JP2005108931A - Display and manufacturing method therefor - Google Patents

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正文 国井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a display for forming a drive circuit in a CMOS configuration uniformly within surface, using a laminated TFT which uses a polycrystalline semiconductor. <P>SOLUTION: After forming a gate electrode 32 and a gate insulating film on a substrate 12, an active layer 34 made of a polycrystalline semiconductor film is formed by a reactive thermal CVD method. A p-type source/drain layer 37 is allowed to remain only at a p-type TFT region 12p by the reactive thermal CVD method via an etching stopper layer 35a, in a shape of the gate electrode 32 of a p-type TFT region 12n and a p-type TFT region 12p, and further the active layer 34 is patterned into an island shape. An n-type source/drain layer 40 is film-formed by the reactive thermal CVD method via an etching stopper layer 35a in a shape of the gate electrode 32 of the n-type TFT region 12n. The p-type/n-type source/drain layers 37, 40 are patterned to form p-type/n-type source/drains 37a, 37b, 40a, 40b. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特にアクティブマトリクス型の液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(以下EL)表示素子等の駆動用素子としてCMOS回路を有する表示装置の製造方法および表示装置に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a display device having a CMOS circuit as a driving element such as an active matrix type liquid crystal display device or an organic electroluminescence (hereinafter referred to as EL) display device, and a display device.

アクティブマトリックス型の表示装置における駆動用素子には、薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)が用いられている。このうち、ソース・ドレイン領域とは別の層で活性層を形成した積層型のTFTは、ソース・ドレイン領域とチャネル部とが同一の半導体層で構成されているプレーナ構造のTFTと比較して、製造プロセスにおいて使用するマスク数が少ないと言った優位な点を有している。以下に、表示装置における積層型のTFTの製造工程の一例を説明する。   A thin film transistor (TFT) is used as a driving element in an active matrix display device. Of these, stacked TFTs in which the active layer is formed in a layer different from the source / drain regions are compared with planar TFTs in which the source / drain regions and the channel portion are formed of the same semiconductor layer. The advantage is that the number of masks used in the manufacturing process is small. Hereinafter, an example of a manufacturing process of a multilayer TFT in a display device will be described.

図11は、ボトムゲート型の積層TFTの断面図である。この図に示すボトムゲート型の積層TFTを形成するには、先ず、基板101上にゲート電極102をパターン形成し、さらにゲート絶縁膜103を形成する。次いで、CVD法によって不純物を含有しない非晶質シリコンからなる半導体薄膜104を形成した後、レーザ光を照射することによって半導体薄膜104を多結晶化させ、さらにこの半導体薄膜104をパターニングして活性層104aとする。次に、多結晶シリコンからなる活性層104aの中央部を覆う形状で絶縁性の保護パターン105を形成する。その後、プラズマCVD法によって不純物をドーピングしつつ、不純物を含有する非晶質シリコンからなる半導体薄膜106を形成し、さらにこの上部に金属膜107を形成する。その後、金属膜107および半導体薄膜106をパターニングすることにより、半導体薄膜106からなるソース領域106aとドレイン領域106bと、金属膜107からなる電極107a,107bとを形成することで、ボトムゲート型の積層TFTを得る。このようなボトムゲート型の積層TFTにおいては、ゲート絶縁膜103と活性層104aとの界面にチャネルが形成される。また、活性層104aの不純物濃度を1017/cm3以下とすることで、この活性層104aを電界緩和領域として機能させることもできる(以上、下記特許文献1参照)。 FIG. 11 is a cross-sectional view of a bottom gate type stacked TFT. In order to form the bottom gate type laminated TFT shown in this figure, first, the gate electrode 102 is patterned on the substrate 101, and the gate insulating film 103 is further formed. Next, after forming a semiconductor thin film 104 made of amorphous silicon containing no impurities by CVD, the semiconductor thin film 104 is polycrystallized by irradiating laser light, and this semiconductor thin film 104 is further patterned to form an active layer. 104a. Next, an insulating protective pattern 105 is formed so as to cover the central portion of the active layer 104a made of polycrystalline silicon. Thereafter, a semiconductor thin film 106 made of amorphous silicon containing impurities is formed while doping impurities by plasma CVD, and a metal film 107 is further formed thereon. Thereafter, by patterning the metal film 107 and the semiconductor thin film 106, a source region 106a and a drain region 106b made of the semiconductor thin film 106, and electrodes 107a and 107b made of the metal film 107 are formed. TFT is obtained. In such a bottom-gate stacked TFT, a channel is formed at the interface between the gate insulating film 103 and the active layer 104a. In addition, by setting the impurity concentration of the active layer 104a to 10 17 / cm 3 or less, the active layer 104a can function as an electric field relaxation region (see Patent Document 1 below).

特開2001−102584号公報(特開に図1および段落0009〜0013参照)JP 2001-102584 A (refer to FIG. 1 and paragraphs 0009 to 0013 in JP)

ところで、TFTを駆動用素子として用いるフラットパネル型の表示装置のうち、有機EL素子を発光素子として用いた表示装置は、色再現性、広視野角、高速応答性、高コントラスト等の多くの優れた特徴を有する。そして、この表示装置に用いられる有機EL素子は電流駆動型の素子であるため、この有機EL素子を駆動する画素トランジスタは電流駆動能力に優れる多結晶シリコンを用いた多結晶シリコンTFTが好ましい。このため、上述した積層型のTFTにおいては、活性層およびソース・ドレインを多結晶シリコンで構成することにより、高い電流駆動能力を得ることができる。また特に、p型TFTにおいては、非晶質シリコン膜をソース・ドレインに用いた場合には抵抗値が極めて高くなる。このため、p型TFTおよび、p型TFTを用いた相補型(CMOS構成)のTFTを形成する場合には、多結晶シリコンTFTとすることが好ましい。   By the way, among flat panel type display devices using TFTs as driving elements, display devices using organic EL elements as light emitting elements have many excellent features such as color reproducibility, wide viewing angle, high speed response, and high contrast. It has the characteristics. Since the organic EL element used in this display device is a current-driven element, the pixel transistor for driving the organic EL element is preferably a polycrystalline silicon TFT using polycrystalline silicon having excellent current driving capability. For this reason, in the above-described stacked TFT, a high current driving capability can be obtained by configuring the active layer and the source / drain with polycrystalline silicon. In particular, in a p-type TFT, when an amorphous silicon film is used for the source and drain, the resistance value becomes extremely high. For this reason, when a p-type TFT and a complementary (CMOS configuration) TFT using the p-type TFT are formed, it is preferable to use a polycrystalline silicon TFT.

ここで、従来の多結晶シリコンTFTの製造プロセスにおいては、上述したように、非晶質シリコン膜にエキシマレーザーを照射して溶融再結晶化を図ることで多結晶シリコン膜を形成している。しかしながら、このような方法では、結晶化の工程が追加となるだけではなく、レーザエネルギーのばらつきに起因して、薄膜トランジスタの特性にもばらつきが生じる。   Here, in the conventional process for manufacturing a polycrystalline silicon TFT, as described above, an amorphous silicon film is irradiated with an excimer laser and melted and recrystallized to form a polycrystalline silicon film. However, in such a method, not only the crystallization process is added, but also the characteristics of the thin film transistor are varied due to the variation in laser energy.

また特に、ソース・ドレインの形成においては、イオンドーピング装置やイオン注入装置でドーパントを注入し、熱アニール、またはランプアニール等の方法で不純物の活性化を図っている。しかしながら、これらの装置は、基板サイズが高々730×920mm2程度のいわゆる第4世代基板までが限界であり、それ以上の装置の大型化は極めて困難であり、ディスプレイの大型化を妨げる要因となっている。 In particular, in the formation of the source / drain, the dopant is implanted by an ion doping apparatus or an ion implantation apparatus, and the impurity is activated by a method such as thermal annealing or lamp annealing. However, these devices are limited to a so-called fourth generation substrate having a substrate size of at most about 730 × 920 mm 2 , and it is extremely difficult to increase the size of the device beyond that, which is a factor that hinders the increase in size of the display. ing.

そこで本発明は、多結晶性の半導体を用いた積層型のTFTを用いて、低消費電力化に有利なCMOS構成の駆動回路を面内均一に形成することが可能で、これにより大型化が可能な表示装置の製造方法、およびこの製造方法によって得られる表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can uniformly form a driving circuit having a CMOS structure, which is advantageous for low power consumption, by using a stacked TFT using a polycrystalline semiconductor, which increases the size. It is an object of the present invention to provide a display device that can be manufactured and a display device obtained by the manufacturing method.

このような目的を達成するための本発明の表示装置の製造方法は、基板上に第1導電型の薄膜トランジスタと第2導電型の薄膜トランジスタとからなる画素駆動用の回路を設けてなる表示装置の製造方法である。そして特に第1の方法は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタを用いる製造方法であり、第2の方法はトップゲート型の薄膜トランジスタを用いる方法であり、それぞれ次の手順で行うことを特徴としている。   In order to achieve such an object, a method for manufacturing a display device according to the present invention is a display device in which a pixel driving circuit comprising a first conductive type thin film transistor and a second conductive type thin film transistor is provided on a substrate. It is a manufacturing method. In particular, the first method is a manufacturing method using a bottom gate type thin film transistor, and the second method is a method using a top gate type thin film transistor.

