JP2007142059A - Method of manufacturing display device - Google Patents

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JP2007142059A JP2005332253A JP2005332253A JP2007142059A JP 2007142059 A JP2007142059 A JP 2007142059A JP 2005332253 A JP2005332253 A JP 2005332253A JP 2005332253 A JP2005332253 A JP 2005332253A JP 2007142059 A JP2007142059 A JP 2007142059A
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Takuo Kaito
拓生 海東
Naohiro Kamo
尚広 賀茂
Toshihiko Itoga
敏彦 糸賀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a display device equipped with a low-cost thin-film transistor and with uniform characteristics. <P>SOLUTION: This is a method of manufacturing a display device, having a thin-film transistor that uses a polycrystalline semiconductor layer on an insulating substrate. The method includes an amorphous semiconductor layer forming process wherein an amorphous semiconductor layer is formed on the insulating substrate; a metal layer forming process, wherein a metal layer is so formed as to coat the amorphous semiconductor layer, later than the amorphous semiconductor layer forming process; and a crystallization process, wherein by conducting ramp anealing on the amorphous semiconductor layer and on the metal layer, before patterning the metal layer, the amorphous semiconductor layer is crystallized into the polycrystalline semiconductor layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

たとえばアクティブ・マトリックス型の表示装置は、液晶を介して対向配置される各基板の該液晶側の面に、マトリックス状に配置された各画素が形成され、これら各画素のうちたとえばx方向に並設される各画素からなる画素群を順次選択し、その選択のタイミングに合わせて、それら各画素に信号(映像信号)を供給するように構成されている。   For example, in an active matrix type display device, pixels arranged in a matrix are formed on the liquid crystal side surface of each substrate opposed to each other via a liquid crystal. A pixel group composed of each provided pixel is sequentially selected, and a signal (video signal) is supplied to each pixel in accordance with the selection timing.

ここで、画素群の選択は、スイチング素子を画素毎に具備させ、これら各スイッチング素子を共通にオンさせることによってなされている。
前記映像信号は、これらオンされた各スイッチング素子を介して、対応する画素に、その一対の電極のうち一方の電極に印加されることによって、供給されるようになっている。
Here, the pixel group is selected by providing a switching element for each pixel and turning on each of these switching elements in common.
The video signal is supplied to the corresponding pixel through each of the turned on switching elements by being applied to one of the pair of electrodes.

また、前記スイッチング素子として、多結晶シリコン(a−Si)を用いたものが知られるに至り、この多結晶シリコンは、最初非晶質シリコンを形成し、その後、たとえばレーザ光を用いたアニールを施すことにより、多結晶シリコンに結晶化させるようになっている。非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化させる技術はたとえば下記の特許文献等において詳述されている。   Further, as the switching element, one using polycrystalline silicon (a-Si) has been known, and this polycrystalline silicon first forms amorphous silicon, and then annealed using, for example, laser light. By applying, it is made to crystallize into polycrystalline silicon. A technique for crystallizing amorphous silicon into polycrystalline silicon is described in detail, for example, in the following patent documents.

なお、各画素のスイッチング素子をオンさせるための信号、あるいは各画素に供給させる映像信号は、前記基板面であって、各画素の集合からなる表示部の外方に形成された回路から供給されるようになっており、これら回路は多数のトランジスタを含んで構成されている。   A signal for turning on the switching element of each pixel or a video signal to be supplied to each pixel is supplied from a circuit formed on the substrate surface and outside the display unit including the set of pixels. These circuits are configured to include a large number of transistors.

この回路に含まれるトランジスタは、前記スイッチング素子とほぼ同様の構成からなるいわゆる薄膜トランジスタによって形成され、その半導体層は前記多結晶シリコンによって形成されているのが通常となっている。各トランジスタはそれぞれ並行して形成されるからである。   The transistor included in this circuit is formed by a so-called thin film transistor having substantially the same structure as the switching element, and the semiconductor layer is usually formed by the polycrystalline silicon. This is because each transistor is formed in parallel.

特開2000−260710号公報JP 2000-260710 A 特開平9−246555号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-246555 特開平4−139728号公報JP-A-4-139728

しかし、薄膜トランジスタの形成において、非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する際のアニールは、レーザ光の照射によるものであり、その装置およびランニングコストが高く、改善が望まれていた。
また、該装置におけるレーザ光の発振を安定した状態で維持することは比較的困難であり、量産の製造過程において該薄膜トランジスタの特性のさらなる均一化が望まれていた。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、安価で、かつ、特性の均一な薄膜トランジスタを備える表示装置の製造方法を提供することにある。
However, in the formation of thin film transistors, annealing when crystallizing amorphous silicon into polycrystalline silicon is due to laser light irradiation, and the apparatus and running cost are high, and improvement has been desired.
Further, it is relatively difficult to maintain the oscillation of the laser beam in the apparatus in a stable state, and further uniformization of the characteristics of the thin film transistor has been desired in the mass production process.
The present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device including a thin film transistor which is inexpensive and has uniform characteristics.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
(1)
本発明による表示装置の製造方法は、たとえば、絶縁基板上に多結晶半導体層を用いた薄膜トランジスタを有する表示装置の製造方法であって、
前記絶縁基板上に非晶質半導体層を形成する非晶質半導体層形成工程と、
前記非晶質半導体層形成工程よりも後に、前記非晶質半導体層を覆って金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層をパターニングする前に前記非晶質半導体層及び前記金属層をランプアニールすることにより前記非晶質半導体層を前記多結晶半導体層に結晶化する結晶化工程とを有することを特徴とする。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
(1)
A method for manufacturing a display device according to the present invention is, for example, a method for manufacturing a display device having a thin film transistor using a polycrystalline semiconductor layer on an insulating substrate,
An amorphous semiconductor layer forming step of forming an amorphous semiconductor layer on the insulating substrate;
A metal layer forming step of forming a metal layer covering the amorphous semiconductor layer after the amorphous semiconductor layer forming step;
And crystallization step of crystallizing the amorphous semiconductor layer into the polycrystalline semiconductor layer by lamp annealing the amorphous semiconductor layer and the metal layer before patterning the metal layer. To do.

(2)
本発明による表示装置の製造方法は、たとえば、(1)の構成を前提とし、前記金属層は前記薄膜トランジスタのゲート電極に用いられる金属層であることを特徴とする。
(2)
The display device manufacturing method according to the present invention is, for example, on the premise of the configuration (1), wherein the metal layer is a metal layer used for a gate electrode of the thin film transistor.

(3)
本発明による表示装置の製造方法は、たとえば、(1)の構成を前提とし、前記金属層は前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極に用いられる金属層であることを特徴とする。
(3)
The display device manufacturing method according to the present invention is, for example, on the premise of the configuration (1), wherein the metal layer is a metal layer used for a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor.

(4)
本発明による表示装置の製造方法は、たとえば、(1)から(3)の何れかの構成を前提とし、前記非晶質半導体層形成工程と前記金属層形成工程との間に、前記非晶質半導体層をパターニングする非晶質半導体層パターニング工程を有することを特徴とする。
(4)
The display device manufacturing method according to the present invention is based on, for example, any one of the constitutions (1) to (3), and the amorphous material is formed between the amorphous semiconductor layer forming step and the metal layer forming step. And an amorphous semiconductor layer patterning step of patterning the porous semiconductor layer.

(5)
本発明による表示装置の製造方法は、たとえば、(1)から(3)の何れかの構成を前提とし、前記非晶質半導体層形成工程と前記金属層形成工程との間に、前記非晶質半導体層に不純物を注入するドーピング工程を有することを特徴とする。
(5)
The display device manufacturing method according to the present invention is based on, for example, any one of the constitutions (1) to (3), and the amorphous material is formed between the amorphous semiconductor layer forming step and the metal layer forming step. And a doping step of injecting impurities into the porous semiconductor layer.

