JP4879530B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は薄膜トランジスタ(以下、(Thin Film Transistor(TFT)という)等の半導体素子、またそのような半導体素子で構成された回路を有する半導体装置の作製方法に関する。例えば、液晶表示パネル、EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、EC表示装置等に代表される電気光学装置に関する。またTFTを用いて形成された、処理速度を向上させるための電気装置、例えば中央処理装置(Central Processing Unit(CPU))、及びその作製方法に関する。さらにこれら電気光学装置、電気装置を部品として搭載した電子機器に関する。 The present invention relates to a semiconductor element such as a thin film transistor (hereinafter referred to as a thin film transistor (TFT)), and a method for manufacturing a semiconductor device having a circuit including such a semiconductor element. The present invention relates to an electro-optical device represented by a luminescence display device, an EC display device, etc. Also, an electrical device for improving processing speed, such as a central processing unit (CPU), formed using TFTs, The present invention also relates to an electro-optical device and an electronic apparatus in which the electric device is mounted as a component.
近年、基板上にTFT等の半導体素子を製造する技術が大幅に進歩し、例えば、アクティブマトリクス型の表示装置への応用開発が進められている。特に結晶性半導体膜を用いたTFTは、従来の非晶質半導体膜を用いたTFTよりも電界効果移動度(モビリティともいう)が高いので、高速動作が可能である。 In recent years, a technology for manufacturing a semiconductor element such as a TFT on a substrate has greatly advanced, and application development to, for example, an active matrix type display device has been advanced. In particular, a TFT using a crystalline semiconductor film has higher field effect mobility (also referred to as mobility) than a TFT using a conventional amorphous semiconductor film, and thus can operate at high speed.
ところで半導体装置に用いる基板は、コストの面から単結晶シリコン基板よりも、ガラス基板が有望視されている。しかし、ガラス基板上に半導体素子を形成する場合、ガラス基板が融解しない温度で半導体素子を作製しなければならない。 By the way, as a substrate used for a semiconductor device, a glass substrate is considered promising rather than a single crystal silicon substrate in terms of cost. However, when forming a semiconductor element on a glass substrate, the semiconductor element must be manufactured at a temperature at which the glass substrate does not melt.
また半導体素子に用いられる結晶性半導体膜を得るためには、非晶質半導体材料を結晶化させることや、半導体材料に含まれる非晶質成分を結晶化させ、より結晶性を向上させることが必要とされる(例えば特許文献1参照)。 In order to obtain a crystalline semiconductor film used for a semiconductor element, it is necessary to crystallize an amorphous semiconductor material or to crystallize an amorphous component contained in the semiconductor material to further improve crystallinity. Is required (see, for example, Patent Document 1).
結晶性半導体膜を得るには、非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加した後に、加熱により結晶化させる技術が知られている。しかしこのような方法により得られた結晶性半導体膜を用いた場合、膜中に含まれる触媒元素によってTFT特性が著しく悪化する恐れがある。特に、TFTのオフ電流が増加してしまう可能性がある。 In order to obtain a crystalline semiconductor film, a technique is known in which a catalyst element for promoting crystallization is added to an amorphous semiconductor film and then crystallized by heating. However, when the crystalline semiconductor film obtained by such a method is used, there is a possibility that the TFT characteristics are remarkably deteriorated by the catalytic element contained in the film. In particular, the off current of the TFT may increase.
そのため、このようなTFT特性の悪化を抑制するには、結晶性半導体膜中の触媒元素を除去する(ゲッタリングする)必要がある。 Therefore, in order to suppress such deterioration of TFT characteristics, it is necessary to remove (getter) the catalyst element in the crystalline semiconductor film.
触媒元素をゲッタリングするためには、リンがドーピングされた半導体膜を用いる方法がある。例えばシリコン膜を新たに上層に形成して熱処理を行ったり、半導体膜の一部にリンを添加しリン濃度が高い領域を作り、その後に熱処理を行ったりすることで、リン濃度が高い部分へ半導体膜中の触媒元素を移動させ、膜中の触媒元素をゲッタリングすることが行われている(例えば特許文献2参照)。 In order to getter the catalytic element, there is a method using a semiconductor film doped with phosphorus. For example, a silicon film is newly formed as an upper layer and heat treatment is performed, or phosphorus is added to a part of the semiconductor film to form a region with high phosphorus concentration, and then heat treatment is performed, so that a portion with high phosphorus concentration is obtained. A catalyst element in a semiconductor film is moved to getter the catalyst element in the film (see, for example, Patent Document 2).
図3(A)〜図3(D)及び図4(A)〜図4(B)に従来のTFTの作製工程を示す。まず、基板1000上にゲート電極1001、ゲート絶縁膜1002、非晶質半導体膜1003を形成する。
3A to 3D and FIGS. 4A to 4B show a conventional TFT manufacturing process. First, the
次に触媒元素を含む溶液1004を非晶質半導体膜1003上にスピンコート法により塗布する(図3(A))。
Next, a
触媒元素を含む溶液を塗布したら、第1の加熱処理により非晶質半導体膜1003を結晶化して、結晶性半導体膜1005を形成する(図3(B))。
After application of the solution containing the catalytic element, the
更に結晶性半導体膜1005上に、15族から選ばれた元素、(代表的にはリン(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb))を含む半導体膜1006を形成しし、第2の加熱処理を行う。第2の加熱処理により、結晶性半導体膜1005中の触媒元素が、15族から選ばれた元素を含む半導体膜1006に移動するすなわち触媒元素がゲッタリングされる(図3(C))。
Further, a
次に、結晶性半導体膜1005及び15族から選ばれた元素を含む半導体膜1006を用いて島状の積層膜を形成する(図3(D))。更に島状の積層膜を覆って導電膜1007を形成する(図3(E))。次にマスクを用いて導電膜の一部を除去し、ソース電極又はドレイン電極1008を形成する(図4(A))。
Next, an island-shaped stacked film is formed using the
次いでソース電極又はドレイン電極1008をマスクとして、島状の積層膜のうち15族から選ばれた元素を含む半導体膜1006を完全に除去し、結晶性半導体膜1005の一部を除去して膜厚を薄くする(図4(B))。
Next, using the source or
以上の工程により、ソース領域又はドレイン領域1009及びチャネル形成領域1010を有する逆スタガ型TFTが形成される。
従来の方法では、(1)結晶化のための熱処理と、(2)触媒元素ゲッタリングのための熱処理という2回の熱処理工程が必要であった。半導体素子の作製プロセスでは、工程増加がコスト高、歩留まり低下に直結するので、工程数は少ないほどよい。 In the conventional method, two heat treatment steps of (1) heat treatment for crystallization and (2) heat treatment for catalytic element gettering are necessary. In the manufacturing process of a semiconductor element, an increase in the number of steps directly leads to a high cost and a decrease in yield.
そのため本発明は、結晶化と同時に触媒元素のゲッタリングを可能にし、熱処理行程を減少させることを目的にする。 Therefore, the object of the present invention is to enable gettering of the catalytic element simultaneously with crystallization and to reduce the heat treatment process.
本発明は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜及び15族から選ばれた元素を含む半導体膜を用いて、それぞれ島状非晶質半導体膜及び島状半導体膜を形成し、前記島状半導体膜上に、ソース電極又はドレイン電極を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極をマスクとして、島状半導体膜の一部を除去してソース領域又はドレイン領域を形成し、及び前記島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させると共に一部を露出させ、前記島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、前記ソース領域又はドレイン領域及び前記島状非晶質半導体膜を加熱し、前記島状非晶質半導体膜結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域又はドレイン領域にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置の作製方法に関するものである。 According to the present invention, a gate electrode is formed on a substrate, a gate insulating film is formed on the gate electrode, an amorphous semiconductor film is formed on the gate insulating film, and 15A is formed on the amorphous semiconductor film. A semiconductor film containing an element selected from the group is formed, and an island-shaped amorphous semiconductor film and an island-shaped semiconductor film are formed using the amorphous semiconductor film and the semiconductor film including an element selected from the group 15, respectively. Forming a source electrode or a drain electrode on the island-shaped semiconductor film, using the source electrode or the drain electrode as a mask, removing a part of the island-shaped semiconductor film to form a source region or a drain region; And reducing the thickness of the island-shaped amorphous semiconductor film and exposing a part thereof to promote crystallization of the island-shaped amorphous semiconductor film in the exposed region of the island-shaped amorphous semiconductor film. Introducing a catalytic element, the source region or drain And heating the island region and the island-shaped amorphous semiconductor film to crystallize the island-shaped amorphous semiconductor film to form an island-shaped crystalline semiconductor film, and gettering the catalytic element to the source or drain region The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
本発明により、結晶化を促進する触媒を用いて結晶性半導体膜を形成し、それを用いて半導体装置を作製する際に、結晶化とゲッタリングの加熱工程を一度に行うことができるので全体の作製工程を削減することができる。 According to the present invention, when a crystalline semiconductor film is formed using a catalyst that promotes crystallization, and a semiconductor device is manufactured using the film, the heating process of crystallization and gettering can be performed at one time. The manufacturing process can be reduced.
また本発明は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜及び15族から選ばれた元素を含む半導体膜を用いて、それぞれ島状非晶質半導体膜及び島状半導体膜を形成し、前記島状半導体膜上に、ソース電極又はドレイン電極を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極をマスクとして、島状半導体膜の一部を除去してソース領域又はドレイン領域を形成し、及び前記島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させると共に一部を露出させ、前記ソース電極又はドレイン電極及び前記島状非晶質半導体膜の露出した領域を覆ってマスクを形成し、前記島状非晶質半導体膜の露出した領域上の前記マスクをエッチングして窓を形成し、前記島状非晶質半導体膜の一部を露出させ、前記窓を介して前記島状非晶質半導体膜の一部に、前記島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、前記ソース領域又はドレイン領域及び前記島状非晶質半導体膜を加熱し、前記島状非晶質半導体膜結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域又はドレイン領域にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置の作製方法に関するものである。 In the present invention, a gate electrode is formed on a substrate, a gate insulating film is formed on the gate electrode, an amorphous semiconductor film is formed on the gate insulating film, and the amorphous semiconductor film is formed on the amorphous semiconductor film. A semiconductor film containing an element selected from Group 15 is formed, and the amorphous semiconductor film and the semiconductor film containing an element selected from Group 15 are used to form an island-shaped amorphous semiconductor film and an island-shaped semiconductor film, respectively. A source electrode or a drain electrode is formed on the island-shaped semiconductor film, and a part of the island-shaped semiconductor film is removed using the source electrode or the drain electrode as a mask to form a source region or a drain region. And reducing the film thickness of the island-shaped amorphous semiconductor film and exposing a part thereof, forming a mask covering the exposed region of the source or drain electrode and the island-shaped amorphous semiconductor film, The island-shaped amorphous semiconductor film Etching the mask on the exposed region to form a window, exposing a part of the island-shaped amorphous semiconductor film, and part of the island-shaped amorphous semiconductor film through the window, A catalyst element that promotes crystallization of the island-shaped amorphous semiconductor film is introduced, the source region or drain region and the island-shaped amorphous semiconductor film are heated, and the island-shaped amorphous semiconductor film is crystallized to form islands. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a crystalline semiconductor film is formed and the catalytic element is gettered to the source region or the drain region.
触媒元素を添加する窓を設けることにより、添加する触媒元素を更に少なくすることができ、また結晶が基板と平行な方向に成長する横成長領域を増やすことができる。 By providing the window for adding the catalytic element, the catalytic element to be added can be further reduced, and the lateral growth region where the crystal grows in the direction parallel to the substrate can be increased.
また本発明は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜及び15族から選ばれた元素を含む半導体膜を用いて、それぞれ島状非晶質半導体膜及び島状半導体膜を形成し、前記島状半導体膜上に、ソース電極又はドレイン電極を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極をマスクとして、島状半導体膜の一部を除去してソース領域又はドレイン領域を形成し、及び前記島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させると共に一部を露出させ、前記島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、前記ソース領域又はドレイン領域及び前記島状非晶質半導体膜を加熱し、前記島状非晶質半導体膜結晶化して島状結晶性半導体膜を形成と共に、前記触媒元素を前記ソース領域又はドレイン領域にゲッタリングさせ、前記ソース電極又はドレイン電極に電気的に接続する配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法に関するものである。 In the present invention, a gate electrode is formed on a substrate, a gate insulating film is formed on the gate electrode, an amorphous semiconductor film is formed on the gate insulating film, and the amorphous semiconductor film is formed on the amorphous semiconductor film. A semiconductor film containing an element selected from Group 15 is formed, and the amorphous semiconductor film and the semiconductor film containing an element selected from Group 15 are used to form an island-shaped amorphous semiconductor film and an island-shaped semiconductor film, respectively. A source electrode or a drain electrode is formed on the island-shaped semiconductor film, and a part of the island-shaped semiconductor film is removed using the source electrode or the drain electrode as a mask to form a source region or a drain region. And reducing the film thickness of the island-shaped amorphous semiconductor film and exposing a part thereof to promote crystallization of the island-shaped amorphous semiconductor film in the exposed region of the island-shaped amorphous semiconductor film. Introducing the catalytic element, the source region or A rain region and the island-shaped amorphous semiconductor film are heated, and the island-shaped amorphous semiconductor film is crystallized to form an island-shaped crystalline semiconductor film, and the catalytic element is gettered to the source region or the drain region. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a wiring electrically connected to the source electrode or the drain electrode is formed.