第1の方法では、先ず、第1工程において、基板上にゲート電極を形成してゲート絶縁膜で覆った後、第2工程では、ゲート絶縁膜上に、複数の異なるガスの反応エネルギーを利用する反応性熱CVD法によって、多結晶性の半導体薄膜からなる活性層を形成する。次いで、第3工程では、第1導電型の薄膜トランジスタを形成する第1領域部分、および第2導電型の薄膜トランジスタを形成する第2領域におけるゲート電極上を覆う形状の絶縁性のエッチングストッパ層を、活性層上に形成する。そして、第4工程では、さらに反応性熱CVD法によって、第2導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなる第2導電型ソース・ドレイン層を、エッチングストッパ層を覆う状態で活性層上に成膜する。次の第5工程では、第2領域を覆うレジストパターンをマスクに用いたエッチングによって、第2領域を覆う形状に第2導電型ソース・ドレイン層をパターニングし、さらに当該レジストパターンとエッチングストッパ層とをマスクにしたエッチングによって、第1領域および第2領域を覆う形状に活性層をパターニングする。その後、第6工程では、第1領域のエッチングストッパ層をゲート電極上を覆う形状にパターニングする。そして、つぎの第7工程では、反応性熱CVD法によって、第1導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなる第1導電型ソース・ドレイン層を、エッチングストッパ層および第2導電型ソース・ドレイン層を覆う状態で成膜する。以上の後、第8工程では、第2導電型ソース・ドレイン層および第1導電型ソース・ドレイン層をパターニングする。これにより、第1領域には、第1導電型ソース・ドレイン層からなる第1導電型ソース・ドレインを形成し、また第2領域には、第2導電型ソース・ドレイン層上に第1導電型ソース・ドレイン層を積層してなる第2導電型ソース・ドレインを形成する。   In the first method, first, in the first step, a gate electrode is formed on the substrate and covered with a gate insulating film, and then in the second step, reaction energies of a plurality of different gases are used on the gate insulating film. An active layer made of a polycrystalline semiconductor thin film is formed by the reactive thermal CVD method. Next, in the third step, an insulating etching stopper layer having a shape covering the first region portion for forming the first conductivity type thin film transistor and the gate electrode in the second region for forming the second conductivity type thin film transistor, Formed on the active layer. In the fourth step, the second conductive type source / drain layer made of the polycrystalline semiconductor thin film containing the second conductive type impurity is further formed by the reactive thermal CVD method so as to cover the etching stopper layer. A film is formed on top. In the next fifth step, the second conductivity type source / drain layer is patterned into a shape covering the second region by etching using the resist pattern covering the second region as a mask, and the resist pattern, the etching stopper layer, The active layer is patterned into a shape covering the first region and the second region by etching using a mask. Thereafter, in a sixth step, the etching stopper layer in the first region is patterned into a shape covering the gate electrode. In the next seventh step, the first conductivity type source / drain layer made of the polycrystalline semiconductor thin film containing the first conductivity type impurity is formed by the reactive thermal CVD method, the etching stopper layer and the second conductivity type. The film is formed so as to cover the source / drain layers. After the above, in the eighth step, the second conductivity type source / drain layer and the first conductivity type source / drain layer are patterned. Thereby, the first conductivity type source / drain composed of the first conductivity type source / drain layer is formed in the first region, and the first conductivity type is formed on the second conductivity type source / drain layer in the second region. A second conductivity type source / drain is formed by laminating type source / drain layers.

一方、第2の方法では、先ず、第1工程において、複数の異なるガスの反応エネルギーを利用する反応性熱CVD法によって、第1導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなるソース・ドレイン層を基板上に成膜し、これをパターニングすることにより、第1導電型の薄膜トランジスタを形成する第1領域に第1導電型ソース・ドレインを形成する。次に、第2工程において、第1導電型ソース・ドレインをマスクで覆った状態で、反応性熱CVD法によって、第2導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなるソース・ドレイン層を基板上に成膜し、これをパターニングすることにより、第2導電型の薄膜トランジスタを形成する第2領域に第2導電型ソース・ドレインを形成する。以上の後、第3工程では、第1導電型ソース・ドレインおよび第2導電型ソース・ドレインを覆う状態で、反応性熱CVD法によって、多結晶性の半導体薄膜からなる活性層を形成する。次いで第4工程では、活性層の上部にゲート絶縁膜を形成し、第5工程では、第1導電型ソース・ドレイン間および第2導電型ソース・ドレイン間におけるゲート絶縁膜上に、ゲート電極を形成する。   On the other hand, in the second method, first, in the first step, a source / source composed of a polycrystalline semiconductor thin film containing a first conductivity type impurity is formed by a reactive thermal CVD method using reaction energies of a plurality of different gases. A drain layer is formed on the substrate and patterned to form a first conductivity type source / drain in a first region where a first conductivity type thin film transistor is to be formed. Next, in the second step, a source / drain layer made of a polycrystalline semiconductor thin film containing a second conductivity type impurity by reactive thermal CVD with the first conductivity type source / drain covered with a mask. Is formed on the substrate and patterned to form the second conductivity type source / drain in the second region where the second conductivity type thin film transistor is formed. After the above, in the third step, an active layer made of a polycrystalline semiconductor thin film is formed by reactive thermal CVD in a state of covering the first conductivity type source / drain and the second conductivity type source / drain. Next, in the fourth step, a gate insulating film is formed on the active layer, and in the fifth step, a gate electrode is formed on the gate insulating film between the first conductivity type source / drain and between the second conductivity type source / drain. Form.

このような第1の製造方法および第2の製造方法によれば、反応性熱CVD法によって、活性層、第1導電型ソース・ドレイン層、および第2導電型ソース・ドレイン層を形成することにより、半導体薄膜を結晶化させる工程を特に行うことなく、予め結晶性を有する構成の半導体薄膜からなるこれらの層を積層した積層型の薄膜トランジスタが得られることになる。したがって、結晶化のための工程を省きながらも、活性層とソース・ドレイン層とが結晶性の半導体薄膜で構成されることにより、非結晶質の半導体薄膜を用いた場合よりも動作速度の速い積層型の薄膜トランジスタ(第1導電型および第2導電型)が得られることになる。また、結晶化のための工程が省かれることにより、結晶化工程に起因して生じる各種ばらつきを懸念する必要がなくなるため、特性の均一化が図られることにもなる。さらに、ソース・ドレイン層として、予め不純物を導入した結晶性の半導体薄膜が成膜されるため、成膜後に不純物を導入するための工程を行う必要もない。   According to the first manufacturing method and the second manufacturing method, the active layer, the first conductivity type source / drain layer, and the second conductivity type source / drain layer are formed by the reactive thermal CVD method. Thus, a laminated thin film transistor in which these layers made of a semiconductor thin film having crystallinity are laminated in advance can be obtained without particularly performing the step of crystallizing the semiconductor thin film. Accordingly, the active layer and the source / drain layer are made of a crystalline semiconductor thin film while omitting a crystallization process, so that the operation speed is faster than the case of using an amorphous semiconductor thin film. A stacked thin film transistor (first conductivity type and second conductivity type) is obtained. Further, by omitting the step for crystallization, it is not necessary to worry about various variations caused by the crystallization step, so that the characteristics can be made uniform. Furthermore, since a crystalline semiconductor thin film into which impurities are introduced in advance is formed as the source / drain layer, it is not necessary to perform a step for introducing impurities after the film formation.

尚、第1の製造方法では、第2領域に形成される第2導電型ソース・ドレインが、第2導電型ソース・ドレイン層上に第1導電型ソース・ドレイン層を積層してなるものとなる。しかしながら、高濃度の不純物が含有された各ソース・ドレイン層の欠陥準位が多く、空乏層が広がらないため、pn接合とはならずオーミック接合となる。したがって、この第2導電型ソース・ドレインは、活性層側に配置される導電型、つまり第2導電型のソース・ドレインとして問題なく機能するのである。   In the first manufacturing method, the second conductivity type source / drain formed in the second region is formed by stacking the first conductivity type source / drain layer on the second conductivity type source / drain layer. Become. However, each source / drain layer containing a high concentration of impurities has a large number of defect levels, and the depletion layer does not spread, so that it becomes an ohm junction instead of a pn junction. Therefore, the second conductivity type source / drain functions without any problem as the conductivity type disposed on the active layer side, that is, the source / drain of the second conductivity type.

また本発明は、上述の第1の製造方法および第2の製造方法によって得られる表示装置でもある。この表示装置は、第1導電型の薄膜トランジスタと第2導電型の薄膜トランジスタとからなる画素駆動用の回路を設けてなるもので、特に、各薄膜トランジスタは、基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、半導体薄膜からなる活性層と、ソース・ドレインとがこの順、または逆の順に積層された積層型で構成されている。また、各薄膜トランジスタは、活性層および各ソース・ドレインが、複数の異なるガスの反応エネルギーを利用する反応性熱CVD法によって形成された多結晶性の半導体薄膜で構成されていることを特徴としている。   The present invention is also a display device obtained by the first manufacturing method and the second manufacturing method described above. This display device is provided with a pixel driving circuit composed of a first conductive type thin film transistor and a second conductive type thin film transistor. In particular, each thin film transistor includes a gate electrode, a gate insulating film on a substrate. In addition, an active layer made of a semiconductor thin film and a source / drain are stacked in this order or in the reverse order. Each thin film transistor is characterized in that the active layer and each source / drain are formed of a polycrystalline semiconductor thin film formed by a reactive thermal CVD method using reaction energy of a plurality of different gases. .

以上説明したように、本発明の表示装置の製造方法によれば、反応性熱CVD法によって、活性層と、第1導電型ソース・ドレイン層と、第2導電型ソース・ドレイン層とを成膜することにより、半導体薄膜を結晶化させる工程やソース・ドレイン層に対して不純物を導入する工程を行うことなく、動作速度の速い多結晶性の半導体薄膜を用いて、ON電流の増大すなわち駆動電流の増大が図られた積層型の、第1導電型および第2導電型の薄膜トランジスタを得ることが可能になる。この結果、製造工程の簡略化および製造コストの低減を図ると共に、結晶化に起因して生じるばらつきが削除された第1導電型および第2導電型の薄膜トランジスタを用いたCMOS回路を形成することが可能になる。また、上述したように、結晶化の工程や不純物の導入工程を省くことが可能になることにより、より大型基板に対して均一な特性の薄膜トランジスタを形成することが可能になり、消費電力のより小さいCMOS回路を備えた表示装置の大型化を実現できる。   As described above, according to the method for manufacturing a display device of the present invention, the active layer, the first conductivity type source / drain layer, and the second conductivity type source / drain layer are formed by reactive thermal CVD. By using a polycrystalline semiconductor thin film having a high operating speed, the ON current can be increased without driving the process of crystallizing the semiconductor thin film or introducing impurities into the source / drain layer. It is possible to obtain a stacked type first-conductivity-type and second-conductivity-type thin film transistor in which the current is increased. As a result, it is possible to simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost, and to form a CMOS circuit using the first conductivity type and second conductivity type thin film transistors from which variations caused by crystallization are eliminated. It becomes possible. In addition, as described above, it becomes possible to form a thin film transistor with uniform characteristics on a larger substrate by omitting the crystallization step and the impurity introduction step, thereby reducing power consumption. A large display device including a small CMOS circuit can be realized.

また、本発明の表示装置によれば、第1導電型の薄膜トランジスタのソース・ドレインと、第2導電型の薄膜トランジスタのソース・ドレイン、およびこれらの薄膜トランジスタの活性層を、反応性熱CVD法によって得られた多結晶性の半導体薄膜で構成したことにより、CMOSを構成する積層型の薄膜トランジスタを大型基板に対して面内均一に設け、消費電力の削減と大型化を図ることが可能になる。   According to the display device of the present invention, the source / drain of the first conductivity type thin film transistor, the source / drain of the second conductivity type thin film transistor, and the active layer of these thin film transistors are obtained by the reactive thermal CVD method. By using the polycrystalline semiconductor thin film thus formed, the stacked thin film transistors constituting the CMOS can be uniformly provided in a plane with respect to the large-sized substrate, and the power consumption can be reduced and the size can be increased.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態においては、本発明の表示装置の製造方法に用いられる処理装置の構成を説明し、次いで、ここで製造する表示装置の画素回路の構成を説明した後、表示装置の製造方法、この製造方法によって形成される表示装置の順に説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the configuration of a processing apparatus used in the method for manufacturing a display device of the present invention will be described, and then the configuration of a pixel circuit of the display device manufactured here will be described, followed by the manufacture of the display device. The method and the display device formed by this manufacturing method will be described in this order.

