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JP2012142571A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2012142571A
JP2012142571A JP2011282753A JP2011282753A JP2012142571A JP 2012142571 A JP2012142571 A JP 2012142571A JP 2011282753 A JP2011282753 A JP 2011282753A JP 2011282753 A JP2011282753 A JP 2011282753A JP 2012142571 A JP2012142571 A JP 2012142571A
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semiconductor film
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insulating film
layer
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JP2011282753A
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Inventor
Koji Ono
幸治 小野
Hideomi Suzawa
英臣 須澤
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture metal wiring which can cope with upsized substrates.SOLUTION: At least one layer of conductive films 12, 13 is formed on an insulating surface. A resist pattern is formed on the conductive films 12, 13. Etching is performed on the conductive films having the resist pattern to form metal wiring with a taper angle α controlled based on a bias power density, an ICP power density, a temperature of a lower electrode, pressure, a total flow of an etching gas, and ratios of oxygen or chlorine in the etching gas. The metal wiring formed in this way has less variation in width and length, thereby sufficiently coping with upsizing of the substrate 10.

Description

本発明は、薄膜技術を用いて形成される金属配線およびその作製方法に関する。また、金属配線基板およびその作製方法に関する。なお、本明細書中において金属配線基板とは、薄膜技術を用いて形成される金属配線を有するガラス等の絶縁基板、あるいは各種基板を指す。   The present invention relates to a metal wiring formed using thin film technology and a method for manufacturing the same. The present invention also relates to a metal wiring board and a manufacturing method thereof. Note that in this specification, the metal wiring substrate refers to an insulating substrate such as glass or various substrates having metal wiring formed using thin film technology.

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、発光装置、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、結晶性珪素膜(典型的にはポリシリコン膜)を活性領域とした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。   In recent years, a thin film transistor (TFT) is formed using a semiconductor thin film (thickness of about several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface, and a semiconductor device having a large-area integrated circuit formed using this TFT is developed. Is progressing. Active matrix liquid crystal display devices, light emitting devices, and contact image sensors are known as representative examples. In particular, TFTs having a crystalline silicon film (typically polysilicon film) as an active region (hereinafter referred to as polysilicon TFT) have high field-effect mobility, so that various functional circuits can be formed. It is.

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 liquid crystal display device, a pixel circuit for displaying an image for each functional block, 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 drive circuit is formed on a single substrate.

アクティブマトリクス型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 liquid crystal display device, a TFT (pixel TFT) is disposed in each of tens to 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 a kind of capacitor using the liquid crystal as a dielectric is formed. 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, and the transmitted light quantity is controlled to display an image.

画素TFTは一般に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TFT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。   The pixel TFT is generally composed of an n-channel TFT, and is driven by applying a voltage to the liquid crystal as a switching element. Since the liquid crystal is driven by alternating current, a method called frame inversion driving is often employed. In this method, in order to keep power consumption low, it is important that the characteristics required for the pixel TFT have a sufficiently low off-current value (drain current that flows when the TFT is off).

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 Drain)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。また、ホットキャリアによるオン電流値の劣化を防ぐための手段として、ゲート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極と重ねて配置させた、いわゆるGOLD(Gate-drain Overlapped LDD)構造が知られている。このような構造とすることで、ドレイン近傍の高電界が緩和されてホットキャリア注入を防ぎ、劣化現象の防止に有効であることが知られている。   As a TFT structure for reducing the off-current value, a lightly doped drain (LDD) structure is known. In this structure, a region to which an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source region or a drain region formed by adding an impurity element at a high concentration, and this region is referred to as an LDD region. I'm calling. A so-called GOLD (Gate-drain Overlapped LDD) structure in which an LDD region is disposed so as to overlap with a gate electrode through a gate insulating film is known as means for preventing deterioration of an on-current value due to hot carriers. . With such a structure, it is known that a high electric field in the vicinity of the drain is relaxed, hot carrier injection is prevented, and the deterioration phenomenon is effective.

GOLD構造を形成するための一例について図 を用いて説明する。基板上に下地絶縁膜を形成し、前記下地絶縁膜上に半導体膜を形成し、前記半導体膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に導電膜を形成する。なお、図1(A)において、前記下地絶縁膜は積層構造としているが、単層構造でも良いし、形成しなくてもよい。また、前記導電膜を単層構造としているが、2層以上の積層構造としても良い。続いて、レジストを形成し、導電膜の端部をテーパー形状とするためにエッチングを行う。(図1(B))このエッチング方法としては、高密度プラズマを用いたドライエッチング法が望ましい。高密度プラズマを得る手法にはマイクロ波や誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)を用いたエッチング装置が適している。そして、第1のドーピング処理および第2のドーピング処理により半導体膜に、ゲート電極と重なる低濃度不純物領域と、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域を形成する。以上のような処理により、GOLD構造が実現できる。   An example for forming the GOLD structure will be described with reference to the drawings. A base insulating film is formed over the substrate, a semiconductor film is formed over the base insulating film, an insulating film is formed over the semiconductor film, and a conductive film is formed over the insulating film. Note that in FIG. 1A, the base insulating film has a stacked structure, but may have a single-layer structure or may not be formed. Moreover, although the said electrically conductive film is made into the single layer structure, it is good also as a laminated structure of two or more layers. Subsequently, a resist is formed, and etching is performed to make the end portion of the conductive film into a tapered shape. (FIG. 1B) As this etching method, a dry etching method using high-density plasma is desirable. An etching apparatus using microwaves or inductively coupled plasma (ICP) is suitable for obtaining high-density plasma. Then, a low concentration impurity region overlapping with the gate electrode and a high concentration impurity region functioning as a source region or a drain region are formed in the semiconductor film by the first doping process and the second doping process. A GOLD structure can be realized by the above processing.

ICPエッチング装置におけるエッチング条件は、バイアス電力密度、ICP電力密度、圧力、エッチングガスの総流量および下部電極の温度である。また、エッチングガスにおいて酸素を添加すると、エッチングが促進されることから、エッチングガスにおける酸素添加率も条件の1つとする。   Etching conditions in the ICP etching apparatus are bias power density, ICP power density, pressure, total flow rate of etching gas, and temperature of the lower electrode. In addition, when oxygen is added to the etching gas, etching is promoted, so the oxygen addition rate in the etching gas is also one of the conditions.

しかしながら、エッチング条件によってレジストと導電膜との選択比が変わり、基板面内で導電膜の幅がばらつく場合がある。前記導電膜をゲート電極として用いる場合、前記導電膜は不純物元素の導入の際にマスクとなるため、前記導電膜の幅のばらつきは、チャネル形成領域の長さと、前記導電膜とLDD領域との重なる領域の長さのばらつきの原因となる。このような半導体膜を用いてTFTを作製すると、電気的特性のばらつきの要因となり、さらには半導体装置の動作特性を低下させる要因となる。また、前記導電膜を配線として用いる場合、前記導電膜の幅のばらつきは、配線抵抗のばらつきの要因となり、TFTの電気的特性を低下させる。このように、導電膜の幅や長さのばらつきは基板が大型化するなかでますます深刻な問題となっており、導電膜の幅や長さのばらつきを抑えて均一性を高めることは非常に重要である。   However, the selection ratio between the resist and the conductive film varies depending on the etching conditions, and the width of the conductive film may vary within the substrate surface. In the case where the conductive film is used as a gate electrode, the conductive film serves as a mask when an impurity element is introduced; therefore, variations in the width of the conductive film are caused by the length of the channel formation region and the conductive film and the LDD region. This causes variation in the length of overlapping regions. When a TFT is manufactured using such a semiconductor film, it causes a variation in electrical characteristics, and further causes a decrease in operating characteristics of the semiconductor device. In addition, when the conductive film is used as a wiring, the variation in the width of the conductive film causes a variation in the wiring resistance and degrades the electrical characteristics of the TFT. As described above, variations in the width and length of the conductive film are becoming a more serious problem as the substrate becomes larger, and it is extremely difficult to improve uniformity by suppressing variations in the width and length of the conductive film. Is important to.

本発明はこのような問題点を解決するための技術であり、基板の大型化に対応でき得る金属配線およびその作製方法、並びに金属配線基板およびその作製方法を提供することを課題とする。   The present invention is a technique for solving such problems, and it is an object of the present invention to provide a metal wiring and a manufacturing method thereof that can cope with an increase in the size of a substrate, a metal wiring substrate and a manufacturing method thereof.

本明細書で開示する金属配線に関する発明の構成は、タングステン膜、または、タングステン化合物を主成分とする金属化合物膜、または、タングステン合金を主成分とする金属合金膜により形成された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°〜85°の範囲であることを特徴としている。 The structure of the invention related to the metal wiring disclosed in this specification is a conductive layer formed of a tungsten film, a metal compound film mainly containing a tungsten compound, or a metal alloy film mainly containing a tungsten alloy. The taper angle α at the end of the conductive layer is in the range of 5 ° to 85 °.

上記構成において、前記金属合金膜は、Ta、Ti、Mo、Cr、Nb、Si、Sc、Ndから選ばれた一種の元素または複数種の元素とタングステンとの合金膜であることを特徴としている。   In the above structure, the metal alloy film is characterized in that it is an alloy film of one element selected from Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, Si, Sc, and Nd or a plurality of elements and tungsten. .

また、上記構成において、前記金属化合物膜は、タングステンの窒化物膜であることを特徴としている。   In the above structure, the metal compound film is a tungsten nitride film.

また、金属配線に関する他の発明の構成は、アルミニウム膜、または、アルミニウム化合物を主成分とする金属化合物膜、または、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜により形成された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°〜85°の範囲であることを特徴としている。   In another aspect of the invention relating to the metal wiring, an aluminum film, a metal compound film containing an aluminum compound as a main component, or a conductive layer formed of a metal alloy film containing an aluminum alloy as a main component, The taper angle α at the end of the conductive layer is in the range of 5 ° to 85 °.

上記構成において、前記金属合金膜は、Ta、Ti、Mo、Cr、Nb、Si、Sc、Ndから選ばれた一種の元素または複数種の元素とアルミニウムとの合金膜であることを特徴としている。   In the above structure, the metal alloy film is characterized by being an alloy film of one element selected from Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, Si, Sc, and Nd or a plurality of elements and aluminum. .

また、上記構成において、前記金属化合物膜は、アルミニウムの窒化物膜であることを特徴としている。   In the above structure, the metal compound film is an aluminum nitride film.

また、上記各構成において、密着性を向上させるために導電性を有する珪素膜(例えばリンドープシリコン膜、ボロンドープシリコン膜等)を最下層に設ける構成としてもよい。   In each of the above structures, a conductive silicon film (for example, a phosphorus-doped silicon film, a boron-doped silicon film, or the like) may be provided in the lowermost layer in order to improve adhesion.

また、本明細書で開示する金属配線基板に関する発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板において、前記金属配線は、タングステン膜、または、タングステン化合物を主成分とする金属化合物膜、または、タングステン合金を主成分とする金属合金膜により形成された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°〜85°の範囲であることを特徴としている。 Further, the configuration of the invention related to the metal wiring board disclosed in this specification is a metal wiring board having an insulating substrate and a metal wiring, wherein the metal wiring is a tungsten film or a metal compound containing a tungsten compound as a main component. A conductive layer formed of a film or a metal alloy film containing a tungsten alloy as a main component, wherein the taper angle α at the end of the conductive layer is in the range of 5 ° to 85 °.

また、金属配線基板に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板において、前記金属配線は、アルミニウム膜、または、アルミニウム化合物を主成分とする金属化合物膜、または、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜により形成された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°〜85°の範囲であることを特徴としている。 In another aspect of the invention related to the metal wiring board, the metal wiring board having an insulating substrate and a metal wiring, the metal wiring is an aluminum film, or a metal compound film mainly containing an aluminum compound, or A conductive layer formed of a metal alloy film containing an aluminum alloy as a main component, wherein the taper angle α at the end of the conductive layer is in the range of 5 ° to 85 °.

また、本明細書で開示する金属配線の作製方法に関する発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、バイアス電力密度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。  In addition, in the structure of the invention relating to the method for manufacturing a metal wiring disclosed in this specification, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is formed. Etching is performed to form a metal wiring in which the taper angle α is controlled in accordance with the bias power density.

また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、ICP電力密度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。   In another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched. A metal wiring having a taper angle α controlled according to the ICP power density is formed.

また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、下部電極の温度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。   In another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched. A metal wiring having a taper angle α controlled according to the temperature of the lower electrode is formed.

上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記下部電極の温度は、85〜120℃とすることを特徴としている。 In the configuration related to the metal wiring manufacturing method, the temperature of the lower electrode is 85 to 120 ° C.

また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、圧力に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。   In another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched. A metal wiring having a taper angle α controlled according to pressure is formed.

上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記圧力は、2.0〜13Paとすることを特徴としている。 In the configuration related to the metal wiring manufacturing method, the pressure is 2.0 to 13 Pa.

また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、反応ガスの流量に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。   In another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched. A metal wiring having a taper angle α controlled according to the flow rate of the reaction gas is formed.

また、上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記反応ガスの総流量は、2.61×103〜10.87×103sccm/m3とすることを特徴としている。 In the configuration related to the metal wiring manufacturing method, the total flow rate of the reactive gas is 2.61 × 10 3 to 10.87 × 10 3 sccm / m 3 .

また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、反応ガスにおける酸素の割合に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。   In another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched. The metal wiring is characterized in that the taper angle α is controlled in accordance with the proportion of oxygen in the reaction gas.

上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記反応ガスにおける酸素の割合は、17〜50%とすることを特徴としている。 In the configuration related to the method for manufacturing the metal wiring, the ratio of oxygen in the reaction gas is 17 to 50%.

また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、反応ガスにおける塩素の割合に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。   In another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched. The metal wiring is characterized in that the taper angle α is controlled in accordance with the ratio of chlorine in the reaction gas.

また、上記金属配線の作製方法に関する各構成において、前記金属薄膜は、タングステン膜、タングステン化合物を主成分とする金属化合物膜、タングステン合金を主成分とする金属合金膜から選ばれた薄膜、アルミニウム膜、アルミニウム化合物を主成分とする金属化合物膜、および、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜から選ばれた薄膜であることを特徴としている。 Further, in each configuration relating to the method for manufacturing a metal wiring, the metal thin film is a thin film selected from a tungsten film, a metal compound film mainly containing a tungsten compound, and a metal alloy film mainly containing a tungsten alloy, an aluminum film. And a thin film selected from a metal compound film mainly composed of an aluminum compound and a metal alloy film mainly composed of an aluminum alloy.

また、本明細書で開示する金属配線基板の作製方法に関する発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、バイアス電力密度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。 Further, the structure of the invention relating to the method for manufacturing a metal wiring board disclosed in this specification is the method for manufacturing a metal wiring board having an insulating substrate and a metal wiring, wherein at least one conductive film is formed on the insulating surface, A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring having a taper angle α controlled in accordance with the bias power density.

また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、ICP電力密度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。 According to another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring substrate, in the method for manufacturing a metal wiring substrate having an insulating substrate and a metal wiring, at least one conductive film is formed on the insulating surface, A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring whose taper angle α is controlled in accordance with the ICP power density.