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to the above structure, A various change is possible in the range which does not deviate from the technical idea of this invention.

以下、本発明による表示装置の製造方法の実施例を図面を用いて説明をする。
《画素の構成》
図6は、本発明による製造の方法の製造対象となるたとえば液晶表示装置の画素の構成を示す構成図で、矩形状からなる該画素のうちその右上であって薄膜トランジスタTFTが形成されている部分の詳細平面図を示している。また、図7は図6のA−A’線における断面図を示している。
Embodiments of a method for manufacturing a display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Pixel configuration>
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of, for example, a pixel of a liquid crystal display device to be manufactured by the manufacturing method according to the present invention. Of the pixel having a rectangular shape, a portion on the upper right side where a thin film transistor TFT is formed. FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

たとえばガラスからなる透明基板SUB1の上面(液晶側の面)にはシリコン窒化膜(SiN)およびシリコン酸化膜(SiO)の積層体からなる下地層GWが形成されている。この下地層GWは基板SUB1に含まれるイオン性不純物が後述の薄膜トランジスタTFTに影響を及ぼすのを回避するために設けられたものである。 For example, a base layer GW made of a laminate of a silicon nitride film (SiN) and a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on the upper surface (surface on the liquid crystal side) of the transparent substrate SUB1 made of glass. This underlayer GW is provided in order to avoid that ionic impurities contained in the substrate SUB1 affect the thin film transistor TFT described later.

そして、この下地層GWの表面には、たとえばポリシリコン層からなる多結晶半導体層PSが形成されている。この多結晶半導体層PSはアモルファスシリコン層(非晶質半導体層)をランプアニールによって多結晶化したもので、その結晶化に均一性が確保されたものとなっている。   A polycrystalline semiconductor layer PS made of, for example, a polysilicon layer is formed on the surface of the base layer GW. The polycrystalline semiconductor layer PS is obtained by polycrystallizing an amorphous silicon layer (amorphous semiconductor layer) by lamp annealing, and uniformity is ensured in the crystallization.

この多結晶半導体層PSは、後述の薄膜トランジスタTFTの半導体層として形成されるものである。そして、それのみではなく、この実施例では、そのソース領域SD2にそのまま接続される容量素子Cstgの第1の電極CT1を構成するようになっている。   This polycrystalline semiconductor layer PS is formed as a semiconductor layer of a thin film transistor TFT described later. Not only that, but in this embodiment, the first electrode CT1 of the capacitive element Cstg connected to the source region SD2 as it is is constituted.

このため、該多結晶半導体層PSは、後述するドレイン信号線DLの直下に形成される部分と、該ドレイン信号線DLに一部沿って形成され、その後屈曲して後述するゲート信号線GLに近接して平行に走行する部分、画素領域内に一部延在して形成される部分とが一体となって形成されている。   For this reason, the polycrystalline semiconductor layer PS is formed along a portion formed directly below the drain signal line DL, which will be described later, and partly along the drain signal line DL, and then bent to form a gate signal line GL, which will be described later. A portion that runs close to and in parallel and a portion that extends partially in the pixel region are integrally formed.

そして、このように多結晶半導体層PSが形成された透明基板SUB1の表面には、該半導体層PSをも覆ってたとえばSiO2あるいはSiNからなる第1絶縁膜GI(図7参照)が形成されている。
この第1絶縁膜GIは前記薄膜トランジスタTFTのゲート絶縁膜として機能するともに、後述する容量素子Cstgの誘電体膜として機能するようになっている。
A first insulating film GI (see FIG. 7) made of, for example, SiO 2 or SiN is formed on the surface of the transparent substrate SUB1 on which the polycrystalline semiconductor layer PS is formed in this manner, covering the semiconductor layer PS. Yes.
The first insulating film GI functions as a gate insulating film of the thin film transistor TFT and functions as a dielectric film of a capacitive element Cstg described later.

第1絶縁膜GIの上面には、図中x方向に延在されるゲート信号線GLが形成され、前記半導体層PSの一部を交差するようにして配置されている。このゲート信号線GLは図中下側にやはり図中x方向に延在されて形成される図示しないゲート信号線とで当該画素領域を囲むようになっている。   A gate signal line GL extending in the x direction in the drawing is formed on the upper surface of the first insulating film GI, and is arranged so as to cross a part of the semiconductor layer PS. The gate signal line GL surrounds the pixel region with a gate signal line (not shown) formed to extend in the x direction in the figure on the lower side in the figure.

このゲート信号線GLは、その一部において、画素領域内に若干延在され、その延在部は前記半導体層PSの一部に交差するようになっている。この延在部は薄膜トランジスタTFTのゲート電極GTとして形成されるようになっている。   A part of the gate signal line GL extends slightly in the pixel region, and the extended part intersects a part of the semiconductor layer PS. This extending portion is formed as the gate electrode GT of the thin film transistor TFT.

ここで、薄膜トランジスタTFTのゲート電極GTは、前記延在部のみ(GT1)でなく、前記ゲート信号線GL自体が半導体層PSを横切る部分(GT2)においても形成された構造となっている。   Here, the gate electrode GT of the thin film transistor TFT has a structure formed not only in the extending portion (GT1) but also in a portion (GT2) where the gate signal line GL itself crosses the semiconductor layer PS.

なお、このゲート信号線GLの形成後は、第1絶縁膜GIを介して不純物のイオン打ち込みをし、前記半導体層PSにおいて前記ゲート電極GTの直下を除く領域を導電化させることによって、薄膜トランジスタTFTのソース電極SD2およびドレイン電極SD1が形成されるとともに、容量素子Cstgの第1の電極CT1が形成されるようになっている。   After the formation of the gate signal line GL, impurities are ion-implanted through the first insulating film GI, and the region of the semiconductor layer PS except for the region immediately below the gate electrode GT is made conductive, so that the thin film transistor TFT Source electrode SD2 and drain electrode SD1 are formed, and the first electrode CT1 of the capacitive element Cstg is formed.

ここで、該薄膜トランジスタTFTは、その多結晶半導体層PSにおいてゲート電極GT1、GT2の直下の領域(チャネル領域)からソース電極SD2あるいはドレイン電極SD1までの領域において比較的不純物量の小さい領域、すなわちLDD(Lightly Doped Drain)領域LDが形成された構成となっている。ゲート電極GTとソース電極SD2あるいはドレイン電極SD1との間の電界集中を回避させるためである。   Here, the thin film transistor TFT includes a region having a relatively small impurity amount in a region from the region (channel region) immediately below the gate electrodes GT1 and GT2 to the source electrode SD2 or the drain electrode SD1 in the polycrystalline semiconductor layer PS, that is, LDD. A (Lightly Doped Drain) region LD is formed. This is to avoid electric field concentration between the gate electrode GT and the source electrode SD2 or the drain electrode SD1.

また、第1絶縁膜GIの上面には、前記ゲート信号線GLと同層でかつ同一の材料で形成される容量信号線CLが該ゲート信号線GLと平行になるように形成されている。この容量信号線CLは、容量素子Cstgの前記第1の電極CT1の部分に交差するように形成されているともに、該電極CT1の部分と充分に重なるように比較的面積の広い部分が形成されたパターンとして形成されている。この比較的面積の広い部分は前記容量素子Cstgの第2の電極CT2を構成し、前記第1の電極CT1との間に容量素子を形成している。その誘電体膜は前記第1絶縁膜GIである。   In addition, on the upper surface of the first insulating film GI, a capacitive signal line CL formed of the same material and in the same layer as the gate signal line GL is formed in parallel with the gate signal line GL. The capacitive signal line CL is formed so as to intersect the portion of the first electrode CT1 of the capacitive element Cstg, and a portion having a relatively large area is formed so as to sufficiently overlap the portion of the electrode CT1. It is formed as a pattern. This relatively wide area constitutes the second electrode CT2 of the capacitive element Cstg, and the capacitive element is formed between the first electrode CT1 and the second electrode CT2. The dielectric film is the first insulating film GI.