<処理装置>
図1は、下記実施形態において使用される処理装置の一例を示す構成図である。この図に示す処理装置1は成膜処理装置であり、内部が気密状態に保たれるようにシールされた複数の処理室2、3を備えている。これらの処理室2、3は搬送室4を介して連通され、処理室2−処理室3間において、基板Wを大気解放することなく移送可能に構成されている。また、処理室2,3は反応性熱CVDによる成膜が可能な構成となっており、特に処理室2はプラズマCVDによる成膜も可能な構成となっている。
<Processing device>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a processing apparatus used in the following embodiment. The processing apparatus 1 shown in this figure is a film forming processing apparatus, and includes a plurality of processing chambers 2 and 3 that are sealed so that the inside thereof is kept airtight. These processing chambers 2 and 3 communicate with each other via a transfer chamber 4 and are configured to be able to transfer the substrate W between the processing chamber 2 and the processing chamber 3 without releasing the atmosphere to the atmosphere. In addition, the processing chambers 2 and 3 can be formed by reactive thermal CVD. In particular, the processing chamber 2 can be formed by plasma CVD.

これらの処理室2,3には、ここでの図示を省略した減圧手段(例えばターボ分子ポンプ:TMP)および自動圧力制御手段(APC)が設けられ、内部が所望の一定圧力に保たれるように構成されている。   These processing chambers 2 and 3 are provided with decompression means (for example, turbo molecular pump: TMP) and automatic pressure control means (APC), not shown here, so that the inside is maintained at a desired constant pressure. It is configured.

また、各処理室2,3内には、基板保持手段を兼ねる下部電極5と、下部電極5上に対向配置されたガス拡散手段を兼ねる上部電極6とが設けられている。そして、特に処理室2における下部電極5−上部電極6間には高周波電源(RF)7が接続されている。また、基板保持手段を兼ねる各下部電極5には加熱手段8が設けられている。加熱手段8は例えば電気的に加熱するヒーターであり、下部電極5に保持された基板Wを200℃〜600℃に維持できるようになっている。   Further, in each processing chamber 2, 3, a lower electrode 5 that also serves as a substrate holding means and an upper electrode 6 that also serves as a gas diffusing means disposed on the lower electrode 5 are provided. In particular, a high frequency power source (RF) 7 is connected between the lower electrode 5 and the upper electrode 6 in the processing chamber 2. Each lower electrode 5 also serving as a substrate holding means is provided with a heating means 8. The heating means 8 is, for example, a heater that is electrically heated, and can maintain the substrate W held by the lower electrode 5 at 200 ° C. to 600 ° C.

一方、ガス拡散手段を兼ねる上部電極6には、処理室2内に複数種のガスを供給するガス供給手段9が接続されている。このガス供給手段9には、成膜に必要とするガスの種類に応じて複数の供給ライン(図示省略)が接続され、例えばシラン(SiH4)、アンモニア(NH3)、二窒化一窒素(N2O)、ジシラン(Si26)、フッ素(F2)、四フッ化ゲルマニウム(GeF4)、ホスフィン(PH3)、ジボラン(B26)、アルシン(AsH3)、窒素(2)、酸素(O2)、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、水素(H2)等の成膜ガス(原料ガスおよび希釈ガス)Gがそれぞれの割合で処理室2,3内にそれぞれ供給される構成となっている。また、各ガス供給手段9にはマスフローコントローラ(MFC)9aが設けられ、処理室2,3内へのガス供給量が個別に調整される。 On the other hand, a gas supply means 9 for supplying a plurality of types of gases into the processing chamber 2 is connected to the upper electrode 6 that also serves as a gas diffusion means. A plurality of supply lines (not shown) are connected to the gas supply means 9 according to the type of gas required for film formation. For example, silane (SiH 4 ), ammonia (NH 3 ), nitrogen dinitride ( N 2 O), disilane (Si 2 H 6 ), fluorine (F 2 ), germanium tetrafluoride (GeF 4 ), phosphine (PH 3 ), diborane (B 2 H 6 ), arsine (AsH 3 ), nitrogen ( 2 ), film forming gases (source gas and dilution gas) G such as oxygen (O 2 ), helium (He), argon (Ar), hydrogen (H 2 ), etc., are contained in the processing chambers 2 and 3 respectively. It is a configuration to be supplied. Each gas supply means 9 is provided with a mass flow controller (MFC) 9a, and the gas supply amount into the processing chambers 2 and 3 is individually adjusted.

そして、上述した高周波電源(RF)7、加熱手段8の電源(ヒーター電源)、およびマスフローコントローラ9aには、これらを制御するシーケンスコントローラ10が接続されている。   And the sequence controller 10 which controls these is connected to the high frequency power supply (RF) 7 mentioned above, the power supply (heater power supply) of the heating means 8, and the mass flow controller 9a.

このような構成の処理装置1においては、例えば窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等の絶縁膜を成膜する際には、ガス供給手段9によってSiH4、NH3、N2O、O2等の成膜ガスGを処理室2内に導入し、高周波電源(RF)7により下部電極5−上部電極6間に高周波を印加する。これにより、下部電極5上に保持させた基板W上に、これらの絶縁膜がプラズマCVD成膜される。 In the processing apparatus 1 having such a configuration, when an insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film is formed, for example, SiH 4 , NH 3 , N 2 O, O 2, etc. are formed by the gas supply means 9. A deposition gas G is introduced into the processing chamber 2, and a high frequency is applied between the lower electrode 5 and the upper electrode 6 by a high frequency power source (RF) 7. Thus, these insulating films are formed by plasma CVD on the substrate W held on the lower electrode 5.

また、シリコン薄膜等の半導体薄膜を成膜する際には、ガス供給手段9によってSi26、F2、Ar等の成膜ガスGを処理室2,3内に導入し、下部電極5−上部電極6間には高周波を印加せず、下部電極5を450℃程度に加熱する。これにより、原料ガス自身が持つ化学反応性を利用して原料ガスを励起、分解し、下部電極5上に保持され加熱された基板W上に、多結晶シリコン膜が反応性熱CVD成膜される。さらに、n型ドープトシリコン薄膜を成膜する際には、Si26、F2、Ar、PH3を成膜ガスGとして処理室2,3内に導入する。一方、p型ドープトシリコン薄膜を成膜する際には、Si26、F2、Ar、B26を成膜ガスGとして処理室2,3内に導入する。これにより、各ドーパントを含む多結晶シリコン膜が反応性熱CVD成膜される。 Further, when a semiconductor thin film such as a silicon thin film is formed, a gas supply means 9 introduces a film forming gas G such as Si 2 H 6 , F 2 , Ar into the processing chambers 2 and 3, and the lower electrode 5. -A high frequency is not applied between the upper electrodes 6, and the lower electrode 5 is heated to about 450 ° C. Thus, the source gas is excited and decomposed using the chemical reactivity of the source gas itself, and a polycrystalline silicon film is formed on the substrate W heated on the lower electrode 5 and heated by reactive thermal CVD. The Further, when forming an n-type doped silicon thin film, Si 2 H 6 , F 2 , Ar, and PH 3 are introduced into the processing chambers 2 and 3 as a film forming gas G. On the other hand, when forming a p-type doped silicon thin film, Si 2 H 6 , F 2 , Ar, and B 2 H 6 are introduced into the processing chambers 2 and 3 as a film forming gas G. Thereby, a polycrystalline silicon film containing each dopant is formed by reactive thermal CVD.

このようなSi26−F2系の反応性熱CVD成膜は一種の酸化還元反応による成膜であり、Si26がF2により酸化されてSiが生じる。この反応系では得られる膜は水素を含まない10〜100nmほどの結晶粒径をもつ多結晶状態の結晶性を持つ膜が得られる。また、ドーパントであるP、Bなどの原子は、成膜時にSiの格子位置に取り込まれることにより自己活性化されるので活性化アニールなどを必要とすることなく成膜と同時に低抵抗のn型、またはp型の多結晶シリコン膜が得られる。 Such Si 2 H 6 -F 2 reactive thermal CVD film formation is a film formed by a kind of oxidation-reduction reaction, and Si 2 H 6 is oxidized by F 2 to produce Si. In this reaction system, a film obtained with a crystallinity in a polycrystalline state having a crystal grain size of about 10 to 100 nm without containing hydrogen can be obtained. In addition, dopants such as P and B atoms are self-activated by being taken into the lattice positions of Si at the time of film formation, so that low resistance n-type simultaneously with film formation without requiring activation annealing or the like. Alternatively, a p-type polycrystalline silicon film is obtained.

そして、これらの成膜工程は、ガス供給手段9から供給される成膜ガスGのガス種を切り替えることによって、同一の処理室2,3内で連続的に行われる。またこの一連の処理手順はシーケンスコントローラ10により制御される。   These film forming steps are continuously performed in the same processing chambers 2 and 3 by switching the gas type of the film forming gas G supplied from the gas supply means 9. The series of processing procedures is controlled by the sequence controller 10.

<駆動回路>
図2は、ここで製造する表示装置11において、特に1画素分の画素回路の一構成を示す構成図である。この図に示すように、表示装置11を構成する基板12の表示領域12aには、垂直駆動回路13に接続された書き込み走査線14と、水平駆動回路15に接続された信号線16とがマトリクス状に配線され、その各交差部に発光素子としての有機EL素子ELを含む画素回路17が配置された構成となっている。
<Drive circuit>
FIG. 2 is a configuration diagram showing one configuration of a pixel circuit for one pixel in the display device 11 manufactured here. As shown in this figure, in the display area 12 a of the substrate 12 constituting the display device 11, a write scanning line 14 connected to the vertical driving circuit 13 and a signal line 16 connected to the horizontal driving circuit 15 are matrixed. The pixel circuit 17 including the organic EL element EL as a light emitting element is arranged at each intersection.

これらの各画素回路17は、輝度情報が電流の形で書き込まれる電流書き込み型の画素回路の一例であり、有機EL素子ELの他に、容量素子C、2つのpチャンネル型のTFT(Tr1),(Tr2)、および2つのnチャンネル型のTFT(Tr3),(Tr4)を組み合わせたCMOS回路で構成されており、走査線14および信号線16、さらには電源供給線18および消去走査線19に接続された状態で設けられている。   Each of these pixel circuits 17 is an example of a current writing type pixel circuit in which luminance information is written in the form of current. In addition to the organic EL element EL, the capacitor element C, two p-channel TFTs (Tr1) , (Tr2), and two n-channel TFTs (Tr3), (Tr4) are combined in a CMOS circuit. The scanning line 14 and the signal line 16, and further the power supply line 18 and the erasing scanning line 19 It is provided in a connected state.