また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、下部電極の温度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。 According to another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring substrate, in the method for manufacturing a metal wiring substrate having an insulating substrate and a metal wiring, at least one conductive film is formed on the insulating surface, A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring whose taper angle α is controlled in accordance with the temperature of the lower electrode.

上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記下部電極の温度は、85〜120℃とすることを特徴としている。 In the configuration related to the method for manufacturing the metal wiring board, the temperature of the lower electrode is 85 to 120 ° C.

また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、圧力に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。 According to another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring substrate, in the method for manufacturing a metal wiring substrate having an insulating substrate and a metal wiring, at least one conductive film is formed on the insulating surface, A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring having a taper angle α controlled in accordance with pressure.

上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記圧力は、2.0〜13Paとすることを特徴としている。 In the configuration related to the method for manufacturing the metal wiring board, the pressure is 2.0 to 13 Pa.

また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、反応ガスの総流量に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。 According to another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring substrate, in the method for manufacturing a metal wiring substrate having an insulating substrate and a metal wiring, at least one conductive film is formed on the insulating surface, A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring having a taper angle α controlled according to the total flow rate of the reaction gas.

上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記反応ガスの総流量は、2.61×103〜10.87×103sccm/m3とすることを特徴としている。 In the configuration related to the method for manufacturing the metal wiring board, the total flow rate of the reaction gas is 2.61 × 10 3 to 10.87 × 10 3 sccm / m 3 .

また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、反応ガスにおける酸素の割合に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。 According to another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring substrate, in the method for manufacturing a metal wiring substrate having an insulating substrate and a metal wiring, at least one conductive film is formed on the insulating surface, A resist pattern is formed, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring in which the taper angle α is controlled in accordance with the proportion of oxygen in the reaction gas.

上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記反応ガスにおける酸素の割合は、17〜50%とすることを特徴としている。 In the configuration related to the method for manufacturing the metal wiring board, the ratio of oxygen in the reaction gas is 17 to 50%.

また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッチングを行い、反応ガスにおける塩素の割合に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴としている。 According to another aspect of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring substrate, in the method for manufacturing a metal wiring substrate having an insulating substrate and a metal wiring, at least one conductive film is formed on the insulating surface, A resist pattern is formed, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring in which the taper angle α is controlled in accordance with the ratio of chlorine in the reaction gas.

また、上記金属配線基板の作製方法に関する各構成において、前記金属薄膜は、タングステン膜、タングステン化合物を主成分とする金属化合物膜、タングステン合金を主成分とする金属合金膜から選ばれた薄膜、アルミニウム膜、アルミニウム化合物を主成分とする金属化合物膜、および、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜から選ばれた薄膜であることを特徴としている。 Further, in each configuration relating to the method for manufacturing the metal wiring substrate, the metal thin film is a thin film selected from a tungsten film, a metal compound film mainly containing a tungsten compound, and a metal alloy film mainly containing a tungsten alloy, aluminum It is a thin film selected from a film, a metal compound film containing an aluminum compound as a main component, and a metal alloy film containing an aluminum alloy as a main component.

本発明の構成を採用することにより、以下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。
(a)従来の配線または配線基板の作製プロセスに適合した、簡単な方法である。
(b)バイアス電力密度、ICP電力密度、下部電極の温度またはエッチングガスにおける塩素の割合を変えることで、所望のテーパー角を有する配線を形成することが可能となる。
(c)圧力、エッチングガスの総流量、エッチングガスにおける酸素の割合、下部電極の温度を所定の値にすることで、基板面内におけるばらつきを低減することを可能とする。
(d)以上の利点を満たした上で、金属配線または金属配線基板において、基板が大型化しても十分に対応することが可能となる。
By adopting the configuration of the present invention, the following basic significance can be obtained.
(A) It is a simple method adapted to a conventional process for manufacturing a wiring or a wiring board.
(B) By changing the bias power density, the ICP power density, the temperature of the lower electrode, or the ratio of chlorine in the etching gas, it is possible to form a wiring having a desired taper angle.
(C) By setting the pressure, the total flow rate of the etching gas, the ratio of oxygen in the etching gas, and the temperature of the lower electrode to predetermined values, it is possible to reduce variations in the substrate surface.
(D) After satisfying the above advantages, the metal wiring or metal wiring board can sufficiently cope with the increase in size of the board.

(A)バイアス電力密度に対するWとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)バイアス電力密度に対するWとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between W and the etching rate of a resist with respect to bias power density. (B) The figure which shows the relationship between W and the selection ratio of a resist with respect to a bias power density. (A)ICP電力密度に対するWとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)ICP電力密度に対するWとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between W and the etching rate of a resist with respect to ICP power density. (B) The figure which shows the relationship between W with respect to ICP power density, and the selection ratio of a resist. (A)圧力に対するWとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)圧力に対するWとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between W with respect to a pressure, and the etching rate of a resist. (B) The figure which shows the relationship between W with respect to a pressure, and the selection ratio of a resist. (A)エッチングガスにおける酸素添加率に対するWとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)エッチングガスにおける酸素添加率に対するWとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between W with respect to the oxygen addition rate in etching gas, and the etching rate of a resist. (B) The figure which shows the relationship between the selection ratio of W with respect to the oxygen addition rate in etching gas. (A)エッチングガスの総流量に対するWとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)エッチングガスの総流量に対するWとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between W with respect to the total flow rate of etching gas, and the etching rate of a resist. (B) The figure which shows the relationship between W and the selectivity of a resist with respect to the total flow rate of etching gas. (A)下部電極の温度に対するWとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)下部電極の温度に対するWとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between W and the etching rate of a resist with respect to the temperature of a lower electrode. (B) The figure which shows the relationship between W and the resist selection ratio with respect to the temperature of a lower electrode. ICPエッチング装置の例を示す図。The figure which shows the example of an ICP etching apparatus. 本発明の概念の例を示す図。The figure which shows the example of the concept of this invention. (A)バイアス電力密度をパラメータとしたときのレジスト/Wの選択比に対するテーパー角の関係を示す図。(B)ICP電力密度をパラメータとしたときのレジスト/Wの選択比に対するテーパー角の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship of the taper angle with respect to the selection ratio of resist / W when a bias power density is used as a parameter. (B) The figure which shows the relationship of the taper angle with respect to the selection ratio of resist / W when ICP power density is used as a parameter. (A)圧力をパラメータとしたときのレジスト/Wの選択比に対するテーパー角の関係を示す図。(B)エッチングガスにおける酸素添加率をパラメータとしたときのレジスト/Wの選択比に対するテーパー角の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship of the taper angle with respect to the selection ratio of resist / W when pressure is used as a parameter. (B) The figure which shows the relationship of the taper angle with respect to the selection ratio of resist / W when the oxygen addition rate in etching gas is made into a parameter. (A)エッチングガスの総流量をパラメータとしたときのレジスト/Wの選択比に対するテーパー角の関係を示す図。(B)下部電極の温度をパラメータとしたときのレジスト/Wの選択比に対するテーパー角の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship of the taper angle with respect to the selection ratio of resist / W when the total flow rate of etching gas is used as a parameter. (B) The figure which shows the relationship of the taper angle with respect to the selection ratio of resist / W when the temperature of a lower electrode is made into a parameter. (A)バイアス電力密度に対するAl−Siとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)バイアス電力密度に対するAl−Siとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between the etching rate of Al-Si and a resist with respect to bias power density. (B) The figure which shows the relationship of the selection ratio of Al-Si and a resist with respect to bias power density. (A)ICP電力密度に対するAl−Siとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)ICP電力密度に対するAl−Siとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between the etching rate of Al-Si and a resist with respect to ICP power density. (B) The figure which shows the relationship of the selectivity of Al-Si and a resist with respect to ICP power density. (A)エッチングガスにおける塩素添加率に対するAl−Siとレジストのエッチングレートの関係を示す図。(B)エッチングガスにおける塩素添加率に対するAl−Siとレジストの選択比の関係を示す図。(A) The figure which shows the relationship between the etching rate of Al-Si and a resist with respect to the chlorine addition rate in etching gas. (B) The figure which shows the relationship of the selectivity of Al-Si and a resist with respect to the chlorine addition rate in etching gas. 本発明を適用して作製した配線の形状の例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of the shape of a wiring manufactured by applying the present invention. 本発明を適用して作製した配線の例を示す図。FIG. 6 shows an example of a wiring manufactured by applying the present invention. 本発明を適用して作製した配線の例を示す図。FIG. 6 shows an example of a wiring manufactured by applying the present invention. 本発明を適用して作製した配線の例を示す図。FIG. 6 shows an example of a wiring manufactured by applying the present invention. 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of TFT of a pixel TFT and a driver circuit. 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of TFT of a pixel TFT and a driver circuit. 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of TFT of a pixel TFT and a driver circuit. 画素TFTの構成を示す上面図。FIG. 6 is a top view illustrating a configuration of a pixel TFT. アクティブマトリクス型液晶表示装置の作製工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of an active-matrix liquid crystal display device. 発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram of a driver circuit and a pixel portion of a light emitting device. (A)発光装置の上面図。(B)発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。FIG. 4A is a top view of a light-emitting device. FIG. 5B is a cross-sectional structure diagram of a driver circuit and a pixel portion of a light-emitting device. 半導体装置の例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device. 半導体装置の例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device. 半導体装置の例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device.

[実施の形態1]
本発明では、高密度プラズマを使用するICPエッチング装置を使用している。ICPエッチング装置は、低圧力でRF電力を誘導的にプラズマ中に結合させることで、1011個/cm3以上のプラズマ密度を達成して、高選択比かつ高エッチングレートの加工を行うものである。
[Embodiment 1]
In the present invention, an ICP etching apparatus using high-density plasma is used. An ICP etching apparatus achieves a plasma density of 10 11 atoms / cm 3 or more by inductively coupling RF power into plasma at a low pressure, and performs processing with a high selectivity and a high etching rate. is there.

まず、ICPドライエッチング装置プラズマ生成機構について図7(A)を用いて詳細に説明する。   First, the ICP dry etching apparatus plasma generation mechanism will be described in detail with reference to FIG.

図7(A)にエッチングチャンバーの簡略構造図を示す。チャンバー上部の石英板31上にアンテナコイル32を配置し、マッチングボックス33を介してRF電源34に接続されている。また、対向に配置された基板側の下部電極35にもマッチングボックス36を介してRF電源37が接続されている。   FIG. 7A shows a simplified structural diagram of the etching chamber. An antenna coil 32 is disposed on the quartz plate 31 at the upper part of the chamber, and is connected to an RF power source 34 via a matching box 33. Further, an RF power source 37 is also connected to the lower electrode 35 on the substrate side arranged opposite to the substrate through a matching box 36.

基板上方のアンテナコイル32にRF電流が印加されると、アンテナコイル32にRF電流Jがθ方向に流れ、Z方向に磁界Bが発生する。 When an RF current is applied to the antenna coil 32 above the substrate, the RF current J flows through the antenna coil 32 in the θ direction, and a magnetic field B is generated in the Z direction.

Figure 2012142571
Figure 2012142571

ファラデーの電磁誘導の法則に従い、θ方向に誘導電界Eが生じる。 In accordance with Faraday's law of electromagnetic induction, an induced electric field E is generated in the θ direction.

Figure 2012142571
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この誘導電界Eで電子がθ方向に加速されガス分子と衝突し、プラズマが生成される。誘導電界の方向がθ方向なので、荷電粒子がエッチングチャンバー壁や、基板に衝突して電荷を消失する確率が低くなる。従って、1Pa程度の低圧力でも高密度のプラズマを発生させることができる。また、下流へは、磁界Bがほとんどないので、シート状に広がった高密度プラズマ領域となる。   Electrons are accelerated in the θ direction by this induced electric field E, collide with gas molecules, and plasma is generated. Since the direction of the induced electric field is the θ direction, the probability that the charged particles collide with the etching chamber wall or the substrate and lose the charge is reduced. Therefore, high-density plasma can be generated even at a low pressure of about 1 Pa. Further, since there is almost no magnetic field B downstream, a high-density plasma region spreading in a sheet shape is obtained.

アンテナコイル32(ICP電力が印加される)と基板側の下部電極35(バイアス電力が印加される)のそれぞれに印加するRFパワーを調節することによってプラズマ密度と自己バイアス電圧を独立に制御することが可能である。また、被処理物の材料に応じて印加するRFパワーの周波数を異ならせることも可能となる。 The plasma density and the self-bias voltage are independently controlled by adjusting the RF power applied to each of the antenna coil 32 (ICP power is applied) and the lower electrode 35 on the substrate side (bias power is applied). Is possible. In addition, it is possible to vary the frequency of the RF power to be applied according to the material of the object to be processed.

ICPエッチング装置で高密度プラズマを得るためには、アンテナコイル32に流れるRF電流Jを低損失で流す必要があり、大面積化するためには、アンテナコイル32のインダクタンスを低下させなければならない。そのためにアンテナを分割したマルチスパイラルコイル38のICPエッチング装置が開発され、その構造図を図7(B)に示す。なお、ここでは石英板以外の部分(チャンバーの構造や下部電極の構造など)は同じであるので省略している。このようなマルチスパイラルコイル38を適用したICPを用いたエッチング装置を用いると、前記耐熱性導電性材料のエッチングを良好に行うことができる。 In order to obtain high-density plasma with an ICP etching apparatus, it is necessary to flow the RF current J flowing through the antenna coil 32 with low loss, and in order to increase the area, the inductance of the antenna coil 32 must be reduced. For this purpose, an ICP etching apparatus for a multi-spiral coil 38 having an antenna divided therein has been developed, and its structural diagram is shown in FIG. Note that portions other than the quartz plate (chamber structure, lower electrode structure, etc.) are the same, and are omitted here. When an etching apparatus using ICP to which such a multi-spiral coil 38 is applied is used, the heat-resistant conductive material can be satisfactorily etched.

本発明者等はこのマルチスパイラルコイル方式のICPエッチング装置(松下電器産業製:E645)を用いてエッチング条件を振り、以下で述べる実験を行った。   The present inventors performed the experiment described below by changing the etching conditions using this multi-spiral coil ICP etching apparatus (Matsushita Electric Industrial Co., Ltd .: E645).