また本発明は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜及び15族から選ばれた元素を含む半導体膜を用いて、それぞれ島状非晶質半導体膜及び島状半導体膜を形成し、前記島状半導体膜上にマスクを形成し、前記マスクを用いて、島状半導体膜の一部を除去してソース領域又はドレイン領域を形成し、及び前記島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させると共に一部を露出させ、前記島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、前記ソース領域又はドレイン領域及び前記島状非晶質半導体膜を加熱し、前記島状非晶質半導体膜結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域又はドレイン領域にゲッタリングさせ、前記ソース領域又はドレイン領域に電気的に接続する配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法に関するものである。 In the present invention, a gate electrode is formed on a substrate, a gate insulating film is formed on the gate electrode, an amorphous semiconductor film is formed on the gate insulating film, and the amorphous semiconductor film is formed on the amorphous semiconductor film. A semiconductor film containing an element selected from Group 15 is formed, and the amorphous semiconductor film and the semiconductor film containing an element selected from Group 15 are used to form an island-shaped amorphous semiconductor film and an island-shaped semiconductor film, respectively. Forming a mask over the island-shaped semiconductor film, using the mask to remove a part of the island-shaped semiconductor film to form a source region or a drain region, and to form the island-shaped amorphous semiconductor Reducing the thickness of the film and exposing a part thereof, and introducing a catalytic element that promotes crystallization of the island-shaped amorphous semiconductor film into the exposed region of the island-shaped amorphous semiconductor film; Heating the region or drain region and the island-shaped amorphous semiconductor film; The island-shaped amorphous semiconductor film is crystallized to form an island-shaped crystalline semiconductor film, and the catalyst element is gettered to the source region or the drain region and electrically connected to the source region or the drain region. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the step is formed.
また本発明は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む半導体膜を形成し、前記15族から選ばれた元素を含む半導体膜に13族から選ばれた元素を導入し、前記非晶質半導体膜及び15族及び13族から選ばれた元素を含む半導体膜を用いて、それぞれ島状非晶質半導体膜及び島状半導体膜を形成し、前記島状半導体膜上に、ソース電極又はドレイン電極を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極をマスクとして、島状半導体膜の一部を除去してソース領域又はドレイン領域を形成し、及び前記島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させると共に一部を露出させ、前記島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、前記ソース領域又はドレイン領域及び前記島状非晶質半導体膜を加熱し、前記島状非晶質半導体膜結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域又はドレイン領域にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置の作製方法に関するものである。 In the present invention, a gate electrode is formed on a substrate, a gate insulating film is formed on the gate electrode, an amorphous semiconductor film is formed on the gate insulating film, and the amorphous semiconductor film is formed on the amorphous semiconductor film. A semiconductor film containing an element selected from Group 15 is formed, an element selected from Group 13 is introduced into the semiconductor film containing an element selected from Group 15, and the amorphous semiconductor film and Groups 15 and 13 are introduced. An island-shaped amorphous semiconductor film and an island-shaped semiconductor film are formed using a semiconductor film containing an element selected from the group, and a source electrode or a drain electrode is formed on the island-shaped semiconductor film, and the source Using the electrode or drain electrode as a mask, a part of the island-shaped semiconductor film is removed to form a source region or a drain region, and the thickness of the island-shaped amorphous semiconductor film is reduced and a part is exposed, The island-shaped amorphous semiconductor film exposed A catalyst element for promoting crystallization of the island-shaped amorphous semiconductor film is introduced into the region, the source region or drain region and the island-shaped amorphous semiconductor film are heated, and the island-shaped amorphous semiconductor film is heated The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an island-like crystalline semiconductor film is formed by crystallization and the catalyst element is gettered to the source region or the drain region.
本発明において、前記配線は、低融点導電材料により形成してもよい。 In the present invention, the wiring may be formed of a low melting point conductive material.
本発明において、前記配線は、スパッタ法、液滴噴出法又はCVD法により形成してもよい。 In the present invention, the wiring may be formed by sputtering, droplet ejection, or CVD.
本発明において、前記触媒元素は、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた一つの元素、又は複数の元素である。 In the present invention, the catalyst elements are nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), gold One element selected from (Au) or a plurality of elements.
本発明において、前記ソース電極又はドレイン電極は、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた一つの元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を含むものである。 In the present invention, the source electrode or the drain electrode is one element selected from tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), and molybdenum (Mo), or an alloy material containing the element as a main component or It contains compound materials.
本発明において、前記加熱により15族から選ばれた元素又は13族から選ばれた元素あるいはその両方を活性化することができる。 In the present invention, the element selected from group 15 and / or the element selected from group 13 can be activated by the heating.
本発明により、結晶化とゲッタリングを同時に行うことができるので加熱処理工程が1回で済み、大幅な工程短縮となる。また、結晶化が横成長プロセスとなることで、結晶性の改善も可能となる。工程数を減少させることにより、コスト高、歩留まり低下を抑制することができる。 According to the present invention, since crystallization and gettering can be performed at the same time, only one heat treatment step is required, which greatly reduces the number of steps. In addition, crystallinity can be improved by crystallization becoming a lateral growth process. By reducing the number of steps, cost increases and yield reduction can be suppressed.
本実施の形態を、図1(A)〜図1(D)及び図2(A)〜図2(D)を用いて説明する。 This embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 1D and FIGS. 2A to 2D.
まず基板100上に導電膜を形成し、これを用いてゲート電極101を形成する。基板100には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、PET、PES、PENに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。
First, a conductive film is formed over the
ゲート電極101は、導電膜を単層または2層以上積層させた構造を用いて形成する。導電膜として、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、若しくは化合物材料を積層したものを用いてもよい。また、リン(P)等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてゲート電極101を形成してもよい。本実施の形態では、タングステン(W)又はモリブデン(Mo)を用いてゲート電極101を形成する。
The
ゲート電極101は、配線と一体形成してもよいし、ゲート電極101とゲート配線を別々に形成して電気的に接続させてもよい。
The
ゲート電極101を形成後、ゲート絶縁膜102をゲート電極101及び基板100上に形成する。ゲート絶縁膜102としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜、または窒素を含む酸化珪素膜などの絶縁膜を用いることができる。ゲート絶縁膜102は、基板100中に含まれるNaなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐ役割もある。本実施の形態では、プラズマCVDにて酸化珪素を成膜してゲート絶縁膜102を形成する。
After forming the
ここではゲート絶縁膜102として単層膜を用いた例を示したが、前記絶縁膜を2層以上積層させた構造を用いても良い。
Although an example in which a single-layer film is used as the
次いで、ゲート絶縁膜102上に非晶質半導体膜103を形成する(図1(A))。非晶質半導体膜103としては、シリコン(Si)、またはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金を用いればよい。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。本実施の形態では、プラズマCVD法で、ノンドープ又は13族から選択された元素、例えばボロン(B)を微量に添加したアモルファスシリコン膜を非晶質半導体膜103として形成する。
Next, an
次に、非晶質半導体膜103上に15族から選ばれた元素が導入された半導体膜104を形成する。この15族から選ばれた元素が導入された半導体膜は、後の行程でソース領域及びドレイン領域となるだけでなく、結晶化のための触媒元素のゲッタリング領域となる(図1(B))。本実施の形態では、15族から選ばれた元素としてリン(P)を用いる。
Next, a
次に、ゲート絶縁膜102、非晶質半導体膜103及び15族から選ばれた元素が導入された半導体膜104をマスクを用いて、島状に形成する。これにより島状非晶質半導体膜111及び島状半導体膜112を含む島状領域113が形成される(図1(C))。
Next, the
その後、島状領域113を覆って、導電膜105を形成する(図1(D))。導電膜に金属膜を用いると、後の熱工程で島状半導体膜112と反応しシリサイドを形成するので、導電率が向上する。またこの導電膜は後の工程で島状非晶質半導体膜111及び島状半導体膜112をエッチングする際のマスクとして用いられるので、島状半導体膜112との選択比が取れる材料が好ましい。
After that, the
この導電膜105としては、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、若しくは化合物材料を単層または積層したものを用いてもよい。本実施の形態では、導電膜としてタングステン(W)又はモリブデン(Mo)を用いる。
As the
次に、導電膜上にレジストマスクを形成し、導電膜を用いてソース電極又はドレイン電極106を形成する(図2(A))。さらにソース電極又はドレイン電極106をマスクとして、島状領域113をエッチングする。本実施の形態では、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いてウェットエッチングする。ただし、島状非晶質半導体膜111が完全に無くならないように、エッチング時間を調整する。勿論、ドライエッチングを用いてエッチングしても構わない。
Next, a resist mask is formed over the conductive film, and the source or
ソース電極又はドレイン電極106は、配線と一体形成してもよいし、ソース電極又はドレイン電極106と配線を別々に形成して電気的に接続させてもよい。
The source or
これにより島状半導体膜112のうちソース電極又はドレイン電極106に覆われていない領域は全て除去され、ソース領域又はドレイン領域107が形成される。また島状非晶質半導体膜111の膜厚が減少し、ソース電極又はドレイン電極106に覆われていない領域114が露出する(図2(B))。
As a result, the entire region of the island-shaped
次に、島状非晶質半導体膜111の露出した領域114の表面上に薄い酸化膜を形成する。前記酸化膜は後の工程で塗布される触媒元素を含む溶液が、領域114に均一に塗布されるために形成される。
Next, a thin oxide film is formed on the surface of the exposed
この薄い酸化膜は、オゾンを水に溶解した状態の水(オゾン水)による酸化処理、酸化雰囲気での熱処理またはUV光の照射等により形成する。本実施の形態では、オゾン水を塗布することにより薄い酸化膜を形成する。 This thin oxide film is formed by oxidation treatment with water (ozone water) in which ozone is dissolved in water, heat treatment in an oxidation atmosphere, or irradiation with UV light. In this embodiment, a thin oxide film is formed by applying ozone water.
次いで、領域114半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入する。導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法がある(図2(C))。
Next, a catalyst element that promotes crystallization of the
触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた一つの元素、又は複数の元素を用いることができる。 Catalyst elements include nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). One selected element or a plurality of elements can be used.
また、触媒元素導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法を用いることが可能である。本実施の形態では、触媒元素としてニッケル(Ni)を用い、ニッケル酢酸溶液をスピンコート法で領域114の表面に塗布する。
As a method for introducing the catalytic element, a method in which the catalytic element is dispersed in a solution and introduced by a spin coating method, or a method in which the catalytic element is introduced by plasma treatment using an electrode containing the catalytic element is used. Is possible. In this embodiment mode, nickel (Ni) is used as a catalyst element, and a nickel acetic acid solution is applied to the surface of the
次に窒素雰囲気中において、450〜500℃の温度で1時間保持することにより、島状非晶質半導体膜111中の水素を離脱させる。これは、島状非晶質半導体膜111中に不対結合手を意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのしきい値エネルギーを下げるためである。
Next, hydrogen in the island-shaped
そして窒素雰囲気中において、550〜600℃、4〜8時間の加熱処理を施すことにより、島状非晶質半導体膜111を結晶化させる。この触媒元素により、島状非晶質半導体膜111の結晶化の温度を550〜600℃という比較的低温とすることができる。
Then, the island-shaped
この加熱処理により、触媒元素が導入された領域から、基板と平行に結晶化が進む。また触媒元素は添加された領域から結晶化と共に移動し、ソース領域又はドレイン領域107にゲッタリングされる。これにより、触媒元素が減少した結晶性半導体膜109を得ることができる(図2(D))。
By this heat treatment, crystallization proceeds in parallel with the substrate from the region where the catalyst element is introduced. Further, the catalytic element moves with crystallization from the added region and is gettered to the source region or the
15族から選ばれた元素、例えばリンは半導体膜中550〜600℃の環境下ではほとんど動かないので、加熱処理により結晶性半導体膜109中に、15族から選ばれた元素と触媒元素が実質的に存在しない領域(チャネル形成領域)108と、15族から選ばれた元素と触媒元素が共存する領域とを形成することができる(図2(E))。
An element selected from Group 15 such as phosphorus hardly moves in an environment of 550 to 600 ° C. in the semiconductor film, so that the element selected from Group 15 and the catalytic element are substantially contained in
さらに、リンは、そのままNチャネル型TFTのドーパントとして機能する。本実施の形態においては、触媒元素がソース領域又はドレイン領域に残ってはいるが、素子の特性にはほとんど影響しないことが判っている。ソース領域又はドレイン領域に触媒元素が偏析して該領域の抵抗を下げることは都合がよい。 Further, phosphorus functions as a dopant for the N-channel TFT as it is. In the present embodiment, it has been found that although the catalytic element remains in the source region or the drain region, it hardly affects the element characteristics. It is convenient for the catalytic element to segregate in the source region or the drain region to reduce the resistance of the region.
