まれた領域50
4がソース領域またはドレイン領域503、505より
も高濃度であるので、TFTがオン状態の半導体層全体
の抵抗を低減しつつ、何らかの理由でTFTに光が入射
した場合の光感度を低減する。In this embodiment, the number of doping steps is increased by one so that the impurity concentration of the high concentration impurity region 504 is higher than that of the source or drain regions 503 and 505. In addition, a region 50 sandwiched between two channel forming regions
Since 4 has a higher concentration than the source or drain regions 503 and 505, the resistance of the entire semiconductor layer in which the TFT is in the ON state is reduced, and the photosensitivity when light is incident on the TFT for some reason is reduced.
【0193】なお、実施の形態1と同様に、二つのチャ
ネル形成領域501、502に挟まれた領域を高濃度不
純物領域504のみとすることを特徴としている。ま
た、実施の形態1と同様に、互いに隣り合うゲート電極
509の間隔d1、即ち、高濃度不純物領域のチャネル
長方向の幅を低濃度不純物領域506、507の幅d2
より短く設計することによって二つのチャネル形成領域
の間隔を縮小することができ、一つの画素に対するTF
Tの占める面積を縮小することができる。As in the first embodiment, the region sandwiched between the two channel formation regions 501 and 502 is characterized by only the high-concentration impurity region 504. Further, as in the first embodiment, the distance d1 between the gate electrodes 509 adjacent to each other, that is, the width in the channel length direction of the high concentration impurity region is set to the width d2 of the low concentration impurity regions 506 and 507.
The shorter the distance between the two channel formation regions, the shorter the TF for one pixel.
The area occupied by T can be reduced.
【0194】また、また、図16に示すTFT構成にお
いて、実施の形態2のように、互いに隣り合うゲート電
極の間隔d1、即ち、高濃度不純物領域のチャネル長方
向の幅を低濃度不純物領域の幅d2と同じ長さに設計し
ても効果が得られる。Further, in the TFT structure shown in FIG. 16, as in the second embodiment, the distance d1 between adjacent gate electrodes, that is, the width of the high concentration impurity region in the channel length direction is set to the low concentration impurity region. Even if it is designed to have the same length as the width d2, the effect can be obtained.
【0195】図17中、600は基板、601、602
はチャネル形成領域、603、605はソース領域また
はドレイン領域、604は高濃度不純物領域、606、
607は低濃度不純物領域(LDD領域)、608はゲ
ート絶縁膜、609はゲート電極、610は層間絶縁
膜、611、612はソース電極またはドレイン電極で
ある。In FIG. 17, reference numeral 600 is a substrate, and 601 and 602.
Is a channel formation region, 603 and 605 are source regions or drain regions, 604 is a high concentration impurity region, 606,
Reference numeral 607 is a low-concentration impurity region (LDD region), 608 is a gate insulating film, 609 is a gate electrode, 610 is an interlayer insulating film, and 611 and 612 are source electrodes or drain electrodes.
【0196】本実施例は、ドーピング工程を一つ増やし
て高濃度不純物領域604に含まれる不純物濃度を低濃
度不純物領域606,607より高くし、ソース領域ま
たはドレイン領域603、605よりも低くする。In this embodiment, the number of doping steps is increased to make the impurity concentration of the high concentration impurity region 604 higher than that of the low concentration impurity regions 606 and 607 and lower than that of the source or drain regions 603 and 605.
【0197】なお、実施の形態1と同様に、二つのチャ
ネル形成領域601、602に挟まれた領域を高濃度不
純物領域604のみとすることを特徴としている。ま
た、実施の形態1と同様に、互いに隣り合うゲート電極
609の間隔d1、即ち、高濃度不純物領域のチャネル
長方向の幅を低濃度不純物領域606、607の幅d2
より短く設計することによって二つのチャネル形成領域
の間隔を縮小することができ、一つの画素に対するTF
Tの占める面積を縮小することができる。As in the first embodiment, the region sandwiched between the two channel forming regions 601 and 602 is characterized by only the high concentration impurity region 604. Further, as in the first embodiment, the distance d1 between the gate electrodes 609 adjacent to each other, that is, the width of the high concentration impurity region in the channel length direction is set to the width d2 of the low concentration impurity regions 606 and 607.
The shorter the distance between the two channel formation regions, the shorter the TF for one pixel.
The area occupied by T can be reduced.
【0198】また、図17に示すTFT構成において
も、実施の形態2のように、互いに隣り合うゲート電極
の間隔d1、即ち、高濃度不純物領域のチャネル長方向
の幅を低濃度不純物領域の幅d2と同じ長さに設計して
も効果が得られる。Also in the TFT structure shown in FIG. 17, as in the second embodiment, the distance d1 between adjacent gate electrodes, that is, the width of the high concentration impurity region in the channel length direction is set to the width of the low concentration impurity region. Even if it is designed to have the same length as d2, the effect can be obtained.
【0199】なお、本実施例は、実施の形態1乃至4、
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
が可能である。ただし、組み合わせる場合には二つのチ
ャネル形成領域の間に不純物元素を添加するためのドー
ピング工程を追加することが必要である。The present embodiment is based on Embodiments 1 to 4,
It is possible to freely combine with any one of Embodiments 1 to 4. However, when they are combined, it is necessary to add a doping step for adding an impurity element between the two channel formation regions.
【0200】[実施例6]本発明を実施して形成された
TFTは様々なモジュール(アクティブマトリクス型液
晶モジュール、アクティブマトリクス型ELモジュー
ル、アクティブマトリクス型ECモジュール)に用いる
ことができる。即ち、それら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 6] The TFT formed by implementing the present invention can be used in various modules (active matrix type liquid crystal module, active matrix type EL module, active matrix type EC module). That is, the present invention can be applied to all electronic devices in which they are incorporated in the display section.
【0201】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、プロジ
ェクタ、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18〜図
20に示す。Such electronic devices include video cameras, digital cameras, head mounted displays (goggles type displays), car navigations, projectors, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.). ) And the like. Examples of those are shown in FIGS.
【0202】図18(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。本発明を表示部2
003に適用することができる。FIG. 18A shows a personal computer, which has a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, keyboard 2004 and the like. Display unit 2 of the present invention
003 can be applied.
【0203】図18(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に適用することが
できる。FIG. 18B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, a voice input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
Including 6 etc. The present invention can be applied to the display portion 2102.
【0204】図18(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に適用
できる。FIG. 18C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201, a camera portion 2202, an image receiving portion 2203, operation switches 2204, a display portion 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205.
【0205】図18(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に適用することが
できる。FIG. 18D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302 and an arm portion 230.
Including 3 etc. The present invention can be applied to the display portion 2302.
【0206】図18(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に適用
することができる。FIG. 18E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) in which a program is recorded, and has a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, operation switches 2405 and the like. This player uses a DVD (D
optical Versatile Disc), CD
It is possible to play music, watch movies, play games, and use the internet. The present invention can be applied to the display portion 2402.
【0207】図18(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に適用することができる。FIG. 18F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display portion 2502, an eyepiece portion 2503, operation switches 2504, an image receiving portion (not shown) and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502.
【0208】図19(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置2601、スクリーン2602等を含
む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶モ
ジュール2808に適用することができる。FIG. 19A shows a front type projector including a projection device 2601, a screen 2602 and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal module 2808 which constitutes a part of the projection device 2601.