まず、試料としてガラス基板上に、スパッタ法により、膜厚500nmのW膜からなる導電膜を形成した。そしてレジストを形成し、エッチング条件であるバイアス電力密度、ICP電力密度、圧力、エッチングにおける酸素添加率、エッチングガスの総流量および下部電極の温度についてそれぞれ条件を振って、W膜のエッチングを行った。各条件の振り方は表1に示す通りである。また、ある条件について条件を振って評価する場合における、他の条件については表2に示す値を用いた。なお、表1および表2において、バイアス電力密度およびICP電力密度の単位は[W/cm2]としているが、実際には電力[W]を掛けている。表1および表2に記載のバイアス電力およびICP電力は、それぞれバイアス電力の掛かる面積12.5cm×12.5cmとICP電力の掛かる面積12.5cm×12.5cm×πで割った値を記載している。また、チャンバーの体積は18.4×10-33であるため、エッチングガスの総流量はチャンバーの体積で割った値で示している。 First, a conductive film made of a W film having a thickness of 500 nm was formed on a glass substrate as a sample by sputtering. Then, a resist was formed, and etching of the W film was performed by varying the etching power conditions such as bias power density, ICP power density, pressure, oxygen addition rate in etching, the total flow rate of etching gas, and the temperature of the lower electrode. . Table 1 shows how to set each condition. Further, in the case where the evaluation is performed under certain conditions, the values shown in Table 2 are used for the other conditions. In Tables 1 and 2, the unit of the bias power density and the ICP power density is [W / cm 2 ], but the power [W] is actually multiplied. The bias power and ICP power described in Table 1 and Table 2 are values obtained by dividing the bias power area 12.5 cm × 12.5 cm and the ICP power area 12.5 cm × 12.5 cm × π, respectively. ing. Further, since the volume of the chamber is 18.4 × 10 −3 m 3 , the total flow rate of the etching gas is shown as a value divided by the volume of the chamber.

Figure 2012142571
Figure 2012142571

Figure 2012142571
Figure 2012142571

図1〜図6に各条件を振って得られた結果を示す。各図(A)にWとレジストのエッチングレートについて示し、各図(B)にレジストに対するWの選択比について示す。それぞれ、基板面内において測定点数を16とし、基板面内におけるばらつきをエラーバーで示している。図1はバイアス電力密度の条件を振った結果であり、図2はICP電力密度の条件を振った結果であり、図3は圧力の条件を振った結果であり、図4は酸素添加率の条件を振った結果であり、図5はガス総流量の条件を振った結果であり、図6は下部電極の温度条件を振った結果である。   The results obtained by varying each condition are shown in FIGS. Each figure (A) shows the etching rate of W and the resist, and each figure (B) shows the selectivity ratio of W to the resist. In each case, the number of measurement points is 16 in the substrate surface, and the variation in the substrate surface is indicated by error bars. FIG. 1 shows the result of changing the bias power density condition, FIG. 2 shows the result of changing the ICP power density condition, FIG. 3 shows the result of changing the pressure condition, and FIG. 4 shows the oxygen addition rate. FIG. 5 shows the result of changing the total gas flow rate, and FIG. 6 shows the result of changing the temperature condition of the lower electrode.

まず、基板面内におけるばらつきについて考察する。図1(A)より、バイアス電力密度が0.256〜0.512W/cm2ではばらつきが最小となり、0.96W/cm2以上で大きくなっている。また、図2(A)より、ICP電力密度においては条件振りによる傾向は特に見られない。図3(A)〜図6(A)
より、圧力、酸素添加率、ガス総流量および下部電極の温度においては高い方がばらつきが小さかった。
First, the variation in the substrate plane will be considered. As shown in FIG. 1A, the variation is minimum when the bias power density is 0.256 to 0.512 W / cm 2 , and increases when the bias power density is 0.96 W / cm 2 or more. Further, from FIG. 2A, there is no particular tendency in the ICP power density due to conditions. 3 (A) to 6 (A)
Thus, the higher the pressure, the oxygen addition rate, the total gas flow rate, and the temperature of the lower electrode, the smaller the variation.

続いて、レジストに対するWの選択比について考察する。図1(B)〜図6(B)より、レジストに対するWの選択比は、条件が変化するにつれて、バイアス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度において大きく変化している。
つまり、レジストに対するWの選択比に影響を与える条件はバイアス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度であることが分かる。
Next, the selection ratio of W to resist will be considered. From FIG. 1 (B) to FIG. 6 (B), the selection ratio of W to the resist greatly changes in the bias power density, the ICP power density, and the temperature of the lower electrode as the conditions change.
That is, it can be seen that the conditions affecting the W selection ratio with respect to the resist are the bias power density, the ICP power density, and the temperature of the lower electrode.

以上の実験から、バイアス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度がレジストに対するW膜の選択比に大きな影響を与えることが分かった。また、圧力、酸素添加率、ガス総流量および下部電極の温度を高く設定すれば、基板面内におけるばらつきを低減することがわかった。   From the above experiments, it was found that the bias power density, ICP power density, and the temperature of the lower electrode have a great influence on the selectivity of the W film to the resist. Further, it has been found that if the pressure, the oxygen addition rate, the total gas flow rate, and the temperature of the lower electrode are set high, the variation in the substrate surface is reduced.

また、レジスト/Wの選択比と、テーパー角との相関を調べるため、次のような実験を行った。図8を用いて説明する。なお、本明細書中において、テーパー角とは図8(C)に示すように、導電層15bの断面形状のテーパー部(傾斜部)と下地膜17bの表面がなす角αをいう。また、テーパー角はテーパー部の幅Zと、膜厚Xを用いて、tanα=X/Zと定義できる。   In order to investigate the correlation between the resist / W selection ratio and the taper angle, the following experiment was conducted. This will be described with reference to FIG. In this specification, the taper angle means an angle α formed by the taper portion (inclined portion) of the cross-sectional shape of the conductive layer 15b and the surface of the base film 17b, as shown in FIG. 8C. The taper angle can be defined as tan α = X / Z using the width Z of the taper portion and the film thickness X.

まず、ガラス基板10上に絶縁膜11としてプラズマCVD法により膜厚50nmの酸化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17%)(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成した。
前記絶縁膜11上に第1の導電膜11として膜厚50nmのTaN膜を、前記第1の導電膜12上に第2の導電膜13として膜厚370nmのW膜をスパッタ法により形成した。そしてレジストを形成し、エッチング条件であるバイアス電力密度、ICP電力密度、圧力、エッチングにおける酸素添加率、エッチングガスの総流量および下部電極の温度についてそれぞれ条件を振って、W膜のエッチングを行った。各条件の振り方は表1に示す通りである。また、ある条件について条件を振って評価する場合における、他の条件については表2に示す値を用いた。続いて、TaN膜のエッチング条件として、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30:30(sccm)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に0.71W/cm2のRF(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った。基板側(試料ステージ)にも0.128W/cm2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した。
First, a 50 nm-thick silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17%) (composition ratio Si) as an insulating film 11 on the glass substrate 10 by plasma CVD. = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%).
A TaN film having a thickness of 50 nm was formed as the first conductive film 11 on the insulating film 11, and a W film having a thickness of 370 nm was formed as the second conductive film 13 on the first conductive film 12 by sputtering. Then, a resist was formed, and etching of the W film was performed by varying the etching power conditions such as bias power density, ICP power density, pressure, oxygen addition rate in etching, the total flow rate of etching gas, and the temperature of the lower electrode. . Table 1 shows how to set each condition. Further, in the case where the evaluation is performed under certain conditions, the values shown in Table 2 are used for the other conditions. Subsequently, as etching conditions for the TaN film, CF 4 and Cl 2 are used as etching gases, the respective gas flow ratios are set to 30:30 (sccm), and 0.71 W / cm is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa. Etching was performed by generating plasma by applying RF (13.56 MHz) power of cm 2 . An RF (13.56 MHz) power of 0.128 W / cm 2 was also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage was applied.

このようにして第1の導電膜および第2の導電膜にエッチング処理を行った後、その断面形状をSEMにより5万倍にて観察し、テーパー角を求め、レジスト/Wの選択比との関係を調べた。その結果を図9〜図11に示す。図9(A)にバイアス電力密度を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図9(B)にICP電力密度を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図10(A)に圧力を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図10(B)にエッチングガスにおける酸素添加率を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図11(A)にエッチングガスの総流量を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図11(B)に下部電極の温度を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示す。図9〜図11より、テーパー角に大きな影響を与える条件は、バイアス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度であることがわかる。   After etching the first conductive film and the second conductive film in this way, the cross-sectional shape is observed with a SEM at 50,000 times, the taper angle is obtained, and the resist / W selection ratio is compared with the resist / W selection ratio. I investigated the relationship. The results are shown in FIGS. FIG. 9A shows the relationship between the resist / W selection ratio and the taper angle when the bias power density is changed, and FIG. 9B shows the resist / W selection ratio and the taper when the ICP power density is changed. 10A shows the relationship between the resist / W selection ratio and the taper angle when the pressure is changed, and FIG. 10B shows the relationship between the oxygen addition rate in the etching gas. FIG. 11A shows the relationship between the resist / W selection ratio and the taper angle. FIG. 11A shows the relationship between the resist / W selection ratio and the taper angle when the total flow rate of the etching gas is changed. FIG. The relationship between the resist / W selection ratio and the taper angle when the electrode temperature is changed is shown. 9 to 11, it can be seen that the conditions that greatly affect the taper angle are the bias power density, the ICP power density, and the temperature of the lower electrode.

そこで、本発明は、ICPエッチング装置を用いてW膜のエッチングを行う際に、バイアス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度を制御することで、所望のテーパー角を有する配線を形成し、また、大面積基板においても均一性の高いエッチングを行うことを可能とする。さらに、圧力、酸素添加率、ガス総流量および下部電極の温度を高く設定すれば、基板面内における配線の形状のばらつきを低減することを可能とする。特に、本発明を用いて形成されたW膜からなるゲート電極は基板面内において形状のばらつきが低減されていることから、該ゲート電極をマスクとして不純物元素を導入する場合、不純物領域の幅や長さのばらつきが生じることを低減することを可能とする。すなわち、チャネル形成領域の幅や長さのばらつきを低減することが可能となり、このような半導体膜を用いて作製されたTFTの電気的特性のばらつきを低減することを可能とする。
さらに半導体装置の動作特性および信頼性を向上することを可能とする。
Therefore, the present invention forms a wiring having a desired taper angle by controlling the bias power density, the ICP power density, and the temperature of the lower electrode when etching the W film using the ICP etching apparatus, In addition, etching with high uniformity can be performed even on a large-area substrate. Furthermore, if the pressure, the oxygen addition rate, the total gas flow rate, and the temperature of the lower electrode are set high, it is possible to reduce variations in the shape of the wiring in the substrate surface. In particular, since the variation in shape of the gate electrode made of the W film formed using the present invention is reduced in the substrate surface, when the impurity element is introduced using the gate electrode as a mask, the width of the impurity region or It is possible to reduce the occurrence of length variation. That is, variation in the width and length of the channel formation region can be reduced, and variation in electrical characteristics of a TFT manufactured using such a semiconductor film can be reduced.
Furthermore, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device.

なお、本発明はW膜だけでなく、Mo−W膜、WSi膜、TiW膜などWを主成分としたさまざまな膜に適用することができる。   Note that the present invention can be applied not only to the W film but also to various films mainly composed of W such as a Mo—W film, a WSi film, and a TiW film.

[実施の形態2]
本発明者等は、実施形態1で説明したマルチスパイラルコイル方式のICPエッチング装置(松下電器産業製:E645)を用いて、実施形態とは異なる導電膜に対してエッチング条件を振り、以下で述べる実験も行った。
[Embodiment 2]
The inventors used the multi-spiral coil ICP etching apparatus (Made by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd .: E645) described in Embodiment 1 to change the etching conditions for the conductive film different from that in the embodiment, and will be described below. An experiment was also conducted.

まず、試料としてガラス基板上に、スパッタ法により、膜厚500nmのAl−Si(2wt%)膜からなる導電膜を形成した。そしてレジストを形成し、エッチング条件であるバイアス電力密度、ICP電力密度、エッチングにおけるCl2添加率についてそれぞれ条件を振って、Ai−Si膜のエッチングを行った。各条件の振り方は表3に示す通りである。また、ある条件について条件を振って評価する場合における、他の条件については表4に示す値を用いた。なお、表1および表2において、バイアス電力密度およびICP電力密度の単位は[W/cm2]としているが、実際には電力[W]を掛けている。表1および表2に記載のバイアス電力およびICP電力は、それぞれバイアス電力の掛かる面積12.5cm×12.5cmとICP電力の掛かる面積12.5cm×12.5cm×πで割った値を記載している。また、チャンバーの体積は18.4×10-33であるため、エッチングガスの総流量はチャンバーの体積で割った値で示している。 First, a conductive film made of an Al—Si (2 wt%) film having a thickness of 500 nm was formed on a glass substrate as a sample by a sputtering method. Then, a resist was formed, and the Ai-Si film was etched under various conditions with respect to etching conditions such as bias power density, ICP power density, and Cl 2 addition rate in etching. Table 3 shows how to set each condition. In the case where the evaluation is performed under certain conditions, the values shown in Table 4 are used for the other conditions. In Tables 1 and 2, the unit of the bias power density and the ICP power density is [W / cm 2 ], but the power [W] is actually multiplied. The bias power and ICP power described in Table 1 and Table 2 are values obtained by dividing the bias power area 12.5 cm × 12.5 cm and the ICP power area 12.5 cm × 12.5 cm × π, respectively. ing. Further, since the volume of the chamber is 18.4 × 10 −3 m 3 , the total flow rate of the etching gas is shown as a value divided by the volume of the chamber.

Figure 2012142571
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Figure 2012142571
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図12〜図14に各条件を振って得られた結果を示す。各図(A)にAl−Siとレジストのエッチングレートについて示し、各図(B)にレジストに対するAl−Siの選択比について示す。それぞれ、基板面内において測定点数を16とし、基板面内におけるばらつきをエラーバーで示している。図12はバイアス電力密度の条件を振った結果であり、図13はICP電力密度の条件を振った結果であり、図14はCl2添加率の条件を振った結果である。 The results obtained by varying each condition are shown in FIGS. Each figure (A) shows the etching rate of Al—Si and the resist, and each figure (B) shows the selectivity of Al—Si to the resist. In each case, the number of measurement points is 16 in the substrate surface, and the variation in the substrate surface is indicated by error bars. 12 shows the result of changing the bias power density condition, FIG. 13 shows the result of changing the ICP power density condition, and FIG. 14 shows the result of changing the Cl 2 addition rate condition.

レジストに対するAl−Siの選択比について考察する。図12(B)〜図14(B)より、レジストに対するAl−Siの選択比は、条件が変化するにつれて、大きく変化している。つまり、レジストに対するAl−Siの選択比に影響を与える条件はバイアス電力密度、ICP電力密度およびCl2添加率であることが分かる。 Consider the selection ratio of Al—Si to resist. From FIG. 12B to FIG. 14B, the selection ratio of Al—Si to the resist greatly changes as the conditions change. That is, it can be seen that the conditions affecting the Al—Si selection ratio with respect to the resist are bias power density, ICP power density, and Cl 2 addition rate.