前記ゲート信号線GLおよび容量信号線CL(容量電極CT2)をも被って前記第1絶縁膜GIの上面には第2絶縁膜IN(図6参照)がたとえばSiOあるいはSiNによって形成されている。 A second insulating film IN (see FIG. 6) is formed of, for example, SiO 2 or SiN on the upper surface of the first insulating film GI, covering the gate signal line GL and the capacitance signal line CL (capacitance electrode CT2). .

そして、この第2絶縁膜INの上面には、図中y方向に延在されるドレイン信号線DLが形成されている。このドレイン信号線DLは、図中左側にやはり図中y方向に延在されて形成される図示しないドレイン信号線DLとで当該画素領域を囲むようになっている。   A drain signal line DL extending in the y direction in the figure is formed on the upper surface of the second insulating film IN. The drain signal line DL surrounds the pixel region with a drain signal line DL (not shown) that is formed to extend in the y direction in the drawing on the left side in the drawing.

ドレイン信号線DLは、この図で示されていないが、たとえばバリアメタル層、アルミニゥム(Al)層、キャップメタル層の順次積層体からなる3層構造の導電層から構成されている。   Although not shown in the figure, the drain signal line DL is composed of a conductive layer having a three-layer structure including a barrier metal layer, an aluminum (Al) layer, and a cap metal layer, for example.

このドレイン信号線DLは前記半導体層PSのドレイン電極SDに重畳するように配置され、このドレイン電極SDの部分にて、第2絶縁膜INおよび第1絶縁膜GIを貫通して形成されたコンタクトホールCH1を通して該ドレイン電極SDに接続されている。   The drain signal line DL is arranged so as to overlap the drain electrode SD of the semiconductor layer PS, and a contact formed through the second insulating film IN and the first insulating film GI at the drain electrode SD. The drain electrode SD is connected through the hole CH1.

また、前記コンタクトホールCH1の形成の際に、薄膜トランジスタTFTのソース電極SD2を露出させるために、やはり第2絶縁膜INおよび第1絶縁膜GIを貫通して形成されたコンタクトホールCH2が形成されるようになっている。このコンタクトホールCH2は、第2絶縁膜IN上において形成される容量素子Cstgの第3の電極CT3を前記ソース電極SD2と接続させるために設けられている。   Further, in forming the contact hole CH1, in order to expose the source electrode SD2 of the thin film transistor TFT, the contact hole CH2 formed through the second insulating film IN and the first insulating film GI is also formed. It is like that. The contact hole CH2 is provided to connect the third electrode CT3 of the capacitive element Cstg formed on the second insulating film IN to the source electrode SD2.

容量素子Cstgの第3の電極CT3は、その前記第2の電極CT2と重畳して形成され、該第2の電極CT2との間に容量を形成している。その誘電体膜は第2絶縁膜INである。
このことから、容量素子Cstgは積層された2つの容量素子から構成されることになり、占有面積を大きくすることなく容量を大きく確保することができる。
The third electrode CT3 of the capacitive element Cstg is formed so as to overlap with the second electrode CT2, and forms a capacitance with the second electrode CT2. The dielectric film is the second insulating film IN.
Therefore, the capacitive element Cstg is composed of two stacked capacitive elements, and a large capacity can be secured without increasing the occupation area.

なお、図5において図示していないが、第2絶縁膜INの上面には、ドレイン信号線DLおよび第3の電極CT3をも被って保護膜が形成され、この保護膜の上面には該保護膜に形成されたコンタクトホールを通して前記第3の電極CT3に接続された画素電極が形成されている。   Although not shown in FIG. 5, a protective film is formed on the upper surface of the second insulating film IN so as to cover the drain signal line DL and the third electrode CT3, and the protective film is formed on the upper surface of the protective film. A pixel electrode connected to the third electrode CT3 through a contact hole formed in the film is formed.

この画素電極は画素領域の大部分を占めて形成され、当該透明基板SUB1と液晶を解して対向は位置される他の透明基板の液晶側の面に形成された対向電極との間に該液晶を駆動させるための電界を発生せしめるようになっている。   This pixel electrode is formed so as to occupy most of the pixel region, and is formed between the transparent substrate SUB1 and the counter electrode formed on the liquid crystal side surface of the other transparent substrate positioned opposite to the liquid crystal. An electric field for driving the liquid crystal is generated.

このように構成される画素は、ゲート信号線GLからの走査信号によって駆動される薄膜トランジスタTFTを介して、ドレイン信号線DLからの映像信号が該画素電極に供給されるようになる。この場合、前記容量素子Cstgによって該映像信号が画素電極に比較的長く蓄積されるようになっている。   In the pixel configured as described above, the video signal from the drain signal line DL is supplied to the pixel electrode via the thin film transistor TFT driven by the scanning signal from the gate signal line GL. In this case, the video signal is stored in the pixel electrode for a relatively long time by the capacitive element Cstg.

《製造方法》
図1ないし図5は、本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、特に、薄膜トランジスタTFTの部分を抽出して描いた断面図となっている。
ここで、図1ないし図5に示す薄膜トランジスタTFTは、そのソース電極SD2に接続される容量素子の電極CT3が図示されていないものとなっている。しかし、図6、7に示した表示装置の画素をそのまま製造する場合において、該電極CT3はたとえばドレイン信号線DLの形成の際に同時に形成するようにすればよいことになる。
"Production method"
1 to 5 are process diagrams showing an embodiment of a method for manufacturing a display device according to the present invention. In particular, FIG. 1 to FIG.
Here, the thin film transistor TFT shown in FIGS. 1 to 5 does not show the electrode CT3 of the capacitive element connected to the source electrode SD2. However, when the pixels of the display device shown in FIGS. 6 and 7 are manufactured as they are, the electrode CT3 may be formed at the same time as, for example, the formation of the drain signal line DL.

また、図6、7には示されていないが、図1ないし図5において保護膜PASを図示させたものとなっている。保護膜PASはその下層に位置づけられる薄膜トランジスタTFTを液晶との直接の接触を回避するために設けられるものとして機能する。   Although not shown in FIGS. 6 and 7, the protective film PAS is shown in FIGS. The protective film PAS functions as a thin film transistor TFT positioned below the protective film PAS in order to avoid direct contact with the liquid crystal.

さらに、図1ないし図5は、2個の薄膜トランジスタTFTを物理的に分離させた状態で描いているが、たとえば図6、7に示した薄膜トラジスタTFTを製造する場合には、それらの半導体層が物理的に接続されていると解されたい。また、図1ないし図5に示す2個の分離された各薄膜トランジスタTFTは、その一方が画素領域内に形成されるそれで、他方は表示領域の外方に形成されるそれであるとも解されたい。   Further, FIG. 1 to FIG. 5 are drawn with two thin film transistors TFT physically separated. For example, when the thin film transistor TFT shown in FIGS. Should be understood as being physically connected. Also, it should be understood that one of the two separated thin film transistors TFT shown in FIGS. 1 to 5 is formed in the pixel region and the other is formed outside the display region.

以下、図1ないし図5に示した表示装置の製造方法を工程順に説明する。
工程1.
図1(1)に示すように、透明基板SUB1を用意し、この透明基板SUB1の主表面(液晶側の面)に、プラズマCVD方法を用いて、シリコン窒化膜(SiN)、シリコン酸化膜(SiO)、および非晶質シリコン膜(アモルファスSi:a−Si)ASを順次積層させて形成させる。この場合、それらを同一のチャンバー内で形成することにより製造工数の増大を回避できる。
ここで、前記シリコン窒化膜(SiN)、シリコン酸化膜(SiO)は前記下地層GWとして機能するようになっている。
Hereinafter, a method of manufacturing the display device shown in FIGS. 1 to 5 will be described in the order of steps.
Step 1.
As shown in FIG. 1 (1), a transparent substrate SUB1 is prepared, and a silicon nitride film (SiN), a silicon oxide film (surface) is formed on the main surface (surface on the liquid crystal side) of the transparent substrate SUB1 using a plasma CVD method. SiO 2 ) and an amorphous silicon film (amorphous Si: a-Si) AS are sequentially stacked. In this case, an increase in the number of manufacturing steps can be avoided by forming them in the same chamber.
Here, the silicon nitride film (SiN) and the silicon oxide film (SiO 2 ) function as the base layer GW.