本実施の形態ではNチャネル型TFTが作製されたが、Pチャネル型TFTを作製するのであれば、15族から選ばれた元素が導入された半導体膜104に13族から選ばれた元素を導入すればよい。
In this embodiment mode, an N-channel TFT is manufactured. However, if a P-channel TFT is manufactured, an element selected from Group 13 is introduced into the
13族から選ばれた元素としては、ボロン(B)またはガリウム(Ga)を用いることができる。 As an element selected from Group 13, boron (B) or gallium (Ga) can be used.
またこの加熱処理により、ソース領域又はドレイン領域107に含まれる、15族又は13族から選ばれた元素を活性化することができる。
Further, by this heat treatment, an element selected from Group 15 or Group 13 included in the source region or drain
以上から、ソース領域又はドレイン領域107及びチャネル形成領域108を有する逆スタガ型TFTを形成することができる。
From the above, an inverted staggered TFT having the source or drain
このように、従来では結晶化のための加熱処理とゲッタリングのための加熱処理を別々に行わなければならなかったのが、本発明により一度に行うことが可能になる。 As described above, according to the present invention, conventionally, the heat treatment for crystallization and the heat treatment for gettering had to be performed separately.
本実施例を図7(A)〜図7(C)、図8(A)〜図8(D)及び図9(A)〜図9(C)を用いて説明する。 This embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 7C, FIGS. 8A to 8D, and FIGS. 9A to 9C.
まず図7(A)に示すように、基板500上にゲート電極501〜503を成膜する。基板500には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、PET、PES、PENに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。
First, as shown in FIG. 7A,
ゲート電極501〜503は、導電膜を単層または2層以上積層させた構造を用いて形成する。導電膜を2層以上積層させている場合は、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、若しくは化合物材料を積層させてゲート電極501〜503を形成してもよい。また、リン(P)等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてゲート電極を形成してもよい。
The
本実施例では、ゲート電極501〜503は以下のようにして形成される。まず第1の導電膜として、例えば窒化タンタル(TaN)膜を10〜50nm、例えば30nmの膜厚で形成する。そして第1の導電膜上に第2の導電膜として、例えばタングステン(W)膜を200〜400nm、例えば370nmの膜厚で形成し、第1の導電膜及び第2の導電膜の積層膜を形成する。
In this embodiment, the
次に第1の導電膜及び第2の導電膜をエッチングし、ゲート電極501〜503を形成する。
Next, the first conductive film and the second conductive film are etched to form
次にゲート電極501〜503上にゲート絶縁膜504を成膜する。ゲート絶縁膜504には、例えば窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素などの絶縁膜単層や、酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素などの絶縁膜を複数積層した積層膜を用いることが可能である。また成膜方法は、プラズマCVD法、スパッタ法などを用いることができる。本実施例では、プラズマCVD法にて窒素を含む酸化珪素膜を10nm〜400nm、例えば50nmの膜厚で成膜する。
Next, a
またゲート絶縁膜504は、基板500中に含まれるNaなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、後の工程で作製される半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐ働きもある。
The
次にゲート絶縁膜504上に非晶質半導体膜505を形成する。非晶質半導体膜505の膜厚は100nm〜200nmとする。なお半導体はシリコン(Si)だけではなくシリコンゲルマニウム(SiGe)も用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。
Next, an
非晶質半導体膜505上に、15族から選ばれた元素が導入された半導体膜506を50nm〜100nmの膜厚で形成する。この15族から選ばれた元素が導入された半導体膜506は、後の行程でソース領域及びドレイン領域となるだけでなく、結晶化のための触媒元素のゲッタリング領域となる。本実施例では半導体膜506として、リン(P)を1×1019cm-3〜8×1019cm-3の濃度で含み、プラズマCVD法にて成膜されたアモルファスシリコン膜を用いる。
A
次に、半導体膜506の、後にPチャネル型TFT521となる領域以外をマスク507により覆って、13族から選ばれた元素を導入する(図7(B))。本実施例では、13族から選ばれた元素としてボロン(B)を用い、半導体膜506中の濃度が1×1019cm-3〜5×1021cm-3となるように、イオン注入法またはイオンドーピング法にて導入し、P型不純物領域508を形成する(図7(C))。
Next, the
次に、図8(A)に示すように非晶質半導体膜505及び半導体膜506を用いて、島状非晶質半導体膜550及び島状半導体膜553を含む島状領域556、島状非晶質半導体膜551及び島状半導体膜554を含む島状領域557、島状非晶質半導体膜552及び島状半導体膜555を含む島状領域558を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 8A, an island-shaped
次いで島状領域556〜558を覆って、導電膜509を形成する(図8(B))。この導電膜509としては、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、若しくは化合物材料を積層したものを用いてもよい。
Next, a
次に導電膜509を用いて電極510〜514を形成する。電極510〜514はそれぞれTFTのソース領域又はドレイン領域に接続されており、特に電極511はNチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域とPチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域を接続している(図8(C))。
Next,
次に、電極510〜514をマスクとして、15族から選ばれた元素が導入された島状半導体膜553〜555及び島状非晶質半導体膜550〜552をエッチングする。本実施例では、ドライエッチング法にて、エッチングガスとしてCF4及びO2を用いてエッチングする。ただし、島状非晶質半導体膜550〜552が完全に無くならないように、エッチング時間を調整する。勿論、ウェットエッチングを用いてエッチングしても構わない(図8(D))。
Next, using the
次いで、エッチングにより露出した、島状非晶質半導体膜550〜552の電極510〜514に覆われていない領域560〜562に、触媒元素を導入する(図9(A))。
Next, a catalytic element is introduced into the
触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた一つの元素、又は複数の元素を用いることができる。 Catalyst elements include nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). One selected element or a plurality of elements can be used.
また、触媒元素導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法を用いることが可能である。本実施の形態では、触媒元素としてニッケル(Ni)を用い、ニッケル酢酸溶液をスピンコート法で非晶質半導体膜505の電極510〜514に覆われていない領域に塗布する。
As a method for introducing the catalytic element, a method in which the catalytic element is dispersed in a solution and introduced by a spin coating method, or a method in which the catalytic element is introduced by plasma treatment using an electrode containing the catalytic element is used. Is possible. In this embodiment mode, nickel (Ni) is used as a catalytic element, and a nickel acetic acid solution is applied to a region of the
なお、触媒元素を含む溶液を用いて触媒元素を導入する場合、触媒元素を領域560〜562に導入する前に、領域560〜562の表面上に薄い酸化膜を形成することにより、島状非晶質半導体膜550〜552に対する触媒元素を含む溶液の濡れ性を改善することができる。本実施例では、この薄い酸化膜はUV照射によって形成される。
Note that in the case where the catalyst element is introduced using a solution containing the catalyst element, before the catalyst element is introduced into the
次に窒素雰囲気中において、450〜500℃の温度で1時間保持することにより、島状非晶質半導体膜550〜552中の水素を離脱させる。これは、島状非晶質半導体膜550〜552中に不対結合手を意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのしきい値エネルギーを下げるためである。
Next, hydrogen in the island-shaped
そして窒素雰囲気中において、550〜600℃、4〜8時間の加熱処理を施すことにより島状非晶質半導体膜550〜552を結晶化させ、島状結晶性半導体膜520〜522を形成する。この加熱処理により結晶化と同時に触媒元素は添加された領域から結晶化と共に移動し、ソース領域又はドレイン領域524、527、530にゲッタリングされる。これにより、触媒元素が減少した島状結晶性半導体膜520〜522を得ることができる(図9(B))。
Then, by performing heat treatment at 550 to 600 ° C. for 4 to 8 hours in a nitrogen atmosphere, the island-shaped
またこの加熱工程により、ソース領域又はドレイン領域524、527、530に含まれる15族及び13族から選ばれた元素を活性化することができる。
Further, by this heating step, an element selected from Group 15 and Group 13 included in the source region or drain
以上から、逆スタガ型のNチャネル型TFT540、Pチャネル型TFT541、Nチャネル型TFT542が形成される。またNチャネル型TFT540及びPチャネル型TFT541はCMOS回路543を形成する。
From the above, an inverted staggered N-
Nチャネル型TFT540は、チャネル形成領域525、ソース領域又はドレイン領域524、真性領域523を有している。またPチャネル型TFT541は、チャネル形成領域528、ソース領域又はドレイン領域527、真性領域526を有している。またNチャネル型TFT542は、チャネル形成領域531、ソース領域又はドレイン領域530、真性領域529を有している(図9(C))。
The N-
また、本実施例に示す工程によりPチャネル型TFTのみを作製することが可能である。すなわち、図7(B)〜図7(C)に示すとおり、15族から選ばれた元素を含む非晶質半導体膜に、13族から選ばれた元素を導入することによって、P型不純物領域を形成することができる。その後、図8(A)〜図8(D)及び図9(A)〜図9(C)に示す工程を用いればPチャネル型TFTを単独で作製することができる。 In addition, only a P-channel TFT can be manufactured by the process shown in this embodiment. That is, as shown in FIGS. 7B to 7C, by introducing an element selected from Group 13 into an amorphous semiconductor film containing an element selected from Group 15, a P-type impurity region is obtained. Can be formed. Thereafter, by using the steps shown in FIGS. 8A to 8D and FIGS. 9A to 9C, a P-channel TFT can be manufactured independently.
また、本実施例は、必要であれば実施の形態のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。 In addition, this embodiment can be freely combined with any description of the embodiment mode if necessary.
本実施例では、触媒元素をより選択的に添加する例を、図5(A)〜図5(D)、図6(A)〜図6(B)を用いて説明する。 In this embodiment, an example in which a catalytic element is added more selectively will be described with reference to FIGS. 5A to 5D and FIGS. 6A to 6B.
まず実施の形態に記載の工程に基づいて、図2(B)に示す島状領域113のエッチングまでを行う。なお、実施の形態と同じものは同じ符号で表す(図5(A)。
First, based on the steps described in the embodiment, the etching up to the island-shaped
次に、ソース電極又はドレイン電極106及び島状非晶質半導体膜111の露出した領域114を覆ってマスク201を形成する。マスク201としては、後の工程で加熱処理を行うので、耐熱性の材料を用いればよい。例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素を用いる。本実施例では、マスク201として酸化珪素を用いる。またマスク201にはエッチングにより、領域114上に触媒元素導入のための窓200を設ける。
Next, a
次いで、窓200に半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入する。導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法がある(図5(C))。
Next, a catalytic element that promotes crystallization of the semiconductor film is introduced into the
触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた一つの元素、又は複数の元素を用いることができる。 Catalyst elements include nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). One selected element or a plurality of elements can be used.