そこで、本発明は、ICPエッチング装置を用いてAl−Si膜のエッチングを行う際に、バイアス電力密度、ICP電力密度およびCl2添加率を制御することで、所望のテーパー角を有する配線を形成することを可能とする。特に、本発明を用いて形成されたAl−Si膜からなるゲート電極は、所望のテーパー角を有することを可能としていることから、該ゲート電極をマスクとして不純物元素を導入する場合、所望の幅や長さを有する不純物領域を形成することを可能とする。すなわち、所望の幅や長さを有するチャネル形成領域を形成することが可能となり、このような半導体膜を用いて作製されたTFTの電気的特性のばらつきを低減することを可能とする。さらに半導体装置の動作特性および信頼性を向上することを可能とする。 Accordingly, the present invention forms a wiring having a desired taper angle by controlling the bias power density, ICP power density, and Cl 2 addition rate when etching an Al—Si film using an ICP etching apparatus. It is possible to do. In particular, since the gate electrode made of an Al—Si film formed using the present invention can have a desired taper angle, when an impurity element is introduced using the gate electrode as a mask, a desired width is obtained. And an impurity region having a length can be formed. That is, a channel formation region having a desired width and length can be formed, and variations in electrical characteristics of TFTs manufactured using such a semiconductor film can be reduced. Furthermore, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device.

なお、本発明はW膜だけでなく、Al−Ti膜、Al−Sc膜、Al−Nd膜などAlを主成分としたさまざまな膜に適用することができる。   Note that the present invention can be applied not only to the W film but also to various films mainly containing Al, such as an Al—Ti film, an Al—Sc film, and an Al—Nd film.

以下に本発明の実施例を説明するが、特にこれらの実施例に限定されないことはもちろんである。 Examples of the present invention will be described below, but it is needless to say that the present invention is not limited to these examples.

本実施例では、エッチングに関するパラメータを制御して、テーパー部を有する金属配線を形成した例を示す。   In this embodiment, an example in which a metal wiring having a tapered portion is formed by controlling parameters relating to etching will be described.

まず、ガラス基板10上に絶縁膜11としてプラズマCVD法により膜厚50nmの酸化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17%)(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成した。
前記絶縁膜11上に第1の導電膜11として膜厚50nmのTaN膜を、前記第1の導電膜12上に第2の導電膜13として膜厚370nmのW膜をスパッタ法により形成した。そしてレジストを形成し、エッチング条件であるバイアス電力密度0.96W/cm2、ICP電力密度0.71W/cm2、圧力1.0Pa、下部電極の温度を70℃、エッチング用ガスにCF4とCl2とO2を用い、それぞれのガス流量比を25:25:10(sccm)(エッチングガスにおける酸素添加率は17%であり、体積に換算する1.36×103:1.36×103:0.54×103(sccm/m3))として、W膜のエッチングを行った。続いて、TaN膜のエッチング条件として、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30:30(sccm)(体積に換算するとそれぞれ1.63×103sccm/m3)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力(電力密度に換算すると0.71W/cm2)を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56MHz)電力(電力密度に換算すると0.128W/cm2)を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加した。
First, a 50 nm-thick silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17%) (composition ratio Si) as an insulating film 11 on the glass substrate 10 by plasma CVD. = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%).
A TaN film having a thickness of 50 nm was formed as the first conductive film 11 on the insulating film 11, and a W film having a thickness of 370 nm was formed as the second conductive film 13 on the first conductive film 12 by sputtering. Then, a resist is formed, and the bias power density of 0.96 W / cm 2 , the ICP power density of 0.71 W / cm 2 , the pressure of 1.0 Pa, the temperature of the lower electrode is 70 ° C., and the etching gas is CF 4 Each gas flow rate ratio is 25:25:10 (sccm) using Cl 2 and O 2 (the oxygen addition rate in the etching gas is 17%, and converted to volume 1.36 × 10 3 : 1.36 × 10 3 : 0.54 × 10 3 (sccm / m 3 )), the W film was etched. Subsequently, as etching conditions for the TaN film, CF 4 and Cl 2 are used as etching gases, and the respective gas flow ratios are 30:30 (sccm) (1.63 × 10 3 sccm / m in terms of volume, respectively. 3 ), 500 W RF (13.56 MHz) power (0.71 W / cm 2 in terms of power density) was applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma and perform etching. 20 W RF (13.56 MHz) power (0.128 W / cm 2 in terms of power density) was also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage was applied.

このようにして第1の導電膜および第2の導電膜にエッチング処理を行った後、その断面形状をSEMにより5万倍にて観察した結果を図15に示す。このときのテーパー角は20°であった。   FIG. 15 shows the result of observing the cross-sectional shape of the first conductive film and the second conductive film at 50,000 times with an SEM after etching the first conductive film and the second conductive film. The taper angle at this time was 20 °.

本実施例では、本発明を絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(MOSFETまたはIGFET)に適用してCMOS回路を構成した場合の例について図16〜図18を用いて説明する。   In this embodiment, an example in which a CMOS circuit is configured by applying the present invention to an insulated gate field effect transistor (MOSFET or IGFET) will be described with reference to FIGS.

まず、単結晶シリコン基板301を用意し、不純物元素を注入してP型ウェル302、N型ウェル303を形成する。単結晶シリコン基板はP型であってもN型であっても良い。この様な構成はいわゆるツインタブ構造であり、ウェル濃度は1×1018/cm3以下(代表的には1×1016〜5×1017/cm3)で形成される。 First, a single crystal silicon substrate 301 is prepared, and an impurity element is implanted to form a P-type well 302 and an N-type well 303. The single crystal silicon substrate may be P-type or N-type. Such a structure is a so-called twin tab structure, and the well concentration is 1 × 10 18 / cm 3 or less (typically 1 × 10 16 to 5 × 10 17 / cm 3 ).

次に、公知のLOCOS法などにより選択酸化を行い、フィールド酸化膜304を形成した後、熱酸化工程によってシリコン表面に30nm厚の酸化膜(後のゲート絶縁膜)305を形成する。(図16(A))   Next, after selective oxidation is performed by a known LOCOS method or the like to form a field oxide film 304, an oxide film (later gate insulating film) 305 having a thickness of 30 nm is formed on the silicon surface by a thermal oxidation process. (FIG. 16 (A))

次に、第1のゲート電極306および第2のゲート電極307を形成する。本実施例ではゲート電極を構成する材料として導電性を有するシリコン膜を用いるが、他にもTa、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。   Next, a first gate electrode 306 and a second gate electrode 307 are formed. In this embodiment, a conductive silicon film is used as a material constituting the gate electrode, but other elements selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, Cr, and Nd, or the above elements are mainly used. An alloy material or a compound material as a component can be used.

前記第1のゲート電極306および前記第2のゲート電極307の形成後、pチャネル型MOSFETとなる領域(図面向かって右側)をレジストマスク308で覆い、単結晶シリコン基板301に対してn型を付与する不純物元素を導入する。(図16(B))不純物元素の導入の方法は、レーザドーピング法、プラズマドーピング法、イオン注入法およびイオンシャワードーピング法のいずれかの方法を用い、濃度が5×1018〜 1×1019/cm3となる様に導入する。本実施例では、n型を付与する不純物元素として、Asを用いる。こうして形成される不純物領域310、311の一部(チャネル形成領域と接する側の端部)は後にnチャネル型MOSFETのLDD領域として機能する。 After the formation of the first gate electrode 306 and the second gate electrode 307, a region to be a p-channel MOSFET (on the right side in the drawing) is covered with a resist mask 308, and an n-type is formed with respect to the single crystal silicon substrate 301. Impurity elements to be introduced are introduced. (FIG. 16B) As a method for introducing the impurity element, any one of a laser doping method, a plasma doping method, an ion implantation method, and an ion shower doping method is used, and the concentration is 5 × 10 18 to 1 × 10 19. / Cm 3 is introduced. In this embodiment, As is used as the impurity element imparting n-type. Part of the impurity regions 310 and 311 formed in this way (ends on the side in contact with the channel formation region) later functions as an LDD region of the n-channel MOSFET.

次に、nチャネル型MOSFETとなる領域をレジストマスク312で覆う。
そして、単結晶シリコン基板301に対してp型を付与する不純物元素を導入する。(図16(C))本実施例では、n型を付与する不純物元素として、B(ボロン)を用いる。このようにして、後にpチャネル型MOSFETのLDD領域として機能する不純物領域314、315を形成する。
Next, a region to be an n-channel MOSFET is covered with a resist mask 312.
Then, an impurity element imparting p-type conductivity is introduced into the single crystal silicon substrate 301. (FIG. 16C) In this embodiment, B (boron) is used as an impurity element imparting n-type conductivity. In this manner, impurity regions 314 and 315 that later function as LDD regions of the p-channel MOSFET are formed.

図16(C)の状態が得られたら、次に酸化珪素膜(図示せず)を堆積してエッチバックを行い、サイドウォール316、317を形成する。(図17(A)
When the state of FIG. 16C is obtained, a silicon oxide film (not shown) is next deposited and etched back to form sidewalls 316 and 317. (FIG. 17 (A)
)

次に、再びpチャネル型MOSFETとなる領域をレジストマスク318で覆い、n型を付与する不純物元素を 1×1020/cm3の濃度で導入する。こうしてソース領域319、ドレイン領域320が形成され、サイドウォール316の下にはLDD領域321が形成される。(図17(B)) Next, a region to be a p-channel MOSFET is again covered with a resist mask 318, and an impurity element imparting n-type conductivity is introduced at a concentration of 1 × 10 20 / cm 3 . Thus, a source region 319 and a drain region 320 are formed, and an LDD region 321 is formed under the sidewall 316. (Fig. 17 (B))

同様に、nチャネル型MOSFETとなる領域をレジストマスク322で覆い、p型を付与する不純物元素を1×1020/cm3の濃度で導入する。こうしてドレイン領域323、ソース領域324が形成され、サイドウォール317の下にはLDD領域325が形成される。(図17(C))さらに、レジストマスク322で覆ったまま、希ガス元素から選ばれた一種または複数種の元素を導入する。このようにして、第2のゲート電極307に第1のゲート電極306よりも不純物元素を多量に導入する。これにより、前記第2のゲート電極307の圧縮応力は前記第1のゲート電極306より強く、pチャネル型MOSFETにおけるチャネル形成領域が受ける圧縮応力も、nチャネル型MOSFETにおけるチャネル形成領域が受ける応力よりも強くなる。 Similarly, a region to be an n-channel MOSFET is covered with a resist mask 322, and an impurity element imparting p-type conductivity is introduced at a concentration of 1 × 10 20 / cm 3 . Thus, a drain region 323 and a source region 324 are formed, and an LDD region 325 is formed under the sidewall 317. (FIG. 17C) Further, one or more elements selected from rare gas elements are introduced while being covered with the resist mask 322. In this manner, a larger amount of impurity element is introduced into the second gate electrode 307 than in the first gate electrode 306. Thereby, the compressive stress of the second gate electrode 307 is stronger than that of the first gate electrode 306, and the compressive stress received by the channel forming region in the p-channel MOSFET is also higher than the stress received by the channel forming region in the n-channel MOSFET. Also become stronger.

図17(C)の状態が得られたら、第1の熱処理を行い、導入した不純物元素の活性化を行う。   When the state of FIG. 17C is obtained, a first heat treatment is performed to activate the introduced impurity element.

続いて、チタン膜を成膜して第2の熱処理を行い、ソース領域、ドレイン領域およびゲート電極の表面にチタンシリサイド層326を形成する。勿論、他の金属膜を用いた金属シリサイドを形成することもできる。シリサイド層を形成した後、チタン膜は除去する。   Subsequently, a titanium film is formed and second heat treatment is performed to form a titanium silicide layer 326 on the surfaces of the source region, the drain region, and the gate electrode. Of course, a metal silicide using another metal film can also be formed. After the silicide layer is formed, the titanium film is removed.

次に、層間絶縁膜327を形成し、コンタクトホールを開けてソース電極328、329、ドレイン電極330を形成する。勿論、電極形成後に水素化を行うことも有効である。本実施例では、W膜を形成し、ICPエッチング装置を用いて、ソース電極328、329、ドレイン電極330を形成する。このようにして形成することで、金属配線の幅や長さのばらつきの低減される。   Next, an interlayer insulating film 327 is formed, contact holes are opened, and source electrodes 328 and 329 and a drain electrode 330 are formed. Of course, it is also effective to perform hydrogenation after electrode formation. In this embodiment, a W film is formed, and source electrodes 328 and 329 and a drain electrode 330 are formed using an ICP etching apparatus. By forming in this way, variations in the width and length of the metal wiring are reduced.

以上の様な工程によって、図18に示す様なCMOS回路を得ることができる。本発明を適用することにより、金属配線の形状のばらつきが低減され、また前記金属配線の端部にテーパー部を有することにより、カバレッジが良好なものとなる。さらには、半導体装置の動作特性も大幅に向上し得る。   Through the steps as described above, a CMOS circuit as shown in FIG. 18 can be obtained. By applying the present invention, variation in the shape of the metal wiring is reduced, and by providing the tapered portion at the end of the metal wiring, the coverage is improved. Furthermore, the operating characteristics of the semiconductor device can be greatly improved.

なお、本実施例は実施例1と組み合わせることが可能である。   Note that this embodiment can be combined with the first embodiment.

本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図19〜図22を用いて説明する。本明細書ではCMOS回路、及び駆動回路と、画素TFT、保持容量とを有する画素部を同一基板上に形成された基板を、便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。   In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS. In this specification, a substrate in which a pixel portion having a CMOS circuit, a driver circuit, a pixel TFT, and a storage capacitor is formed over the same substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

まず、本実施例ではコーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板400を用いる。なお、基板400としては、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。   First, in this embodiment, a substrate 400 made of glass such as barium borosilicate glass represented by Corning # 7059 glass or # 1737 glass or aluminoborosilicate glass is used. Note that the substrate 400 may be a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless substrate on which an insulating film is formed. Further, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this embodiment may be used.

次いで、基板400上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜401を形成する。本実施例では下地膜401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。下地膜401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酸化窒化珪素膜401aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成する。本実施例では、膜厚50nmの酸化窒化珪素膜401a(組成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17%)を形成した。次いで、下地膜401の2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酸化窒化珪素膜401bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚100nmの酸化窒化珪素膜401b(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成する。 Next, a base film 401 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed over the substrate 400. Although a two-layer structure is used as the base film 401 in this embodiment, a single-layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked may be used. As the first layer of the base film 401, a silicon oxynitride film 401a formed using SiH 4 , NH 3 , and N 2 O as a reactive gas is formed by using a plasma CVD method to a thickness of 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm). To do. In this embodiment, a 50 nm thick silicon oxynitride film 401a (composition ratio Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17%) is formed. Next, as a second layer of the base film 401, a silicon oxynitride film 401b formed by using a plasma CVD method and using SiH 4 and N 2 O as a reaction gas has a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 to 150 nm). Stacked to a thickness. In this embodiment, a silicon oxynitride film 401b (composition ratio Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%) having a thickness of 100 nm is formed.