工程2.
図1(2)に示すように、前記の積層膜のうち最上層にある非晶質シリコン膜ASをフォトリソグラフィ技術を用いた選択エッチング方法を用いて所定のパターンに形成する。これにより、残存された非晶質シリコン膜ASの形成領域以外の領域には前記シリコン酸化膜が露出されるようになる。
Step 2.
As shown in FIG. 1 (2), the amorphous silicon film AS, which is the uppermost layer among the laminated films, is formed in a predetermined pattern using a selective etching method using a photolithography technique. As a result, the silicon oxide film is exposed in a region other than the region where the remaining amorphous silicon film AS is formed.

フォトリソグラフィ技術による選択エッチング方法とは、一般に、次の工程を経ることによってなされる。すなわち、所定のパターンに形成しようとする材料層の上面にフォトレジスト膜を形成し、たとえば該パターンに対応する遮光膜が形成されたフォトマスクを用いて、前記フォトレジスト膜を選択露光する。その後、前記フォトレジスト膜を現像することにより、選択的に露光された部分を除去し、その他の部分のフォトレジスト膜を残存させる。そして、残存されたフォトレジスト膜をマスクとし、そのマスクから露出された前記材料層を適当なエッチング液を用いてエッチングする。
なお、以下の工程の説明において、このフォトリソグラフィ技術を用いた選択エッチング方法を単に選択エッチング方法と称する場合がある。
In general, the selective etching method using the photolithography technique is performed through the following steps. That is, a photoresist film is formed on the upper surface of a material layer to be formed in a predetermined pattern, and the photoresist film is selectively exposed using, for example, a photomask on which a light shielding film corresponding to the pattern is formed. Thereafter, the photoresist film is developed to remove the selectively exposed portion and leave the other portion of the photoresist film. Then, using the remaining photoresist film as a mask, the material layer exposed from the mask is etched using an appropriate etching solution.
In the following description of the steps, the selective etching method using the photolithography technique may be simply referred to as a selective etching method.

工程3.
図1(3)に示すように、前記シリコン酸化膜の上面に前記非晶質シリコン膜ASをも被って第1絶縁膜GIをたとえばプラズマCVD法により形成する。この第1絶縁膜GIはたとえばシリコン酸化膜(SiO)等で形成され、薄膜トランジスタTFTのゲート絶縁膜として機能するようになる。
Step 3.
As shown in FIG. 1C, the first insulating film GI is formed by, for example, a plasma CVD method so as to cover the amorphous silicon film AS on the upper surface of the silicon oxide film. The first insulating film GI is formed of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) or the like and functions as a gate insulating film of the thin film transistor TFT.

工程4.
図1(4)に示すように、前記第1絶縁膜GIの上方から該第1絶縁膜GIを介してドーパントを非晶質シリコン膜ASに注入する。このドーパントとしてはたとえば低濃度のボロン(B)が用いられる。薄膜トランジスタTFTの閾値を制御するためである。
なお、図中矢印はドーパントの照射方向を示している。
Step 4.
As shown in FIG. 1 (4), a dopant is implanted into the amorphous silicon film AS from above the first insulating film GI through the first insulating film GI. As this dopant, for example, low-concentration boron (B) is used. This is for controlling the threshold value of the thin film transistor TFT.
In addition, the arrow in a figure has shown the irradiation direction of the dopant.

工程5.
図2(5)に示すように、前記第1絶縁膜GIの上面の全域にわたって金属層MTをたとえばスパッタリング法により形成する。この金属層MTは後の工程でゲート信号線、あるいは容量信号線として形成されることになるが、この段階では所定のパターンに形成することはしない。
Step 5.
As shown in FIG. 2 (5), a metal layer MT is formed over the entire upper surface of the first insulating film GI by, for example, a sputtering method. This metal layer MT will be formed as a gate signal line or a capacitance signal line in a later process, but it is not formed in a predetermined pattern at this stage.

工程6.
図2(6)に示すように、前記金属層MTを介して非晶質シリコン膜ASにアニールを行う。この場合のアニールとしてはいわゆるランプアニールを用いて行う。ランプアニールはその装置が安価であり、ひいては表示装置の製造にあってコストを低減できるからである。しかし、これにかかわらず、非晶質シリコン膜ASのアニールにおいて、その熱処理が全域にわたって均一にできアニールの信頼性を向上できるという効果を備える。
Step 6.
As shown in FIG. 2 (6), the amorphous silicon film AS is annealed through the metal layer MT. In this case, annealing is performed using so-called lamp annealing. This is because lamp annealing is inexpensive, and as a result, the manufacturing cost of the display device can be reduced. However, regardless of this, the annealing of the amorphous silicon film AS has the effect that the heat treatment can be made uniform over the entire region and the reliability of the annealing can be improved.

すなわち、ランプから照射される光は非晶質シリコン膜AS、および金属層MTで吸収され昇温するようになるが、この場合、前記金属層MTにおいて熱の伝導が急峻となり、非晶質シリコン膜ASの全域にわたって均一な熱処理を確保できるからである。   That is, the light irradiated from the lamp is absorbed by the amorphous silicon film AS and the metal layer MT so that the temperature rises. In this case, heat conduction becomes steep in the metal layer MT, and the amorphous silicon film MT is heated. This is because a uniform heat treatment can be secured over the entire area of the film AS.

これにより、前記工程4において非晶質シリコン膜AS中にドープされたドーパントは該非晶質シリコン膜ASの全域にわたって均一に活性化されるようになる。この場合、第1絶縁膜GIも同時に熱処理され、該第1絶縁膜GIの改質効果を奏するようになる。
なお、図2(6)において、ランプアニールの熱源を符号HTで示している。
As a result, the dopant doped in the amorphous silicon film AS in the step 4 is uniformly activated over the entire area of the amorphous silicon film AS. In this case, the first insulating film GI is also heat-treated at the same time, and an effect of modifying the first insulating film GI is obtained.
In FIG. 2 (6), the heat source for lamp annealing is indicated by HT.

工程7.
図2(7)に示すように、前記ランプアニールによって、非晶質シリコン膜ASが均一に結晶化され、多結晶半導体層(シリコン膜)PSとして形成される。この場合の多結晶シリコン膜PSはアニールの均一化により、その結晶構造も均一なものとして得ることができる。
Step 7.
As shown in FIG. 2 (7), the amorphous silicon film AS is uniformly crystallized by the lamp annealing to form a polycrystalline semiconductor layer (silicon film) PS. In this case, the polycrystalline silicon film PS can be obtained with a uniform crystal structure by making the annealing uniform.

工程8.
図2(8)に示すように、前記金属層MTを選択エッチング法により所定のパターンに形成する。上述したように、この金属層MTは、ゲート信号線、および容量信号線として形成されるが、図2(8)では、前記ゲート信号線と一体に形成される薄膜トランジスタTFTのゲート電極GTとして示されている。
また、この工程では、前記選択エッチング法においてマスクとして用いられるフォトレジスト膜PRを除去することなく、残存させる。
Step 8.
As shown in FIG. 2 (8), the metal layer MT is formed in a predetermined pattern by a selective etching method. As described above, the metal layer MT is formed as a gate signal line and a capacitance signal line. In FIG. 2 (8), the metal layer MT is shown as the gate electrode GT of the thin film transistor TFT formed integrally with the gate signal line. Has been.
In this step, the photoresist film PR used as a mask in the selective etching method is left without being removed.