本実施例では、触媒元素としてニッケル(Ni)を用い、ニッケル酢酸溶液をスピンコート法で窓200を介して島状非晶質半導体膜111表面に塗布する。
In this embodiment, nickel (Ni) is used as a catalytic element, and a nickel acetic acid solution is applied to the surface of the island-shaped
触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法で導入する場合、この触媒元素導入の前に、島状非晶質半導体膜111の窓200により露出した領域の表面上に薄い酸化膜を形成して島状非晶質半導体膜111に対する溶液への濡れ性を改善することが好ましい。この薄い酸化膜は、オゾンを水に溶解した状態の水(オゾン水)による酸化処理、酸化雰囲気での熱処理またはUV光の照射等により形成する。本実施例では、オゾン水を塗布することにより薄い酸化膜を形成する。
When the catalyst element is dispersed in a solution and introduced by spin coating, a thin oxide film is formed on the surface of the region exposed by the
次に窒素雰囲気中において、450〜500℃の温度で1時間保持することにより、島状非晶質半導体膜111中の水素を離脱させる。これは、島状非晶質半導体膜111中に不対結合手を意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのしきい値エネルギーを下げるためである。
Next, hydrogen in the island-shaped
そして窒素雰囲気中において、550〜600℃、4〜8時間の加熱処理を施すことにより、島状非晶質半導体膜111を結晶化させる。この触媒元素により、島状非晶質半導体膜111の結晶化の温度を550〜600℃という比較的低温とすることができる。
Then, the island-shaped
この加熱処理により、触媒元素が導入された領域から、基板と平行に結晶化が進む。また触媒元素は添加された領域から結晶化と共に移動し、ソース領域又はドレイン領域203にゲッタリングされる(図5(D))。これにより、触媒元素が減少した結晶性半導体膜202を得ることができる(図6(A))。
By this heat treatment, crystallization proceeds in parallel with the substrate from the region where the catalyst element is introduced. Further, the catalytic element moves from the added region with crystallization and is gettered to the source region or the drain region 203 (FIG. 5D). Thus, a
またこの加熱工程により、ソース領域又はドレイン領域203に含まれる15族又は13族から選ばれた元素を活性化することができる。
Further, by this heating step, an element selected from Group 15 or Group 13 included in the source region or drain
次に水素雰囲気中で、350〜450℃、好ましくは410〜420℃にて加熱する。これにより結晶性半導体膜202を水素化することができる。すなわち、結晶性半導体膜202中に存在するダングリングボンドを終端化させることができる。
Next, it heats at 350-450 degreeC in a hydrogen atmosphere, Preferably it is 410-420 degreeC. Accordingly, the
また水素雰囲気中で加熱する代わりに、マスク201上に新たに窒化珪素膜又は酸素を含む窒化珪素膜を形成し、350〜450℃、好ましくは410〜420℃にて加熱することによっても、結晶性半導体膜202を水素化することができる。
Further, instead of heating in a hydrogen atmosphere, a new silicon nitride film or a silicon nitride film containing oxygen is formed on the
本実施例により、チャネル形成領域204、ソース領域又はドレイン領域203を有する逆スタガ型TFTを作製することができる(図6(B))。
According to this embodiment, an inverted staggered TFT having a
本実施例では、領域114上に更にマスク201を用いて触媒元素導入の窓200を形成することによって、より選択的に触媒元素を島状非晶質半導体膜111に導入することができる。そのため導入された領域が小さいので結晶性半導体膜202の横成長領域を増大させることができ、また導入する触媒元素の量を少なくすることができる。
In this embodiment, the catalytic
また、本実施例は、必要であれば実施の形態及び実施例1のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。
Further, this embodiment can be freely combined with any description in Embodiment Mode and
例えば、本実施例を実施例1に応用した場合、図9(C)に示す構造と同様のTFT及びCMOS回路を得ることができる。
For example, when this embodiment is applied to
すなわち、基板500上にNチャネル型TFT540、Pチャネル型TFT541、Nチャネル型TFT542が形成される。またNチャネル型TFT540及びPチャネル型TFT541はCMOS回路543を形成する。
That is, an N-
Nチャネル型TFT540は、ゲート電極501、ゲート絶縁膜504、チャネル形成領域525、ソース領域又はドレイン領域524、真性領域523を有している。またPチャネル型TFT541は、ゲート電極502、ゲート絶縁膜504、チャネル形成領域528、ソース領域又はドレイン領域527、真性領域526を有している。またNチャネル型TFT542は、ゲート電極503、ゲート絶縁膜504、チャネル形成領域531、ソース領域又はドレイン領域530、真性領域529を有している。
The N-
また、Nチャネル型TFT540のソース領域又はドレイン領域524には電極510及び511が接続され、Pチャネル型TFT541のソース領域又はドレイン領域527には電極511及び512が接続され、Nチャネル型TFT542のソース領域又はドレイン領域530には電極513及び514が接続されている。
Further,
なお、電極510〜514は配線と一体形成してもよいし、電極と配線を別々に形成して電気的に接続させてもよい。
Note that the
本実施例では、ソース電極又はドレイン電極に接続する配線を低融点導電材料を用いて形成する例を、図10(A)〜図10(D)及び図11(A)〜図11(C)を用いて説明する。 In this embodiment, an example in which a wiring connected to a source electrode or a drain electrode is formed using a low-melting-point conductive material is shown in FIGS. 10A to 10D and FIGS. 11A to 11C. Will be described.
まず実施の形態に記載の工程に基づいて、図1(D)に示す導電膜105の形成までを行う。なお、実施の形態と同じものは同じ符号で表す(図10(A))。
First, formation of the
次に、導電膜105上にレジストマスクを形成し、導電膜105を用いてソース電極又はドレイン電極301を形成する。ただし後の工程でソース電極又はドレイン電極301とは別に配線を形成するので、この工程ではソース電極又はドレイン電極301のみが形成される(図10(B))。
Next, a resist mask is formed over the
次いでソース電極又はドレイン電極301をマスクとして、島状領域113をエッチングする。エッチングの方法は実施の形態で述べられたものと同様の方法を用いればよい。これにより島状非晶質半導体膜111のソース電極又はドレイン電極301によって覆われていない領域302が露出する(図10(C))。
Next, the island-shaped
次に、露出した領域302に触媒元素を導入する。触媒元素及びその導入方法は実施の形態に記載されたものと同様である(図10(D))。
Next, a catalytic element is introduced into the exposed
次に窒素雰囲気中において、450〜500℃の温度で1時間保持することにより、島状非晶質半導体膜111中の水素を離脱させる。これは、島状非晶質半導体膜111中に不対結合手を意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのしきい値エネルギーを下げるためである。
Next, hydrogen in the island-shaped
そして窒素雰囲気中において、550〜600℃、4〜8時間の加熱処理を施すことにより、島状非晶質半導体膜111を結晶化させる。
Then, the island-shaped
この加熱処理により、触媒元素が導入された領域から、基板と平行に結晶化が進む。また触媒元素は添加された領域から結晶化と共に移動し、ソース領域又はドレイン領域303にゲッタリングされる(図11(A))。これにより、触媒元素の減少した結晶性半導体膜305が得られる(図11(B))。
By this heat treatment, crystallization proceeds in parallel with the substrate from the region where the catalyst element is introduced. Further, the catalyst element moves from the added region with crystallization and is gettered to the source or drain region 303 (FIG. 11A). Thus, a
またこの加熱工程により、ソース領域又はドレイン領域303に含まれる15族又は13族から選ばれた元素を活性化することができる。
Further, by this heating step, an element selected from Group 15 or Group 13 contained in the source region or drain
結晶性半導体膜305が得られたら、ソース電極又はドレイン電極301に接続された配線306を形成する(図11(C))。
After the
配線306は加熱工程を行った後形成されるので、配線306として低融点導電材料、例えばアルミニウム(Al)、銀(Ag)等を用いることができる。また配線306はスパッタ法や液滴吐出法(インクジェット)やCVD法を用いることが可能である。特に液滴吐出法で配線306を形成すると、フォトマスクを用いる必要がないので工程が短縮できる。
Since the
以上によりチャネル形成領域304、ソース領域又はドレイン領域303を有する逆スタガTFTを形成する。
Through the above steps, an inverted staggered TFT having a
また、本実施例は、必要であれば実施の形態及び実施例1のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。
Further, this embodiment can be freely combined with any description in Embodiment Mode and
例えば、本実施例を実施例1に応用した場合、図25に示すTFT及びCMOS回路を得ることができる。
For example, when this embodiment is applied to
すなわち、基板900上にNチャネル型TFT941、Pチャネル型TFT942、Nチャネル型TFT943が形成される。またNチャネル型TFT941及びPチャネル型TF942はCMOS回路944を形成する。
That is, an N-
Nチャネル型TFT941は、ゲート電極911、ゲート絶縁膜901、チャネル形成領域920、真性領域918を含む島状結晶性半導体膜915、ソース領域又はドレイン領域919を有している。またPチャネル型TFT942は、ゲート電極912、ゲート絶縁膜901、チャネル形成領域923、真性領域921を含む島状結晶性半導体膜916、ソース領域又はドレイン領域922を有している。またNチャネル型TFT943は、ゲート電極913、ゲート絶縁膜901、チャネル形成領域926、真性領域924を含む島状結晶性半導体膜917、ソース領域又はドレイン領域925を有している。
The N-
また、Nチャネル型TFT941のソース領域又はドレイン領域919には電極931及び932が接続され、Pチャネル型TFT942のソース領域又はドレイン領域922には電極933及び934が接続され、Nチャネル型TFT943のソース領域又はドレイン領域925には電極935及び936が接続されている。
Further,
さらに電極931には低融点導電材料により形成された配線951、電極932及び933には配線952、電極934には配線953、電極935には配線954、電極936には配線955が電気的に接続されている。
Further, a
本実施例では、ソース電極又はドレイン電極に接続する配線を低融点導電材料を用いて形成する別の例を、図12(A)〜図12(D)及び図13(A)〜図13(B)を用いて説明する。 In this embodiment, another example in which a wiring connected to a source electrode or a drain electrode is formed using a low melting point conductive material is described with reference to FIGS. 12A to 12D and FIGS. A description will be given using B).
まず実施の形態及び実施例3に記載の工程に基づいて、図10(C)に示す島状非晶質半導体膜111及び島状半導体膜112のエッチングまでを行う。なお、実施の形態及び実施例3と同じものは同じ符号で表す(図12(A))。
First, based on the steps described in Embodiment Mode and Example 3, the etching up to the island-shaped
次に、ソース電極又はドレイン電極106及び島状非晶質半導体膜111の露出した領域302を覆ってマスク401を形成する。マスク401としては、後の工程で加熱処理を行うので、耐熱性の材料を用いればよい。例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素を用いればよい。本実施例では、マスク401として酸化珪素を用いる。またマスク401にはエッチングにより、領域302上に触媒元素導入のための窓400を設ける。
Next, a
次いで、窓400に半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入する。導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法がある(図12(C))。
Next, a catalyst element that promotes crystallization of the semiconductor film is introduced into the
触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた一つの元素、又は複数の元素を用いることができる。 Catalyst elements include nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). One selected element or a plurality of elements can be used.