次いで、下地膜上に半導体層402〜406を形成する。半導体層402〜406は公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで半導体膜を成膜し、公知の結晶化法(レーザ結晶化法、RTAやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法等)により結晶化させる。そして、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして半導体層402〜406を形成する。前記半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶質半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。本実施例では、プラズマCVD法を用い、55nmの非晶質珪素膜を成膜する。そして、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させ、この非晶質珪素膜に脱水素化(500℃、1時間)を行った後、熱結晶化(550℃、4時間)を行って結晶質珪素膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって半導体層402〜406を形成する。   Next, semiconductor layers 402 to 406 are formed over the base film. The semiconductor layers 402 to 406 are formed by forming a semiconductor film with a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm) by a known means (sputtering method, LPCVD method, plasma CVD method or the like), and a known crystallization method ( Laser crystallization, thermal crystallization using an RTA or furnace annealing furnace, thermal crystallization using a metal element that promotes crystallization, or the like). Then, the obtained crystalline semiconductor film is patterned into a desired shape to form semiconductor layers 402 to 406. Examples of the semiconductor film include an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, a crystalline semiconductor film, and the like, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be applied. In this embodiment, a 55 nm amorphous silicon film is formed by plasma CVD. Then, a solution containing nickel is held on the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is dehydrogenated (500 ° C., 1 hour), and then subjected to thermal crystallization (550 ° C., 4 hours). A crystalline silicon film is formed. Then, the semiconductor layers 402 to 406 are formed by a patterning process using a photolithography method.

また、レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、Ti:サファイアレーザ等を用いることができる。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数300Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜700mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。また、パルス発振型のYAGレーザを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜300Hzとし、レーザーエネルギー密度を300〜1000mJ/cm2(代表的には350〜800mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、この時の線状ビームの重ね合わせ率(オーバーラップ率)を50〜98%として行ってもよい。 When a crystalline semiconductor film is formed by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, Ti : A sapphire laser or the like can be used. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which a laser beam emitted from a laser oscillator is linearly collected by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 300 Hz, and the laser energy density is 100 to 700 mJ / cm 2 (typically 200 to 300 mJ / cm 2). ). In the case of using a YAG laser of pulse oscillation type is a pulse oscillation frequency 1~300Hz using the second harmonic wave, the laser energy density 300~1000mJ / cm 2 (typically 350~800mJ / cm 2) And good. Then, laser light condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the linear beam superposition ratio (overlap ratio) at this time is 50 to 98%. Good.

しかしながら、本実施例では、結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質珪素膜の結晶化を行ったため、前記金属元素が結晶質珪素膜中に残留している。そのため、前記結晶質珪素膜上に50〜100nmの非晶質珪素膜を形成し、加熱処理(RTA法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等)を行って、該非晶質珪素膜中に前記金属元素を拡散させ、前記非晶質珪素膜は加熱処理後にエッチングを行って除去する。このようにすることで、前記結晶質珪素膜中の金属元素の含有量を低減または除去することができる。   However, in this embodiment, since the amorphous silicon film is crystallized using a metal element that promotes crystallization, the metal element remains in the crystalline silicon film. Therefore, an amorphous silicon film having a thickness of 50 to 100 nm is formed on the crystalline silicon film, and heat treatment (RTA method, thermal annealing using a furnace annealing furnace, etc.) is performed, and the amorphous silicon film Metal elements are diffused, and the amorphous silicon film is removed by etching after the heat treatment. By doing so, the content of the metal element in the crystalline silicon film can be reduced or removed.

また、半導体層402〜406を形成した後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。   Further, after forming the semiconductor layers 402 to 406, a small amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.

次いで、半導体層402〜406を覆うゲート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜407はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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, a gate insulating film 407 covering the semiconductor layers 402 to 406 is formed. The gate insulating film 407 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by plasma CVD or sputtering. In this embodiment, a silicon oxynitride film (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%) with a thickness of 110 nm is formed by plasma CVD. Needless to say, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.

また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。 When a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) and O 2 are mixed by a plasma CVD method to a reaction pressure of 40 Pa, a substrate temperature of 300 to 400 ° C., and a high frequency (13.56 MHz) power density of 0. It can be formed by discharging at 5 to 0.8 W / cm 2 . The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by thermal annealing at 400 to 500 ° C. thereafter.

次いで、ゲート絶縁膜407上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜408と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜409とを積層形成する。本実施例では、膜厚30nmのTaN膜からなる第1の導電膜408と、膜厚370nmのW膜からなる第2の導電膜409を積層形成する。TaN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタする。また、W膜は、Wのターゲットを用いたスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ましい。 Next, a first conductive film 408 with a thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film 409 with a thickness of 100 to 400 nm are stacked over the gate insulating film 407. In this embodiment, a first conductive film 408 made of a TaN film with a thickness of 30 nm and a second conductive film 409 made of a W film with a thickness of 370 nm are stacked. The TaN film is formed by sputtering, and is sputtered in a nitrogen-containing atmosphere using a Ta target. The W film is formed by sputtering using a W target. In addition, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, in order to use as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and the resistivity of the W film is desirably 20 μΩcm or less.

なお、本実施例では、第1の導電膜408をTaN、第2の導電膜409をWとしているが、第2の導電膜はWまたはWを主成分とする合金材料若しくは化合物材料、または、AlまたはAlを主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成し、第1の導電膜としてはエッチングの際に第1の導電膜と第2の導電膜との選択比が高いものであれば、特に限定されない。例えば、Ta、Ti、Mo、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、AgPdCu合金を用いてもよい。   Note that in this example, the first conductive film 408 is TaN and the second conductive film 409 is W, but the second conductive film is an alloy material or compound material containing W or W as a main component, or If the first conductive film is formed of Al or an alloy material or compound material containing Al as a main component and the first conductive film and the second conductive film have a high selection ratio during etching, There is no particular limitation. For example, an element selected from Ta, Ti, Mo, Cu, Cr, and Nd, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component may be used. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Further, an AgPdCu alloy may be used.

次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク410〜415を形成し、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。(図19(B))本実施例では第1のエッチング条件として、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2とO2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(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)にも150W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W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。 Next, resist masks 410 to 415 are formed by photolithography, and a first etching process is performed to form electrodes and wirings. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. (FIG. 19B) In this example, ICP (Inductively Coupled Plasma) etching is used as the first etching condition, and CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases. Each gas flow ratio is 25:25:10 (sccm), 500 W of RF (13.56 MHz) power is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa, plasma is generated, and etching is performed. 150 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. The W film is etched under this first etching condition so that the end portion of the first conductive layer is tapered.

この後、レジストからなるマスク410〜415を除去せずに第2のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30:30(sccm)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)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った。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W膜及びTaN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。 Thereafter, the masks 410 to 415 made of resist are changed to the second etching conditions without being removed, CF 4 and Cl 2 are used as etching gases, and the respective gas flow ratios are set to 30:30 (sccm). Etching was performed for about 30 seconds by applying 500 W RF (13.56 MHz) power to the coil electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma. 20 W of RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, it is preferable to increase the etching time at a rate of about 10 to 20%.

上記第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の導電層及び第2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の導電層から成る第1の形状の導電層417〜422(第1の導電層417a〜422aと第2の導電層417b〜422b)を形成する。416はゲート絶縁膜であり、第1の形状の導電層417〜422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 the first etching process, the shape of the mask made of resist is made suitable, and the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. It becomes. The angle of this taper portion is 15 to 45 °. Thus, the first shape conductive layers 417 to 422 (first conductive layers 417 a to 422 a and second conductive layers 417 b to 422 b) composed of the first conductive layer and the second conductive layer by the first etching treatment. Form. Reference numeral 416 denotes a gate insulating film, and a region not covered with the first shape conductive layers 417 to 422 is etched and thinned by about 20 to 50 nm.

次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第2のエッチング処理を行う。
(図19(C))ここでは、エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用い、W膜を選択的にエッチングする。この時、第2のエッチング処理により第2の導電層428b〜433bを形成する。一方、第1の導電層417a〜422aは、ほとんどエッチングされず、第2の形状の導電層428〜433を形成する。
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask.
Here, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, and the W film is selectively etched. At this time, second conductive layers 428b to 433b are formed by a second etching process. On the other hand, the first conductive layers 417a to 422a are hardly etched, and the second shape conductive layers 428 to 433 are formed.

このようにして形成された導電層428〜433は、基板面内における形状のばらつきが低減されている。   In the conductive layers 428 to 433 thus formed, variation in shape within the substrate surface is reduced.

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低濃度に添加する。ドーピング処理はイオンドープ法、若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1×1013〜5×1014/cm2とし、加速電圧を40〜80keVとして行う。本実施例ではドーズ量を1.5×1013/cm2とし、加速電圧を60keVとして行う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を用いる。この場合、導電層428〜433がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に不純物領域423〜427が形成される。不純物領域423〜427には1×1018〜1×1020/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, a first doping process is performed without removing the resist mask, and an impurity element imparting n-type conductivity is added to the semiconductor layer at a low concentration. The doping process may be performed by ion doping or ion implantation. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 5 × 10 14 / cm 2 and an acceleration voltage of 40 to 80 keV. In this embodiment, the dose is set to 1.5 × 10 13 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 60 keV. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As), is used here, but phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 428 to 433 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and the impurity regions 423 to 427 are formed in a self-aligning manner. An impurity element imparting n-type conductivity is added to the impurity regions 423 to 427 in a concentration range of 1 × 10 18 to 1 × 10 20 / cm 3 .

レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク434a〜434cを形成して第1のドーピング処理よりも高い加速電圧で第2のドーピング処理を行う。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜1×1015/cm2とし、加速電圧を60〜120keVとして行う。ドーピング処理は第2の導電層428b〜432bを不純物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層のテーパー部の下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。続いて、第2のドーピング処理より加速電圧を下げて第3のドーピング処理を行って図20(A)の状態を得る。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1015〜1×1017/cm2とし、加速電圧を50〜100keVとして行う。第2のドーピング処理および第3のドーピング処理により、第1の導電層と重なる低濃度不純物領域436、442、448には1×1018〜5×1019/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加され、高濃度不純物領域435、438、441、444、447には1×1019〜5×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加される。 After removing the resist mask, new resist masks 434a to 434c are formed, and the second doping process is performed at an acceleration voltage higher than that of the first doping process. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 60 to 120 keV. In the doping treatment, the second conductive layers 428b to 432b are used as masks against the impurity element, and doping is performed so that the impurity element is added to the semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer. Subsequently, the third doping process is performed by lowering the acceleration voltage than the second doping process to obtain the state of FIG. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 15 to 1 × 10 17 / cm 2 and an acceleration voltage of 50 to 100 keV. By the second doping process and the third doping process, the low-concentration impurity regions 436, 442, and 448 overlapping with the first conductive layer have n-type conductivity in a concentration range of 1 × 10 18 to 5 × 10 19 / cm 3. An impurity element imparting n-type is added to the high concentration impurity regions 435, 438, 441, 444, and 447 in a concentration range of 1 × 10 19 to 5 × 10 21 / cm 3. .

もちろん、適当な加速電圧にすることで、第2のドーピング処理および第3のドーピング処理は1回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度不純物領域を形成することも可能である。  Needless to say, by setting the acceleration voltage to be appropriate, the second and third doping processes can be performed in a single doping process to form the low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region.

次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク450a〜450cを形成して第4のドーピング処理を行う。この第4のドーピング処理により、pチャネル型TFTの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域453〜456、459、460を形成する。第2の導電層428a〜432aを不純物元素に対するマスクとして用い、p型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域453〜456、459、460はジボラン(B26)を用いたイオンドープ法で形成する。(図20(B))この第4のドーピング処理の際には、nチャネル型TFTを形成する半導体層はレジストからなるマスク450a〜450cで覆われている。第1乃至3のドーピング処理によって、不純物領域438、439にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもp型を付与する不純物元素の濃度を1×1019〜5×1021atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、pチャネル型TFTのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。 Next, after removing the resist mask, new resist masks 450a to 450c are formed, and a fourth doping process is performed. By this fourth doping process, impurity regions 453 to 456, 459, and 460 in which an impurity element imparting a conductivity type opposite to the one conductivity type is added to the semiconductor layer that becomes the active layer of the p-channel TFT are formed. To do. The second conductive layers 428a to 432a are used as masks against the impurity element, and an impurity element imparting p-type is added to form an impurity region in a self-aligning manner. In this embodiment, the impurity regions 453 to 456, 459, and 460 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). (FIG. 20B) In the fourth doping process, the semiconductor layer forming the n-channel TFT is covered with masks 450a to 450c made of resist. By the first to third doping treatments, phosphorus is added to the impurity regions 438 and 439 at different concentrations, and the concentration of the impurity element imparting p-type is set to 1 × 10 19 to 5 in any of the regions. By performing the doping treatment so as to be × 10 21 atoms / cm 3 , no problem arises because it functions as the source region and drain region of the p-channel TFT.

以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。導電膜の形状の基板面内におけるばらつきが低減されていることから、低濃度不純物領域やチャネル形成領域の長さおよび幅のばらつきも低減されている。   Through the above steps, impurity regions are formed in the respective semiconductor layers. Since variations in the shape of the conductive film in the substrate surface are reduced, variations in the length and width of the low-concentration impurity region and the channel formation region are also reduced.

次いで、レジストからなるマスク450a〜450cを除去して第1の層間絶縁膜461を形成する。この第1の層間絶縁膜461としては、プラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第1の層間絶縁膜461は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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, the resist masks 450 a to 450 c are removed, and a first interlayer insulating film 461 is formed. The first interlayer insulating film 461 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 100 to 200 nm using a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 150 nm is formed by a plasma CVD method. Needless to say, the first interlayer insulating film 461 is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.

次いで、図20(C)に示すように、加熱処理を行って、半導体層の結晶性の回復、それぞれの半導体層に添加された不純物元素の活性化を行う。この加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜550℃で行えばよく、本実施例では550℃、4時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。   Next, as shown in FIG. 20C, heat treatment is performed to recover the crystallinity of the semiconductor layers and to activate the impurity elements added to the respective semiconductor layers. This heat treatment is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. As the thermal annealing method, it may be performed at 400 to 700 ° C., typically 500 to 550 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less. The activation treatment was performed by heat treatment. In addition to the thermal annealing method, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied.

また、第1の層間絶縁膜を形成する前に加熱処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜(珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜)を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。   Further, heat treatment may be performed before the first interlayer insulating film is formed. However, when the wiring material used is weak against heat, it is activated after an interlayer insulating film (insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) is formed to protect the wiring as in this embodiment. It is preferable to perform the conversion treatment.

そして、加熱処理(300〜550℃で1〜12時間の熱処理)を行うと水素化を行うことができる。この工程は第1の層間絶縁膜461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。第1の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水素化することができる。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)や、3〜100%の水素を含む雰囲気中で300〜450℃で1〜12時間の加熱処理を行っても良い。   Then, hydrogenation can be performed by heat treatment (heat treatment at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours). This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with hydrogen contained in the first interlayer insulating film 461. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first interlayer insulating film. As other means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) or heat treatment at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen may be performed. good.

また、活性化処理としてレーザアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザやYAGレーザ等のレーザビームを照射することが望ましい。   In the case where a laser annealing method is used as the activation treatment, it is desirable to irradiate a laser beam such as an excimer laser or a YAG laser after the hydrogenation.