そして、このフォトレジスト膜PRの下層に存在するゲート電極GTは、その周側面が該フォトレジスト膜PRのそれよりも比較的大きく内側に位置付けられるようにして形成されている。ゲート電極GTのパターン形成にあって、いわゆるサイドエッチがなされるように選択エッチングを行うことにより、上述した構成とすることができる。
後に説明するように、薄膜トランジスタTFTにおいて、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain)領域を形成せんとするためである。
The gate electrode GT existing below the photoresist film PR is formed such that the peripheral side surface thereof is positioned relatively larger inside than that of the photoresist film PR. In the pattern formation of the gate electrode GT, the above-described configuration can be obtained by performing selective etching so that so-called side etching is performed.
This is because a so-called LDD (Lightly Doped Drain) region is formed in the thin film transistor TFT, as will be described later.

工程9.
図3(9)に示すように、前記フォトレジスト膜PRの上方からたとえばリン(P)からなる高濃度の不純物を多結晶シリコン中にインプラする。
この場合、フォトレジスト膜PRはインプラの際のマスクとして機能し、該フォトレジスト膜PRの傘下となる領域からはみ出した多結晶シリコン膜PS中に該不純物がドープされる。すなわち、フォトレジスト膜PRの傘下となる領域には不純物がドープされないようになる。
なお、図中矢印はドーパントの照射方向を示している。
Step 9.
As shown in FIG. 3 (9), a high concentration impurity made of, for example, phosphorus (P) is implanted into the polycrystalline silicon from above the photoresist film PR.
In this case, the photoresist film PR functions as a mask at the time of implantation, and the impurity is doped into the polycrystalline silicon film PS that protrudes from the region under the photoresist film PR. That is, the region under the photoresist film PR is not doped with impurities.
In addition, the arrow in a figure has shown the irradiation direction of the dopant.

工程10.
図3(10)に示すように、前記フォトレジスト膜PRを除去する。これにより、該フォトレジスト膜PRの下層に位置づけられていたゲート電極GT(ゲート信号線)が露出されるようになる。
Step 10.
As shown in FIG. 3 (10), the photoresist film PR is removed. As a result, the gate electrode GT (gate signal line) positioned under the photoresist film PR is exposed.

工程11.
図3(11)に示すように、前記ゲート電極の上方からたとえばリン(P)からなる低濃度の不純物を多結晶シリコン膜PS中にインプラする。
この場合、ゲート電極GTはインプラの際のマスクとして機能し、該ゲート電極GTの傘下となる領域からはみ出した多結晶シリコン膜PS中に該不純物がドープされる。すなわち、フォトレジスト膜の傘下となる領域には不純物がドープされないようになる。
なお、図中矢印はドーパントの照射方向を示している。
Step 11.
As shown in FIG. 3 (11), a low-concentration impurity made of, for example, phosphorus (P) is implanted into the polycrystalline silicon film PS from above the gate electrode.
In this case, the gate electrode GT functions as a mask at the time of implantation, and the impurity is doped into the polycrystalline silicon film PS protruding from a region under the gate electrode GT. That is, the region under the photoresist film is not doped with impurities.
In addition, the arrow in a figure has shown the irradiation direction of the dopant.

工程12.
図3(12)に示すように、多結晶シリコン膜PSにおいて、そのゲート電極GTの直下の領域、この領域から外方に若干広がる領域、およびこの領域からさらに外方に及んで多結晶シリコンの周辺までの領域に、それぞれ、不純物がドープされていない領域、若干の不純物がドープされた領域、比較的多量の不純物がドープされた領域として区分けされるようになる。
Step 12.
As shown in FIG. 3 (12), in the polycrystalline silicon film PS, a region immediately below the gate electrode GT, a region slightly extending outward from this region, and the region further extending outward from this region. The region up to the periphery is divided into a region not doped with impurities, a region doped with some impurities, and a region doped with a relatively large amount of impurities.

このようにして、該多結晶シリコン膜PSにおいて、前記各領域は、それぞれチャネル領域CD、前記LDD領域LDD、ソース電極あるいはドレイン電極SDとして形成されるようになる。
なお、前記LDD領域LDDは、その比較的低濃度の層によって、ゲート電極GTとソース電極あるいはドレイン電極SDとの間に発生し易い電界集中を回避するために設けられる。
Thus, in the polycrystalline silicon film PS, the respective regions are formed as the channel region CD, the LDD region LDD, the source electrode or the drain electrode SD, respectively.
The LDD region LDD is provided in order to avoid electric field concentration that is likely to occur between the gate electrode GT and the source or drain electrode SD due to the relatively low concentration layer.

工程13.
図4(13)に示すように、ゲート電極GTの上面に該ゲート電極GTをも被って第2絶縁膜INをたとえばプラズマCVD法により形成する。
その後、多結晶シリコン膜PS中に前記工程11においてドープされた不純物の活性化のためにアニール処理を行う。
なお、図4(13)において、ランプアニールの熱源を符号HTで示している。
Step 13.
As shown in FIG. 4 (13), the second insulating film IN is formed on the upper surface of the gate electrode GT so as to cover the gate electrode GT by, for example, a plasma CVD method.
Thereafter, annealing is performed to activate the impurities doped in the step 11 in the polycrystalline silicon film PS.
In FIG. 4 (13), the heat source for lamp annealing is indicated by HT.

工程14.
図4(14)に示すように、前記第2絶縁膜INおよびその下層の第1絶縁膜GIを選択エッチング法により孔開けし、多結晶シリコン膜PSの前記ソース電極およびドレイン電極SDのそれぞれの一部を露出させるコンタクトホールCHを形成する。
Step 14.
As shown in FIG. 4 (14), the second insulating film IN and the first insulating film GI therebelow are formed by selective etching, and the source electrode and the drain electrode SD of the polycrystalline silicon film PS are respectively formed. A contact hole CH that exposes a part is formed.

工程15.
図4(15)に示すように、第2絶縁膜IN上に前記コンタクトホールCHをも被って導電層CNLを形成する。この導電層CNLはその選択エッチングにより前記ソース電極あるいはドレイン電極SDと接続される配線層を形成するためのものである。
該導電層CNLは、たとえばスパッタリング法で成膜された3層構造からなり、バリアメタル層BM、アルミニゥム(Al)層AL、キャップメタル層CMの順次積層体から構成されている。
Step 15.
As shown in FIG. 4 (15), a conductive layer CNL is formed on the second insulating film IN so as to cover the contact hole CH. The conductive layer CNL is for forming a wiring layer connected to the source electrode or drain electrode SD by selective etching.
The conductive layer CNL has a three-layer structure formed by, for example, a sputtering method, and is composed of a laminated body of a barrier metal layer BM, an aluminum (Al) layer AL, and a cap metal layer CM.

工程16.
図4(16)に示すように、前記導電層CNLを選択エッチングすることにより、所定のパターンからなる配線層を形成する。これら配線層はコンタクトホールCHを通して薄膜トランジスタTFTのソース電極あるいはドレイン電極SDと電気的に接続される。
Step 16.
As shown in FIG. 4 (16), the conductive layer CNL is selectively etched to form a wiring layer having a predetermined pattern. These wiring layers are electrically connected to the source electrode or drain electrode SD of the thin film transistor TFT through the contact hole CH.

工程17.
図5(17)に示すように、第2絶縁膜IN上に配線層をも被って保護膜PASを形成する。この保護膜PASは前記薄膜トランジスタTFTの液晶との直接の接触を回避させる膜で、無機材料の他に有機材料が用いられる場合もある。
Step 17.
As shown in FIG. 5 (17), the protective film PAS is formed on the second insulating film IN so as to cover the wiring layer. The protective film PAS is a film that avoids direct contact with the liquid crystal of the thin film transistor TFT, and an organic material may be used in addition to the inorganic material.