【0209】図19(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、投射装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2
702の一部を構成する液晶モジュール2808に適用
することができる。FIG. 19B shows a rear type projector including a main body 2701, a projection device 2702, and a mirror 270.
3, screen 2704 and the like. The present invention is a projection device 2
The present invention can be applied to the liquid crystal module 2808 which constitutes a part of 702.
【0210】なお、図19(C)は、図19(A)及び
図19(B)中における投射装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。投射装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶モジュール2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図19(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。Note that FIG. 19C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 19A and 19B. Projection device 2601, 27
02 is a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal module 2808, retardation plate 280.
9, a projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 is composed of an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows an example of a three-plate type, it is not particularly limited and may be, for example, a single-plate type. In addition, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, an IR film, or the like in the optical path indicated by an arrow in FIG. 19C. Good.
【0211】また、図19(D)は、図19(C)中に
おける光源光学系2801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクタ
ー2811、光源2812、レンズアレイ2813、2
814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で
構成される。なお、図19(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。Further, FIG. 19D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. 19C. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813, and a lens array 2813.
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. The light source optical system shown in FIG. 19D is an example and is not particularly limited. For example, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.
【0212】ただし、図19に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及びELモジュールでの適
用例は図示していない。However, the projector shown in FIG. 19 shows a case where a transmissive electro-optical device is used, and an application example of a reflective electro-optical device and an EL module is not shown.
【0213】図20(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290
6、画像入力部(CCD、イメージセンサ等)2907
等を含む。本発明を表示部2904に適用することがで
きる。FIG. 20A shows a mobile phone, which is a main body 29.
01, voice output unit 2902, voice input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 290
6. Image input unit (CCD, image sensor, etc.) 2907
Including etc. The present invention can be applied to the display portion 2904.
【0214】図20(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に適用す
ることができる。FIG. 20B shows a portable book (electronic book) including a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, an antenna 3006.
Including etc. The present invention can be applied to the display portions 3002 and 3003.
【0215】図20(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。ちな
みに図20(C)に示すディスプレイは中小型または大
型のもの、例えば5〜20インチの画面サイズのもので
ある。また、このようなサイズの表示部を形成するため
には、基板の一辺が1mのものを用い、多面取りを行っ
て量産することが好ましい。FIG. 20C shows a display, which includes a main body 3101, a support base 3102, a display portion 3103 and the like.
The present invention can be applied to the display portion 3103. By the way, the display shown in FIG. 20C is a medium-sized or large-sized display, for example, a screen size of 5 to 20 inches. Further, in order to form a display portion having such a size, it is preferable to use a substrate whose one side is 1 m and perform multi-chambering for mass production.
【0216】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の作製方法に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は実施の形態
1、実施の形態2、実施の形態3、実施の形態4、実施
例1、実施例2、実施例3、実施例4、実施例5のう
ち、いずれか一と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 the present invention can be applied to the manufacturing methods of electronic devices in all fields. Further, the electronic device of the present embodiment is one of the first, second, third and fourth embodiments, first, second, third, fourth and fifth embodiments. It is also possible to use any one of them and any combination.
【0217】[実施例7]本実施例では、実施例4と一
部異なるアクティブマトリクス基板の作製工程の例を示
す。途中の工程までは実施例4と同じであるので、ここ
では簡略化のため詳細な説明を省略する。[Embodiment 7] In this embodiment, an example of a manufacturing process of an active matrix substrate, which is partially different from that in Embodiment 4, is shown. Since the steps up to the middle are the same as those of the fourth embodiment, detailed description thereof will be omitted here for simplification.
【0218】実施例4に従って、半導体層にそれぞれの
濃度でn型またはp型不純物元素を添加した後、ゲート
電極および容量配線を覆う第3絶縁層を形成する。ここ
では、酸化シリコン膜を70nmの膜厚で形成する。次い
で、半導体層にそれぞれの濃度で添加されたn型または
p型不純物元素を活性化するための熱処理工程を行う。
ここでは850℃、30分の加熱処理を行う。According to the fourth embodiment, an n-type or p-type impurity element is added to the semiconductor layer at each concentration, and then a third insulating layer covering the gate electrode and the capacitor wiring is formed. Here, a silicon oxide film is formed with a thickness of 70 nm. Next, a heat treatment step for activating the n-type or p-type impurity element added to the semiconductor layer at each concentration is performed.
Here, heat treatment is performed at 850 ° C. for 30 minutes.
【0219】そして、第2遮光層1417、1418を
形成する。第2遮光層はW、Ta又はTiで100〜1
50nmの厚さで形成する。遮光性をもたせるためにはこ
の程度の厚さで十分であり、エッチング時に下地の絶縁
膜との選択性を考慮してこの厚さとしている。つまり、
遮光層が厚い場合は、エッチング時に余裕をも見越して
オーバーエッチングをかける必要があるが、その場合早
くエッチングが進む場所は下地の絶縁膜が薄くなってし
まい好ましくない。また、第2遮光層は、絶縁膜に形成
された開口部において、半導体層の高濃度不純物領域と
コンタクトを形成している。Then, second light shielding layers 1417 and 1418 are formed. The second light-shielding layer is made of W, Ta, or Ti and is 100 to 1
It is formed with a thickness of 50 nm. This thickness is sufficient to have a light-shielding property, and the thickness is set in consideration of selectivity with the underlying insulating film during etching. That is,
When the light-shielding layer is thick, it is necessary to perform over-etching in consideration of a margin at the time of etching, but in that case, the location where the etching advances quickly is not preferable because the underlying insulating film becomes thin. Further, the second light shielding layer forms a contact with the high concentration impurity region of the semiconductor layer in the opening formed in the insulating film.
【0220】次いで、水素化処理をおこなった後、有機
樹脂材料からなる第4絶縁層1419を形成する。ここ
では膜厚400nmのアクリル樹脂膜を用いる。次いで、
第2遮光層1417、1418に達するコンタクトホー
ルを形成した後、ソース又はドレイン配線1420、1
421を形成する。本実施例ではこれらを、Ti膜を1
00nm、Tiを含むアルミニウム膜を300nm、Ti膜
150nmをスパッタ法で連続して形成した3層構造の積
層膜としている。Then, after performing hydrogenation treatment, a fourth insulating layer 1419 made of an organic resin material is formed. Here, an acrylic resin film having a film thickness of 400 nm is used. Then
After forming contact holes reaching the second light shielding layers 1417 and 1418, source or drain wirings 1420 and 1
421 is formed. In the present embodiment, these are used as a Ti film.
An aluminum film containing 00 nm and Ti is 300 nm, and a Ti film is 150 nm, which is formed as a three-layer laminated film by a continuous sputtering method.