次いで、第1の層間絶縁膜461上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜462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したが、粘度が10〜1000cp、好ましくは40〜200cpのものを用い、表面に凸凹が形成されるものを用いる。   Next, a second interlayer insulating film 462 made of an inorganic insulating film material or an organic insulating material is formed over the first interlayer insulating film 461. In this embodiment, an acrylic resin film having a thickness of 1.6 μm is formed, but a film having a viscosity of 10 to 1000 cp, preferably 40 to 200 cp, and having a surface with unevenness is used.

本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹が形成される第2の層間絶縁膜を形成することによって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸部の形成は、TFTの形成と同じフォトマスクで行うことができるため、工程数の増加なく形成することができる。なお、この凸部は配線及びTFT部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面に凸凹が形成される。   In this embodiment, in order to prevent specular reflection, the surface of the pixel electrode is formed with the unevenness by forming the second interlayer insulating film having the unevenness on the surface. In addition, a convex portion may be formed in a region below the pixel electrode in order to make the surface of the pixel electrode uneven to achieve light scattering. In that case, since the convex portion can be formed using the same photomask as that of the TFT, it can be formed without increasing the number of steps. In addition, this convex part should just be suitably provided on the board | substrate of pixel part area | regions other than wiring and a TFT part. Thus, irregularities are formed on the surface of the pixel electrode along the irregularities formed on the surface of the insulating film covering the convex portions.

また、第2の層間絶縁膜462として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。   Alternatively, a film whose surface is planarized may be used as the second interlayer insulating film 462. In that case, after forming the pixel electrode, adding a step such as a known sandblasting method or etching method to make the surface uneven, prevent specular reflection, and increase the whiteness by scattering the reflected light Is preferred.

そして、駆動回路506において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線464〜468を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのTi膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金膜)との積層膜をパターニングして形成する。もちろん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、AlとTiに限らない。
例えば、TaN膜上にAlやCuを形成し、さらにTi膜を形成した積層膜をパターニングして配線を形成してもよい。(図21)
In the driver circuit 506, wirings 464 to 468 that are electrically connected to the impurity regions are formed. Note that these wirings are formed by patterning a laminated film of a Ti film having a thickness of 50 nm and an alloy film (alloy film of Al and Ti) having a thickness of 500 nm. Of course, not only a two-layer structure but also a single-layer structure or a laminated structure of three or more layers may be used. Further, the wiring material is not limited to Al and Ti.
For example, a wiring may be formed by patterning a laminated film in which Al or Cu is formed on a TaN film and a Ti film is further formed. (Fig. 21)

また、画素部507においては、画素電極470、ゲート配線469、接続電極468を形成する。この接続電極468によりソース配線(443aと443bの積層)は、画素TFTと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線469は、画素TFTのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極470は、画素TFTのドレイン領域442と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機能する半導体層458と電気的な接続が形成される。また、画素電極471としては、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。   In the pixel portion 507, a pixel electrode 470, a gate wiring 469, and a connection electrode 468 are formed. With this connection electrode 468, the source wiring (stacked layer of 443a and 443b) is electrically connected to the pixel TFT. In addition, the gate wiring 469 is electrically connected to the gate electrode of the pixel TFT. In addition, the pixel electrode 470 is electrically connected to the drain region 442 of the pixel TFT and further electrically connected to the semiconductor layer 458 functioning as one electrode forming a storage capacitor. Further, as the pixel electrode 471, it is desirable to use a highly reflective material such as a film containing Al or Ag as a main component or a laminated film thereof.

以上の様にして、nチャネル型TFT501とpチャネル型TFT502からなるCMOS回路、及びnチャネル型TFT503を有する駆動回路506と、画素TFT504、保持容量505とを有する画素部507を同一基板上に形成することができる。こうして、アクティブマトリクス基板が完成する。   As described above, a CMOS circuit including an n-channel TFT 501 and a p-channel TFT 502, a driver circuit 506 having an n-channel TFT 503, and a pixel portion 507 having a pixel TFT 504 and a storage capacitor 505 are formed over the same substrate. can do. Thus, the active matrix substrate is completed.

駆動回路506のnチャネル型TFT501はチャネル形成領域437、ゲート電極の一部を構成する第1の導電層428aと重なる低濃度不純物領域436(GOLD領域)、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域452と、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が導入された不純物領域451を有している。このnチャネル型TFT501と電極466で接続してCMOS回路を形成するpチャネル型TFT502にはチャネル形成領域440、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域454と、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が導入された不純物領域453を有している。また、nチャネル型TFT503にはチャネル形成領域443、ゲート電極の一部を構成する第1の導電層430aと重なる低濃度不純物領域442(GOLD領域)、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域456と、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が導入された不純物領域455を有している。   The n-channel TFT 501 of the driver circuit 506 includes a channel formation region 437, a low-concentration impurity region 436 (GOLD region) that overlaps with the first conductive layer 428a which forms part of the gate electrode, and a high-concentration function as a source region or a drain region An impurity region 452 and an impurity region 451 into which an impurity element imparting n-type conductivity and an impurity element imparting p-type conductivity are introduced are provided. The p-channel TFT 502, which is connected to the n-channel TFT 501 and the electrode 466 to form a CMOS circuit, includes a channel formation region 440, a high-concentration impurity region 454 that functions as a source region or a drain region, and an impurity element that imparts n-type conductivity And an impurity region 453 into which an impurity element imparting p-type conductivity is introduced. In the n-channel TFT 503, a channel formation region 443, a low concentration impurity region 442 (GOLD region) overlapping with the first conductive layer 430a which forms part of the gate electrode, and a high concentration impurity functioning as a source region or a drain region The region 456 includes an impurity region 455 into which an impurity element imparting n-type conductivity and an impurity element imparting p-type conductivity are introduced.

画素部の画素TFT504にはチャネル形成領域446、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域445(LDD領域)、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域458と、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が導入された不純物領域457を有している。また、保持容量505の一方の電極として機能する半導体層には、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量505は、絶縁膜416を誘電体として、電極(432aと432bの積層)と、半導体層とで形成している。   The pixel TFT 504 in the pixel portion is provided with a channel formation region 446, a low concentration impurity region 445 (LDD region) formed outside the gate electrode, a high concentration impurity region 458 functioning as a source region or a drain region, and an n-type. An impurity region 457 into which an impurity element and an impurity element imparting p-type conductivity are introduced is provided. In addition, an impurity element imparting n-type conductivity and an impurity element imparting p-type conductivity are added to the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor 505. The storage capacitor 505 is formed of an electrode (stack of 432a and 432b) and a semiconductor layer using the insulating film 416 as a dielectric.

本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。    In the pixel structure of this embodiment, the end portions of the pixel electrodes are arranged and formed so as to overlap the source wiring so that the gap between the pixel electrodes is shielded from light without using a black matrix.

また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図22に示す。なお、図19〜図22に対応する部分には同じ符号を用いている。図21中の鎖線A−A’は図22中の鎖線A―A’で切断した断面図に対応している。また、図21中の鎖線B−B’は図22中の鎖線B―B’で切断した断面図に対応している。   FIG. 22 shows a top view of a pixel portion of an active matrix substrate manufactured in this embodiment. In addition, the same code | symbol is used for the part corresponding to FIGS. A chain line A-A ′ in FIG. 21 corresponds to a cross-sectional view taken along the chain line A-A ′ in FIG. 22. Further, a chain line B-B ′ in FIG. 21 corresponds to a cross-sectional view taken along the chain line B-B ′ in FIG. 22.

なお、本実施例は実施例1と組み合わせることが可能である。   Note that this embodiment can be combined with the first embodiment.

本実施例では、実施例3で作製したアクティブマトリクス基板から、反射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23を用いる。   In this embodiment, a process for manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 3 will be described below. FIG. 23 is used for the description.

まず、実施例3に従い、図21の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図21のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極470上に配向膜567を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜567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572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, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 21 according to Embodiment 3, an alignment film 567 is formed on at least the pixel electrode 470 on the active matrix substrate of FIG. In this embodiment, before forming the alignment film 567, an organic resin film such as an acrylic resin film is patterned to form columnar spacers 572 for maintaining a substrate interval at a desired position. Further, instead of the columnar spacers, spherical spacers may be scattered over the entire surface of the substrate.

次いで、対向基板569を用意する。次いで、対向基板569上に着色層570、571、平坦化膜573を形成する。赤色の着色層570と青色の着色層571とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成してもよい。   Next, a counter substrate 569 is prepared. Next, colored layers 570 and 571 and a planarization film 573 are formed over the counter substrate 569. The red colored layer 570 and the blue colored layer 571 are overlapped to form a light shielding portion. Further, the light shielding portion may be formed by partially overlapping the red colored layer and the green colored layer.

本実施例では、実施例3に示す基板を用いている。従って、実施例3の画素部の上面図を示す図22では、少なくともゲート配線469と画素電極470の間隙と、ゲート配線469と接続電極468の間隙と、接続電極468と画素電極470の間隙を遮光する必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。   In this embodiment, the substrate shown in Embodiment 3 is used. Therefore, in FIG. 22 showing a top view of the pixel portion of Example 3, at least the gap between the gate wiring 469 and the pixel electrode 470, the gap between the gate wiring 469 and the connection electrode 468, and the gap between the connection electrode 468 and the pixel electrode 470 are shown. It is necessary to shield the light. In this example, the respective colored layers were arranged so that the light-shielding portions formed by the lamination of the colored layers overlapped at the positions where light shielding should be performed, and the counter substrate was bonded.

このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。   As described above, the number of steps can be reduced by shielding the gap between the pixels with the light shielding portion formed by the lamination of the colored layers without forming a light shielding layer such as a black mask.

次いで、平坦化膜573上に透明導電膜からなる対向電極576を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜574を形成し、ラビング処理を施した。   Next, a counter electrode 576 made of a transparent conductive film was formed over the planarization film 573 in at least the pixel portion, an alignment film 574 was formed over the entire surface of the counter substrate, and a rubbing process was performed.

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568で貼り合わせる。シール材568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575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575には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図23に示す反射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、対向基板のみに偏光板(図示しない)を貼りつけた。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 driver circuit are formed and the counter substrate are attached to each other with a sealant 568. A filler is mixed in the sealing material 568, and two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacer. Thereafter, a liquid crystal material 575 is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used for the liquid crystal material 575. In this way, the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 23 is completed. If necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is divided into a desired shape. Further, a polarizing plate (not shown) was attached only to the counter substrate. And FPC was affixed using the well-known technique.

以上のようにして作製される液晶表示パネルは、導電層の形状のばらつきが低減されていることから、チャネル形成領域および低濃度不純物領域の幅および長さのばらつきも低減されており、良好な動作特性を示すことが可能となる。そして、このような液晶表示パネルは各種電子機器の表示部として用いることができる。   Since the liquid crystal display panel manufactured as described above has reduced variations in the shape of the conductive layer, variations in the width and length of the channel formation region and the low-concentration impurity region are also reduced. It is possible to show operating characteristics. And such a liquid crystal display panel can be used as a display part of various electronic devices.

なお、本実施例は実施例1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。   Note that this embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 3.

本実施例では、本発明を用いて発光装置を作製した例について説明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表示用パネルおよび該表示用パネルにICを実装した表示用モジュールを総称したものである。なお、発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Electro Luminescence)が得られる有機化合物を含む層(発光層)と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(リン光)があり、これらのうちどちらか、あるいは両方の発光を含む。   In this example, an example in which a light-emitting device is manufactured using the present invention will be described. In this specification, the light emitting device is a general term for a display panel in which a light emitting element formed on a substrate is sealed between the substrate and a cover material, and a display module in which an IC is mounted on the display panel. is there. Note that the light-emitting element includes a layer (light-emitting layer) containing an organic compound from which luminescence (Electro Luminescence) generated by applying an electric field is obtained, an anode layer, and a cathode layer. In addition, luminescence in an organic compound includes light emission (fluorescence) when returning from a singlet excited state to a ground state and light emission (phosphorescence) when returning from a triplet excited state to a ground state, one of these, Or both luminescence is included.

なお、本明細書中では、発光素子において陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極層、発光層、陰極層が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極層、正孔注入層、発光層、陰極層や、陽極層、正孔注入層、発光層、電子輸送層、陰極層等の順に積層した構造を有していることもある。   In the present specification, all layers formed between the anode and the cathode in the light emitting element are defined as organic light emitting layers. Specifically, the organic light emitting layer includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Basically, a light emitting element has a structure in which an anode layer, a light emitting layer, and a cathode layer are sequentially laminated. In addition to this structure, an anode layer, a hole injection layer, a light emitting layer, a cathode layer, and an anode layer , A hole injection layer, a light emitting layer, an electron transport layer, a cathode layer and the like may be laminated in this order.

図24は本実施例の発光装置の断面図である。図24において、基板700上に設けられたスイッチングTFT603は図21のnチャネル型TFT503を用いて形成される。したがって、構造の説明はnチャネル型TFT503の説明を参照すれば良い。   FIG. 24 is a cross-sectional view of the light emitting device of this example. In FIG. 24, the switching TFT 603 provided over the substrate 700 is formed using the n-channel TFT 503 in FIG. Therefore, the description of the n-channel TFT 503 may be referred to for the description of the structure.

なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。   Note that although a double gate structure in which two channel formation regions are formed is used in this embodiment, a single gate structure in which one channel formation region is formed or a triple gate structure in which three channel formation regions are formed may be used.

基板700上に設けられた駆動回路は図21のCMOS回路を用いて形成される。従って、構造の説明はnチャネル型TFT501とpチャネル型TFT502の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。   A driver circuit provided over the substrate 700 is formed using the CMOS circuit of FIG. Therefore, for the description of the structure, the description of the n-channel TFT 501 and the p-channel TFT 502 may be referred to. In this embodiment, a single gate structure is used, but a double gate structure or a triple gate structure may be used.

また、配線701、703はCMOS回路のソース配線、702はドレイン配線として機能する。また、配線704はソース配線708とスイッチングTFTのソース領域とを電気的に接続する配線として機能し、配線705はドレイン配線709とスイッチングTFTのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。   Further, the wirings 701 and 703 function as source wirings of the CMOS circuit, and the wiring 702 functions as a drain wiring. The wiring 704 functions as a wiring that electrically connects the source wiring 708 and the source region of the switching TFT, and the wiring 705 functions as a wiring that electrically connects the drain wiring 709 and the drain region of the switching TFT.

なお、電流制御TFT604は図21のpチャネル型TFT502を用いて形成される。従って、構造の説明はpチャネル型TFT502の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。   Note that the current control TFT 604 is formed using the p-channel TFT 502 in FIG. Accordingly, the description of the p-channel TFT 502 may be referred to for the description of the structure. In this embodiment, a single gate structure is used, but a double gate structure or a triple gate structure may be used.

また、配線706は電流制御TFTのソース配線(電流供給線に相当する)であり、707は電流制御TFTの画素電極710上に重ねることで画素電極710と電気的に接続する電極である。   A wiring 706 is a source wiring (corresponding to a current supply line) of the current control TFT, and 707 is an electrode that is electrically connected to the pixel electrode 710 by being overlaid on the pixel electrode 710 of the current control TFT.