工程18.
図5(18)に示すように、前記保護膜PASを選択エッチング法により孔開けし、前記配線層の一部を露出させるコンタクトホールCHを形成する。
Step 18.
As shown in FIG. 5 (18), the protective film PAS is formed by selective etching to form a contact hole CH that exposes a part of the wiring layer.

工程19.
図5(19)に示すように、前記保護膜PASの上面にコンタクトホールCHをも被ってたとえばITO等の透光性の導電膜TCを形成し、選択エッチング法により所定のパターンに形成する。
この透光性の導電膜TCは表示装置の各画素にそれぞれ備える一対の電極のうちの一方の電極(画素電極)を構成するようになっている。
なお、図5(19)では、前記透光性の導電膜は各薄膜トランジスタTFTを電気的に接続するための配線層として用いる場合もある。
Step 19.
As shown in FIG. 5 (19), a light-transmitting conductive film TC such as ITO is formed on the upper surface of the protective film PAS so as to cover the contact hole CH, and is formed in a predetermined pattern by a selective etching method.
This translucent conductive film TC constitutes one electrode (pixel electrode) of a pair of electrodes provided in each pixel of the display device.
In FIG. 5 (19), the light-transmitting conductive film may be used as a wiring layer for electrically connecting the thin film transistors TFT.

図8ないし図13は、本発明による表示装置の製造方法の他の実施例を示す工程図で、前記図1ないし図5に示した図と対応したものとなっている。   FIGS. 8 to 13 are process diagrams showing another embodiment of the method for manufacturing a display device according to the present invention and correspond to the views shown in FIGS.

工程1.
図8(1)に示すように、透明基板SUB1を用意し、この透明基板SUB1の主表面(液晶側の面)に、プラズマCVD方法を用いて、シリコン窒化膜(SiN)、シリコン酸化膜(SiO2)、および非晶質シリコン膜(アモルファスSi:a−Si)ASを順次積層させて形成させる。この場合、それらを同一のチャンバー内で形成することにより製造工数の増大を回避できる。
ここで、前記シリコン窒化膜(SiN)、シリコン酸化膜(SiO)は前記下地層GWとして機能するようになっている。
Step 1.
As shown in FIG. 8 (1), a transparent substrate SUB1 is prepared, and a silicon nitride film (SiN), a silicon oxide film (surface) is formed on the main surface (surface on the liquid crystal side) of the transparent substrate SUB1 using a plasma CVD method. SiO2) and an amorphous silicon film (amorphous Si: a-Si) AS are sequentially stacked. In this case, an increase in the number of manufacturing steps can be avoided by forming them in the same chamber.
Here, the silicon nitride film (SiN) and the silicon oxide film (SiO 2 ) function as the base layer GW.

工程2.
図8(2)に示すように、前記の積層膜のうち最上層にある非晶質シリコン膜ASをフォトリソグラフィ技術を用いた選択エッチング方法を用いて所定のパターンに形成する。これにより残存された非晶質シリコン膜ASの形成領域以外の領域には前記シリコン酸化膜が露出されるようになる。
Step 2.
As shown in FIG. 8B, the amorphous silicon film AS, which is the uppermost layer of the stacked films, is formed in a predetermined pattern using a selective etching method using a photolithography technique. As a result, the silicon oxide film is exposed in a region other than the region where the remaining amorphous silicon film AS is formed.

工程3.
図8(3)に示すように、前記シリコン酸化膜の上面に前記非晶質シリコン膜ASをも被って第1絶縁膜GIをたとえばプラズマCVD法により形成する。この第1絶縁膜GIはたとえばシリコン酸化膜(SiO)等で形成され、薄膜トランジスタTFTのゲート絶縁膜として機能するようになる。
Step 3.
As shown in FIG. 8C, the first insulating film GI is formed by, for example, a plasma CVD method so as to cover the amorphous silicon film AS on the upper surface of the silicon oxide film. The first insulating film GI is formed of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) or the like and functions as a gate insulating film of the thin film transistor TFT.

工程4.
図8(4)に示すように、前記第1絶縁膜GIの上方から該第1絶縁膜GIを介してドーパントを非晶質シリコン膜ASに注入する。このドーパントとしてはたとえば低濃度のボロン(B)が用いられる。薄膜トランジスタTFTの閾値を制御するためである。
なお、図中矢印はドーパントの照射方向を示している。
Step 4.
As shown in FIG. 8D, a dopant is implanted into the amorphous silicon film AS from above the first insulating film GI through the first insulating film GI. As this dopant, for example, low-concentration boron (B) is used. This is for controlling the threshold value of the thin film transistor TFT.
In addition, the arrow in a figure has shown the irradiation direction of the dopant.

工程5.
図9(5)に示すように、前記第1絶縁膜GIの上面の全域にわたって金属層MTをたとえばスパッタリング法により形成する。
Step 5.
As shown in FIG. 9 (5), a metal layer MT is formed over the entire upper surface of the first insulating film GI by, for example, a sputtering method.

工程6.
図9(6)に示すように、前記金属層MTを選択エッチング法により所定のパターンに形成する。この金属層MTは、ゲート信号線、および容量信号線として形成されるが、図9(6)では、前記ゲート信号線と一体に形成される薄膜トランジスタTFTのゲート電極GTとして示されている。
Step 6.
As shown in FIG. 9 (6), the metal layer MT is formed in a predetermined pattern by a selective etching method. The metal layer MT is formed as a gate signal line and a capacitance signal line. In FIG. 9 (6), the metal layer MT is shown as the gate electrode GT of the thin film transistor TFT formed integrally with the gate signal line.

また、この工程では、前記選択エッチング法においてマスクとして用いられるフォトレジスト膜PRを除去することなく、残存させる。
そして、このフォトレジスト膜PRの下層に存在するゲート電極GTは、その周側面が該フォトレジスト膜PRのそれよりも比較的大きく内側に位置付けられるようにして形成されている。
In this step, the photoresist film PR used as a mask in the selective etching method is left without being removed.
The gate electrode GT existing below the photoresist film PR is formed such that the peripheral side surface thereof is positioned relatively larger inside than that of the photoresist film PR.

ゲート電極GTのパターン形成にあって、いわゆるサイドエッチがなされるように選択エッチングを行うことにより、上述した構成とすることができる。
薄膜トランジスタTFTにおいて、LDD領域を形成せんとするためである。
In the pattern formation of the gate electrode GT, the above-described configuration can be obtained by performing selective etching so that so-called side etching is performed.
This is to form an LDD region in the thin film transistor TFT.

工程7.
図9(7)に示すように、前記フォトレジスト膜PRの上方からたとえばリン(P)からなる高濃度の不純物を多結晶シリコン中にインプラする。
この場合、フォトレジスト膜PRはインプラの際のマスクとして機能し、該フォトレジスト膜PRの傘下となる領域からはみ出した非晶質シリコン膜AS中に該不純物がドープされる。すなわち、フォトレジスト膜PRの傘下となる領域には不純物がドープされないようになる。
なお、図中矢印はドーパントの照射方向を示している。
Step 7.
As shown in FIG. 9 (7), a high concentration impurity made of, for example, phosphorus (P) is implanted into the polycrystalline silicon from above the photoresist film PR.
In this case, the photoresist film PR functions as a mask at the time of implantation, and the impurity is doped into the amorphous silicon film AS that protrudes from the region under the photoresist film PR. That is, the region under the photoresist film PR is not doped with impurities.
In addition, the arrow in a figure has shown the irradiation direction of the dopant.