このうち、電源供給線18に接続されたp型TFT(Tr1),(Tr2)とは、カレントミラー回路を構成している。また、走査線14および信号線16に接続されたn型TFT(Tr3)と、このn型TFT(Tr3)と消去走査線19とカレントミラー回路とに接続されたn型TFT(Tr4)とは、それぞれ書き込み消去用のトランジスタである。   Among these, the p-type TFTs (Tr1) and (Tr2) connected to the power supply line 18 constitute a current mirror circuit. The n-type TFT (Tr3) connected to the scanning line 14 and the signal line 16, and the n-type TFT (Tr4) connected to the n-type TFT (Tr3), the erasing scanning line 19 and the current mirror circuit are as follows. , Respectively, are transistors for writing and erasing.

このような電流書き込み型の画素回路を有する表示装置11においては、時系列に分割された画像データが、水平駆動回路15と垂直駆動回路13により複数の画素回路17に順次転送される。そして、各画素回路17においては、データ書き込み時には書き込み走査線14と消去走査線19の双方が選択され、信号線16の電流に比例した電流が、p型TFT(Tr1),(Tr2)からなるカレントミラー回路を介して有機EL素子ELに流れる。そして、このような動作を繰り返すことにより1フィールドで1枚の画像が表示される。データ消去時には消去走査線19のみが選択される。尚、図2においては、水平駆動回路15、垂直駆動回路13等を含む周辺駆動回路も、画素回路17と同一の基板12上に一体形成している例を示している。しかしながら、周辺駆動回路は、COG(Chip-on-Glass)法や、TAB(Tape−Automated ≡Bonding)法を適用することにより、外付けの集積回路として基板12上の画素回路17に接続させたものであっても良い。   In the display device 11 having such a current writing type pixel circuit, the image data divided in time series is sequentially transferred to the plurality of pixel circuits 17 by the horizontal drive circuit 15 and the vertical drive circuit 13. In each pixel circuit 17, both the writing scanning line 14 and the erasing scanning line 19 are selected at the time of data writing, and a current proportional to the current of the signal line 16 is composed of p-type TFTs (Tr1) and (Tr2). It flows to the organic EL element EL through the current mirror circuit. By repeating such an operation, one image is displayed in one field. When erasing data, only the erase scanning line 19 is selected. 2 shows an example in which peripheral drive circuits including a horizontal drive circuit 15 and a vertical drive circuit 13 are also integrally formed on the same substrate 12 as the pixel circuit 17. In FIG. However, the peripheral drive circuit is connected to the pixel circuit 17 on the substrate 12 as an external integrated circuit by applying a COG (Chip-on-Glass) method or a TAB (Tape-Automated ≡ Bonding) method. It may be a thing.

<第1実施形態>
図3〜図5の断面工程図は、図1の処理装置を用いて図2の回路構成の表示装置を製造するための第1実施形態を説明するための図である。ここでは、これらの断面工程図および必要に応じて各断面工程図に対応する平面図を用いてボトムゲート型の積層TFTを有する表示装置の製造方法を説明する。尚、各断面工程図は、平面図におけるA−A’断面に対応していることとする。
<First Embodiment>
3 to 5 are views for explaining a first embodiment for manufacturing the display device having the circuit configuration of FIG. 2 using the processing apparatus of FIG. Here, a manufacturing method of a display device having a bottom gate type laminated TFT will be described using these cross-sectional process diagrams and, if necessary, a plan view corresponding to each cross-sectional process diagram. In addition, each cross-sectional process drawing shall respond | correspond to the AA 'cross section in a top view.

先ず、図3(a)に示すように、絶縁性の基板12上に、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、銅(Cu)またはこれらの合金等からなる導電膜を約50〜250nmの膜厚で成膜し、次いでこの導電膜をパターニングすることによりゲート電極32を形成する。図6の平面図に示すように、これらのゲート電極32は、必要に応じて接続された状態で設けられていることとする。   First, as shown in FIG. 3A, an insulating substrate 12 is made of tantalum (Ta), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), copper (Cu), or an alloy thereof. A conductive film to be formed is formed with a film thickness of about 50 to 250 nm, and then the conductive film is patterned to form the gate electrode 32. As shown in the plan view of FIG. 6, these gate electrodes 32 are provided in a connected state as necessary.

次に、図3(b)に示すように、プラズマCVD、常圧CVD、または減圧CVD法等の方法により、窒化シリコン膜33aを30〜50nmの膜厚で、次いで酸化シリコン膜33bを約50〜200mの膜厚で連続成膜し、これらの積層膜からなるゲート絶縁膜33を形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, the silicon nitride film 33a is formed to a thickness of 30 to 50 nm and then the silicon oxide film 33b is formed to about 50 by a method such as plasma CVD, atmospheric pressure CVD, or low pressure CVD. A film is continuously formed with a film thickness of ˜200 m, and a gate insulating film 33 made of these laminated films is formed.

次に、例えば図1を用いて説明した処理装置を用いた反応性熱CVD法によって、不純物を含有しない多結晶シリコン、多結晶シリコンゲルマニウム、またはこれらの積層膜等のi型の多結晶半導体からなる活性層34を成膜する。この活性層34は、約10〜200mの膜厚で、好ましくは40mの膜厚で成膜する。ここでは、例えば、多結晶シリコンからなる活性層34を反応性熱CVD法によって成膜する場合には、基板温度を450〜600℃に保つ。そして、成膜ガスとしてジシラン(Si26)、フッ素(F2)、希釈ガスとしてヘリウム(He)、窒素(2)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)等の不活性ガス、または水素ガス(H2)を用いる。ガス流量は、例えばジシラン(Si26)を20sccm、フッ素(F2)を0.8sccm、ヘリウム(He)を1000〜4000sccmに設定し、ガス圧力を約600Paに保つ。これにより、Si26とF2が熱化学反応を起こし0.2nm/s程度のデポレートで多結晶シリコンが堆積する。また、例えば、多結晶シリコンゲルマニウムからなる活性層34を反応性熱CVD法によって成膜する場合には、フッ素(F2)に換えて四フッ化ゲルマニウム(GeF4)を用いる。この際、ジシラン(Si26)と四フッ化ゲルマニウム(GeF4)との流量比により様々なSi−Ge組成比を持つの多結晶シリコンゲルマニウム薄膜が得られる。ただし、ここで形成する積層TFTのVthを調整するため、成膜ガスにB26等を微量添加しても良い。 Next, from an i-type polycrystalline semiconductor such as polycrystalline silicon not containing impurities, polycrystalline silicon germanium, or a laminated film thereof, for example, by a reactive thermal CVD method using the processing apparatus described with reference to FIG. An active layer 34 is formed. The active layer 34 is formed with a film thickness of about 10 to 200 m, preferably 40 m. Here, for example, when the active layer 34 made of polycrystalline silicon is formed by the reactive thermal CVD method, the substrate temperature is kept at 450 to 600 ° C. Further, disilane (Si 2 H 6 ), fluorine (F 2 ) as a film forming gas, an inert gas such as helium (He), nitrogen ( 2 ), argon (Ar), krypton (Kr) as a dilution gas, or hydrogen Gas (H 2 ) is used. For example, the gas flow rate is set to 20 sccm for disilane (Si 2 H 6 ), 0.8 sccm for fluorine (F 2 ), 1000 to 4000 sccm for helium (He), and the gas pressure is maintained at about 600 Pa. As a result, Si 2 H 6 and F 2 undergo a thermochemical reaction, and polycrystalline silicon is deposited at a deposition rate of about 0.2 nm / s. For example, when the active layer 34 made of polycrystalline silicon germanium is formed by a reactive thermal CVD method, germanium tetrafluoride (GeF 4 ) is used instead of fluorine (F 2 ). At this time, a polycrystalline silicon germanium thin film having various Si—Ge composition ratios can be obtained depending on the flow ratio of disilane (Si 2 H 6 ) and germanium tetrafluoride (GeF 4 ). However, in order to adjust Vth of the laminated TFT formed here, a small amount of B 2 H 6 or the like may be added to the deposition gas.

続いて、再びプラズマCVD法を用いて酸化シリコン薄膜35を100〜200mの膜厚で、活性層34上に成膜する。そしてこの後、必要に応じて、非晶質成分を除去するアニールを行っても良い。   Subsequently, a silicon oxide thin film 35 with a thickness of 100 to 200 m is formed on the active layer 34 again using the plasma CVD method. Thereafter, annealing for removing the amorphous component may be performed as necessary.

次いで、図3(c)に示すように、酸化シリコン膜35上にレジストパターン36を形成し、このレジストパターン36をマスクにしたエッチングにより、酸化シリコン膜35をパターニングする。ここでは、図7の平面図を参照し、第1導電型(n型またはp型であり、例えばここではn型とする)となるn型TFT領域12nにはトランジスタ全領域に酸化シリコン膜35を残し、第2導電型(例えばここではp型)となるp型TFT領域12pにはゲート電極32上のみを覆うように酸化シリコン膜35をパターニングする。そして、その他の部分の酸化シリコン膜35部分は、エッチング除去する。これにより、酸化シリコン膜35からなるエッチングストッパ層35aを形成する。そして、エッチングストッパ層35aを形成した後には、レジストパターン36を除去する。   Next, as shown in FIG. 3C, a resist pattern 36 is formed on the silicon oxide film 35, and the silicon oxide film 35 is patterned by etching using the resist pattern 36 as a mask. Here, referring to the plan view of FIG. 7, in the n-type TFT region 12n of the first conductivity type (n-type or p-type, for example, n-type here), the entire region of the transistor is covered with the silicon oxide film 35. The silicon oxide film 35 is patterned so as to cover only the gate electrode 32 in the p-type TFT region 12p of the second conductivity type (for example, p-type here). Then, the other portions of the silicon oxide film 35 are removed by etching. Thereby, an etching stopper layer 35a made of the silicon oxide film 35 is formed. Then, after the etching stopper layer 35a is formed, the resist pattern 36 is removed.

次に、図3(d)に示すように、エッチングストッパ層35aを覆う状態で、第2導電型(例えばここではp型)の不純物を含有する多結晶シリコンまたは多結晶シリコンゲルマニウムからなるp型ソース・ドレイン層37を、反応性熱CVD法によって成膜する。このp型ソース・ドレイン層37は、単層膜、または不純物を含有する多結晶シリコン膜と不純物を含有する多結晶シリコンゲルマニウムとの積層膜であって良く、10〜200m、好ましくは100mの膜厚で成膜する。   Next, as shown in FIG. 3D, the p-type made of polycrystalline silicon or polycrystalline silicon germanium containing impurities of the second conductivity type (for example, p-type here) in a state of covering the etching stopper layer 35a. The source / drain layer 37 is formed by a reactive thermal CVD method. The p-type source / drain layer 37 may be a single layer film or a laminated film of a polycrystalline silicon film containing impurities and polycrystalline silicon germanium containing impurities, and is a film of 10 to 200 m, preferably 100 m. The film is formed with a thickness.