【0221】次いで、図22(A)で示すようにアクリ
ルからなる第5絶縁層1422を形成する。第5絶縁層
1422上にW、Ta、Tiなどの導電層を100nmの
厚さに成膜し、第3遮光層1423を形成する。さらに
第6絶縁層1424を形成する。次いで、ドレイン電極
に達するコンタクトホール形成する。100nmの透明導
電膜(ここでは酸化インジウム・スズ(ITO)膜)を
形成した後、パターニングして画素電極1425を形成
する。図22(B)において、点線F−F’で切断した
断面図が図22(A)に相当する。Next, as shown in FIG. 22A, a fifth insulating layer 1422 made of acrylic is formed. A conductive layer of W, Ta, Ti, or the like is formed to a thickness of 100 nm on the fifth insulating layer 1422 to form a third light-blocking layer 1423. Further, a sixth insulating layer 1424 is formed. Next, a contact hole reaching the drain electrode is formed. After forming a 100 nm transparent conductive film (here, an indium tin oxide (ITO) film), patterning is performed to form a pixel electrode 1425. A cross-sectional view taken along the dotted line FF ′ in FIG. 22B corresponds to FIG.
【0222】こうして画素部には、表示領域(画素サイ
ズ23μm×23μm)の面積(開口率74.5%)を確
保しつつ、nチャネル型TFTが形成され、十分な保持
容量(55.2fF)を得ることができる。In this way, in the pixel portion, an n-channel TFT is formed while ensuring the area (aperture ratio 74.5%) of the display region (pixel size 23 μm × 23 μm), and a sufficient storage capacitance (55.2 fF) is formed. Can be obtained.
【0223】また、本実施例では、画素電極に透明導電
膜を用いて透過型表示装置用のアクティブマトリクス基
板を作製する例を示したが、画素電極に反射性を有する
材料膜を用いて反射型表示装置用のアクティブマトリク
ス基板を作製してもよい。Further, in this embodiment, an example in which a transparent conductive film is used for the pixel electrode to manufacture an active matrix substrate for a transmissive display device is shown. However, a reflective material film is used for the pixel electrode for reflection. An active matrix substrate for a mold display device may be manufactured.
【0224】また、本実施例は、実施の形態1、実施の
形態2、実施の形態3、実施の形態4、実施例1、実施
例2、実施例3、実施例4、実施例5、実施例6のう
ち、いずれか一と自由に組み合わせることができる。In addition, this embodiment is based on the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, It can be freely combined with any one of the sixth embodiments.
【0225】[実施例8]本実施例では、実施の形態4
に従ってアクティブマトリクス基板を形成する作製工程
を示す。[Embodiment 8] In this embodiment, Embodiment 4 will be described.
A manufacturing process for forming an active matrix substrate will be described below.
【0226】まず、実施の形態4と同様に絶縁表面を有
する基板上に導電膜を形成し、パタ−ニングを施すこと
により第1遮光層を形成する。この第1遮光層はパタ−
ン形成され、走査線を兼ねている。First, similarly to the fourth embodiment, a conductive film is formed on a substrate having an insulating surface and patterned to form a first light shielding layer. This first light shielding layer is a pattern
Formed as a scanning line.
【0227】この第1遮光層は後に形成される活性層を
光から保護する遮光層として機能する。ここでは基板と
して石英基板を用い、第1遮光層としてポリシリコン膜
(膜厚50nm)とタングステンシリサイド(W−Si)膜
(膜厚100nm)の積層構造を用いた。また、ポリシリコ
ン膜はタングステンシリサイドから基板への汚染を保護
するものである。基板には石英基板の他に、ガラス基
板、プラスチック基板を用いることができる。ガラス基
板を用いる場合には、ガラス歪み点よりも10〜20℃
程度低い温度であらかじめ熱処理しておいても良い。ま
た、基板のTFTを形成する表面に、基板からの不純物
拡散を防ぐために、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸窒
化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成するとよ
い。第1遮光膜としては、導電型を付与する不純物元素
がド−プされた多結晶珪素やWSix(x=2.0〜2.
8)、Al、Ta、W、Cr、Mo等の導電性材料及び
その積層構造を用いることができる。The first light-shielding layer functions as a light-shielding layer that protects the active layer formed later from light. Here, a quartz substrate is used as the substrate, and a polysilicon film is used as the first light shielding layer.
(Film thickness 50 nm) and tungsten silicide (W-Si) film
A laminated structure having a thickness of 100 nm was used. Moreover, the polysilicon film protects the contamination of the substrate from the tungsten silicide. As the substrate, in addition to the quartz substrate, a glass substrate or a plastic substrate can be used. When a glass substrate is used, it is 10 to 20 ° C higher than the glass strain point.
You may heat-process in advance at a low temperature. In addition, a base film made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film may be formed on the surface of the substrate on which the TFT is formed in order to prevent diffusion of impurities from the substrate. As the first light-shielding film, polycrystalline silicon doped with an impurity element imparting a conductivity type or WSix (x = 2.0 to 2.
8), a conductive material such as Al, Ta, W, Cr and Mo, and a laminated structure thereof can be used.
【0228】次いで、第1遮光層を覆う絶縁膜(第1絶縁
層)を膜厚100〜1000nm(代表的には300〜50
0nm)で形成する。ここではCVD法を用いた膜厚10
0nmの酸化珪素膜とLPCVD法を用いた膜厚280nm
の酸化珪素膜を積層させる。Next, an insulating film (first insulating layer) covering the first light shielding layer is formed to a film thickness of 100 to 1000 nm (typically 300 to 50 nm).
0 nm). Here, a film thickness of 10 using the CVD method is used.
Silicon oxide film of 0 nm and film thickness of 280 nm using LPCVD method
Of silicon oxide films are laminated.
【0229】また、絶縁膜を形成した後、絶縁表面を化
学的及び機械的に研磨する処理(代表的にはCMP技術)
等により平坦化しても良い。例えば、絶縁膜表面の最大
高さ(Rmax)が0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下
となるようにする。[0229] Further, after the insulating film is formed, the insulating surface is chemically and mechanically polished (typically, CMP technique).
For example, it may be flattened. For example, the maximum height (Rmax) of the surface of the insulating film is 0.5 μm or less, preferably 0.3 μm or less.
【0230】次いで、第1非晶質半導体膜を膜厚10〜
100nmで形成する。ここでは膜厚69nmの非晶質珪素
((アモルファスシリコン膜)はLPCVD法を用いて形
成する。他の手段として非晶質珪素膜はスパッタ法、プ
ラズマCVD法等により成膜することも可能である。次
いで、この第1非晶質半導体層を結晶化させる技術とし
て特開平8−78329号公報記載の技術を用いて結晶
化さ第1結晶性半導体膜を形成する。この結晶化法は、
非晶質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素を選択
的に添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点とし
て広がる結晶性半導体膜を形成するものである。ここで
は結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用い、脱
水素化のための熱処理(450℃、1時間)の後、結晶
化のための熱処理(600℃、8時間)を行う。勿論、
結晶化に際しては上記公報記載の技術に限定されるもの
ではなく、公知の結晶化処理を用いることが可能であ
る。Then, the first amorphous semiconductor film is formed to a film thickness of 10 to 10.
It is formed at 100 nm. Here, amorphous silicon ((amorphous silicon film)) having a film thickness of 69 nm is formed by using the LPCVD method. As another means, the amorphous silicon film can be formed by a sputtering method, a plasma CVD method or the like. Then, a crystallized first crystalline semiconductor film is formed by using a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78329 as a technique for crystallizing the first amorphous semiconductor layer.