また、触媒元素導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法を用いることが可能である。本実施例では、触媒元素としてニッケル(Ni)を用い、ニッケル酢酸溶液をスピンコート法で窓400を介して島状非晶質半導体膜111表面に塗布する。
As a method for introducing the catalytic element, a method in which the catalytic element is dispersed in a solution and introduced by a spin coating method, or a method in which the catalytic element is introduced by plasma treatment using an electrode containing the catalytic element is used. Is possible. In this embodiment, nickel (Ni) is used as a catalyst element, and a nickel acetic acid solution is applied to the surface of the island-shaped
触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法で導入する場合、この触媒元素導入の前に、島状非晶質半導体膜111の窓400により露出した領域の表面上に薄い酸化膜を形成して島状非晶質半導体膜111に対する溶液への濡れ性を改善することが好ましい。この薄い酸化膜は、オゾンを水に溶解した状態の水(オゾン水)による酸化処理、酸化雰囲気での熱処理またはUV光の照射等により形成する。本実施例では、オゾン水を塗布することにより薄い酸化膜を形成する。
When the catalyst element is dispersed in a solution and introduced by spin coating, a thin oxide film is formed on the surface of the region exposed by the
次に窒素雰囲気中において、450〜500℃の温度で1時間保持することにより、島状非晶質半導体膜111中の水素を離脱させる。これは、島状非晶質半導体膜111中に不対結合手を意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのしきい値エネルギーを下げるためである。
Next, hydrogen in the island-shaped
そして窒素雰囲気中において、550〜600℃、4〜8時間の加熱処理を施すことにより、島状非晶質半導体膜111を結晶化させる。この触媒元素により、島状非晶質半導体膜111の結晶化の温度を550〜600℃という比較的低温とすることができる。
Then, the island-shaped
この加熱処理により、触媒元素が導入された領域から、基板と平行に結晶化が進む。また触媒元素は添加された領域から結晶化と共に移動し、ソース領域又はドレイン領域403にゲッタリングされる(図12(D))。これにより、触媒元素が減少した結晶性半導体膜402を得ることができる(図13(A))。
By this heat treatment, crystallization proceeds in parallel with the substrate from the region where the catalyst element is introduced. Further, the catalytic element moves from the added region with crystallization and is gettered to the source region or the drain region 403 (FIG. 12D). Thus, a
またこの加熱工程により、ソース領域又はドレイン領域403に含まれる15族又は13族から選ばれた元素を活性化することができる。
Further, by this heating step, an element selected from Group 15 or Group 13 included in the source region or drain
次に水素雰囲気中で、350〜450℃、好ましくは410〜420℃にて加熱する。これにより結晶性半導体膜402を水素化することができる。すなわち、結晶性半導体膜402中に存在するダングリングボンドを終端化させることができる。
Next, it heats at 350-450 degreeC in a hydrogen atmosphere, Preferably it is 410-420 degreeC. Accordingly, the
また水素雰囲気中で加熱する代わりに、マスク401上に新たに窒化珪素膜又は酸素を含む窒化珪素膜を形成し、350〜450℃、好ましくは410〜420℃にて加熱することによっても、結晶性半導体膜402を水素化することができる
Further, instead of heating in a hydrogen atmosphere, a new silicon nitride film or a silicon nitride film containing oxygen is formed over the
結晶性半導体膜402が得られたら、ソース電極又はドレイン電極301に接続された配線405を形成する(図13(B))。
After the
配線405は加熱工程を行った後形成されるので、配線405として低融点導電材料、例えばアルミニウム(Al)、銀(Ag)等を用いることができる。また配線405はスパッタ法や液滴吐出法(インクジェット)やCVD法を用いることが可能である。特に液滴吐出法で配線405を形成すると、フォトマスクを用いる必要がないので工程が短縮できる。
Since the
以上によりチャネル形成領域404、ソース領域又はドレイン領域403を有する逆スタガTFTを形成する。
Through the above steps, an inverted staggered TFT having a
また、本実施例は、必要であれば実施の形態及び実施例1のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。
Further, this embodiment can be freely combined with any description in Embodiment Mode and
例えば、本実施例を実施例1に応用した場合、図25に示すTFT及びCMOS回路を得ることができる。
For example, when this embodiment is applied to
すなわち、基板900上にNチャネル型TFT941、Pチャネル型TFT942、Nチャネル型TFT943が形成される。またNチャネル型TFT941及びPチャネル型TFT942はCMOS回路944を形成する。
That is, an N-
Nチャネル型TFT941は、ゲート電極911、ゲート絶縁膜901、チャネル形成領域920、真性領域918を含む島状結晶性半導体膜915、ソース領域又はドレイン領域919を有している。またPチャネル型TFT942は、ゲート電極912、ゲート絶縁膜901、チャネル形成領域923、真性領域921を含む島状結晶性半導体膜916、ソース領域又はドレイン領域922を有している。またNチャネル型TFT943は、ゲート電極913、ゲート絶縁膜901、チャネル形成領域926、真性領域924を含む島状結晶性半導体膜917、ソース領域又はドレイン領域925を有している。
The N-
また、Nチャネル型TFT941のソース領域又はドレイン領域919には電極931及び932が接続され、Pチャネル型TFT942のソース領域又はドレイン領域922には電極933及び934が接続され、Nチャネル型TFT943のソース領域又はドレイン領域925には電極935及び936が接続されている。
Further,
さらに電極931には低融点導電材料により形成された配線951、電極932及び933には配線952、電極934には配線953、電極935には配線954、電極936には配線955が電気的に接続されている。
Further, a
本実施例では、実施例1〜実施例4と異なる作製工程で逆スタガTFTを形成する例を、図14(A)〜図14(C)及び図15(A)〜図15(D)、図16(A)〜図16(C)を用いて説明する。
In this embodiment, an example in which an inverted stagger TFT is formed by a manufacturing process different from those in
まず実施の形態に記載の工程に基づいて、図1(C)に示す島状非晶質半導体膜111及び島状半導体膜112を有する島状領域113の形成までを行う。なお、実施の形態と同じものは同じ符号で表す(図14(A))。
First, based on the steps described in Embodiment Modes, formation up to the island-shaped
次に、島状領域113上にフォトマスクを用いて選択的にレジスト601を形成し(図14(B))、更にレジスト601をマスクとして、島状領域113をエッチングする。
Next, a resist 601 is selectively formed over the island-shaped
これにより島状半導体膜112のうちレジスト601に覆われていない領域は全て除去される。また島状非晶質半導体膜111の膜厚が減少し、レジスト601に覆われていない領域602が露出する(図14(C))。
As a result, all regions of the island-shaped
次に、ゲート絶縁膜102、ソース領域又はドレイン領域、露出した領域602を覆ってマスク604を形成する。マスク604としては、後の工程で加熱処理を行うので、耐熱性の材料を用いればよい。例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素を用いる。本実施例では、マスク604として酸化珪素を用いる。またマスク604にはエッチングにより、領域114上に触媒元素導入のための窓603を設ける(図15(A))。
Next, a
次いで、窓603に半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入する。導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法がある(図15(B))。
Next, a catalyst element that promotes crystallization of the semiconductor film is introduced into the
触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた一つの元素、又は複数の元素を用いることができる。 Catalyst elements include nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). One selected element or a plurality of elements can be used.
また、触媒元素導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法を用いることが可能である。本実施例では、触媒元素としてニッケル(Ni)を用い、ニッケル酢酸溶液をスピンコート法で窓603を介して島状非晶質半導体膜111表面に塗布する。
As a method for introducing the catalytic element, a method in which the catalytic element is dispersed in a solution and introduced by a spin coating method, or a method in which the catalytic element is introduced by plasma treatment using an electrode containing the catalytic element is used. Is possible. In this embodiment, nickel (Ni) is used as a catalyst element, and a nickel acetic acid solution is applied to the surface of the island-shaped
触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法で導入する場合、この触媒元素導入の前に、島状非晶質半導体膜111の窓603により露出した領域の表面上に薄い酸化膜を形成して島状非晶質半導体膜111に対する溶液への濡れ性を改善することが好ましい。この薄い酸化膜は、オゾンを水に溶解した状態の水(オゾン水)による酸化処理、酸化雰囲気での熱処理またはUV光の照射等により形成する。本実施例では、UV光の照射により薄い酸化膜を形成する。
When the catalyst element is dispersed in a solution and introduced by spin coating, a thin oxide film is formed on the surface of the region exposed by the
次に窒素雰囲気中において、450〜500℃の温度で1時間保持することにより、島状非晶質半導体膜111中の水素を離脱させる。これは、島状非晶質半導体膜111中に不対結合手を意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのしきい値エネルギーを下げるためである。
Next, hydrogen in the island-shaped
そして窒素雰囲気中において、550〜600℃、4〜8時間の加熱処理を施すことにより、島状非晶質半導体膜111を結晶化させる。この触媒元素により、島状非晶質半導体膜111の結晶化の温度を550〜600℃という比較的低温とすることができる。
Then, the island-shaped
この加熱処理により、触媒元素が導入された領域から、基板と平行に結晶化が進む。また触媒元素は添加された領域から結晶化と共に移動し、ソース領域又はドレイン領域608にゲッタリングされる(図15(C))。これにより、触媒元素が減少した結晶性半導体膜605を得ることができる(図15(D))。
By this heat treatment, crystallization proceeds in parallel with the substrate from the region where the catalyst element is introduced. Further, the catalyst element moves from the added region with crystallization and is gettered to the source region or the drain region 608 (FIG. 15C). Thus, a
またこの加熱工程により、ソース領域又はドレイン領域608に含まれる15族又は13族から選ばれた元素を活性化することができる。
Further, by this heating step, an element selected from Group 15 or Group 13 included in the source region or drain
次に水素雰囲気中で、350〜450℃、好ましくは410〜420℃にて加熱する。これにより結晶性半導体膜605を水素化することができる。すなわち、結晶性半導体膜605中に存在するダングリングボンドを終端化させることができる。
Next, it heats at 350-450 degreeC in a hydrogen atmosphere, Preferably it is 410-420 degreeC. Accordingly, the
また水素雰囲気中で加熱する代わりに、マスク604上に新たに窒化珪素膜又は酸素を含む窒化珪素膜を形成し、350〜450℃、好ましくは410〜420℃にて加熱することによっても、結晶性半導体膜605を水素化することができる
Further, instead of heating in a hydrogen atmosphere, a new silicon nitride film or a silicon nitride film containing oxygen is formed over the
次にゲート絶縁膜102、結晶性半導体膜605、マスク604上に層間絶縁膜606を形成する。
Next, an
層間絶縁膜606としては、プラズマCVD法またはスパッタ法を用いて、シリコンを含む絶縁膜、例えば酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、またはその積層膜で形成してもよい。勿論、層間絶縁膜606は窒素を含む酸化珪素膜や窒化珪素膜、またはその積層膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
The
また層間絶縁膜606としては、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、シロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いてもよい。
As the
シロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられるものである。また置換基として、フルオロ基を用いてもよい。さらに置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Siloxane has a skeletal structure with a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or aromatic hydrocarbon) is used as a substituent. Further, a fluoro group may be used as a substituent. Further, as a substituent, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used.