ここでは、成膜ガスとしてジシラン(Si26)、フッ素(F2)、ドーパントガスとしてジボラン(B26)を用い、希釈ガスとしてヘリウム(He)、窒素(2)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)等の不活性ガス、または水素ガス(H2)を用いる。ガス流量は、例えばジシラン(Si26)を20sccm、フッ素(F2)を0.8sccm、ジボラン(B26)を1sccm、希釈ガスとしてヘリウム(He)を1000〜4000sccmに設定し、ガス圧力を約600Paに保つ。これにより、Si26とF2が熱化学反応を起こし0.2m/s程度のデポレートでp型の多結晶シリコンが堆積する。薄膜の堆積と同時に結晶化が起こるため、ドーパントの活性化も同時に行われる。 Here, disilane (Si 2 H 6 ) and fluorine (F 2 ) are used as the deposition gas, diborane (B 2 H 6 ) is used as the dopant gas, and helium (He), nitrogen ( 2 ), and argon (Ar) as the dilution gas. ), An inert gas such as krypton (Kr), or hydrogen gas (H 2 ). For example, the gas flow rate is set to 20 sccm for disilane (Si 2 H 6 ), 0.8 sccm for fluorine (F 2 ), 1 sccm for diborane (B 2 H 6 ), and 1000 to 4000 sccm for helium (He) as a diluent gas, The gas pressure is maintained at about 600 Pa. Thus, Si 2 H 6 and F 2 undergo a thermochemical reaction, and p-type polycrystalline silicon is deposited at a deposition rate of about 0.2 m / s. Since crystallization occurs simultaneously with the deposition of the thin film, the dopant is also activated simultaneously.

一方、p型の多結晶シリコンゲルマニウムからなるp型ソース・ドレイン層37を反応性熱CVD法によって成膜する場合には、フッ素(F2)に換えて四フッ化ゲルマニウム(GeF4)を用いる。この際、ジシラン(Si26)と四フッ化ゲルマニウム(GeF4)との流量比により様々なSi−Ge組成比を持つp型の多結晶シリコンゲルマニウム薄膜が得られる。 On the other hand, when the p-type source / drain layer 37 made of p-type polycrystalline silicon germanium is formed by a reactive thermal CVD method, germanium tetrafluoride (GeF 4 ) is used instead of fluorine (F 2 ). . At this time, p-type polycrystalline silicon germanium thin films having various Si—Ge composition ratios are obtained depending on the flow rate ratio of disilane (Si 2 H 6 ) and germanium tetrafluoride (GeF 4 ).

以上の後、図4(e)に示すように、p型ソース・ドレイン層37の上部に、レジストパターン38を形成し、このレジストパターン38をマスクにしたエッチングにより、p型ソース・ドレイン層37をパターニングする。ここでは、p型TFT領域12pの全領域のみにp型ソース・ドレイン層37を残し、他の領域のpソース・ドレイン層37部分をエッチング除去する。   After the above, as shown in FIG. 4E, a resist pattern 38 is formed on the p-type source / drain layer 37, and the p-type source / drain layer 37 is etched by using the resist pattern 38 as a mask. Is patterned. Here, the p-type source / drain layer 37 is left only in the entire region of the p-type TFT region 12p, and the p-source / drain layer 37 portion in other regions is removed by etching.

またこれに続けて、レジストパターン38およびエッチングストッパ層35aをマスクにしたエッチングにより活性層34をパターニングする。これにより、n型TFT領域12nおよびp型TFT領域12pに合わせて活性層34を島状に分離する。そして、このエッチングの後には、レジストパターン38を除去する。   Subsequently, the active layer 34 is patterned by etching using the resist pattern 38 and the etching stopper layer 35a as a mask. Thereby, the active layer 34 is separated into islands in accordance with the n-type TFT region 12n and the p-type TFT region 12p. Then, after this etching, the resist pattern 38 is removed.

次に、図4(f)に示すように、ゲート電極32をマスクに用いた裏面露光を行うことにより、n型TFT領域12nにおいてはエッチングストッパ層35a上にレジストパターン39を形成し、p型TFT領域12pにおいてはp型ソース・ドレイン層37上にレジストパターン39を形成する。   Next, as shown in FIG. 4F, by performing backside exposure using the gate electrode 32 as a mask, a resist pattern 39 is formed on the etching stopper layer 35a in the n-type TFT region 12n, and the p-type is formed. A resist pattern 39 is formed on the p-type source / drain layer 37 in the TFT region 12p.

次いで、レジストパターン39、およびp型ソース・ドレイン37をマスクに用いて酸化シリコンからなるエッチングストッパ層35aをエッチングすることにより、n型TFT領域12nのエッチングストッパ層35aを、ゲート電極32の形状に合わせてさらにパターニングする。尚、この工程においては、p型TFT領域12pのエッチングストッパ層35aは、p型ソース・ドレイン層37で覆われているため、エッチングされることはない。そして、このエッチングの後には、レジストパターン39を除去する。   Next, the etching stopper layer 35a made of silicon oxide is etched using the resist pattern 39 and the p-type source / drain 37 as a mask, so that the etching stopper layer 35a in the n-type TFT region 12n is formed into the shape of the gate electrode 32. Further patterning is performed. In this step, since the etching stopper layer 35a of the p-type TFT region 12p is covered with the p-type source / drain layer 37, it is not etched. Then, after this etching, the resist pattern 39 is removed.

その後、図4(g)に示すように、基板12上に、第1導電型(例えばここではn型)の不純物を含有する多結晶シリコンまたは多結晶シリコンゲルマニウムからなるn型ソース・ドレイン層40を反応性熱CVD法によって成膜する。このn型ソース・ドレイン層40は、p型ソース・ドレイン層37と同様に、単層膜、または不純物を含有する多結晶シリコン膜と不純物を含有する多結晶シリコンゲルマニウムとの積層膜であって良く、10〜200m、好ましくは100mの膜厚で成膜する。このようなn型ソース・ドレイン層40の反応性熱CVD法による成膜は、図3(d)を用いて説明したp型ソース/ドレイン層37の反応性熱CVD成膜において、成膜ガスとしてジボラン(B26)の代わりにホスフィン(PH3)をドーパントガスとして用いることによって行われる。 Thereafter, as shown in FIG. 4G, an n-type source / drain layer 40 made of polycrystalline silicon or polycrystalline silicon germanium containing impurities of the first conductivity type (for example, n-type here) is formed on the substrate 12. Is formed by a reactive thermal CVD method. Like the p-type source / drain layer 37, the n-type source / drain layer 40 is a single layer film or a laminated film of a polycrystalline silicon film containing impurities and polycrystalline silicon germanium containing impurities. The film is formed with a thickness of 10 to 200 m, preferably 100 m. The n-type source / drain layer 40 is formed by the reactive thermal CVD method in the reactive thermal CVD film formation of the p-type source / drain layer 37 described with reference to FIG. As a dopant gas, phosphine (PH 3 ) is used instead of diborane (B 2 H 6 ).

次に、図4(h)に示すように、n型ソース・ドレイン層40およびp型ソース・ドレイン層37をパターニングすることにより、n型TFT領域12nにはn型ソース・ドレイン層40からなるn型ソース40aとn型ドレイン40bとを形成し、p型TFT領域12pにはp型ソース・ドレイン層37からなるp型ソース37aとp型ドレイン37bとを形成する。   Next, as shown in FIG. 4H, the n-type source / drain layer 40 and the p-type source / drain layer 37 are patterned to form the n-type TFT region 12n with the n-type source / drain layer 40. An n-type source 40a and an n-type drain 40b are formed, and a p-type source 37a and a p-type drain 37b made of a p-type source / drain layer 37 are formed in the p-type TFT region 12p.

尚、これらのn型ソース40aおよびn型ドレイン40b、p型ソース37aおよびp型ドレイン37bは、エッチングストッパ35a上にて分離されるようにパターンエッチングがなされることとする。これにより、エッチングによる活性層34の損傷を防止するのである。   The n-type source 40a and the n-type drain 40b, the p-type source 37a and the p-type drain 37b are subjected to pattern etching so as to be separated on the etching stopper 35a. This prevents damage to the active layer 34 due to etching.

また特に、p型ソース37aおよびp型ドレイン37bは、その上部にn型ソース・ドレイン層40が積層された状態で形成されることになる。しかしながら、p型ソース37aおよびp型ドレイン37b上にn型ソース・ドレイン層40とが積層された状態では、それぞれの層の不純物が高濃度であるため、欠陥準位が多く、空乏層が広がらないためpn接合とはならずオーミック接合となる。したがって、p型TFT領域12pに形成されたp型ソース37aおよびp型ドレイン37bは、p型として問題なく機能する。   In particular, the p-type source 37a and the p-type drain 37b are formed with the n-type source / drain layer 40 laminated thereon. However, in the state where the n-type source / drain layer 40 is stacked on the p-type source 37a and the p-type drain 37b, the impurities in each layer are high in concentration, so that there are many defect levels and the depletion layer is widened. Therefore, it is not a pn junction but an ohmic junction. Therefore, the p-type source 37a and the p-type drain 37b formed in the p-type TFT region 12p function without any problem as a p-type.

以上によって、n型TFT領域12nにn型の積層TFT(以下、n型TFTと記す)41を形成し、p型TFT領域12pにp型の積層TFT(以下、p型TFTと記す)42を形成する。   Thus, an n-type stacked TFT (hereinafter referred to as an n-type TFT) 41 is formed in the n-type TFT region 12n, and a p-type stacked TFT (hereinafter referred to as a p-type TFT) 42 is formed in the p-type TFT region 12p. Form.

以上の後、図5(i)に示すように、n型TFT41およびp型TFT42を覆う状態で、プラズマCVD法によって、酸化シリコン膜43(膜厚100〜400nm)とその上部の水素を含有する窒化シリコン膜44(膜厚200〜400nm)とを、層間絶縁膜として連続形成する。また、成膜後には、窒素ガス(N2)雰囲気中において350〜400℃で1時間程度の水素化アニールを施す。 After the above, as shown in FIG. 5 (i), the silicon oxide film 43 (film thickness: 100 to 400 nm) and hydrogen on the upper part thereof are contained by plasma CVD in a state of covering the n-type TFT 41 and the p-type TFT. A silicon nitride film 44 (having a film thickness of 200 to 400 nm) is continuously formed as an interlayer insulating film. After film formation, hydrogenation annealing is performed at 350 to 400 ° C. for about 1 hour in a nitrogen gas (N 2 ) atmosphere.

またその後さらに、図5(j)に示すように、窒化シリコン膜44および酸化シリコン膜43に接続孔を形成し、アルミニウム−シリコン等の配線用電極をスパッタし、次いでパターニングすることにより、n型TFT41のn型ソース40a、n型ドレイン40b、およびp型TFT42のp型ソース37a、p型ドレイン37bに接続された配線電極45を形成する。ただし、p型ソース領域37a、p型ドレイン領域37bには、n型ソース・ドレイン層40を介して配線電極45が接続されても良い。   Further, as shown in FIG. 5 (j), a connection hole is formed in the silicon nitride film 44 and the silicon oxide film 43, and a wiring electrode such as aluminum-silicon is sputtered and then patterned to obtain an n-type. Wiring electrodes 45 connected to the n-type source 40a and n-type drain 40b of the TFT 41 and the p-type source 37a and p-type drain 37b of the p-type TFT 42 are formed. However, the wiring electrode 45 may be connected to the p-type source region 37 a and the p-type drain region 37 b through the n-type source / drain layer 40.