By selectively adding a metal element that promotes crystallization to the amorphous silicon film and performing heat treatment, a crystalline semiconductor film that spreads from the addition region as a starting point is formed. Here, nickel is used as a metal element that promotes crystallization, and heat treatment for dehydrogenation (450 ° C., 1 hour) is performed, followed by heat treatment for crystallization (600 ° C., 8 hours). Of course,
The crystallization is not limited to the technique described in the above publication, and a known crystallization treatment can be used.
【0231】次いで、TFTの活性層とする領域からニ
ッケルをゲッタリングする。ここでは、ゲッタリング方
法として希ガスを含む非晶質半導体膜を用いて行う例を
示す。上記レ−ザ−光の照射により形成された酸化膜に
加え、オゾン水で表面を120秒処理して合計1〜5nm
の酸化膜からなるバリア層を形成する。次いで、バリア
層上にスパッタ法にてゲッタリングサイトとなるアルゴ
ン元素を含む非晶質珪素膜を膜厚150nmで形成する。
本実施例のスパッタ法による成膜条件は、成膜圧力を
0.3Paとし、ガス(Ar)流量を50(sccm)とし、成膜
パワ−を3kWとし、基板温度を150℃とする。なお、
上記条件での非晶質珪素膜に含まれるアルゴン元素の原
子濃度は、3×1020/cm3〜6×1020/cm3、酸素の原
子濃度は1×1019/cm3〜3×1019/cm3である。その
後、ランプアニ−ル装置を用いて650℃、3分の熱処
理を行いゲッタリングする。なお、ランプアニ−ル装置
の代わりに電気炉を用いてもよい。Next, nickel is gettered from the region which will be the active layer of the TFT. Here, an example in which an amorphous semiconductor film containing a rare gas is used as a gettering method is shown. In addition to the oxide film formed by laser light irradiation, the surface is treated with ozone water for 120 seconds to give a total of 1 to 5 nm.
Forming a barrier layer made of an oxide film. Then, an amorphous silicon film containing an argon element to be a gettering site is formed on the barrier layer by a sputtering method to have a film thickness of 150 nm.
The film forming conditions by the sputtering method of the present embodiment are a film forming pressure of 0.3 Pa, a gas (Ar) flow rate of 50 (sccm), a film forming power of 3 kW, and a substrate temperature of 150 ° C. In addition,
Under the above conditions, the atomic concentration of argon element contained in the amorphous silicon film is 3 × 10 20 / cm 3 to 6 × 10 20 / cm 3 , and the atomic concentration of oxygen is 1 × 10 19 / cm 3 to 3 ×. It is 10 19 / cm 3 . After that, gettering is performed by heat treatment at 650 ° C. for 3 minutes using a lamp annealing device. An electric furnace may be used instead of the lamp anneal device.
【0232】次いでバリア層を含むエッチングストッパ
−として、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含
む非晶質珪素膜を選択的に除去した後、バリア層を希フ
ッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、ニ
ッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向がある
ため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去
することが望ましい。Next, as the etching stopper including the barrier layer, the amorphous silicon film containing the argon element which is the gettering site is selectively removed, and then the barrier layer is selectively removed with dilute hydrofluoric acid. Note that during gettering, nickel tends to move to a region with high oxygen concentration, so it is desirable to remove the barrier layer made of an oxide film after gettering.
【0233】次にゲッタリング処理が終了した第1結晶
性半導体膜上に第2非晶質珪素膜を10〜200nmで形
成する。第2非晶質珪素膜は連続発振レーザー光を照射
して結晶化を行う。レーザー照射による結晶化された膜
は第2結晶性半導体膜とする。Next, a second amorphous silicon film is formed to a thickness of 10 to 200 nm on the first crystalline semiconductor film which has undergone the gettering process. The second amorphous silicon film is irradiated with continuous wave laser light to be crystallized. The film crystallized by laser irradiation is a second crystalline semiconductor film.
【0234】例えば、第1結晶性半導体膜を用いてTF
Tを作製すると、移動度は300cm2/Vs程度であるが、
第2結晶性半導体膜を用いてTFTを作製すると移動度
は500〜600cm2/Vs程度と著しく向上する。For example, using the first crystalline semiconductor film, TF
When T is made, the mobility is about 300 cm 2 / Vs,
When a TFT is manufactured using the second crystalline semiconductor film, the mobility is significantly improved to about 500 to 600 cm 2 / Vs.
【0235】また、第1結晶性半導体膜があることで第
2非晶質珪素膜をレーザー照射する際の保護膜となり下
地膜との応力緩和の効果がある。Further, the presence of the first crystalline semiconductor film serves as a protective film when the second amorphous silicon film is irradiated with laser, and has an effect of relaxing stress with the base film.
【0236】第1結晶性半導体膜と第2結晶性半導体膜
の積層構造で形成される活性層は、その表面にオゾン水
で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを
形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離さ
れた活性層形成する。活性層を形成した後、レジストか
らなるマスクを除去する。The active layer formed of the laminated structure of the first crystalline semiconductor film and the second crystalline semiconductor film is formed by forming a thin oxide film with ozone water on the surface thereof, and then forming a mask made of resist, and To form an active layer separated into islands. After forming the active layer, the mask made of resist is removed.
【0237】以降の工程は実施例1に従って、TFTを
形成し、アクティブマトリクス基板を完成させればよ
い。In the subsequent steps, the TFT may be formed and the active matrix substrate may be completed according to the first embodiment.
【0238】また、本実施例は、実施の形態1、実施の
形態2、実施の形態3、実施の形態4、実施例1、実施
例2、実施例3、実施例4、実施例5、実施例6、実施
例7のうち、いずれか一と自由に組み合わせることがで
きる。In addition, this embodiment is based on the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, Any one of the sixth embodiment and the seventh embodiment can be freely combined.
【0239】[実施例9]本実施例では、実施例8と異
なる方法で第1非晶質半導体膜の結晶化を行った例につ
いて説明する。[Embodiment 9] In this embodiment, an example in which the first amorphous semiconductor film is crystallized by a method different from that of Embodiment 8 will be described.
【0240】実施例8に従って、下地絶縁膜上に第1の
非晶質珪素膜を成膜する。そして、600℃の窒素雰囲
気で24時間熱処理を行った。また、LPCVD法で直
接成膜することもできる。本実施例で形成した結晶性半
導体膜は実施例8で形成した結晶性半導体膜と比べ、結
晶の粒径は小さいことが特徴的である。According to the eighth embodiment, a first amorphous silicon film is formed on the base insulating film. Then, heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 24 hours. Alternatively, the film can be directly formed by the LPCVD method. The crystalline semiconductor film formed in this example is characterized in that the crystal grain size is smaller than that of the crystalline semiconductor film formed in Example 8.
【0241】続いて、結晶性半導体膜上に第2の非晶質
珪素膜を10〜200nmで形成する。第2の非晶質珪素
膜は連続発振のレーザー光を用いて結晶化を行う。レー
ザー照射による結晶化された膜は第2結晶性半導体膜と
する。本実施例で得られた結晶性半導体膜は実施例8の
第2結晶性半導体膜と同様な特性をもつ。こうして高い
電気特性をもったTFTを形成する結晶性半導体膜を形
成することができる。Then, a second amorphous silicon film is formed to a thickness of 10 to 200 nm on the crystalline semiconductor film. The second amorphous silicon film is crystallized using continuous wave laser light. The film crystallized by laser irradiation is a second crystalline semiconductor film. The crystalline semiconductor film obtained in this example has the same characteristics as the second crystalline semiconductor film of Example 8. Thus, a crystalline semiconductor film which forms a TFT having high electric characteristics can be formed.