次いで層間絶縁膜606にコンタクトホールを形成して、層間絶縁膜606上に導電膜を成膜し、それを用いてソース領域又はドレイン領域608と電気的に接続するソース電極又はドレイン電極607を形成する。これにより、チャネル形成領域609、ソース領域又はドレイン領域608を有する逆スタガ型TFTが作製される(図16(A))。
Next, a contact hole is formed in the
また、層間絶縁膜を形成する前に、マスク604をエッチングにより除去してもよい。この場合工程が1つ増えるが、非晶質半導体膜と未反応の触媒元素がTFTに残らないので、マスク604を除去した方がTFTの信頼性がより高くなる。
Further, the
マスク604を除去した場合は、炭素や酸素等の不純物がチャネル形成領域614及びソース領域又はドレイン領域613に混入されるを防ぐため、層間絶縁膜611はシリコンを含む絶縁膜等無機材料で形成するのがより好ましい。
When the
層間絶縁膜611を形成したら、コンタクトホールを形成し、次いで層間絶縁膜611上に導電膜を成膜し、それを用いてソース領域又はドレイン領域613と電気的に接続するソース電極又はドレイン電極612を形成する。これにより、チャネル形成領域614、ソース領域又はドレイン領域613を有する逆スタガ型TFTが作製される(図16(B))。
After the
また、マスク604を形成後、層間絶縁膜を形成せず、ソース領域又はドレイン領域622に接続する配線621を形成してもよい。
Alternatively, the
配線621としては、低融点導電材料、例えばアルミニウム(Al)、銀(Ag)等を用いることができる。また配線621はスパッタ法や液滴吐出法(インクジェット)やCVD法を用いることが可能である。特に液滴吐出法で配線621を形成すると、フォトマスクを用いる必要がないので工程が短縮できる。
As the
以上によりチャネル形成領域623、ソース領域又はドレイン領域622を有する逆スタガTFTを形成する(図16(C))。
Through the above steps, an inverted staggered TFT having a
また、本実施例は、必要であれば実施の形態及び実施例1のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。
Further, this embodiment can be freely combined with any description in Embodiment Mode and
例えば、本実施例の図16(A)に示す構造を実施例1に応用した場合、図26に示すTFT及びCMOS回路を得ることができる。
For example, when the structure shown in FIG. 16A of this embodiment is applied to
すなわち、基板1101上にNチャネル型TFT1151、Pチャネル型TFT1152、Nチャネル型TFT1153が形成される。またNチャネル型TFT1151及びPチャネル型TFT1152はCMOS回路1154を形成する。
That is, an N-
Nチャネル型TFT1151は、ゲート電極1111、ゲート絶縁膜1102、チャネル形成領域1120、真性領域1118を含む島状結晶性半導体膜1115、ソース領域又はドレイン領域1119を有している。またPチャネル型TFT1152は、ゲート電極1112、ゲート絶縁膜1102、チャネル形成領域1123、真性領域1121を含む島状結晶性半導体膜1116、ソース領域又はドレイン領域1122を有している。またNチャネル型TFT1153は、ゲート電極1113、ゲート絶縁膜1102、チャネル形成領域1126、真性領域1124を含む島状結晶性半導体膜1117、ソース領域又はドレイン領域1125を有している。
The N-
TFT1151〜1153上には、触媒元素のための窓1161〜1163(図15(A)の603に相当)を有したマスク1141(図15(A)の604に相当)が形成される。マスク1141上には、層間絶縁膜1142(図15(A)の606に相当)が形成され、さらに層間絶縁膜1142上には配線1131〜1135が形成される。
On the
Nチャネル型TFT1151のソース領域又はドレイン領域1119には配線1131及び1132が接続され、Pチャネル型TFT1152のソース領域又はドレイン領域1122には配線1132及び1133が接続され、Nチャネル型TFT1153のソース領域又はドレイン領域1125には配線1134及び1135が接続されている。
また、本実施例の図16(B)に示す構造を実施例1に応用した場合、図27に示すTFT及びCMOS回路を得ることができる。
In addition, when the structure shown in FIG. 16B of this embodiment is applied to
すなわち、基板1201上にNチャネル型TFT1251、Pチャネル型TFT1252、Nチャネル型TFT1253が形成される。またNチャネル型TFT1251及びPチャネル型TFT1252はCMOS回路1254を形成する。
That is, an N-
Nチャネル型TFT1251は、ゲート電極1211、ゲート絶縁膜1202、チャネル形成領域1220、真性領域1218を含む島状結晶性半導体膜1215、ソース領域又はドレイン領域1219を有している。またPチャネル型TFT1252は、ゲート電極1212、ゲート絶縁膜1202、チャネル形成領域1223、真性領域1221を含む島状結晶性半導体膜1216、ソース領域又はドレイン領域1222を有している。またNチャネル型TFT1253は、ゲート電極1213、ゲート絶縁膜1202、チャネル形成領域1226、真性領域1224を含む島状結晶性半導体膜1217、ソース領域又はドレイン領域1225を有している。
The N-
TFT1151〜1153上には、層間絶縁膜1241(図16(B)の611に相当)が形成され、さらに層間絶縁膜1241上には配線1231〜1235が形成される。
An interlayer insulating film 1241 (corresponding to 611 in FIG. 16B) is formed over the
Nチャネル型TFT1251のソース領域又はドレイン領域1219には配線1231及び1232が接続され、Pチャネル型TFT1252のソース領域又はドレイン領域1222には配線1232及び1233が接続され、Nチャネル型TFT1253のソース領域又はドレイン領域1225には配線1234及び1235が接続されている。
また、本実施例の図16(C)に示す構造を実施例1に応用した場合、図43に示すTFT及びCMOS回路を得ることができる。
Further, when the structure shown in FIG. 16C of this embodiment is applied to
すなわち、基板1900上にNチャネル型TFT1941、Pチャネル型TFT1942、Nチャネル型TFT1943が形成される。またNチャネル型TFT1941及びPチャネル型TFT1942はCMOS回路1944を形成する。
That is, an N-
Nチャネル型TFT1941は、ゲート電極1911、ゲート絶縁膜1901、チャネル形成領域1920、真性領域1918を含む島状結晶性半導体膜1915、ソース領域又はドレイン領域1919を有している。またPチャネル型TFT1942は、ゲート電極1912、ゲート絶縁膜1901、チャネル形成領域1923、真性領域1921を含む島状結晶性半導体膜1916、ソース領域又はドレイン領域1922を有している。またNチャネル型TFT1943は、ゲート電極1913、ゲート絶縁膜1901、チャネル形成領域1926、真性領域1924を含む島状結晶性半導体膜1917、ソース領域又はドレイン領域1925を有している。
The N-
また、Nチャネル型TFT1941のソース領域又はドレイン領域1919には低融点導電材料で形成された配線1931及び1932が接続され、Pチャネル型TFT1942のソース領域又はドレイン領域1922には配線1932及び1933が接続され、Nチャネル型TFT1943のソース領域又はドレイン領域1925には配線1934及び1935が接続されている。
In addition,
本実施例では、本発明を用いて液晶表示装置(Liquid Crystal Display(LCD))を作製する例を図17(A)〜図17(B)、図18、図19、図20(A)〜図20(D)、図21(A)〜図21(B)、図22〜図24、図44を用いて示す。 In this embodiment, an example of manufacturing a liquid crystal display (LCD) using the present invention will be described with reference to FIGS. 17A to 17B, FIG. 18, FIG. 19, and FIG. 20 (D), FIG. 21 (A) to FIG. 21 (B), FIG. 22 to FIG. 24, and FIG.
本実施例で説明する液晶表示装置の作製方法は画素TFTを含む画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のTFTを同時に作製する方法である。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本単位であるnチャネル型TFTとpチャネル型TFTからなるCMOS回路を図示することとする。 A manufacturing method of a liquid crystal display device described in this embodiment is a method of manufacturing a pixel portion including a pixel TFT and a TFT of a driver circuit portion provided around the pixel portion at the same time. However, in order to simplify the explanation, a CMOS circuit composed of an n-channel TFT and a p-channel TFT, which are basic units for the drive circuit, is illustrated.
まず実施例1に基づいて、図9(C)に示すNチャネル型TFT540及びPチャネル型TFT541からなるCMOS回路543、及びNチャネル型TFT542が形成される。本実施例において、Nチャネル型TFT542は画素TFTとして用いられ、CMOS回路543は駆動回路の基本単位として用いられる(図17(A))。
First, based on
なお、Nチャネル型TFT540及び542、並びにPチャネル型TFT541は実施例1に記載の方法で作製されたものに限定されるものではなく、実施例2〜実施例5のいずれかに記載の方法を用いて作製することが可能である。
Note that the N-
次にTFT540〜542を覆って、第1層間絶縁膜701を形成する。
Next, a first
第1層間絶縁膜701としては、プラズマCVD法またはスパッタ法を用いて、シリコンを含む絶縁膜、例えば酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、またはその積層膜で形成する。勿論、第1層間絶縁膜701は窒素を含む酸化珪素膜や窒化珪素膜、またはその積層膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
As the first
なお、第1層間絶縁膜701を窒化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜で形成し、加熱処理を行い、第1層間絶縁膜701からの水素によって島状結晶性半導体膜520〜522を水素化してもよい。すなわち、水素により島状結晶性半導体膜520〜522中に存在するダングリングボンドを終端化させることができる。
Note that the first
次に、第1層間絶縁膜701上に平坦化膜として機能する第2層間絶縁膜702を形成する。
Next, a second
第2層間絶縁膜702としては、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、シロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
As the second
なお、シロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられるものである。また置換基として、フルオロ基を用いてもよい。さらに置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Note that siloxane is composed of a skeleton structure of a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or aromatic hydrocarbon) is used as a substituent. is there. Further, a fluoro group may be used as a substituent. Further, as a substituent, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used.
本実施例では、第2層間絶縁膜702としてシロキサンをスピンコート法で形成する。
In this embodiment, siloxane is formed as the second
第1層間絶縁膜701及び第2層間絶縁膜702の一部をエッチングして、電極514に到達するコンタクトホールを形成する。このコンタクトホール形成においては、エッチングガスとして四フッ化炭素(CF4)、酸素(O2)、ヘリウム(He)をそれぞれ50sccm、50sccm、30sccmの流量で用いる。
A part of the first
次いで、第2層間絶縁膜702上に導電膜を成膜する。次いでフォトマスクを用いて、導電膜を用いて電極514に電気的に接続される画素電極703を形成する(図17(B))。
Next, a conductive film is formed over the second
本実施例では透過型の液晶表示パネルを作製するので、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)などの透明導電膜を用い、画素電極703を形成する。
In this embodiment, since a transmissive liquid crystal display panel is manufactured, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide, zinc oxide (ZnO), and tin oxide (SnO 2 ) is used. A
また、反射型の液晶表示パネルを作製する場合は、画素電極703をスパッタ法によりAg(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の光反射性を有する金属材料を用いて形成すればよい。
In the case of manufacturing a reflective liquid crystal display panel, the
なお、図19に画素部801の一部を拡大した上面図を示す。また、図19は画素電極の形成途中を示しており、左側の画素においては画素電極が形成されているが、右側の画素においては画素電極を形成していない状態を示している。図19において、実線A−A’で切断した図が、図17(B)の画素TFT542の断面と対応しており、図17(B)と対応する箇所には同じ符号を用いている。また、容量配線711が設けてあり、保持容量は、第1層間絶縁膜701を誘電体とし、画素電極703と、該画素電極と重なる容量配線711とで形成されている。
Note that FIG. 19 shows a top view in which a part of the
なお本実施例においては、画素電極703と容量配線711が重なる領域では、第2層間絶縁膜702をエッチングし、保持容量は画素電極703、第1層間絶縁膜701及び容量配線711によって形成されている。しかし第2層間絶縁膜702も誘電体として用いることが可能であれば、第2層間絶縁膜702をエッチングしなくてもよい。その場合第1層間絶縁膜701及び第2層間絶縁膜702が誘電体として機能する。
In this embodiment, in the region where the
図19において、ゲート電極503は、ゲート電極503とは別に形成されたゲート配線712と接続されている。また電極513はソース配線と一体形成されているが、電極513とソース配線は別々に形成してお互いを接続してもよい。
In FIG. 19, the
以上の工程により、基板500上に逆スタガ型の画素TFT542、逆スタガ型のNチャネル型TFT540及びPチャネル型TFT541からなるCMOS回路543および画素電極703が形成された液晶表示パネル用のTFT基板が完成することができる。
Through the above steps, a TFT substrate for a liquid crystal display panel in which the
次いで、画素電極703を覆うように、配向膜704aを形成する。なお、配向膜704aは、液滴吐出法やスクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いればよい。その後、配向膜704aの表面にラビング処理を行う。
Next, an
そして、対向基板705には、着色層706b、遮光層(ブラックマトリクス)706a、及びオーバーコート層707からなるカラーフィルタを設け、さらに透明電極もしくは反射電極からなる対向電極708と、その上に配向膜704bを形成する。そして、閉パターンであるシール材721を液滴吐出法により画素部801と重なる領域を囲むように形成する。ここでは液晶709を滴下するため、閉パターンのシール材を描画する例を示すが、開口部を有するシールパターンを設け、TFT基板を貼りあわせた後に毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いてもよい(図20(A))。
The
次いで、気泡が入らないように減圧下で液晶709の滴下を行い(図20(B))、両方の基板500及び705を貼り合わせる(図20(C))。閉ループのシールパターン内に液晶を1回若しくは複数回滴下する。液晶の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から射出に向かって90°ツイスト配向したTNモードを用いる場合が多い。TNモードの液晶表示装置を作製する場合には、基板のラビング方向が直交するように貼り合わせる。
Next, the
なお、一対の基板間隔は、球状のスペーサを散布したり、樹脂からなる柱状のスペーサを形成したり、シール材にフィラーを含ませることによって維持すればよい。上記柱状のスペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも1つを主成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素のいずれか一種の材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴としている。 Note that the distance between the pair of substrates may be maintained by spraying spherical spacers, forming columnar spacers made of resin, or including a filler in the sealing material. The columnar spacer is an organic resin material mainly containing at least one of acrylic, polyimide, polyimide amide, and epoxy, or any one material of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxide containing nitrogen, or a laminate thereof. It is an inorganic material made of a film.
次いで、基板の分断を行う。多面取りの場合、それぞれのパネルを分断する。また、1面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、分断工程を省略することもできる(図20(D))。 Next, the substrate is divided. In case of multi-chamfering, each panel is divided. In the case of one-sided chamfering, the dividing step can be omitted by attaching a counter substrate that has been cut in advance (FIG. 20D).
そして、異方性導電体層を介し、公知の技術を用いてFPC(Flexible Printed Circuit)804を貼りつける。以上の工程で液晶表示装置が完成する。また、必要があれば光学フィルムを貼り付ける。透過型の液晶表示装置とする場合、偏光板は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。 Then, an FPC (Flexible Printed Circuit) 804 is attached through an anisotropic conductor layer using a known technique. The liquid crystal display device is completed through the above steps. If necessary, an optical film is attached. In the case of a transmissive liquid crystal display device, the polarizing plate is attached to both the active matrix substrate and the counter substrate.
以上の工程によって得られた液晶表示装置の断面図を図18に、上面図を図21(A)に示すとともに、他の液晶表示装置の上面図の例を図21(B)に示す。 A cross-sectional view of the liquid crystal display device obtained through the above steps is shown in FIG. 18, a top view thereof is shown in FIG. 21A, and an example of a top view of another liquid crystal display device is shown in FIG.
図21(A)中、500は基板、705は対向基板、801は画素部、721はシール材、804はFPCである。なお、液晶を液滴吐出法により吐出させ、減圧下で一対の基板500及び705をシール材721で貼り合わせている。
In FIG. 21A,
図21(B)中、802はソース信号線駆動回路、803はゲート信号線駆動回路、721aは第1シール材、721bは第2シール材である。なお、液晶を液滴吐出法により吐出させ、一対の基板500及び705を第1シール材721aおよび第2シール材721bで貼り合わせている。駆動回路部802及び803には液晶は不要であるため、画素部801のみに液晶を保持させており、第2シール材721bはパネル全体の補強のために設けられている。
In FIG. 21B,
以上示したように、本実施例では、TFTの作製工程を従来よりも短縮できるので、液晶表示装置の作製工程も短縮することが可能となる。本実施例で作製される液晶表示装置は各種電子機器の表示部としても用いることができる。 As described above, in this embodiment, the manufacturing process of the TFT can be shortened as compared with the prior art, and thus the manufacturing process of the liquid crystal display device can be shortened. The liquid crystal display device manufactured in this embodiment can also be used as a display portion of various electronic devices.