次に、アクリル系有機樹脂、有機SOG等を約1μm塗布して平坦化絶縁膜46を形成する。その後、この配線電極45に達する接続孔46aを平坦化絶縁膜46に形成し、この接続孔46内を埋め込む状態で、Al、Cr、Mo等のアノードとなる電極材料膜をスパッタで成膜する。次に、この電極材料膜をパターニングすることによって、画素電極47を形成する。   Next, the planarization insulating film 46 is formed by applying an acrylic organic resin, organic SOG, or the like at about 1 μm. Thereafter, a connection hole 46a reaching the wiring electrode 45 is formed in the planarization insulating film 46, and an electrode material film serving as an anode of Al, Cr, Mo or the like is formed by sputtering in a state of filling the connection hole 46. . Next, the pixel electrode 47 is formed by patterning this electrode material film.

次いで、約220℃でN2中において30分間のアニールを行った後、この上にホール輸送層48、発光層49、電子輸送層50を順次積層し、さらにこの上部に透明導電性のカソードとなる共通電極51を形成する。これによって、画素電極47で構成されるアノードと共通電極51で構成されるカソードとの間に、ホール輸送層48、発光層49および電子輸送層50を積層した有機層を狭持してなる有機EL素子52(EL)を得る。 Next, after annealing for 30 minutes in N 2 at about 220 ° C., a hole transport layer 48, a light emitting layer 49, and an electron transport layer 50 are sequentially laminated thereon, and a transparent conductive cathode and The common electrode 51 is formed. Accordingly, an organic layer in which an organic layer in which a hole transport layer 48, a light emitting layer 49, and an electron transport layer 50 are stacked is sandwiched between an anode composed of the pixel electrode 47 and a cathode composed of the common electrode 51. An EL element 52 (EL) is obtained.

以上の後、ここでの図示は省略したが、有機EL素子52を覆う状態で、基板1上にバッファ層を形成し、さらに有機EL素子52を狭持する状態で基板12上に対向ガラス基板を貼り合わせて表示装置を完成させる。この表示装置は、基板12と反対側の共通電極51側(対向ガラス基板側)から有機EL素子52の発光光を取り出すトップエミッション構造となる。   After the above, although illustration is omitted here, a buffer layer is formed on the substrate 1 so as to cover the organic EL element 52, and a counter glass substrate is formed on the substrate 12 while sandwiching the organic EL element 52. To complete the display device. This display device has a top emission structure in which light emitted from the organic EL element 52 is extracted from the common electrode 51 side (opposite glass substrate side) opposite to the substrate 12.

尚、表示装置は、このようなトップエミッション構造に限定されることなく、画素電極47を透明導電性材料からなるものとすることにより、有機EL素子52の発光光を基板1側から取り出すボトムエミッション構造とすることも可能である。また、ホール輸送層48、発光層49および電子輸送層50等からなる有機層の積層状態を変更することにより、画素電極47をカソード、共通電極51をアノードとすることも可能である。   The display device is not limited to such a top emission structure, and the bottom emission that takes out the emitted light of the organic EL element 52 from the substrate 1 side by making the pixel electrode 47 of a transparent conductive material. A structure is also possible. Further, the pixel electrode 47 can be used as a cathode and the common electrode 51 can be used as an anode by changing the laminated state of the organic layer composed of the hole transport layer 48, the light emitting layer 49, the electron transport layer 50, and the like.

このような製造方法では、n型TFT41およびp型TFT42を構成する活性層34、p型ソース・ドレイン層37、およびn型ソース・ドレイン層40を、反応性熱CVD法によって形成している。これにより、半導体薄膜を結晶化させる工程を特に行うことなく、予め結晶性を有する構成の半導体薄膜からなるこれらの層を積層した積層型のTFT41,42が得られることになる。したがって、結晶化のための工程を省きながらも、それぞれのTFT41,42のソース・ドレイン層37,40と活性層34とが結晶性の半導体薄膜で構成されることにより、非結晶質の半導体薄膜を用いた場合よりも動作速度の速い積層型のn型TFT41およびp型TFT42を、より少ないマスク枚数(6枚)で得ることができ、これらのTFT41,42を用いて低消費電力化に有利なCMOS回路が構成されることになる。   In such a manufacturing method, the active layer 34, the p-type source / drain layer 37, and the n-type source / drain layer 40 constituting the n-type TFT 41 and the p-type TFT 42 are formed by a reactive thermal CVD method. As a result, stacked TFTs 41 and 42 in which these layers made of a semiconductor thin film having a crystalline structure are stacked in advance are obtained without particularly performing the step of crystallizing the semiconductor thin film. Accordingly, the source / drain layers 37 and 40 and the active layer 34 of the respective TFTs 41 and 42 are made of a crystalline semiconductor thin film while omitting a crystallization step, thereby forming an amorphous semiconductor thin film. The stacked n-type TFT 41 and p-type TFT 42 having a higher operation speed than the case of using the TFT can be obtained with a smaller number of masks (six pieces), and using these TFTs 41 and 42 is advantageous in reducing power consumption. A simple CMOS circuit is formed.

以上の結果、動作速度の速い多結晶性の半導体薄膜を用いて駆動電流の増大が図られた有機EL素子LEの低消費電力での駆動が可能なTFT41,42を、より少ない工程数で形成可能であり、さらに結晶化に起因して生じるばらつきが削除されたTFT41,42を得ることが可能になる。また、上述したように、結晶化の工程や不純物の導入工程を省くことが可能になることにより、より大型基板に対して均一な特性のTFT41,42を形成することが可能になり、これらのTFT41,42を備えた低消費電力駆動が可能な表示装置の大型化を実現できる。   As a result, the TFTs 41 and 42 capable of driving with low power consumption of the organic EL element LE whose driving current is increased by using a polycrystalline semiconductor thin film having a high operating speed are formed with a smaller number of processes. In addition, it is possible to obtain TFTs 41 and 42 from which variations caused by crystallization are eliminated. Further, as described above, by omitting the crystallization process and the impurity introduction process, it becomes possible to form TFTs 41 and 42 having uniform characteristics on a larger substrate. An increase in the size of the display device including the TFTs 41 and 42 that can be driven with low power consumption can be realized.

また、上述したような表示装置の大型化により、セレクタスイッチを周辺回路に集積し、外付け回路からの接続端子を大幅に減少させることも可能となり、高信頼性、低コスト、低消費電力の大型表示装置の実現に大きく貢献する。そして、対角40インチ超の大型のエレクトロルミネセンス装置等の大型ディスプレイを生産性高く、低コストで製造することができるという大きな利点を有する。本実施例には有機EL素子を用いた表示装置をの例にとり説明したが、本発明は有機EL素子を用いた表示装置に限る事は無く、無機EL素子、液晶表示素子等を用いたの表示装置全般に応用が可能である。   In addition, the increase in the size of the display device as described above makes it possible to integrate selector switches in peripheral circuits and greatly reduce the number of connection terminals from external circuits, resulting in high reliability, low cost, and low power consumption. Contributes greatly to the realization of large display devices. And it has the big advantage that large displays, such as a large electroluminescent apparatus larger than 40 inches diagonal, can be manufactured with high productivity and low cost. In this embodiment, a display device using an organic EL element has been described as an example. However, the present invention is not limited to a display device using an organic EL element, and an inorganic EL element, a liquid crystal display element, or the like is used. It can be applied to all display devices.

そして特に、このようにして得られた表示装置11のp型TFTでは、p型ソース37aおよびp型ドレイン37b上にn型ソース・ドレイン層40が積層されており、このn型ソース・ドレイン層40を介して配線電極45が接続されているため、接続抵抗の低抵抗化を図ることができる。また配線電極45はn型ソース・ドレイン層40にしか接触しないので、導体−半導体の接触電位が常に等しくなるため電解腐食を起こしにくく、電極を構成する導体の選択範囲が広がる効果もある。これは上層がp型の場合も同様である。   In particular, in the p-type TFT of the display device 11 thus obtained, an n-type source / drain layer 40 is laminated on the p-type source 37a and the p-type drain 37b. Since the wiring electrode 45 is connected via 40, the connection resistance can be reduced. Further, since the wiring electrode 45 is in contact only with the n-type source / drain layer 40, the conductor-semiconductor contact potential is always equal, so that electrolytic corrosion is unlikely to occur, and there is an effect that the selection range of conductors constituting the electrode is widened. This is the same when the upper layer is p-type.

尚、ボトムゲート型の積層TFTの構成としては、図8に示すようなn型ソース40aおよびn型ドレイン40b、さらにはp型ソース37aおよびp型ドレイン領域37bと同一パターンの配線電極53を設けた構成であっても、本発明の製造方法を適用することができる。この場合、図4(g)を用いて説明したn型ソース・ドレイン層40を形成した後、このn型ソース・ドレイン層40の上部に配線電極の形成層を設け、その後、n型ソース・ドレイン層40およびp型ソース・ドレイン層37と配線電極53の形成層とを同時にパターニングすることにより、上述した第1実施形態よりも、さらにマスク枚数を減らすことができる。   As the configuration of the bottom gate type laminated TFT, an n-type source 40a and an n-type drain 40b as shown in FIG. 8, and a wiring electrode 53 having the same pattern as the p-type source 37a and the p-type drain region 37b are provided. Even with such a configuration, the manufacturing method of the present invention can be applied. In this case, after forming the n-type source / drain layer 40 described with reference to FIG. 4G, a wiring electrode forming layer is provided on the n-type source / drain layer 40, and then the n-type source / drain layer 40 is formed. By simultaneously patterning the drain layer 40 and the p-type source / drain layer 37 and the formation layer of the wiring electrode 53, the number of masks can be further reduced as compared with the first embodiment described above.

またこの場合、n型ソース・ドレイン層40の上部に配線電極の形成層を形成する前、または形成した後に、水素プラスマ、水素アニール、酸素プラズマ、水蒸気アニール等の方法で、活性層34、p型ソース・ドレイン層37、n型ソース・ドレイン層40等の多結晶シリコンからなる層の中の欠陥準位を低減させても良い。   In this case, before or after the formation of the wiring electrode formation layer on the n-type source / drain layer 40, the active layer 34, p is formed by a method such as hydrogen plasma, hydrogen annealing, oxygen plasma, or water vapor annealing. The defect level in the layer made of polycrystalline silicon such as the type source / drain layer 37 and the n type source / drain layer 40 may be reduced.