工程8.
図9(8)に示すように、前記フォトレジスト膜PRを除去する。これにより、該フォトレジスト膜PRの下層に位置づけられていたゲート電極GT(ゲート信号線)が露出されるようになる。
また、非晶質シリコン膜AS中には、ゲート電極GTの直下の領域から僅かに離れた箇所から周辺にかけて導電性を有するソース電極あるいはドレイン電極SDが形成されるようになる。
Step 8.
As shown in FIG. 9 (8), the photoresist film PR is removed. As a result, the gate electrode GT (gate signal line) positioned under the photoresist film PR is exposed.
In addition, in the amorphous silicon film AS, a conductive source electrode or drain electrode SD is formed from a position slightly away from a region immediately below the gate electrode GT to the periphery.

工程9.
図10(9)に示すように、前記ゲート電極GTの上方からたとえばリン(P)からなる低濃度の不純物を多結晶シリコン中にインプラする。
この場合、ゲート電極GTはインプラの際のマスクとして機能し、該ゲート電極GTの傘下となる領域からはみ出した非晶質シリコン膜AS中に該不純物がドープされる。すなわち、ゲート電極GTの傘下となる領域には不純物がドープされないようになる。
なお、図中矢印はドーパントの照射方向を示している。
Step 9.
As shown in FIG. 10 (9), a low-concentration impurity made of, for example, phosphorus (P) is implanted into the polycrystalline silicon from above the gate electrode GT.
In this case, the gate electrode GT functions as a mask at the time of implantation, and the impurity is doped into the amorphous silicon film AS protruding from the region under the gate electrode GT. That is, the region under the gate electrode GT is not doped with impurities.
In addition, the arrow in a figure has shown the irradiation direction of the dopant.

工程10.
図10(10)に示すように、非晶質シリコン膜ASにおいて、そのゲート電極GTの直下の領域、この領域から外方に若干広がる領域、およびこの領域からさらに外方に及んで非晶質シリコン膜ASの周辺までの領域に、それぞれ、不純物がドープされていない領域、若干の不純物がドープされた領域、比較的多量の不純物がドープされた領域として区分けされるようになる。
このようにして、該非晶質シリコン膜ASにおいて、前記各領域は、それぞれチャネル領域CD、前記LDD領域LDD、ソース電極あるいはドレイン電極SDとして形成されるようになる。
Step 10.
As shown in FIG. 10 (10), in the amorphous silicon film AS, a region immediately below the gate electrode GT, a region slightly extending outward from this region, and an amorphous region extending further outward from this region. The region up to the periphery of the silicon film AS is divided into a region not doped with impurities, a region doped with some impurities, and a region doped with a relatively large amount of impurities.
Thus, in the amorphous silicon film AS, the respective regions are formed as the channel region CD, the LDD region LDD, the source electrode or the drain electrode SD, respectively.

工程11.
図10(11)に示すように、第1絶縁膜GIの上面に該ゲート電極GTをも被って第2絶縁膜INをたとえばプラズマCVD法により形成する。
Step 11.
As shown in FIG. 10 (11), the second insulating film IN is formed on the upper surface of the first insulating film GI so as to cover the gate electrode GT by, for example, a plasma CVD method.

工程12.
図10(12)に示すように、前記第2絶縁膜INおよびその下層の第1絶縁膜GIを選択エッチング法により孔開けし、非晶質シリコン膜ASの前記ソース電極およびドレイン電極SDのそれぞれの一部を露出させるコンタクトホールCHを形成する。
Step 12.
As shown in FIG. 10 (12), the second insulating film IN and the first insulating film GI therebelow are formed by selective etching, and the source electrode and the drain electrode SD of the amorphous silicon film AS are respectively formed. A contact hole CH that exposes a part of the contact hole CH is formed.

工程13.
図11(13)に示すように、第2絶縁膜INの上面に前記コンタクトホールCHをも被って導電膜BMを形成する。
この導電膜BMは、その選択エッチングにより前記ソース電極あるいはドレイン電極SDと接続される配線層を形成するためのものであるが、3層構造からなるもののうち最下層に位置づけられるバリアメタル層(以下、該導電層BMをバリアメタル層BMという)と称されるものである。
Step 13.
As shown in FIG. 11 (13), a conductive film BM is formed on the upper surface of the second insulating film IN so as to cover the contact hole CH.
The conductive film BM is for forming a wiring layer connected to the source electrode or the drain electrode SD by selective etching, and is a barrier metal layer (hereinafter referred to as the lowermost layer) having a three-layer structure. The conductive layer BM is referred to as a barrier metal layer BM).

このように3層構造からなる配線層の形成において、他の2層と分離させて形成を行うのは前記バリアメタル層BMにおいてそれ本来の機能の他に次の工程におけるアニール処理を信頼性良く行うための機能をも合わせもつように図るためである。
このことから、前記バリアメタル層BMの材料としては熱伝導率の良好なものが選定される。
As described above, in the formation of the wiring layer having the three-layer structure, the barrier metal layer BM is formed by separating the other two layers from each other in addition to the original function of the barrier metal layer BM with high reliability. This is to have a function to perform.
For this reason, a material having a good thermal conductivity is selected as the material of the barrier metal layer BM.

工程14.
図11(14)に示すように、前記バリアメタル層BMを介して非晶質シリコン膜ASにアニールを行う。この場合のアニールとしてはいわゆるランプアニールを用いて行う。ランプアニールはその装置が安価であり、ひいては表示装置の製造にあってコストを低減できるからである。しかし、これにかかわらず、非晶質シリコン膜ASのアニールにおいて、その熱処理が全域にわたって均一にできアニールの信頼性を向上できるという効果を備える。
Step 14.
As shown in FIG. 11 (14), the amorphous silicon film AS is annealed through the barrier metal layer BM. In this case, annealing is performed using so-called lamp annealing. This is because lamp annealing is inexpensive, and as a result, the manufacturing cost of the display device can be reduced. However, regardless of this, the annealing of the amorphous silicon film AS has the effect that the heat treatment can be made uniform over the entire region and the reliability of the annealing can be improved.

すなわち、ランプから照射される光は非晶質シリコン膜AS、およびバリアメタル層BMで吸収され昇温するようになるが、この場合、前記バリアメタル層BMは熱の伝導が急峻となり、非晶質シリコン膜ASの全域にわたって均一な温度を確保できるからである。   That is, the light emitted from the lamp is absorbed by the amorphous silicon film AS and the barrier metal layer BM, and the temperature rises. In this case, the barrier metal layer BM has a sharp heat conduction and is amorphous. This is because a uniform temperature can be secured over the entire area of the quality silicon film AS.

これにより、前記工程7および9において非晶質シリコン膜AS中にドープされたドーパントは該非晶質シリコン膜ASの全域にわたって均一に活性化されるようになり、該非晶質シリコン膜ASは多結晶シリコン膜PSとなる。この場合、第1絶縁膜GIおよび第2絶縁膜INも同時に熱処理され、これら絶縁膜GI、INの改質効果を奏するようになる。
なお、図2(6)において、ランプアニールの熱源を符号HTで示している。
As a result, the dopant doped in the amorphous silicon film AS in the steps 7 and 9 is uniformly activated over the entire area of the amorphous silicon film AS, and the amorphous silicon film AS is polycrystalline. A silicon film PS is formed. In this case, the first insulating film GI and the second insulating film IN are also heat-treated at the same time, and an effect of modifying the insulating films GI and IN is exhibited.
In FIG. 2 (6), the heat source for lamp annealing is indicated by HT.

工程15.
図11(15)に示すように、導電層の上面に、たとえばスパッタリング法で、材料の異なる他の導電層を2層重ねて形成する。
これにより、前記導電層をも含めて3層構造の積層体PLが形成されるが、この積層体PLはその選択エッチングにより前記ソース電極あるいはドレイン電極と接続される配線層を形成するためのものである。
該積層体PLは、前記バリアメタル層BMを含めて、アルミニゥム(Al)層AL、キャップメタル層CMが順次積層されて構成される。
Step 15.
As shown in FIG. 11 (15), two other conductive layers made of different materials are formed on the upper surface of the conductive layer by, for example, sputtering.
As a result, a multilayer structure PL including the conductive layer is formed. This multilayer structure PL is used to form a wiring layer connected to the source electrode or the drain electrode by selective etching. It is.
The multilayer body PL is configured by sequentially laminating an aluminum (Al) layer AL and a cap metal layer CM including the barrier metal layer BM.