なお、本実施例では、TFTをシングルゲート構造としたが、これに限定されず、複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型TFT、例えばダブルゲート型TFTとしてもよい。 In this embodiment, the TFT has a single gate structure. However, the present invention is not limited to this, and a multi-gate TFT having a plurality of channel formation regions, for example, a double gate TFT may be used.
上記では、実施例1に示すTFTを用いて液晶表示装置を作製する例を示したが、実施例2〜実施例5により形成されたTFTを用いて液晶表示装置を作製することももちろん可能である。 In the above, an example in which a liquid crystal display device is manufactured using the TFT shown in Example 1 is shown, but a liquid crystal display device can also be manufactured using TFTs formed in Examples 2 to 5. is there.
例えば、実施例2に基づいて形成したTFTを用いて液晶表示装置を作製した場合は、図18と同様の液晶表示装置を得ることができる。 For example, when a liquid crystal display device is manufactured using TFTs formed based on Example 2, a liquid crystal display device similar to that in FIG. 18 can be obtained.
また、図22〜図24及び図44に、実施例3〜実施例5に基づいて作製した液晶表示装置の例を示す。 22 to 24 and 44 show examples of liquid crystal display devices manufactured based on Examples 3 to 5. FIG.
図22は、実施例3〜実施例4の図25に示すTFT及びCMOS回路を本実施例の液晶表示装置に応用した例である。なお、図18及び図25と同じものは同じ符号で示している。 FIG. 22 shows an example in which the TFT and CMOS circuit shown in FIG. 25 of Examples 3 to 4 are applied to the liquid crystal display device of this example. 18 and 25 are denoted by the same reference numerals.
ただし、TFT941〜943上に平坦化膜としても機能する層間絶縁膜961を形成する。層間絶縁膜961としては、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、シロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
However, an
シロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられるものである。また置換基として、フルオロ基を用いてもよい。さらに置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Siloxane has a skeletal structure with a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or aromatic hydrocarbon) is used as a substituent. Further, a fluoro group may be used as a substituent. Further, as a substituent, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used.
次いで、層間絶縁膜961上に導電膜を成膜し、それを用いて配線955に電気的に接続される画素電極703を形成する。以降の工程は上述したものと同様である。
Next, a conductive film is formed over the
図23は、実施例5の図26に示すTFT及びCMOS回路を本実施例の液晶表示装置に応用した例である。なお、図18及び図26と同じものは同じ符号で示している。 FIG. 23 shows an example in which the TFT and the CMOS circuit shown in FIG. 26 of Example 5 are applied to the liquid crystal display device of this example. 18 and 26 are denoted by the same reference numerals.
ただし、配線1134及び1135、層間絶縁膜1142上に、平坦化膜としても機能する第2の層間絶縁膜1143を形成する。第2の層間絶縁膜1143としては、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、シロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
However, a second
なお、シロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられるものである。また置換基として、フルオロ基を用いてもよい。さらに置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Note that siloxane is composed of a skeleton structure of a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or aromatic hydrocarbon) is used as a substituent. is there. Further, a fluoro group may be used as a substituent. Further, as a substituent, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used.
次いで、層間絶縁膜1143上に導電膜を成膜し、それを用いて配線1135に電気的に接続される画素電極703を形成する。以降の工程は上述したものと同様である。
Next, a conductive film is formed over the
図24は、実施例5の図27に示すTFT及びCMOS回路を本実施例の液晶表示装置に応用した例である。なお、図18及び図27と同じものは同じ符号で示している。 FIG. 24 shows an example in which the TFT and the CMOS circuit shown in FIG. 27 of Example 5 are applied to the liquid crystal display device of this example. The same components as those in FIGS. 18 and 27 are denoted by the same reference numerals.
ただし、配線1234及び1235、層間絶縁膜1241上に、平坦化膜としても機能する第2の層間絶縁膜1242を形成する。第2の層間絶縁膜1242としては、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、シロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
However, a second
なおシロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられるものである。また置換基として、フルオロ基を用いてもよい。さらに置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Siloxane is composed of a skeleton structure of a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or aromatic hydrocarbon) is used as a substituent. . Further, a fluoro group may be used as a substituent. Further, as a substituent, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used.
次いで、層間絶縁膜1242上に導電膜を成膜し、それを用いて配線1235に電気的に接続される画素電極703を形成する。以降の工程は上述したものと同様である。
Next, a conductive film is formed over the
図44は、実施例5の図43に示すTFT及びCMOS回路を本実施例の液晶表示装置に応用した例である。なお、図18及び図43と同じものは同じ符号で示している。 FIG. 44 shows an example in which the TFT and the CMOS circuit shown in FIG. 43 of Example 5 are applied to the liquid crystal display device of this example. 18 and 43 are denoted by the same reference numerals.
ただし、TFT1941〜1943上に平坦化膜としても機能する層間絶縁膜1951を形成する。層間絶縁膜1951としては、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、シロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
However, an
シロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられるものである。または置換基として、フルオロ基を用いてもよい。さらに置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Siloxane has a skeletal structure with a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or aromatic hydrocarbon) is used as a substituent. Alternatively, a fluoro group may be used as a substituent. Further, as a substituent, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used.
次いで、層間絶縁膜1951上に導電膜を成膜し、それを用いて電極1935に電気的に接続される画素電極703を形成する。以降の工程は上述したものと同様である。
Next, a conductive film is formed over the
また、本実施例は、必要であれば実施の形態及び実施例1〜5のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。
In addition, this embodiment can be freely combined with any description in Embodiment Mode and
本実施例では、液晶滴下に液滴吐出法を用いる例を示す。本実施例では、大面積基板1310を用い、パネル4枚取りの作製例を図28(A)〜図28(D)、図29(A)〜図29(B)、図30(A)〜図30(B)及び図31(A)〜図31(B)に示す。
In this embodiment, an example in which a droplet discharge method is used for liquid crystal dropping is described. In this embodiment, an example of manufacturing four panels using a large-
図28(A)は、ディスペンサ(またはインクジェット)による液晶層形成の途中の断面図を示しており、シール材1312で囲まれた画素部1311を覆うように液晶材料1314を液滴吐出装置1316のノズル1318から吐出、噴射、または滴下させている。液滴吐出装置1316は、図28(A)中の矢印方向に移動させる。なお、ここではノズル1318を移動させた例を示したが、ノズルを固定し、基板を移動させることによって液晶層を形成してもよい。
FIG. 28A is a cross-sectional view in the middle of forming a liquid crystal layer by a dispenser (or ink jet). A
また、図28(B)には斜視図を示している。シール材1312で囲まれた領域のみに選択的に液晶材料1314を吐出、噴射、または滴下させ、ノズル走査方向1313に合わせて滴下面1315が移動している様子を示している。
FIG. 28B shows a perspective view. A state is shown in which the
また、図28(A)の点線で囲まれた部分1319を拡大した断面図が図28(C)及び図28(D)である。液晶材料の粘性が高い場合は、連続的に吐出され、図28(C)のように繋がったまま表面に付着される。一方、液晶材料の粘性が低い場合には、間欠的に吐出され、図28(D)に示すように一滴ずつ液滴が滴下される。
FIGS. 28C and 28D are cross-sectional views in which a
なお、図28(C)及び図28(D)中、1310は大面積基板、1320は画素TFT、1321は画素電極をそれぞれ指している。画素部1311は、マトリクス状に配置された画素電極と、該画素電極と接続されているスイッチング素子、ここでは実施例1〜実施例6の記載に基づいて作製されたTFTと、保持容量とで構成されている。
28C and 28D,
ここで、図29(A)〜図29(B)及び図30(A)〜図30(B)を用いて、パネル作製の流れを以下に説明する。 Here, the flow of panel manufacture will be described below with reference to FIGS. 29A to 29B and FIGS. 30A to 30B.
まず、絶縁表面に画素部1311が形成された第1基板1310を用意する。第1基板1310は、予め、配向膜の形成、ラビング処理、球状スペーサ散布、或いは柱状スペーサ形成、またはカラーフィルタの形成などを行っておく。次いで、図29(A)に示すように、不活性気体雰囲気または減圧下で第1基板1310上にディスペンサ装置またはインクジェット装置でシール材1312を所定の位置(画素部1311を囲むパターン)に形成する。半透明なシール材1312としてはフィラー(直径6μm〜24μm)を含み、且つ、粘度40〜400Pa・sのものを用いる。なお、後に接する液晶に溶解しないシール材料を選択することが好ましい。シール材としては、アクリル系光硬化樹脂やアクリル系熱硬化樹脂を用いればよい。また、簡単なシールパターンであるのでシール材1312は、印刷法で形成することもできる。
First, a
次いで、シール材1312に囲まれた領域に液晶材料1314をインクジェット法により滴下する(図29(B))。液晶材料1314としては、インクジェット法によって吐出可能な粘度を有する公知の液晶材料を用いればよい。また、液晶材料は温度を調節することによって粘度を設定することができるため、インクジェット法に適している。インクジェット法により無駄なく必要な量だけの液晶材料1314をシール材1312に囲まれた領域に保持することができる。
Next, a
次いで、画素部1311が設けられた第1基板1310と、対向電極や配向膜が設けられた第2基板1331とを気泡が入らないように減圧下で貼りあわせる。(図30(A))ここでは、貼りあわせると同時に紫外線照射や熱処理を行って、シール材1312を硬化させる。なお、紫外線照射に加えて、熱処理を行ってもよい。
Next, the
また、図31(A)〜図31(B)に貼り合わせ時または貼り合わせ後に紫外線照射や熱処理が可能な貼り合わせ装置の例を示す。 FIGS. 31A to 31B show an example of a bonding apparatus capable of performing ultraviolet irradiation or heat treatment at the time of bonding or after bonding.
図31(A)〜図31(B)中、1341は第1基板支持台、1342は第2基板支持台、1344は窓、1348は下側定盤、1349は光源である。なお、図31(A)〜図31(B)において、図28、図29(A)〜図29(B)、図30(A)〜図30(B)と対応する部分は同一の符号を用いている。 31A to 31B, 1341 is a first substrate support, 1342 is a second substrate support, 1344 is a window, 1348 is a lower surface plate, and 1349 is a light source. 31 (A) to 31 (B), portions corresponding to those in FIGS. 28, 29 (A) to 29 (B), and FIGS. 30 (A) to 30 (B) have the same reference numerals. Used.
下側定盤1348は加熱ヒータが内蔵されており、シール材を硬化させる。また、第2基板支持台には窓1344が設けられており、光源1349からの紫外光などを通過させるようになっている。ここでは図示していないが窓1344を通して基板の位置アライメントを行う。また、対向基板となる第2基板1331は予め、所望のサイズに切断しておき、第2基板支持台1342に真空チャックなどで固定しておく。図31(A)は貼り合わせ前の状態を示している。
The lower surface plate 1348 has a built-in heater and hardens the sealing material. In addition, a window 1344 is provided on the second substrate support base so that ultraviolet light or the like from the light source 1349 can pass therethrough. Although not shown here, the substrate is aligned through the window 1344. In addition, the
貼り合わせ時には、第1基板支持台1341と第2基板支持台1342とを下降させた後、圧力をかけて第1基板1310と第2基板1331を貼り合わせ、そのまま紫外光を照射することによって硬化させる。貼り合わせ後の状態を図31(B)に示す。
At the time of bonding, after the first substrate support base 1341 and the second substrate support base 1342 are lowered, the
次いで、スクライバー装置、ブレイカー装置、ロールカッターなどの切断装置を用いて第1基板1310を切断する(図30(B))。こうして、1枚の基板から4つのパネルを作製することができる。そして、公知の技術を用いてFPCを貼りつける。
Next, the
なお、第1基板1310、第2基板1331としてはガラス基板、またはプラスチック基板を用いることができる。
Note that a glass substrate or a plastic substrate can be used as the
以上の工程によって大面積基板を用いた液晶表示装置が作製される。 Through the above process, a liquid crystal display device using a large-area substrate is manufactured.