<第2実施形態>
図9〜図10の断面工程図は、第2実施形態の表示装置の製造方法を説明するための図である。ここでは、これらの断面工程図および必要に応じて各断面工程図に対応する平面図を用いてトップゲート型の積層TFTを有する表示装置の製造方法を説明する。
Second Embodiment
9 to 10 are views for explaining a method for manufacturing the display device of the second embodiment. Here, a method for manufacturing a display device having a top-gate stacked TFT will be described using these cross-sectional process diagrams and, if necessary, a plan view corresponding to each cross-sectional process diagram.

先ず、図9(a)に示すように、絶縁性の基板12上に、バッファ層として、窒化シリコン(SiNx)膜61および酸化シリコン(SiOx)膜62をこの順に約50nm〜400nmの膜厚で成膜する。   First, as shown in FIG. 9A, a silicon nitride (SiNx) film 61 and a silicon oxide (SiOx) film 62 are formed as buffer layers on the insulating substrate 12 in this order in thicknesses of about 50 nm to 400 nm. Form a film.

以上の後、反応性熱CVD法によって、酸化シリコン膜62上に、第1導電型(n型またはp型であり、ここでは例えばn型)不純物を含有する多結晶シリコンまたは多結晶シリコンゲルマニウムからなるn型ソース・ドレイン層63を成膜する。このn型ソース・ドレイン層63の反応性熱CVD成膜は、第1実施形態において図4(g)を用いて説明したn型ソース・ドレイン層(40)の成膜と同様に行われる。   After the above, from the polycrystalline silicon or polycrystalline silicon germanium containing the first conductivity type (n-type or p-type, for example, n-type here) impurity on the silicon oxide film 62 by the reactive thermal CVD method. An n-type source / drain layer 63 is formed. The reactive thermal CVD film formation of the n-type source / drain layer 63 is performed in the same manner as the film formation of the n-type source / drain layer (40) described with reference to FIG. 4G in the first embodiment.

次に、このn型ソース・ドレイン層63を、ここでの図示を省略したレジストパターンをマスクに用いてエッチングすることにより、n型TFT領域12nにn型ソース63aおよびn型ドレイン63bを形成する。このエッチング終了後には、レジストパターンを除去する。   Next, the n-type source / drain layer 63 is etched using a resist pattern (not shown) as a mask, thereby forming an n-type source 63a and an n-type drain 63b in the n-type TFT region 12n. . After this etching is completed, the resist pattern is removed.

次に、図9(b)に示すように、n型TFT領域12nをレジストパターンなどのマスク64で覆う。そして、このマスク64を覆う状態で、基板12上に、第2導電型(ここでは例えばp型)不純物を含有する多結晶シリコンまたは多結晶シリコンゲルマニウムからなるn型ソース・ドレイン層65を成膜する。このp型ソース・ドレイン層65の反応性熱CVD成膜は、第1実施形態において図3(d)を用いて説明したp型ソース・ドレイン層(37)の成膜と同様に行われる。   Next, as shown in FIG. 9B, the n-type TFT region 12n is covered with a mask 64 such as a resist pattern. Then, an n-type source / drain layer 65 made of polycrystalline silicon or polycrystalline silicon germanium containing a second conductivity type (here, p-type) impurity is formed on the substrate 12 so as to cover the mask 64. To do. The reactive thermal CVD film formation of the p-type source / drain layer 65 is performed in the same manner as the film formation of the p-type source / drain layer (37) described with reference to FIG. 3D in the first embodiment.

次に、このp型ソース・ドレイン層65を、ここでの図示を省略したレジストパターンをマスクに用いてエッチングすることにより、p型TFT領域12pに、p型ソース65aと、p型ドレイン65bとを形成する。このエッチング終了後には、レジストパターンおよびマスク64を除去する。   Next, the p-type source / drain layer 65 is etched using a resist pattern (not shown) as a mask, so that the p-type TFT region 12p has a p-type source 65a, a p-type drain 65b, Form. After this etching is completed, the resist pattern and the mask 64 are removed.

次に、図9(c)に示すように、基板12上に、n型ソース63aおよびn型ドレイン63b、p型ソース65aおよびp型ドレイン65bを覆う状態で、不純物を含有しない多結晶シリコンまたは多結晶シリコンゲルマニウムからなる活性層66を成膜する。この活性層25は、反応性熱CVD法により、約20〜100nm、好ましくは40nmの膜厚で成膜する。この成膜は、第1実施形態において図3(b)を用いて説明した活性層(34)の成膜と同様に行われる。また、ドーパントによるクロス汚染を防ぐため、上述した不純物を含有する多結晶性のn型ソース・ドレイン層(63)やp型ソース・ドレイン層(65)の形成とは別の処理室にて成膜処理を行うこととする。   Next, as shown in FIG. 9 (c), polycrystalline silicon containing no impurities in a state of covering the n-type source 63a and the n-type drain 63b, the p-type source 65a and the p-type drain 65b on the substrate 12, or An active layer 66 made of polycrystalline silicon germanium is formed. The active layer 25 is formed with a thickness of about 20 to 100 nm, preferably 40 nm, by a reactive thermal CVD method. This film formation is performed in the same manner as the film formation of the active layer (34) described with reference to FIG. 3B in the first embodiment. Further, in order to prevent cross contamination due to the dopant, it is formed in a processing chamber different from the formation of the polycrystalline n-type source / drain layer (63) and p-type source / drain layer (65) containing the impurities described above. A film treatment is performed.

その後、マスクを用いた活性層66のエッチングにより、両端をn型ソース63aおよびn型ドレイン63b、p型ソース65aおよびp型ドレイン65bの端部上に重ねた島状に活性層66をパターニングする。   Thereafter, the active layer 66 is patterned by etching the active layer 66 using a mask so that both ends are overlapped on the ends of the n-type source 63a and the n-type drain 63b and the p-type source 65a and the p-type drain 65b. .

次に、図9(d)に示すように、基板12をプラズマCVD成膜が可能な処理室に移し、酸化シリコン(SiOx)からなるゲート絶縁膜67を10〜200nm、好ましくは100nmの膜厚で成膜する。 Next, as shown in FIG. 9D, the substrate 12 is moved to a processing chamber where plasma CVD film formation is possible, and a gate insulating film 67 made of silicon oxide (SiO x ) is formed to a film thickness of 10 to 200 nm, preferably 100 nm. The film is formed with a thickness.

次いで、図10(e)に示すように、パターニングされた活性層66上に、ゲート絶縁膜67を介してゲート電極68を形成する。この際、先ず、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、銅(Cu)またはこれらの合金等からなる導電膜を約50〜250nmの膜厚で成膜し、次いでこの導電膜をパターニングすることによりゲート電極68を形成する。   Next, as shown in FIG. 10E, a gate electrode 68 is formed on the patterned active layer 66 through a gate insulating film 67. At this time, first, a conductive film made of tantalum (Ta), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), copper (Cu), or an alloy thereof is formed to a thickness of about 50 to 250 nm. Then, the conductive film is patterned to form the gate electrode 68.

特に、このゲート電極68の両端は、ゲート絶縁膜67およびパターニングされた活性層66を介して、n型ソース63aおよびn型ドレイン63b、p型ソース65aおよびp型ドレイン65bの端部上に重ねた形状にパターニングされることが好ましい。   In particular, both ends of the gate electrode 68 are overlapped on end portions of the n-type source 63a and the n-type drain 63b, the p-type source 65a and the p-type drain 65b via the gate insulating film 67 and the patterned active layer 66. It is preferable to be patterned into a different shape.

以上によって、n型TFT領域12nにn型の積層TFT(以下、n型TFTと記す)70を形成し、p型TFT領域12pにp型の積層TFT(以下、p型TFTと記す)71を形成する。   Thus, an n-type stacked TFT (hereinafter referred to as an n-type TFT) 70 is formed in the n-type TFT region 12n, and a p-type stacked TFT (hereinafter referred to as a p-type TFT) 71 is formed in the p-type TFT region 12p. Form.

次に、図10(f)に示す工程は、第1実施形態において図5(i)を用いて説明したと同様に行い、n型TFT70およびp型TFT71を覆う状態で、酸化シリコン膜43および窒化シリコン膜44を層間絶縁膜として連続形成し、その後、水素化アニールを施す。   Next, the process shown in FIG. 10F is performed in the same manner as described with reference to FIG. 5I in the first embodiment, and the silicon oxide film 43 and the n-type TFT 70 and the p-type TFT 71 are covered. A silicon nitride film 44 is continuously formed as an interlayer insulating film, and then hydrogenation annealing is performed.

次いで、図10(g)に示す工程は、第1実施形態において図5(j)を用いて説明したと同様に行い、n型ソース63aおよびn型ドレイン63b、p型ソース65aおよびp型ドレイン65bに接続された配線電極45、平坦化絶縁膜46、配線電極45に接続された有機EL素子52(EL)を形成し、さらに対向ガラス基板を貼り合わせて表示装置11’を完成させる。   Next, the process shown in FIG. 10G is performed in the same manner as described with reference to FIG. 5J in the first embodiment, and the n-type source 63a and the n-type drain 63b, the p-type source 65a and the p-type drain are performed. A wiring electrode 45 connected to 65b, a planarization insulating film 46, and an organic EL element 52 (EL) connected to the wiring electrode 45 are formed, and a counter glass substrate is further bonded to complete the display device 11 ′.

このような製造方法であっても、上述した第1実施形態と同様に、n型TFT70およびp型TFT71を構成する活性層66、n型ソース・ドレイン層63、およびp型ソース・ドレイン層65を、反応性熱CVD法によって形成している。したがって、第1実施形態と同様に、動作速度の速い多結晶性の半導体薄膜を用いて駆動電流の増大が図られた有機EL素子LEの低消費電力での駆動が可能なTFT70,71を、より少ない工程数で形成可能であり、さらに結晶化に起因して生じるばらつきが削除されたTFT70,71を得ることが可能になる。また、上述したように、結晶化の工程や不純物の導入工程を省くことが可能になることにより、より大型基板に対して均一な特性のTFT70,71を形成することが可能になり、これらのTFT70,71を備えた低消費電力駆動が可能な表示装置の大型化を実現できる。   Even in such a manufacturing method, the active layer 66, the n-type source / drain layer 63, and the p-type source / drain layer 65 that constitute the n-type TFT 70 and the p-type TFT 71, as in the first embodiment described above. Is formed by a reactive thermal CVD method. Therefore, as in the first embodiment, TFTs 70 and 71 capable of driving with low power consumption of the organic EL element LE in which the driving current is increased by using a polycrystalline semiconductor thin film having a high operation speed, It is possible to obtain TFTs 70 and 71 that can be formed with a smaller number of steps and in which variations caused by crystallization are eliminated. Further, as described above, by omitting the crystallization step and the impurity introduction step, it becomes possible to form TFTs 70 and 71 having uniform characteristics on a larger substrate. An increase in the size of a display device including TFTs 70 and 71 that can be driven with low power consumption can be realized.