【0242】また、本実施例は、実施の形態1、実施の
形態2、実施の形態3、実施の形態4、実施例1、実施
例2、実施例3、実施例4、実施例5、実施例6、実施
例7のうち、いずれか一と自由に組み合わせることがで
きる。In addition, this embodiment is based on the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, Any one of the sixth embodiment and the seventh embodiment can be freely combined.
【0243】[0243]
【発明の効果】本発明により、一つの画素に占めるTF
Tの面積を縮小して画素の開口率を向上させることがで
きる。また、本発明により、さまざまな要因(自然光、
多重反射、回折光、光源からの光、戻り光等)によりT
FTに入射する光に対してTFT特性劣化を抑えること
ができる。また、本発明により、液晶表示装置の高精細
化(画素数の増大)及び小型化に伴う各表示画素ピッチの
微細化を進めることができる。According to the present invention, TF occupying one pixel
The area of T can be reduced to improve the aperture ratio of the pixel. Further, according to the present invention, various factors (natural light,
T due to multiple reflections, diffracted light, light from the light source, return light, etc.
It is possible to suppress the deterioration of the TFT characteristics with respect to the light incident on the FT. Further, according to the present invention, it is possible to advance the miniaturization of each display pixel pitch due to the high definition of the liquid crystal display device (increase in the number of pixels) and the miniaturization.
【図1】 本発明の断面図及び上面図。(実施の形態
1)FIG. 1 is a cross-sectional view and a top view of the present invention. (Embodiment 1)
【図2】 本発明の断面図及び上面図。(実施の形態
2)2A and 2B are a cross-sectional view and a top view of the present invention. (Embodiment 2)
【図3】 オン電流値の確率分布を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a probability distribution of on-current values.
【図4】 オフ電流値の確率分布を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing a probability distribution of off current values.
【図5】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図6】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図7】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図8】 画素の上面図を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a top view of a pixel.
【図9】 液晶モジュールの外観を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an appearance of a liquid crystal module.
【図10】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図11】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図12】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 12 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図13】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 13 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図14】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 14 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図15】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。FIG. 15 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate.
【図16】 本発明の断面図を示す図。(実施例5)FIG. 16 is a diagram showing a cross-sectional view of the present invention. (Example 5)
【図17】 本発明の断面図を示す図。(実施例5)FIG. 17 is a diagram showing a cross-sectional view of the present invention. (Example 5)
【図18】 電子機器の一例を示す図。FIG. 18 illustrates examples of electronic devices.
【図19】 電子機器の一例を示す図。FIG. 19 illustrates an example of an electronic device.
【図20】 電子機器の一例を示す図。FIG. 20 illustrates an example of an electronic device.
【図21】 実施の形態3の薄膜トランジスタ及び画素
構造の断面図。FIG. 21 is a cross-sectional view of a thin film transistor and a pixel structure of Embodiment 3.
【図22】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。(実施例7)FIG. 22 is a diagram showing a manufacturing process of an active matrix substrate. (Example 7)
【図23】 本発明の構造におけるLDD領域の電界強
度分布をシミュレーションにより求めた結果を示すデー
タ。FIG. 23 is data showing the results of a simulation of the electric field strength distribution in the LDD region in the structure of the present invention.
【図24】 従来の構造におけるLDD領域の電界強度
分布をシミュレーションにより求めた結果を示すデー
タ。FIG. 24 is data showing results obtained by simulating electric field strength distribution in an LDD region in a conventional structure.
【図25】 本発明の構造と従来の構造のTFTの静特
性を示すグラフ。FIG. 25 is a graph showing static characteristics of a TFT having a structure of the present invention and a TFT having a conventional structure.
【図26】 実施の形態4の薄膜トランジスタ及び画素
構造の断面図。FIG. 26 is a cross-sectional view of a thin film transistor and a pixel structure of Embodiment 4.
【図27】 従来例を示す図。FIG. 27 is a view showing a conventional example.
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/336 H01L 29/78 617N 5G435 H05B 33/14 616A 612B 619B 627G Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA38 JA46 JB13 JB23 JB32 JB38 JB42 JB51 JB56 JB63 JB69 KA04 MA05 MA07 MA12 MA35 MA37 NA22 NA25 NA27 NA29 3K007 AB03 AB11 AB17 DB03 GA00 5C094 AA22 AA25 BA03 BA27 BA43 CA19 DA09 DA13 DA15 EA04 ED15 FA02 FB14 FB15 HA08 JA01 JA08 5F052 AA02 AA17 BB01 BB02 BB05 BB06 BB07 DA02 DB02 DB03 DB07 EA16 FA06 FA19 JA01 JA04 5F110 AA09 AA21 AA30 BB02 BB04 BB10 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 DD25 EE01 EE02 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE15 EE23 EE28 EE37 FF02 FF04 FF23 FF30 GG02 GG13 GG19 GG25 GG28 GG32 GG36 GG43 GG45 GG47 GG51 GG52 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL04 HL06 HL08 HL11 HL12 HL23 HM13 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN42 NN44 NN45 NN46 NN47 NN48 NN73 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP10 PP13 PP29 PP34 PP35 QQ04 QQ11 QQ19 QQ23 QQ25 QQ28 5G435 AA16 BB05 BB12 CC09 EE37 FF13 HH13 HH14 KK05 LL06 LL07 LL08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/336 H01L 29/78 617N 5G 435 H05B 33/14 616A 612B 619B 627G F term (reference) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA38 JA46 JB13 JB23 JB32. BB05 BB06 BB07 DA02 DB02 DB03 DB07 EA16 FA06 FA19 JA01 JA04 5F110 AA09 AA21 AA30 BB02 BB04 BB10 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 DD25 EE01 GG GGGGEEEEGGEEEE EE23 EE23 EE23 GG36 GG43 GG45 GG47 GG51 GG52 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL 02 HL03 HL04 HL06 HL08 HL11 HL12 HL23 HM13 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN42 NN44 NN45 NN46 NN47 NN48 NN73 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP13 PP04 PP05 PP13 Q25 QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQAQ LL06 LL07 LL08
Claims (35)
導体層上に形成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成され
た複数のゲート電極とを含むTFTを備えた半導体装置
であって、 前記半導体層は、前記絶縁膜を間に挟んでゲート電極と
重なる複数のチャネル形成領域と、ソース領域またはド
レイン領域と、前記チャネル形成領域と前記ソース領域
または前記ドレイン領域との間に低濃度不純物領域とを
有し、 前記複数のゲート電極のうち、互いに隣り合う二つのゲ
ート電極の間隔は、前記低濃度不純物領域の幅より短い
ことを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device comprising a TFT including a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a plurality of gate electrodes formed on the insulating film. Wherein the semiconductor layer has a plurality of channel forming regions overlapping the gate electrode with the insulating film interposed therebetween, a source region or a drain region, and between the channel forming region and the source region or the drain region. A semiconductor device having a low-concentration impurity region, wherein an interval between two gate electrodes adjacent to each other among the plurality of gate electrodes is shorter than a width of the low-concentration impurity region.