なお、710は、透明導電膜からなる画素電極(発光素子の陽極)である。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極710は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜711上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜711を用いてTFTによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される発光層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、発光層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。   Reference numeral 710 denotes a pixel electrode (anode of a light emitting element) made of a transparent conductive film. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Moreover, you may use what added the gallium to the said transparent conductive film. The pixel electrode 710 is formed on the flat interlayer insulating film 711 before forming the wiring. In this embodiment, it is very important to flatten the step due to the TFT using the flattening film 711 made of resin. Since the light emitting layer formed later is very thin, the presence of a step may cause a light emission failure. Therefore, it is desirable to planarize the pixel electrode before forming it so that the light emitting layer can be formed as flat as possible.

配線701〜707を形成後、図24に示すようにバンク712を形成する。
バンク712は100〜400nmの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。
After forming the wirings 701 to 707, a bank 712 is formed as shown in FIG.
The bank 712 may be formed by patterning an insulating film or organic resin film containing silicon of 100 to 400 nm.

なお、バンク712は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。本実施例ではバンク712の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は1×106〜1×1012Ωm(好ましくは1×108〜1×1010Ωm)となるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれば良い。 Note that since the bank 712 is an insulating film, attention must be paid to electrostatic breakdown of elements during film formation. In this embodiment, carbon particles or metal particles are added to the insulating film that is the material of the bank 712 to reduce the resistivity and suppress the generation of static electricity. At this time, the addition amount of carbon particles or metal particles may be adjusted so that the resistivity is 1 × 10 6 to 1 × 10 12 Ωm (preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Ωm).

画素電極710の上には発光層713が形成される。なお、図24では一画素しか図示していないが、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロシアニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層として70nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体(Alq3)膜を設けた積層構造としている。
Alq3にキナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
A light emitting layer 713 is formed on the pixel electrode 710. Although only one pixel is shown in FIG. 24, in this embodiment, light emitting layers corresponding to the respective colors R (red), G (green), and B (blue) are separately formed. In this embodiment, a low molecular weight organic light emitting material is formed by a vapor deposition method. Specifically, a laminated structure in which a copper phthalocyanine (CuPc) film having a thickness of 20 nm is provided as a hole injection layer and a tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ) film having a thickness of 70 nm is provided thereon as a light emitting layer. It is said.
The emission color can be controlled by adding a fluorescent dye such as quinacridone, perylene, or DCM1 to Alq 3 .

但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機発光材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて発光層(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、本実施例では低分子系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が20以下または連鎖する分子の長さが10μm以下の有機発光材料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として20nmのポリチオフェン(PEDOT)膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として100nm程度のパラフェニレンビニレン(PPV)膜を設けた積層構造としても良い。なお、PPVのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。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。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。   However, the above example is an example of an organic light emitting material that can be used as a light emitting layer, and it is not absolutely necessary to limit to this. A light emitting layer (a layer for emitting light and moving carriers therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer. For example, in this embodiment, an example in which a low molecular weight organic light emitting material is used as the light emitting layer is shown, but a medium molecular weight organic light emitting material or a high molecular weight organic light emitting material may be used. Note that in this specification, an organic light-emitting material that does not have sublimation and has 20 or less molecules or a chain molecule length of 10 μm or less is referred to as a medium molecular organic light-emitting material. As an example of using a polymer organic light emitting material, a 20 nm polythiophene (PEDOT) film is provided by a spin coating method as a hole injection layer, and a paraphenylene vinylene (PPV) film of about 100 nm is provided thereon as a light emitting layer. Alternatively, a laminated structure may be used. If a PPV π-conjugated polymer is used, the emission wavelength can be selected from red to blue. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer or the charge injection layer. Known materials can be used for these organic light emitting materials and inorganic materials.

次に、発光層713の上には導電膜からなる陰極714が設けられる。本実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のMgAg膜(マグネシウムと銀との合金膜)を用いても良い。陰極材料としては、周期表の1族もしくは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用いれば良い。   Next, a cathode 714 made of a conductive film is provided on the light emitting layer 713. In this embodiment, an alloy film of aluminum and lithium is used as the conductive film. Of course, a known MgAg film (magnesium and silver alloy film) may be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table or a conductive film added with these elements may be used.

この陰極714まで形成された時点で発光素子715が完成する。なお、ここでいう発光素子715は、画素電極(陽極)710、発光層713及び陰極714で形成されたダイオードを指す。   When the cathode 714 is formed, the light emitting element 715 is completed. Note that the light-emitting element 715 here refers to a diode formed by the pixel electrode (anode) 710, the light-emitting layer 713, and the cathode 714.

発光素子715を完全に覆うようにしてパッシベーション膜716を設けることは有効である。パッシベーション膜716としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。   It is effective to provide a passivation film 716 so as to completely cover the light emitting element 715. As the passivation film 716, an insulating film including a carbon film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is used, and the insulating film is used as a single layer or a combination thereof.

この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜を用いることは有効である。DLC膜は室温から100℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光層713の上方にも容易に成膜することができる。また、DLC膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、発光層713の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層713が酸化するといった問題を防止できる。 At this time, it is preferable to use a film with good coverage as the passivation film, and it is effective to use a carbon film, particularly a DLC (diamond-like carbon) film. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C., it can be easily formed over the light-emitting layer 713 having low heat resistance. In addition, the DLC film has a high blocking effect against oxygen and can suppress oxidation of the light-emitting layer 713. Therefore, the problem that the light emitting layer 713 is oxidized during the subsequent sealing process can be prevented.

さらに、パッシベーション膜716上に封止材717を設け、カバー材718を貼り合わせる。封止材717としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例においてカバー材718はガラス基板や石英基板やプラスチック基板(プラスチックフィルムも含む)の両面に炭素膜(好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜)を形成したものを用いる。   Further, a sealing material 717 is provided over the passivation film 716 and a cover material 718 is attached thereto. As the sealing material 717, an ultraviolet curable resin may be used, and it is effective to provide a substance having a hygroscopic effect or a substance having an antioxidant effect inside. In this embodiment, the cover material 718 is formed by forming a carbon film (preferably a diamond-like carbon film) on both surfaces of a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate (including a plastic film).

こうして図24に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク712を形成した後、パッシベーション膜716を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式(またはインライン方式)の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。また、さらに発展させてカバー材718を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも可能である。   Thus, a light emitting device having a structure as shown in FIG. 24 is completed. Note that it is effective to continuously process the steps from the formation of the bank 712 to the formation of the passivation film 716 using a multi-chamber type (or in-line type) film formation apparatus without releasing to the atmosphere. . Further, it is possible to continuously process the process up to the step of bonding the cover material 718 without releasing to the atmosphere.

こうして、基板700上にnチャネル型TFT601、602、スイッチングTFT(nチャネル型TFT)603および電流制御TFT(nチャネル型TFT)604が形成される。   Thus, n-channel TFTs 601 and 602, a switching TFT (n-channel TFT) 603 and a current control TFT (n-channel TFT) 604 are formed on the substrate 700.

さらに、図24を用いて説明したように、ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設けることによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いnチャネル型TFTを形成することができる。そのため、信頼性の高い発光装置を実現できる。   Further, as described with reference to FIG. 24, an n-channel TFT which is resistant to deterioration due to the hot carrier effect can be formed by providing an impurity region overlapping with the gate electrode through an insulating film. Therefore, a highly reliable light emitting device can be realized.

また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、その他にも信号分割回路、D/Aコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形成しうる。   Further, in this embodiment, only the configuration of the pixel portion and the drive circuit is shown. However, according to the manufacturing process of this embodiment, other logic circuits such as a signal dividing circuit, a D / A converter, an operational amplifier, and a γ correction circuit are provided. Can be formed on the same insulator, and a memory and a microprocessor can also be formed.

さらに、発光素子を保護するための封止(または封入)工程まで行った後の本実施例の発光装置について図25を用いて説明する。なお、必要に応じて図24で用いた符号を引用する。   Further, the light-emitting device of this example after performing the sealing (or sealing) process for protecting the light-emitting element will be described with reference to FIG. In addition, the code | symbol used in FIG. 24 is quoted as needed.

図25(A)は、発光素子の封止までを行った状態を示す上面図、図25(B)は図25(A)をC−C’で切断した断面図である。点線で示された801はソース側駆動回路、806は画素部、807はゲート側駆動回路である。また、901はカバー材、902は第1シール材、903は第2シール材であり、第1シール材902で囲まれた内側には封止材907が設けられる。   FIG. 25A is a top view illustrating a state where the light-emitting element is sealed, and FIG. 25B is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG. Reference numeral 801 indicated by a dotted line denotes a source side driver circuit, 806 denotes a pixel portion, and 807 denotes a gate side driver circuit. Reference numeral 901 denotes a cover material, reference numeral 902 denotes a first sealing material, reference numeral 903 denotes a second sealing material, and a sealing material 907 is provided on the inner side surrounded by the first sealing material 902.

なお、904はソース側駆動回路801及びゲート側駆動回路807に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)905からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。   Reference numeral 904 denotes a wiring for transmitting signals input to the source side driver circuit 801 and the gate side driver circuit 807, and receives a video signal and a clock signal from an FPC (flexible printed circuit) 905 serving as an external input terminal. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.

次に、断面構造について図25(B)を用いて説明する。基板700の上方には画素部806、ゲート側駆動回路807が形成されており、画素部806は電流制御TFT604とそのドレインに電気的に接続された画素電極710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807はnチャネル型TFT601とpチャネル型TFT602とを組み合わせたCMOS回路(図20参照)を用いて形成される。   Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A pixel portion 806 and a gate side driver circuit 807 are formed above the substrate 700, and the pixel portion 806 is formed by a plurality of pixels including a current control TFT 604 and a pixel electrode 710 electrically connected to a drain thereof. . The gate side driver circuit 807 is formed using a CMOS circuit (see FIG. 20) in which an n-channel TFT 601 and a p-channel TFT 602 are combined.

画素電極710は発光素子の陽極として機能する。また、画素電極710の両端にはバンク712が形成され、画素電極710上には発光層713および発光素子の陰極714が形成される。   The pixel electrode 710 functions as an anode of the light emitting element. A bank 712 is formed at both ends of the pixel electrode 710, and a light emitting layer 713 and a cathode 714 of the light emitting element are formed on the pixel electrode 710.

陰極714は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線904を経由してFPC905に電気的に接続されている。さらに、画素部806及びゲート側駆動回路807に含まれる素子は全て陰極714およびパッシベーション膜567で覆われている。   The cathode 714 also functions as a wiring common to all pixels, and is electrically connected to the FPC 905 via the connection wiring 904. Further, all elements included in the pixel portion 806 and the gate side driver circuit 807 are covered with a cathode 714 and a passivation film 567.

また、第1シール材902によりカバー材901が貼り合わされている。なお、カバー材901と発光素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。そして、第1シール材902の内側には封止材907が充填されている。なお、第1シール材902、封止材907としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第1シール材902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。さらに、封止材907の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を含有させても良い。   Further, a cover material 901 is bonded to the first seal material 902. Note that a spacer made of a resin film may be provided in order to secure a space between the cover material 901 and the light emitting element. A sealing material 907 is filled inside the first sealing material 902. Note that an epoxy-based resin is preferably used as the first sealing material 902 and the sealing material 907. The first sealing material 902 is desirably a material that does not transmit moisture and oxygen as much as possible. Further, a substance having a hygroscopic effect or a substance having an antioxidant effect may be contained in the sealing material 907.

発光素子を覆うようにして設けられた封止材907はカバー材901を接着するための接着剤としても機能する。また、本実施例ではカバー材901を構成するプラスチック基板901aの材料としてFRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリルを用いることができる。   The sealing material 907 provided so as to cover the light emitting element also functions as an adhesive for bonding the cover material 901. In this embodiment, FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), Mylar, polyester, or acrylic can be used as the material of the plastic substrate 901a constituting the cover material 901.

また、封止材907を用いてカバー材901を接着した後、封止材907の側面(露呈面)を覆うように第2シール材903を設ける。第2シール材903は第1シール材902と同じ材料を用いることができる。   In addition, after the cover material 901 is bonded using the sealing material 907, the second sealing material 903 is provided so as to cover the side surface (exposed surface) of the sealing material 907. The second sealing material 903 can use the same material as the first sealing material 902.

以上のような構造で発光素子を封止材907に封入することにより、発光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発光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が得られる。   By encapsulating the light emitting element in the sealing material 907 with the above structure, the light emitting element can be completely blocked from the outside, and a substance that promotes deterioration due to oxidation of the light emitting layer such as moisture and oxygen enters from the outside. Can be prevented. Therefore, a highly reliable light emitting device can be obtained.

以上のようにして作製される発光装置は、導電層の形状のばらつきが低減されていることから、チャネル形成領域および低濃度不純物領域の幅および長さのばらつきも低減されており、良好な動作特性を示すことが可能となる。そして、このような発光装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。   In the light-emitting device manufactured as described above, variation in the shape of the conductive layer is reduced, so that variation in width and length of the channel formation region and the low-concentration impurity region is also reduced. It becomes possible to show characteristics. And such a light-emitting device can be used as a display part of various electronic devices.

なお、本実施例は実施例1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。   Note that this embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 3.

本発明を適用して、様々な電気光学装置(アクティブマトリクス型液晶表示装置、アクティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス型EC表示装置)
を作製することができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
Applying the present invention, various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display devices, active matrix light emitting devices, active matrix EC display devices)
Can be produced. That is, the present invention can be applied to various electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.

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、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの例を図26、図27及び図28に示す。   Such electronic devices include video cameras, digital cameras, projectors, head-mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.), etc. Can be mentioned. Examples thereof are shown in FIG. 26, FIG. 27 and FIG.

図26(A)はパーソナルコンピュータであり、本体3001、画像入力部3002、表示部3003、キーボード3004等を含む。本発明を表示部3003に適用することができる。   FIG. 26A shows a personal computer, which includes a main body 3001, an image input portion 3002, a display portion 3003, a keyboard 3004, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3003.

図26(B)はビデオカメラであり、本体3101、表示部3102、音声入力部3103、操作スイッチ3104、バッテリー3105、受像部3106等を含む。本発明を表示部3102に適用することができる。   FIG. 26B illustrates a video camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, an audio input portion 3103, operation switches 3104, a battery 3105, an image receiving portion 3106, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3102.

図26(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3201、カメラ部3202、受像部3203、操作スイッチ3204、表示部3205等を含む。本発明は表示部3205に適用できる。   FIG. 26C illustrates a mobile computer, which includes a main body 3201, a camera portion 3202, an image receiving portion 3203, operation switches 3204, a display portion 3205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3205.

図26(D)はゴーグル型ディスプレイであり、本体3301、表示部3302、アーム部3303等を含む。本発明は表示部3302に適用することができる。   FIG. 26D illustrates a goggle type display including a main body 3301, a display portion 3302, an arm portion 3303, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3302.

図26(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3401、表示部3402、スピーカ部3403、記録媒体3404、操作スイッチ3405等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Digtial 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3402に適用することができる。
FIG. 26E shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 3401, a display portion 3402, a speaker portion 3403, a recording medium 3404, an operation switch 3405, and the like. This player uses a DVD (Digital Versatile Disc), CD, or the like as a recording medium, and can perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet.
The present invention can be applied to the display portion 3402.