尚、上述した第1実施形態および第2実施形態では、第1導電型をn型、第2導電型をp型として説明を行ったが、第1導電型がp型、第2導電型がn型であっても良い。コン場合、上述した説明中、n型をp型と読み替え、p型をn型と読み替えた工程となる。   In the first and second embodiments described above, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. However, the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is It may be n-type. In the case of con, in the above description, n-type is read as p-type, and p-type is read as n-type.

実施形態の製造方法に用いる成膜装置の構成図である。It is a block diagram of the film-forming apparatus used for the manufacturing method of embodiment. 実施形態で説明する表示装置の画素回路構成図である。It is a pixel circuit block diagram of the display apparatus demonstrated by embodiment. 第1実施形態に製造方法を説明する断面工程図(その1)である。It is sectional process drawing (the 1) explaining a manufacturing method to 1st Embodiment. 第1実施形態の製造方法を説明する断面工程図(その2)である。It is sectional process drawing (the 2) explaining the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1実施形態の製造方法を説明する断面工程図(その3)である。It is sectional process drawing (the 3) explaining the manufacturing method of 1st Embodiment. 図3(a)に対応する平面図である。FIG. 4 is a plan view corresponding to FIG. 図3(c)に対応する平面図である。FIG. 4 is a plan view corresponding to FIG. 第1実施形態のボトムゲート型の積層TFTの他の構成を説明する図である。It is a figure explaining other structures of bottom gate type lamination TFT of a 1st embodiment. 第2実施形態に製造方法を説明する断面工程図(その1)である。It is sectional process drawing (the 1) explaining a manufacturing method to 2nd Embodiment. 第2実施形態の製造方法を説明する断面工程図(その2)である。It is sectional process drawing (the 2) explaining the manufacturing method of 2nd Embodiment. 従来のボトムゲート型の積層TFTの製造を説明する図である。It is a figure explaining manufacture of the conventional bottom gate type laminated TFT.

符号の説明Explanation of symbols

11,11’…表示装置、12…基板、12n…n型TFT領域、12p…p型TFT領域、32,68…ゲート電極、33,67…ゲート絶縁膜、34,66…活性層、35a…エッチングストッパ層、37,65…p型ソース・ドレイン層、38…レジストパターン、40,63…n型ソース・ドレイン層、40a,63a…n型ソース、40b,63b…n型ドレイン、37a,65a…p型ソース、37b,65b…p型ドレイン、41,54,70…n型TFT(第1導電型の薄膜トランジスタ)、42,55,71…p型TFT(第2導電型の薄膜トランジスタ)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 11 '... Display apparatus, 12 ... Board | substrate, 12n ... n-type TFT area | region, 12p ... p-type TFT area | region, 32, 68 ... Gate electrode, 33, 67 ... Gate insulating film, 34, 66 ... Active layer, 35a ... Etching stopper layer, 37, 65 ... p-type source / drain layer, 38 ... resist pattern, 40,63 ... n-type source / drain layer, 40a, 63a ... n-type source, 40b, 63b ... n-type drain, 37a, 65a ... p-type source, 37b, 65b ... p-type drain, 41, 54, 70 ... n-type TFT (first conductivity type thin film transistor), 42, 55, 71 ... p-type TFT (second conductivity type thin film transistor)

Claims (4)

基板上に第1導電型の薄膜トランジスタと第2導電型の薄膜トランジスタとからなる画素駆動用の回路を設けてなる表示装置の製造方法であって、
前記基板上にゲート電極を形成し、これをゲート絶縁膜で覆う第1工程と、
複数の異なるガスの反応エネルギーを利用する反応性熱CVD法によって、前記ゲート絶縁膜上に多結晶性の半導体薄膜からなる活性層を形成する第2工程と、
前記第1導電型の薄膜トランジスタを形成する第1領域部分、および前記第2導電型の薄膜トランジスタを形成する第2領域における前記ゲート電極上を覆う形状の絶縁性のエッチングストッパ層を、前記活性層上に形成する第3工程と、
前記反応性熱CVD法によって、第2導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなる第2導電型ソース・ドレイン層を、前記エッチングストッパ層を覆う状態で前記活性層上に成膜する第4工程と、
前記第2領域を覆うレジストパターンをマスクに用いたエッチングによって、前記第2領域を覆う形状に前記第2導電型ソース・ドレイン層をパターニングし、さらに当該レジストパターンと前記エッチングストッパ層とをマスクにしたエッチングによって、前記第1領域および前記第2領域を覆う形状に前記活性層をパターニングする第5工程と、
前記第1領域のエッチングストッパ層を前記ゲート電極上を覆う形状にパターニングする第6工程と、
前記反応性熱CVD法によって、第1導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなる第1導電型ソース・ドレイン層を、前記エッチングストッパ層および前記第2導電型ソース・ドレイン層を覆う状態で成膜する第7工程と、
前記第2導電型ソース・ドレイン層および前記第1導電型ソース・ドレイン層をパターニングすることにより、前記第1領域に前記第1導電型ソース・ドレイン層からなる第1導電型ソース・ドレインを形成し、前記第2領域に前記第2導電型ソース・ドレイン層上に前記第1導電型ソース・ドレイン層を積層してなる第2導電型ソース・ドレインを形成する第8工程とを行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
A method of manufacturing a display device comprising a pixel driving circuit comprising a first conductive type thin film transistor and a second conductive type thin film transistor on a substrate,
Forming a gate electrode on the substrate and covering the gate electrode with a gate insulating film;
A second step of forming an active layer made of a polycrystalline semiconductor thin film on the gate insulating film by a reactive thermal CVD method using reaction energies of a plurality of different gases;
An insulating etching stopper layer having a shape covering the gate electrode in the first region part for forming the first conductivity type thin film transistor and the second region for forming the second conductivity type thin film transistor is formed on the active layer. A third step of forming
By the reactive thermal CVD method, a second conductivity type source / drain layer made of a polycrystalline semiconductor thin film containing a second conductivity type impurity is formed on the active layer so as to cover the etching stopper layer. A fourth step;
The second conductivity type source / drain layer is patterned into a shape covering the second region by etching using the resist pattern covering the second region as a mask, and further using the resist pattern and the etching stopper layer as a mask. A fifth step of patterning the active layer into a shape covering the first region and the second region by etching,
A sixth step of patterning the etching stopper layer in the first region into a shape covering the gate electrode;
Covering the etching stopper layer and the second conductivity type source / drain layer by the reactive thermal CVD method, covering the first conductivity type source / drain layer made of a polycrystalline semiconductor thin film containing the first conductivity type impurity. A seventh step of forming a film in a state;
By patterning the second conductivity type source / drain layer and the first conductivity type source / drain layer, a first conductivity type source / drain composed of the first conductivity type source / drain layer is formed in the first region. And an eighth step of forming a second conductivity type source / drain formed by laminating the first conductivity type source / drain layer on the second conductivity type source / drain layer in the second region. A display device manufacturing method.
基板上に第1導電型の薄膜トランジスタと第2導電型の薄膜トランジスタとからなる画素駆動用の回路を設けてなる表示装置の製造方法であって、
複数の異なるガスの反応エネルギーを利用する反応性熱CVD法によって、第1導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなるソース・ドレイン層を前記基板上に成膜し、これをパターニングすることにより、前記第1導電型の薄膜トランジスタを形成する第1領域に第1導電型ソース・ドレインを形成する第1工程と、
前記第1導電型ソース・ドレインをマスクで覆った状態で、前記反応性熱CVD法によって、第2導電型不純物を含有する多結晶性の半導体薄膜からなるソース・ドレイン層を前記基板上に成膜し、これをパターニングすることにより、前記第2導電型の薄膜トランジスタを形成する第2領域に第2導電型ソース・ドレインを形成する第2工程と、
前記第1導電型ソース・ドレインおよび第2導電型ソース・ドレインを覆う状態で、前記反応性熱CVD法によって、多結晶性の半導体薄膜からなる活性層を形成する第3工程と、
前記活性層の上部にゲート絶縁膜を形成する第4工程と、
前記第1導電型ソース・ドレイン間および第2導電型ソース・ドレイン間における前記ゲート絶縁膜上に、ゲート電極を形成する第5工程とを行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
A method of manufacturing a display device comprising a pixel driving circuit comprising a first conductive type thin film transistor and a second conductive type thin film transistor on a substrate,
A source / drain layer made of a polycrystalline semiconductor thin film containing a first conductivity type impurity is formed on the substrate by a reactive thermal CVD method using reaction energies of a plurality of different gases and patterned. A first step of forming a first conductivity type source / drain in a first region for forming the first conductivity type thin film transistor;
With the first conductivity type source / drain covered with a mask, a source / drain layer made of a polycrystalline semiconductor thin film containing a second conductivity type impurity is formed on the substrate by the reactive thermal CVD method. Forming a second conductivity type source / drain in a second region for forming the second conductivity type thin film transistor by forming a film and patterning the film; and
A third step of forming an active layer made of a polycrystalline semiconductor thin film by the reactive thermal CVD method so as to cover the first conductivity type source / drain and the second conductivity type source / drain;
A fourth step of forming a gate insulating film on the active layer;
And a fifth step of forming a gate electrode on the gate insulating film between the first conductivity type source / drain and between the second conductivity type source / drain.
基板上に第1導電型の薄膜トランジスタと第2導電型の薄膜トランジスタとからなる画素駆動用の回路を設けてなる表示装置であって、
前記各薄膜トランジスタは、前記基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、半導体薄膜からなる活性層と、ソース・ドレインとがこの順、または逆の順に積層された積層型で構成されると共に、前記活性層および前記ソース・ドレインが、複数の異なるガスの反応エネルギーを利用する反応性熱CVD法によって形成された多結晶性の半導体薄膜で構成されている
ことを特徴とする表示装置。
A display device in which a pixel driving circuit including a first conductivity type thin film transistor and a second conductivity type thin film transistor is provided on a substrate,
Each thin film transistor has a stacked type in which a gate electrode, a gate insulating film, an active layer made of a semiconductor thin film, and a source / drain are stacked in this order or in reverse order on the substrate, The display device, wherein the active layer and the source / drain are formed of a polycrystalline semiconductor thin film formed by a reactive thermal CVD method using reaction energies of a plurality of different gases.
請求項3記載の表示装置において、
前記各薄膜トランジスタは、前記基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、半導体薄膜からなる活性層と、ソース・ドレインとがこの順に積層された積層型で構成され、
前記第2導電型の薄膜トランジスタのソース・ドレインは、第2導電型のソース・ドレイン層上に第1導電型のソース・ドレインを積層してなる
ことを特徴とする表示装置。
The display device according to claim 3, wherein
Each thin film transistor includes a stacked type in which a gate electrode, a gate insulating film, an active layer made of a semiconductor thin film, and a source / drain are stacked in this order on the substrate,
The display device, wherein the source / drain of the second conductivity type thin film transistor is formed by stacking a source / drain of the first conductivity type on a source / drain layer of the second conductivity type.
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