導体層上に形成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成され
た複数のゲート電極とを含むTFTを備えた半導体装置
であって、 前記半導体層は、前記絶縁膜を間に挟んでゲート電極と
重なる複数のチャネル形成領域と、ソース領域またはド
レイン領域と、前記複数のチャネル形成領域と隣接する
高濃度不純物領域と、前記チャネル形成領域と前記ソー
ス領域または前記ドレイン領域との間に低濃度不純物領
域とを有し、 前記複数のゲート電極のうち、互いに隣り合う二つのゲ
ート電極の間隔は、前記半導体層の低濃度不純物領域の
幅より短いことを特徴とする半導体装置。2. A semiconductor device comprising a TFT including a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a plurality of gate electrodes formed on the insulating film. Wherein the semiconductor layer includes a plurality of channel forming regions overlapping the gate electrode with the insulating film interposed therebetween, a source region or a drain region, a high concentration impurity region adjacent to the plurality of channel forming regions, and A low-concentration impurity region is provided between the channel formation region and the source region or the drain region, and an interval between two gate electrodes adjacent to each other among the plurality of gate electrodes is a low-concentration impurity region of the semiconductor layer. A semiconductor device characterized by being shorter than the width of the region.
は、前記ソース領域または前記ドレイン領域と同じ不純
物濃度であることを特徴とする半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the high concentration impurity region has the same impurity concentration as that of the source region or the drain region.
は、前記ソース領域または前記ドレイン領域よりも不純
物濃度が高いことを特徴とする半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 2, wherein the high concentration impurity region has a higher impurity concentration than the source region or the drain region.
は、前記低濃度不純物領域より不純物濃度が高く、前記
ソース領域または前記ドレイン領域よりも不純物濃度が
低いことを特徴とする半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 2, wherein the high concentration impurity region has a higher impurity concentration than the low concentration impurity region and a lower impurity concentration than the source region or the drain region.
記高濃度不純物領域の幅は、互いに隣り合うゲート電極
との間隔と等しいことを特徴とする半導体装置。6. The semiconductor device according to claim 2, wherein a width of the high concentration impurity region is equal to a distance between adjacent gate electrodes.
数のチャネル形成領域のうち、前記互いに隣り合う二つ
のチャネル形成領域の間隔は、互いに隣り合う二つのゲ
ート電極の間隔と等しいことを特徴とする半導体装置。7. The method according to claim 1, wherein, in the plurality of channel formation regions, the distance between the two adjacent channel formation regions is equal to the distance between the two adjacent gate electrodes. Characteristic semiconductor device.
導体層上に形成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成され
た第1のゲート電極及び第2のゲート電極とを含むTF
Tを備えた半導体装置であって、 前記半導体層は、 前記絶縁膜を間に挟んで第1のゲート電極と重なる第1
のチャネル形成領域と、 前記絶縁膜を間に挟んで第2のゲート電極と重なる第2
のチャネル形成領域と、 前記第1のチャネル形成領域と前記第2のチャネル形成
領域との両方に隣接する高濃度不純物領域と、 前記第1のチャネル形成領域に接する第1の低濃度不純
物領域と、該第1の低濃度不純物領域に接するドレイン
領域と、 前記第2チャネル形成領域に接する第2の低濃度不純物
領域と、該第2の低濃度不純物領域に接するソース領域
とを有し、 第1ゲート電極と第2ゲート電極の間隔は、前記第1の
低濃度不純物領域の幅より短いことを特徴とする半導体
装置。8. A semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a first gate electrode and a second gate electrode formed on the insulating film. TF
A semiconductor device comprising T, wherein the semiconductor layer is a first gate electrode overlapping the first gate electrode with the insulating film interposed therebetween.
Of the second gate electrode and the channel formation region of the second gate electrode with the insulating film interposed therebetween.
A high-concentration impurity region adjacent to both the first channel formation region and the second channel formation region, and a first low-concentration impurity region in contact with the first channel formation region. A drain region in contact with the first low concentration impurity region, a second low concentration impurity region in contact with the second channel formation region, and a source region in contact with the second low concentration impurity region, A semiconductor device, wherein a distance between the first gate electrode and the second gate electrode is shorter than a width of the first low concentration impurity region.
は、前記ソース領域または前記ドレイン領域と同じ不純
物濃度であることを特徴とする半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the high concentration impurity region has the same impurity concentration as that of the source region or the drain region.
域は、前記ソース領域または前記ドレイン領域よりも不
純物濃度が高いことを特徴とする半導体装置。10. The semiconductor device according to claim 8, wherein the high concentration impurity region has a higher impurity concentration than the source region or the drain region.
域は、前記低濃度不純物領域より不純物濃度が高く、前
記ソース領域または前記ドレイン領域よりも不純物濃度
が低いことを特徴とする半導体装置。11. The semiconductor device according to claim 8, wherein the high concentration impurity region has a higher impurity concentration than the low concentration impurity region and a lower impurity concentration than the source region or the drain region.
て、前記高濃度不純物領域の幅は、前記第1の低濃度不
純物領域の幅より短いことを特徴とする半導体装置。12. The semiconductor device according to claim 8, wherein a width of the high concentration impurity region is shorter than a width of the first low concentration impurity region.
て、前記高濃度不純物領域の幅は、前記第2の低濃度不
純物領域の幅より短いことを特徴とする半導体装置。13. The semiconductor device according to claim 8, wherein a width of the high concentration impurity region is shorter than a width of the second low concentration impurity region.
て、前記第1の低濃度不純物領域の幅と前記第2の低濃
度不純物領域の幅は同一であることを特徴とする半導体
装置。14. The semiconductor device according to claim 8, wherein the width of the first low concentration impurity region and the width of the second low concentration impurity region are the same.
半導体層上に形成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成さ
れた複数のゲート電極とを含むTFTを備えた半導体装
置であって、 前記半導体層は、前記絶縁膜を間に挟んでゲート電極と
重なる複数のチャネル形成領域と、ソース領域またはド
レイン領域と、前記複数のチャネル形成領域と隣接する
高濃度不純物領域と、前記チャネル形成領域と前記ソー
ス領域または前記ドレイン領域との間に低濃度不純物領
域とを有し、 前記複数のゲート電極のうち、互いに隣り合う二つのゲ
ート電極の間隔は、前記低濃度不純物領域の幅と同一で
あることを特徴とする半導体装置。15. A semiconductor device comprising a TFT including a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a plurality of gate electrodes formed on the insulating film. Wherein the semiconductor layer includes a plurality of channel forming regions overlapping the gate electrode with the insulating film interposed therebetween, a source region or a drain region, a high concentration impurity region adjacent to the plurality of channel forming regions, and A low-concentration impurity region is provided between the channel formation region and the source region or the drain region, and a distance between two adjacent gate electrodes of the plurality of gate electrodes is equal to a width of the low-concentration impurity region. A semiconductor device which is the same as
領域は、前記ソース領域または前記ドレイン領域と同じ
不純物濃度であることを特徴とする半導体装置。16. The semiconductor device according to claim 15, wherein the high concentration impurity region has the same impurity concentration as that of the source region or the drain region.
領域は、前記ソース領域または前記ドレイン領域よりも
不純物濃度が高いことを特徴とする半導体装置。17. The semiconductor device according to claim 15, wherein the high concentration impurity region has a higher impurity concentration than the source region or the drain region.