工程16.
図12(16)に示すように、前記積層体PLを選択エッチングすることにより、所定のパターンからなる配線層を形成する。これら配線層はコンタクトホールCHを通して薄膜トランジスタTFTのソース電極あるいはドレイン電極SDと電気的に接続される。
Step 16.
As shown in FIG. 12 (16), the laminated body PL is selectively etched to form a wiring layer having a predetermined pattern. These wiring layers are electrically connected to the source electrode or drain electrode SD of the thin film transistor TFT through the contact hole CH.

工程17.
図12(17)に示すように、第2絶縁膜INの上面に前記配線層をも被って保護膜PASを形成する。この保護膜PASは前記薄膜トランジスタTFTの液晶との直接の接触を回避させる膜で、無機材料の他に有機材料が用いられる場合もある。
Step 17.
As shown in FIG. 12 (17), a protective film PAS is formed on the upper surface of the second insulating film IN so as to cover the wiring layer. The protective film PAS is a film that avoids direct contact with the liquid crystal of the thin film transistor TFT, and an organic material may be used in addition to the inorganic material.

工程18.
図12(18)に示すように、前記保護膜PASを選択エッチング法により孔開けし、前記配線層の一部を露出させるコンタクトホールCHを形成する。
Step 18.
As shown in FIG. 12 (18), the protective film PAS is formed by selective etching to form a contact hole CH that exposes a part of the wiring layer.

工程19.
図13(19)に示すように、前記保護膜PASの上面にコンタクトホールCHをも被ってたとえばITO等の透光性の導電膜TCを形成し、選択エッチング法により所定のパターンに形成する。
この透光性の導電膜TCは表示装置の各画素にそれぞれ備える一対の電極のうちの一方の電極(画素電極)を構成するようになっている。
Step 19.
As shown in FIG. 13 (19), a light-transmitting conductive film TC such as ITO is formed on the upper surface of the protective film PAS so as to cover the contact hole CH, and is formed into a predetermined pattern by a selective etching method.
This translucent conductive film TC constitutes one electrode (pixel electrode) of a pair of electrodes provided in each pixel of the display device.

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。     Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically.

本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、図2ないし図5とともに一つの製造方法を示している。FIG. 6 is a process chart showing an embodiment of a method for manufacturing a display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、図1、図3ないし図5とともに一つの製造方法を示している。FIG. 5 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、図1ないし図2、図4ないし図5とともに一つの製造方法を示している。FIG. 6 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 1 to 2 and FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、図1ないし図3、図5とともに一つの製造方法を示している。FIG. 6 is a process diagram showing an embodiment of a manufacturing method of a display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、図1ないし図4とともに一つの製造方法を示している。FIG. 6 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の対象となる表示装置の画素の一実施例を示す平面図である。It is a top view which shows one Example of the pixel of the display apparatus used as the object of the manufacturing method of the display apparatus by this invention. 図6のA−A’線における断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section in the A-A 'line | wire of FIG. 本発明による表示装置の製造方法の他の実施例を示す工程図で、図9ないし図13とともに一つの製造方法を示している。FIG. 9 is a process diagram showing another embodiment of the manufacturing method of the display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の他の実施例を示す工程図で、図8、図10ないし図13とともに一つの製造方法を示している。FIG. 10 is a process diagram showing another embodiment of a method for manufacturing a display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 8 and 10 to 13. 本発明による表示装置の製造方法の他の実施例を示す工程図で、図8ないし図9、図11ないし図13とともに一つの製造方法を示している。FIGS. 8 to 9 and FIGS. 11 to 13 are process diagrams showing another embodiment of the manufacturing method of the display device according to the present invention, and show one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の他の実施例を示す工程図で、図8ないし図10、図12ないし図13とともに一つの製造方法を示している。FIGS. 8A to 10C and FIGS. 12 to 13 are process diagrams showing another embodiment of a method for manufacturing a display device according to the present invention, and show one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の他の実施例を示す工程図で、図8ないし図11、図13とともに一つの製造方法を示している。FIG. 10 is a process diagram showing another embodiment of the display device manufacturing method according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS. 本発明による表示装置の製造方法の他の実施例を示す工程図で、図9ないし図12とともに一つの製造方法を示している。FIG. 9 is a process chart showing another embodiment of the manufacturing method of the display device according to the present invention, and shows one manufacturing method together with FIGS.

符号の説明Explanation of symbols

SUB1……透明基板、GL……ゲート信号線、DL……ドレイン信号線、PS……多結晶シリコン膜、AS……非晶質シリコン膜、CD……チャネル領域、LDD……LDD領域、TFT……薄膜トランジスタ、GT……ゲート電極、SD……ソース電極および/あるいはドレイン電極、GI……第1絶縁膜、IN……第2絶縁膜、BM……バリアメタル層、CM……キャップメタル層、PAS……保護膜。 SUB1 ... transparent substrate, GL ... gate signal line, DL ... drain signal line, PS ... polycrystalline silicon film, AS ... amorphous silicon film, CD ... channel region, LDD ... LDD region, TFT ... Thin film transistor, GT ... Gate electrode, SD ... Source electrode and / or drain electrode, GI ... First insulating film, IN ... Second insulating film, BM ... Barrier metal layer, CM ... Cap metal layer , PAS ... Protective film.

Claims (5)

絶縁基板上に多結晶半導体層を用いた薄膜トランジスタを有する表示装置の製造方法であって、
前記絶縁基板上に非晶質半導体層を形成する非晶質半導体層形成工程と、
前記非晶質半導体層形成工程よりも後に、前記非晶質半導体層を覆って金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層をパターニングする前に前記非晶質半導体層及び前記金属層をランプアニールすることにより前記非晶質半導体層を前記多結晶半導体層に結晶化する結晶化工程とを有することを特徴とする表示装置の製造方法。
A method of manufacturing a display device having a thin film transistor using a polycrystalline semiconductor layer on an insulating substrate,
An amorphous semiconductor layer forming step of forming an amorphous semiconductor layer on the insulating substrate;
A metal layer forming step of forming a metal layer covering the amorphous semiconductor layer after the amorphous semiconductor layer forming step;
And crystallization step of crystallizing the amorphous semiconductor layer into the polycrystalline semiconductor layer by lamp annealing the amorphous semiconductor layer and the metal layer before patterning the metal layer. A method for manufacturing a display device.
前記金属層は前記薄膜トランジスタのゲート電極に用いられる金属層であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。 2. The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the metal layer is a metal layer used for a gate electrode of the thin film transistor. 前記金属層は前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極に用いられる金属層であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。 2. The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the metal layer is a metal layer used for a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor. 前記非晶質半導体層形成工程と前記金属層形成工程との間に、前記非晶質半導体層をパターニングする非晶質半導体層パターニング工程を有することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の表示装置の製造方法。 4. The method according to claim 1, further comprising an amorphous semiconductor layer patterning step of patterning the amorphous semiconductor layer between the amorphous semiconductor layer forming step and the metal layer forming step. 5. The manufacturing method of the display apparatus as described in any one of. 前記非晶質半導体層形成工程と前記金属層形成工程との間に、前記非晶質半導体層に不純物を注入するドーピング工程を有することを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の表示装置の製造方法。 5. The method according to claim 1, further comprising a doping step of injecting impurities into the amorphous semiconductor layer between the amorphous semiconductor layer forming step and the metal layer forming step. Manufacturing method of display device.
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