図26(F)はデジタルカメラであり、本体3501、表示部3502、接眼部3503、操作スイッチ3504、受像部(図示しない)等を含む。本発明を表示部3502に適用することができる。   FIG. 26F illustrates a digital camera, which includes a main body 3501, a display portion 3502, an eyepiece portion 3503, an operation switch 3504, an image receiving portion (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 3502.

図27(A)はフロント型プロジェクターであり、投射装置3601、スクリーン3602等を含む。本発明は投射装置3601の一部を構成する液晶表示装置3808やその他の駆動回路に適用することができる。   FIG. 27A illustrates a front type projector, which includes a projection device 3601, a screen 3602, and the like. The present invention can be applied to a liquid crystal display device 3808 constituting a part of the projection device 3601 and other driving circuits.

図27(B)はリア型プロジェクターであり、本体3701、投射装置3702、ミラー3703、スクリーン3704等を含む。本発明は投射装置3702の一部を構成する液晶表示装置3808やその他の駆動回路に適用することができる。   FIG. 27B shows a rear projector, which includes a main body 3701, a projection device 3702, a mirror 3703, a screen 3704, and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 3808 constituting a part of the projection device 3702 and other driving circuits.

なお、図27(C)は、図27(A)及び図27(B)中における投射装置3601、3702の構造の一例を示した図である。投射装置3601、3702は、光源光学系3801、ミラー3802、3804〜3806、ダイクロイックミラー3803、プリズム3807、液晶表示装置3808、位相差板3809、投射光学系3810で構成される。投射光学系3810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27(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. 27C illustrates an example of the structure of the projection devices 3601 and 3702 in FIGS. 27A and 27B. The projection devices 3601 and 3702 include a light source optical system 3801, mirrors 3802 and 3804 to 3806, a dichroic mirror 3803, a prism 3807, a liquid crystal display device 3808, a phase difference plate 3809, and a projection optical system 3810. The projection optical system 3810 is composed of an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows a three-plate type example, it is not particularly limited, and for example, a single-plate type may be used. In addition, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, or an IR film in the optical path indicated by an arrow in FIG. Good.

また、図27(D)は、図27(C)中における光源光学系3801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3801は、リフレクター3811、光源3812、レンズアレイ3813、3814、偏光変換素子3815、集光レンズ3816で構成される。なお、図27(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。   FIG. 27D shows an example of the structure of the light source optical system 3801 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 3801 includes a reflector 3811, a light source 3812, lens arrays 3813 and 3814, a polarization conversion element 3815, and a condenser lens 3816. Note that the light source optical system illustrated in FIG. 27D 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, or an IR film in the light source optical system.

ただし、図27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発光装置での適用例は図示していない。   However, the projector shown in FIG. 27 shows a case where a transmissive electro-optical device is used, and an application example in a reflective electro-optical device and a light-emitting device is not shown.

図28(A)は携帯電話であり、本体3901、音声出力部3902、音声入力部3903、表示部3904、操作スイッチ3905、アンテナ3906等を含む。本発明を表示部3904に適用することができる。   FIG. 28A shows a cellular phone, which includes a main body 3901, an audio output portion 3902, an audio input portion 3903, a display portion 3904, operation switches 3905, an antenna 3906, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3904.

図28(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本体4001、表示部4002、4003、記憶媒体4004、操作スイッチ4005、アンテナ4006等を含む。本発明は表示部4002、4003に適用することができる。   FIG. 28B illustrates a portable book (electronic book) which includes a main body 4001, display portions 4002 and 4003, a storage medium 4004, operation switches 4005, an antenna 4006, and the like. The present invention can be applied to the display portions 4002 and 4003.

図28(C)はディスプレイであり、本体4101、支持台4102、表示部4103等を含む。本発明は表示部4103に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)のディスプレイには有利である。   FIG. 28C illustrates a display which includes a main body 4101, a support base 4102, a display portion 4103, and the like. The present invention can be applied to the display portion 4103. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for displays having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、さまざま分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施形態1、実施形態2および実施例1〜4、または実施例1〜3および実施例5のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。   As described above, the applicable range of the present invention is so wide that the present invention can be applied to electronic devices in various fields. In addition, the electronic device of this example can be realized by using any configuration of the first embodiment, the second embodiment, and the first to fourth embodiments, or any combination of the first to third embodiments and the fifth embodiment. .

Claims (10)

基板上に形成されたソース領域及びドレイン領域を含む第1の半導体膜、前記第1の半導体膜上に形成された第1の絶縁膜、並びに前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電層を有するトランジスタと、
前記第1の半導体膜と同じ層に形成された第2の半導体膜、前記第1の絶縁膜と同じ層に形成された第2の絶縁膜、及び前記第1の導電層と同じ層に形成された第2の導電層を有する保持容量と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の一方と電気的に接続されたソース配線と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の他方、並びに前記第2の半導体膜と電気的に接続された画素電極と、を有し、
前記第1の導電層及び前記第2の導電層は、共に端部にテーパー部を有し、
前記画素電極の端部の一部は、前記ソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor film including a source region and a drain region formed on the substrate; a first insulating film formed on the first semiconductor film; and a first semiconductor film formed on the first insulating film. A transistor having a conductive layer of
A second semiconductor film formed in the same layer as the first semiconductor film, a second insulating film formed in the same layer as the first insulating film, and formed in the same layer as the first conductive layer A storage capacitor having a second conductive layer formed;
A source wiring electrically connected to one of a source region and a drain region of the first semiconductor film;
A pixel electrode electrically connected to the other of the source region and the drain region of the first semiconductor film and the second semiconductor film,
Both the first conductive layer and the second conductive layer have a tapered portion at an end,
A part of an end portion of the pixel electrode overlaps with the source wiring.
基板上に形成されたソース領域及びドレイン領域を含む第1の半導体膜、前記第1の半導体膜上に形成された第1の絶縁膜、並びに前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電層を有するトランジスタと、
前記第1の半導体膜と同じ層に形成された第2の半導体膜、前記第1の絶縁膜と同じ層に形成された第2の絶縁膜、及び前記第1の導電層と同じ層に形成された第2の導電層を有する保持容量と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の一方と電気的に接続されたソース配線と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の他方、並びに前記第2の半導体膜と電気的に接続された画素電極と、を有し、
前記第1の導電層、前記第2の導電層及び前記ソース配線は、共に端部にテーパー部を有し、
前記画素電極の端部の一部は、前記ソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor film including a source region and a drain region formed on the substrate; a first insulating film formed on the first semiconductor film; and a first semiconductor film formed on the first insulating film. A transistor having a conductive layer of
A second semiconductor film formed in the same layer as the first semiconductor film, a second insulating film formed in the same layer as the first insulating film, and formed in the same layer as the first conductive layer A storage capacitor having a second conductive layer formed;
A source wiring electrically connected to one of a source region and a drain region of the first semiconductor film;
A pixel electrode electrically connected to the other of the source region and the drain region of the first semiconductor film and the second semiconductor film,
Each of the first conductive layer, the second conductive layer, and the source wiring has a tapered portion at an end,
A part of an end portion of the pixel electrode overlaps with the source wiring.
基板上に形成されたソース領域及びドレイン領域を含む第1の半導体膜、前記第1の半導体膜上に形成された第1の絶縁膜、並びに前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電層を有するトランジスタと、
前記第1の半導体膜と同じ層に形成された第2の半導体膜、前記第1の絶縁膜と同じ層に形成された第2の絶縁膜、及び前記第1の導電層と同じ層に形成された第2の導電層を有する保持容量と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の一方と電気的に接続されたソース配線と、
前記第1の導電層及び前記第2の導電層上に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜上に形成された、前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の他方、並びに前記第2の半導体膜と電気的に接続された画素電極と、を有し、
前記第1の導電層及び前記第2の導電層は、共に端部にテーパー部を有し、
前記画素電極の端部の一部は、前記ソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor film including a source region and a drain region formed on the substrate; a first insulating film formed on the first semiconductor film; and a first semiconductor film formed on the first insulating film. A transistor having a conductive layer of
A second semiconductor film formed in the same layer as the first semiconductor film, a second insulating film formed in the same layer as the first insulating film, and formed in the same layer as the first conductive layer A storage capacitor having a second conductive layer formed;
A source wiring electrically connected to one of a source region and a drain region of the first semiconductor film;
A third insulating film formed on the first conductive layer and the second conductive layer;
A pixel electrode electrically connected to the other of the source region and the drain region of the first semiconductor film and the second semiconductor film formed on the third insulating film;
Both the first conductive layer and the second conductive layer have a tapered portion at an end,
A part of an end portion of the pixel electrode overlaps with the source wiring.
基板上に形成されたソース領域及びドレイン領域を含む第1の半導体膜、前記第1の半導体膜上に形成された第1の絶縁膜、並びに前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電層を有するトランジスタと、
前記第1の半導体膜と同じ層に形成された第2の半導体膜、前記第1の絶縁膜と同じ層に形成された第2の絶縁膜、及び前記第1の導電層と同じ層に形成された第2の導電層を有する保持容量と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の一方と電気的に接続されたソース配線と、
前記第1の導電層及び前記第2の導電層上に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜上に形成された、前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の他方、並びに前記第2の半導体膜と電気的に接続された画素電極と、を有し、
前記第1の導電層、前記第2の導電層及び前記ソース配線は、共に端部にテーパー部を有し、
前記画素電極の端部の一部は、前記ソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor film including a source region and a drain region formed on the substrate; a first insulating film formed on the first semiconductor film; and a first semiconductor film formed on the first insulating film. A transistor having a conductive layer of
A second semiconductor film formed in the same layer as the first semiconductor film, a second insulating film formed in the same layer as the first insulating film, and formed in the same layer as the first conductive layer A storage capacitor having a second conductive layer formed;
A source wiring electrically connected to one of a source region and a drain region of the first semiconductor film;
A third insulating film formed on the first conductive layer and the second conductive layer;
A pixel electrode electrically connected to the other of the source region and the drain region of the first semiconductor film and the second semiconductor film formed on the third insulating film;
Each of the first conductive layer, the second conductive layer, and the source wiring has a tapered portion at an end,
A part of an end portion of the pixel electrode overlaps with the source wiring.
基板上に形成されたソース領域及びドレイン領域を含む第1の半導体膜、前記第1の半導体膜上に形成された第1の絶縁膜、並びに前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電層を有するトランジスタと、
前記第1の半導体膜と同じ層に形成された第2の半導体膜、前記第1の絶縁膜と同じ層に形成された第2の絶縁膜、及び前記第1の導電層と同じ層に形成された第2の導電層を有する保持容量と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の一方と電気的に接続されたソース配線と、
前記第1の導電層及び前記第2の導電層上に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜上に形成された、前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の他方と電気的に接続された電極と、
前記電極上に形成された第4の絶縁膜と、
前記第4の絶縁膜上に形成された、前記電極及び前記第2の半導体膜と電気的に接続された画素電極と、を有し、
前記第1の導電層及び前記第2の導電層は、共に端部にテーパー部を有し、
前記画素電極の端部の一部は、前記ソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor film including a source region and a drain region formed on the substrate; a first insulating film formed on the first semiconductor film; and a first semiconductor film formed on the first insulating film. A transistor having a conductive layer of
A second semiconductor film formed in the same layer as the first semiconductor film, a second insulating film formed in the same layer as the first insulating film, and formed in the same layer as the first conductive layer A storage capacitor having a second conductive layer formed;
A source wiring electrically connected to one of a source region and a drain region of the first semiconductor film;
A third insulating film formed on the first conductive layer and the second conductive layer;
An electrode formed on the third insulating film and electrically connected to the other of the source region and the drain region of the first semiconductor film;
A fourth insulating film formed on the electrode;
A pixel electrode formed on the fourth insulating film and electrically connected to the electrode and the second semiconductor film;
Both the first conductive layer and the second conductive layer have a tapered portion at an end,
A part of an end portion of the pixel electrode overlaps with the source wiring.
基板上に形成されたソース領域及びドレイン領域を含む第1の半導体膜、前記第1の半導体膜上に形成された第1の絶縁膜、並びに前記第1の絶縁膜上に形成された第1の導電層を有するトランジスタと、
前記第1の半導体膜と同じ層に形成された第2の半導体膜、前記第1の絶縁膜と同じ層に形成された第2の絶縁膜、及び前記第1の導電層と同じ層に形成された第2の導電層を有する保持容量と、
前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の一方と電気的に接続されたソース配線と、
前記第1の導電層及び前記第2の導電層上に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜上に形成された前記第1の半導体膜のソース領域及びドレイン領域の他方と電気的に接続された電極と、
前記電極上に形成された第4の絶縁膜と、
前記第4の絶縁膜上に形成された、前記電極及び前記第2の半導体膜と電気的に接続された画素電極と、を有し、
前記第1の導電層、前記第2の導電層及び前記ソース配線は、共に端部にテーパー部を有し、
前記画素電極の端部の一部は、前記ソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor film including a source region and a drain region formed on the substrate; a first insulating film formed on the first semiconductor film; and a first semiconductor film formed on the first insulating film. A transistor having a conductive layer of
A second semiconductor film formed in the same layer as the first semiconductor film, a second insulating film formed in the same layer as the first insulating film, and formed in the same layer as the first conductive layer A storage capacitor having a second conductive layer formed;
A source wiring electrically connected to one of a source region and a drain region of the first semiconductor film;
A third insulating film formed on the first conductive layer and the second conductive layer;
An electrode electrically connected to the other of the source region and the drain region of the first semiconductor film formed on the third insulating film;
A fourth insulating film formed on the electrode;
A pixel electrode formed on the fourth insulating film and electrically connected to the electrode and the second semiconductor film;
Each of the first conductive layer, the second conductive layer, and the source wiring has a tapered portion at an end,
A part of an end portion of the pixel electrode overlaps with the source wiring.
請求項3乃至請求項6のいずれか一項において、
前記第3の絶縁膜は、表面に凹凸を有することを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 3 thru | or 6,
The semiconductor device, wherein the third insulating film has irregularities on the surface.
請求項1乃至請求項7のいずれか一項において、
前記画素電極は、前記第2の導電層の一部と重なっていることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the pixel electrode overlaps part of the second conductive layer.
請求項1乃至請求項8のいずれか一項において、
前記基板に貼り合わされた対向基板を有し、
前記対向基板には、赤色の着色層、青色の着色層及び緑色の着色層が形成され、且つブラックマトリクスが形成されていないことを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 8,
Having a counter substrate bonded to the substrate;
A semiconductor device, wherein a red colored layer, a blue colored layer, and a green colored layer are formed on the counter substrate, and a black matrix is not formed.
請求項9において、
前記赤色の着色層の一部と前記青色の着色層の一部とが重なっており、
前記赤色の着色層の一部と前記緑色の着色層の一部とが重なっていることを特徴とする半導体装置。
In claim 9,
A part of the red colored layer and a part of the blue colored layer overlap,
A semiconductor device, wherein a part of the red colored layer and a part of the green colored layer overlap.
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