領域は、前記低濃度不純物領域より不純物濃度が高く、
前記ソース領域または前記ドレイン領域よりも不純物濃
度が低いことを特徴とする半導体装置。18. The high concentration impurity region according to claim 15, wherein the high concentration impurity region has a higher impurity concentration than the low concentration impurity region,
A semiconductor device having an impurity concentration lower than that of the source region or the drain region.
て、前記ソース領域または前記ドレイン領域と電気的に
接続する画素電極を備えたことを特徴とする半導体装
置。19. A semiconductor device according to claim 1, further comprising a pixel electrode electrically connected to the source region or the drain region.
タと、容量素子とが設けられた半導体装置において、前
記容量素子の一方の電極が、前記薄膜トランジスタのソ
ース又はドレインの一方と接続し、かつ、当該電極及び
それと同一層で形成される導電膜とが、前記薄膜トラン
ジスタのゲート電極上に延在していることを特徴とする
半導体装置。20. In a semiconductor device in which a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor are provided on a substrate, one electrode of the capacitor is connected to one of a source and a drain of the thin film transistor, and A semiconductor device, wherein the electrode and a conductive film formed in the same layer as the electrode extend over the gate electrode of the thin film transistor.
タと、容量素子とが設けられた半導体装置において、前
記容量素子の一方の電極が、前記薄膜トランジスタのソ
ース又はドレインの一方と接続し、かつ、当該電極及び
それと同一層で形成される遮光層とが、前記薄膜トラン
ジスタのゲート電極上に延在し、その上層に設けられた
遮光層と重畳していることを特徴とする半導体装置。21. In a semiconductor device having a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor provided on a substrate, one electrode of the capacitor is connected to one of a source and a drain of the thin film transistor, and A semiconductor device, wherein the electrode and a light-shielding layer formed of the same layer as the electrode extend on the gate electrode of the thin film transistor and overlap with the light-shielding layer provided on the gate electrode.
タと、容量素子とが設けられた半導体装置において、前
記容量素子の絶縁層上に形成される一方の電極が、前記
薄膜トランジスタのソース又はドレインの一方と接続
し、前記絶縁層が前記薄膜トランジスタのゲート電極を
覆い、前記容量素子の一方の電極及びそれと同一層で形
成される遮光層とが、前記薄膜トランジスタのゲート電
極上に延在し、その上層に設けられた他の遮光層と重畳
していることを特徴とする半導体装置。22. In a semiconductor device having a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor provided on a substrate, one electrode formed on an insulating layer of the capacitor is a source or a drain of the thin film transistor. Connected to one, the insulating layer covers the gate electrode of the thin film transistor, one electrode of the capacitive element and a light-shielding layer formed in the same layer as the capacitor element, extend over the gate electrode of the thin film transistor, and the upper layer A semiconductor device, characterized in that it overlaps with another light-shielding layer provided in the.
が100〜150nmであることを特徴とする半導体装
置。23. The semiconductor device according to claim 22, wherein the light shielding layer has a thickness of 100 to 150 nm.
板と前記半導体層との間に形成された第1遮光層と、前
記半導体層の基板側とは反対側に形成されたゲート電極
と、前記ゲート電極の上層に形成された画素電極と、前
記ゲート電極と前記画素電極との間に形成された第3遮
光層と、前記ゲート電極と前記第3遮光層との間に形成
された第2遮光層とを有し、前記ゲート電極と前記第1
乃至第3遮光層とが重畳していることを特徴とする半導
体装置。24. A semiconductor layer formed on a substrate, a first light shielding layer formed between the substrate and the semiconductor layer, and a gate electrode formed on the opposite side of the semiconductor layer from the substrate side. A pixel electrode formed on the gate electrode, a third light-shielding layer formed between the gate electrode and the pixel electrode, and a third light-shielding layer formed between the gate electrode and the third light-shielding layer. A second light-shielding layer, and the gate electrode and the first
To a third light shielding layer are overlapped with each other.
タと、容量素子とが設けられた半導体装置において、前
記基板上に形成された第1遮光層と、前記遮光層上に形
成された第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に形成された
半導体層と、前記半導体層上に形成された第2絶縁層
と、前記第2絶縁層上に形成されたゲート電極と、容量
配線と、前記ゲート電極及び容量配線上に形成された第
3絶縁層と、前記第3絶縁層上に形成された第2遮光層
と、前記第2遮光層に上層に形成された第4絶縁層と、
前記第4絶縁層上に形成されたソース及びドレイン配線
と前記ソース及びドレイン配線の上層に形成された第5
絶縁層と、前記第5絶縁層上に形成された第3遮光層
と、前記第3遮光層の上層に形成された第6絶縁層と、
前記第6絶縁層上に形成された画素電極とを有し、前記
半導体層と第2絶縁層と容量配線と第3絶縁層と、第2
遮光層との重畳部において前記容量素子を形成し、前記
第2遮光層が前記ゲート電極上に延在していることを特
徴とする半導体装置。25. In a semiconductor device having a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor provided on a substrate, a first light shielding layer formed on the substrate, and a first light shielding layer formed on the light shielding layer. An insulating layer, a semiconductor layer formed on the first insulating layer, a second insulating layer formed on the semiconductor layer, a gate electrode formed on the second insulating layer, and a capacitor wiring, A third insulating layer formed on the gate electrode and the capacitor wiring, a second light shielding layer formed on the third insulating layer, and a fourth insulating layer formed on the second light shielding layer.
A source / drain wiring formed on the fourth insulating layer and a fifth wiring formed on the source / drain wiring.
An insulating layer, a third light shielding layer formed on the fifth insulating layer, and a sixth insulating layer formed on the third light shielding layer,
A pixel electrode formed on the sixth insulating layer, the semiconductor layer, the second insulating layer, the capacitor wiring, the third insulating layer, and the second insulating layer.
A semiconductor device, wherein the capacitive element is formed in an overlapping portion with a light shielding layer, and the second light shielding layer extends on the gate electrode.
厚さが100〜150nmであることを特徴とする半導体
装置。26. The semiconductor device according to claim 25, wherein the second light shielding layer has a thickness of 100 to 150 nm.
を形成し、前記第1導電層を覆う第1絶縁層を形成し、
前記第1絶縁層上に第1非晶質半導体膜を形成し、該第
1非晶質半導体膜を加熱処理により溶融させることなく
結晶化させて第1結晶性半導体膜を形成し、前記第1結
晶性半導体膜上に第2非晶質半導体膜を接して形成し、
レーザー光を照射して、当該照射領域における前記第2
非晶質半導体膜の一部又は全部を溶融させた後、結晶化
する段階を有することを特徴とする半導体装置の作製方
法。27. A first conductive layer having a light shielding property is formed on an insulating surface, and a first insulating layer is formed to cover the first conductive layer,
A first amorphous semiconductor film is formed on the first insulating layer, and the first amorphous semiconductor film is crystallized by heat treatment without being melted to form a first crystalline semiconductor film; A second amorphous semiconductor film is formed in contact with one crystalline semiconductor film,
By irradiating a laser beam, the second portion in the irradiation region is irradiated.
A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises the step of crystallizing after melting a part or all of an amorphous semiconductor film.
を形成し、前記第1導電層を覆う第1絶縁層を形成し、
前記第1絶縁層上に第1結晶性半導体膜を形成し、前記
第1結晶性半導体膜上に第2非晶質半導体膜を接して形
成し、レーザー光を照射して、当該照射領域における前
記第2非晶質半導体膜の一部又は全部を溶融させた後、
結晶化する段階を有することを特徴とする半導体装置の
作製方法。28. A first conductive layer having a light shielding property is formed on an insulating surface, and a first insulating layer is formed to cover the first conductive layer,
A first crystalline semiconductor film is formed on the first insulating layer, a second amorphous semiconductor film is formed on the first crystalline semiconductor film in contact with the first crystalline semiconductor film, and a laser beam is irradiated to expose the irradiated region. After melting a part or all of the second amorphous semiconductor film,
A method for manufacturing a semiconductor device, which has a step of crystallizing.
を形成し、前記第1導電層を覆う第1絶縁層を形成し、
前記第1絶縁層上に第1非晶質半導体膜を形成し、該第
1非晶質半導体膜中に金属元素を導入する工程と、前記
第1非晶質半導体膜中を加熱処理により溶融させること
なく結晶化させて第1結晶性半導体膜を形成し、前記第
1結晶性半導体膜上に第2非晶質半導体膜を接して形成
し、レーザー光を照射して、当該照射領域における前記
第2非晶質半導体膜の一部又は全部を溶融させた後、結
晶化する段階を有することを特徴とする半導体装置の作
製方法。29. A first conductive layer having a light-shielding property is formed on an insulating surface, and a first insulating layer covering the first conductive layer is formed,
Forming a first amorphous semiconductor film on the first insulating layer and introducing a metal element into the first amorphous semiconductor film; and melting the first amorphous semiconductor film by heat treatment. Without crystallization to form a first crystalline semiconductor film, a second amorphous semiconductor film is formed in contact with the first crystalline semiconductor film, laser light is irradiated, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of crystallizing after melting a part or all of the second amorphous semiconductor film.
Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Auから選ば
れた一種、又は複数種類の元素であることを特徴とする
半導体装置の作製方法30. The metal element according to claim 29,
Method for manufacturing a semiconductor device, which is one or more elements selected from Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Au
て、前記レ−ザ光は、連続発振のYAGレ−ザ、YVO4レ−
ザ、YLFレ−ザ、YalO3レ−ザ、ガラスレ−ザ、ルビ−レ
−ザ、アレキサンドライドレ−ザ、Ti:サファイヤレ−
ザから選ばれた一種から発振されたものであることを特
徴とする半導体装置の作製方法。31. The laser light according to claim 27, wherein the laser light is a continuous oscillation YAG laser or YVO4 laser.
The, YLF laser, YalO3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser
A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the semiconductor device is oscillated from one selected from the above.
て、前記レ−ザ光は、連続発振のエキシマレ−ザ、Arレ
−ザ、Krレ−ザ、CO2レ−ザから選ばれた一種から発振
されたものであることを特徴とする半導体装置の作製方
法。32. The laser light according to claim 27, wherein the laser light is one selected from a continuous wave excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, and a CO2 laser. A method for manufacturing a semiconductor device, which is oscillated.
て、前記レ−ザ光は、連続発振のヘリウムカドミウムレ
−ザ、銅蒸気レ−ザ、金蒸気レ−ザから選ばれた一睡か
ら発振されたものであることを特徴とする半導体装置の
作製方法。33. The laser light according to claim 27, wherein the laser light oscillates from one sleep selected from a continuous wave helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser. And a semiconductor device manufacturing method.
2結晶性半導体膜が接して形成され、前記絶縁性基板と
前記第1結晶性半導体膜との間に形成された第1遮光膜
と、前記第2結晶性半導体膜の前記絶縁性基板とは反対
側に形成されたゲ−ト電極と、前記ゲ−ト電極の上層に
形成された画素電極と、前記ゲ−ト電極と前記画素電極
との間に形成された第3遮光層と、前記ゲ−ト電極と前
記第3遮光層との間に形成された第2遮光層とを有し、
前記第2結晶性半導体膜の平均結晶粒径は、前記第1結
晶性半導体膜の平均結晶粒径よりも大きいことを特徴と
する半導体装置。34. A first crystalline semiconductor film and a second crystalline semiconductor film are formed in contact with each other on an insulating substrate, and a first crystalline semiconductor film is formed between the insulating substrate and the first crystalline semiconductor film. A light-shielding film, a gate electrode formed on the side of the second crystalline semiconductor film opposite to the insulating substrate, a pixel electrode formed on the upper layer of the gate electrode, and the gate electrode A third light-shielding layer formed between the gate electrode and the pixel electrode, and a second light-shielding layer formed between the gate electrode and the third light-shielding layer,
The average crystal grain size of the second crystalline semiconductor film is larger than the average crystal grain size of the first crystalline semiconductor film.
ジスタと、容量素子とが設けられた表示装置において、
前記絶縁性基板上に形成された第1遮光層と、前記遮光
層に形成された第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に接し
て形成された第1結晶性半導体膜と第2結晶性半導体膜
と、前記第1結晶性半導体膜と第2結晶性半導体膜上に
形成された第2絶縁層と、前記第2絶縁層上に形成され
たゲ−ト電極と、容量配線と、前記ゲ−ト電極及び容量
配線上に形成された第3絶縁層と、前記第3絶縁層上に
形成された第2遮光層と、前記第2遮光層上に形成され
た第4絶縁層と、前記第4絶縁層上に形成されたソ−ス及
びドレイン配線と、前記ソ−ス及びドレイン配線上に形
成された第5絶縁層と、前記第5絶縁層上に形成された第
3遮光層と、前記第3遮光層上に形成された第6絶縁層
と、前記第6絶縁層上に形成された画素電極とを有し、
前記第2結晶性半導体膜上と第2絶縁層と容量と第3絶
縁層と、第2遮光層との重畳部において前記容量素子を
形成し、前記第2遮光層が前記ゲ−ト電極上に延在して
いることを特徴とする表示装置。35. A display device comprising a pixel electrode, a thin film transistor, and a capacitor provided on an insulating substrate,
A first light shielding layer formed on the insulating substrate, a first insulating layer formed on the light shielding layer, a first crystalline semiconductor film and a second crystal formed on the first insulating layer in contact with each other. Conductive semiconductor film, a second insulating layer formed on the first crystalline semiconductor film and the second crystalline semiconductor film, a gate electrode formed on the second insulating layer, and a capacitor wiring, A third insulating layer formed on the gate electrode and the capacitor wiring, a second light shielding layer formed on the third insulating layer, and a fourth insulating layer formed on the second light shielding layer. A source and drain wiring formed on the fourth insulating layer, a fifth insulating layer formed on the source and drain wiring, and a fifth insulating layer formed on the fifth insulating layer.
3 light-shielding layer, having a sixth insulating layer formed on the third light-shielding layer, and a pixel electrode formed on the sixth insulating layer,
The capacitive element is formed on the second crystalline semiconductor film, the second insulating layer, the capacitor, the third insulating layer, and the second light-shielding layer, and the second light-shielding layer is formed on the gate electrode. A display device characterized by being extended to.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002157889A JP2003229578A (en) | 2001-06-01 | 2002-05-30 | Semiconductor device, display device and manufacturing method therefor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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