また、本実施例は、必要であれば実施の形態、実施例1〜実施例6のいかなる記載と自由に組み合わせることが可能である。
In addition, this embodiment can be freely combined with any description of the embodiment mode and
本実施例では、本発明を用いて両面射出型EL(エレクトロルミネセンス:Electro−Luminescence)表示装置を作製する例を、図32(A)〜図32(B)、図33(A)〜図33(C)、図34(A)〜図34(B)、図35及び図36を用いて説明する。 In this embodiment, an example of manufacturing a dual emission type EL (Electro-Luminescence) display device using the present invention will be described with reference to FIGS. 32 (A) to 32 (B) and FIG. 33 (A) to FIG. 33 (C), FIG. 34 (A) to FIG. 34 (B), FIG. 35 and FIG.
まず実施例1に基づいて、図7(A)に示される15族から選ばれた元素が導入された半導体膜形成までを行う(図32(A))。また本実施例の作製条件、作製工程、成膜材料等について、特に記載のないものは実施例1と同様の作製条件、作製工程、成膜材料等を用いている。 First, based on Example 1, the process up to forming a semiconductor film into which an element selected from the group 15 shown in FIG. 7A is introduced (FIG. 32A) is performed. In addition, as for the manufacturing conditions, manufacturing steps, film forming materials, and the like of this example, those similar to those in Example 1 are used unless otherwise specified.
ただし、TFT1451〜1453は実施例2〜実施例5に基づいて形成してもよい。その場合作製条件、作製工程、成膜材料等は各実施例に記載されたものと同様である。
However, the
図32(A)において、1401は基板、1402〜1404はゲート電極、1405はゲート絶縁膜、1406は非晶質半導体膜、1407は15族から選ばれた元素が導入された半導体膜である。 In FIG. 32A, 1401 is a substrate, 1402 to 1404 are gate electrodes, 1405 is a gate insulating film, 1406 is an amorphous semiconductor film, and 1407 is a semiconductor film into which an element selected from Group 15 is introduced.
次に、半導体膜1407の、後にPチャネル型TFT1453となる領域以外をマスク1408により覆って、13族から選ばれた元素を導入する(図32(B))。本実施例では、13族から選ばれた元素としてボロン(B)を用い、半導体膜1407中の濃度が1×1019cm-3〜5×1021cm-3となるように、イオン注入法またはイオンドーピング法にて導入し、P型不純物領域1409を形成する(図32(C))。
Next, the
次に、図32(D)に示すように非晶質半導体膜1406及び半導体膜1407を用いて、島状非晶質半導体膜1411及び島状半導体膜1412を含む島状領域1421、島状非晶質半導体膜1413及び島状半導体膜1414を含む島状領域1422、島状非晶質半導体膜1415及び島状半導体膜1416を含む島状領域1423を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 32D, an island-shaped
次いで島状領域1421〜1423を覆って、導電膜を形成し、それを用いて、TFTのソース領域又はドレイン領域に接続される、ソース電極又はドレイン電極1431〜1436を形成する(図33(A))。この導電膜としては、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、若しくは化合物材料を積層したものを用いてもよい。
Next, a conductive film is formed so as to cover the
次に、電極1431〜1436をマスクとして、島状領域1421〜1423をエッチングする。(図33(B))。
Next, the
これにより島状半導体膜1412、1414及び1416それぞれの、ソース電極又はドレイン電極1431〜1436に覆われていない領域は全て除去される。また島状非晶質半導体膜1411、1413及び1415の膜厚が減少し、ソース電極又はドレイン電極1431〜1436に覆われていない領域が露出する。
As a result, all the regions of the island-
次いで、エッチングにより露出した、島状非晶質半導体膜1411、1413及び1415の電極1431〜1436に覆われていない領域に、触媒元素を導入する(図33(B))。
Next, a catalytic element is introduced into a region exposed by etching and not covered with the
触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた一つの元素、又は複数の元素を用いることができる。 Catalyst elements include nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). One selected element or a plurality of elements can be used.
また、触媒元素導入の方法は、触媒元素を溶液に分散させてスピンコート法にて導入する方法や、触媒元素を含む電極を用いてプラズマ処理することで触媒元素を導入する方法を用いることが可能である。 As a method for introducing the catalytic element, a method in which the catalytic element is dispersed in a solution and introduced by a spin coating method, or a method in which the catalytic element is introduced by plasma treatment using an electrode containing the catalytic element is used. Is possible.
そして窒素雰囲気中において、550〜600℃、4〜8時間の加熱処理を施すことにより島状非晶質半導体膜1411、1413及び1415を結晶化させ、島状結晶性半導体膜1437〜1439を形成する。この加熱処理により結晶化と同時に触媒元素は添加された領域から移動し、ソース領域又はドレイン領域1442、1445、1448にゲッタリングされる。これにより、触媒元素が減少した結晶性半導体膜1437〜1439を得ることができる。
Then, by performing heat treatment at 550 to 600 ° C. for 4 to 8 hours in a nitrogen atmosphere, the island-shaped
またこの加熱工程により、ソース領域又はドレイン領域1442、1445、1448に含まれる15族又は13族から選ばれた元素を活性化することができる。
In addition, this heating step can activate an element selected from Group 15 or Group 13 included in the source or
以上から、逆スタガ型のNチャネル型TFT1451及び1452、Pチャネル型TFT1453が形成される。
From the above, inverted staggered N-
Nチャネル型TFT1451は、チャネル形成領域1443、ソース領域又はドレイン領域1442、真性領域1441を有している。またNチャネル型TFT1452は、チャネル形成領域1446、ソース領域又はドレイン領域1445、真性領域1444を有している。またPチャネル型TFT1453は、チャネル形成領域1449、ソース領域又はドレイン領域1448真性領域1447を有している(図33(C))。
The N-
本実施例においては、Pチャネル型TFT1453は本両面射出型EL表示装置の画素TFTとして用いられる。またNチャネル型TFT1451及び1452は、画素TFT1453を駆動する駆動回路のTFTとして用いられる。ただし画素TFTは必ずしもPチャネル型TFTである必要はなく、Nチャネル型TFTを用いてもよい。また駆動回路も複数のNチャネル型TFTを組み合わせた回路である必要はなく、Nチャネル型TFTとPチャネル型TFTを相補的に組み合わせた回路、もしくは複数のPチャネル型TFTを組み合わせた回路であってもよい。
In this embodiment, the P-
次にTFT1451〜1453を覆って、第1層間絶縁膜1461を形成する。
Next, a first
第1層間絶縁膜1461としては、プラズマCVD法またはスパッタ法を用いて、シリコンを含む絶縁膜、例えば酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、またはその積層膜で形成する。勿論、第1層間絶縁膜1461は窒素を含む酸化珪素膜や窒化珪素膜、またはその積層膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
The first
なお、第1層間絶縁膜1461を窒化珪素、酸素を含む窒化珪素で形成した場合、加熱処理を行い、第1層間絶縁膜1461からの水素によって島状結晶性半導体膜1437〜1439を水素化することも可能である。すなわち、島状結晶性半導体膜1437〜1439中に存在するダングリングボンドを終端化させることができる。
Note that in the case where the first
次に、第1層間絶縁膜1461上に平坦化膜として機能する第2層間絶縁膜1462を形成する。
Next, a second
第2層間絶縁膜1462としては、感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、シロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。有機材料として、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。
As the second
なお、シロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成さ、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられるものである。また置換基として、フルオロ基を用いてもよい。さらに置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 Siloxane is composed of a skeleton structure formed by a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or aromatic hydrocarbon) is used as a substituent. is there. Further, a fluoro group may be used as a substituent. Further, as a substituent, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used.
本実施例では、第2層間絶縁膜1462としてシロキサンをスピンコート法で形成する。
In this embodiment, siloxane is formed as the second
次いで、第2層間絶縁膜1462上に透光性を有する第3層間絶縁膜1463を形成する。第3層間絶縁膜1463は、後の工程で画素電極1464をエッチングする際、第2層間絶縁膜1462である平坦化膜を保護するためのエッチングストッパー膜として設けるものである。ただし、画素電極1464をエッチングする際、第2層間絶縁膜1462がエッチングストッパー膜となるのであれば第3層間絶縁膜1463は不要である。
Next, a third
次いで、第1層間絶縁膜1461、第2層間絶縁膜1462及び第3層間絶縁膜1463にコンタクトホールを形成する。
Next, contact holes are formed in the first
次いで第3層間絶縁膜1463上に、画素電極(本実施例では透明電極)1464、即ち、有機発光素子の陽極を膜厚10nm〜800nmの範囲で形成する(図34(A))。画素電極としては、インジウム錫酸化物(ITO)の他、例えば、Si元素を含むインジウム錫酸化物や酸化インジウムに2〜20atomic%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した酸化インジウム亜鉛(Indium Zinc Oxide)などの仕事関数の高い(仕事関数4.0eV以上)透明導電材料を用いることができる(図34(A))。
Next, a pixel electrode (transparent electrode in this embodiment) 1464, that is, an anode of the organic light-emitting element is formed over the third
次いで、新たなマスクを用いて画素電極の端部を覆う絶縁物1465(隔壁、障壁、土手などと呼ばれる)を形成する。絶縁物1465としては、塗布法により得られる感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、またはベンゾシクロブテン)、レジスト、またはSOG(Spin On Glass)膜(例えば、アルキル基を含むSiOx膜)を膜厚0.8μm〜1μmの範囲で用いる。
Next, an insulator 1465 (referred to as a partition wall, a barrier, a bank, or the like) that covers the edge portion of the pixel electrode is formed using a new mask. As the
次いで、有機化合物を含む層1471、1472、1473、1474及び1475を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。なお、発光素子の信頼性を向上させるため、有機化合物を含む層1471の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で200℃〜300℃の加熱処理を行うことが望ましい。なお、層間絶縁膜と隔壁とを高耐熱性を有する酸化珪素膜で形成した場合には、さらに高い加熱処理(410℃)を加えることもできる。
Next, layers 1471, 1472, 1473, 1474, and 1475 containing an organic compound are formed by an evaporation method or a coating method. Note that in order to improve the reliability of the light-emitting element, it is preferable to perform deaeration by performing vacuum heating before the formation of the
そして、蒸着マスクを用いて選択的に画素電極上にモリブデン酸化物(MoOx)と、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(α−NPD)と、ルブレンとを共蒸着して第1の有機化合物を含む層1471(正孔注入層)を形成する。 Then, using a vapor deposition mask, molybdenum oxide (MoOx) and 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (α-NPD) are selectively formed on the pixel electrode. And rubrene are co-evaporated to form a layer 1471 (hole injection layer) containing the first organic compound.
なお、MoOxの他、銅フタロシアニン(CuPc)やバナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)等の正孔注入性の高い材料を用いることができる。また、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)等の正孔注入性の高い高分子材料を塗布法によって成膜したものを正孔注入層1471として用いてもよい。
In addition to MoOx, a material having a high hole injection property such as copper phthalocyanine (CuPc), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), or tungsten oxide (WOx) can be used. In addition, a
次いで、蒸着マスクを用いて選択的にα−NPDを蒸着し、第1の有機化合物を含む層1471の上に第2の有機化合物を含む層(正孔輸送層)1472を形成する。なお、α−NPDの他、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−トリフェニルアミン(略称:MTDATA)等の芳香族アミン系化合物に代表される正孔輸送性の高い材料を用いることができる。
Next, α-NPD is selectively deposited using a deposition mask to form a layer (hole transport layer) 1472 containing a second organic compound on the
次いで、選択的に第3の有機化合物を含む層(発光層)1473を形成する。フルカラー表示装置とするためには発光色(R、G、B)ごとに蒸着マスクのアライメントを行ってそれぞれ選択的に蒸着する。 Next, a layer (light-emitting layer) 1473 including a third organic compound is selectively formed. In order to obtain a full-color display device, the vapor deposition mask is aligned for each of the emission colors (R, G, B) to selectively deposit each.
次いで、蒸着マスクを用いて選択的にAlq3(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム)を蒸着し、発光層1473上に第4の有機化合物を含む層(電子輸送層)1474を形成する。なお、Alq3の他、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)等のキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等に代表される電子輸送性の高い材料を用いることができる。また、この他ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども電子輸送性が高いため、電子輸送層1474として用いることができる。
Next, Alq 3 (tris (8-quinolinolato) aluminum) is selectively deposited using a deposition mask, and a layer (electron transport layer) 1474 including a fourth organic compound is formed over the light-emitting
次いで、4,4−ビス(5−メチルベンズオキサゾル−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)とリチウム(Li)とを共蒸着し、電子輸送層1474および絶縁物1465を覆って全面に第5の有機化合物を含む層(電子注入層)1475を形成する。ベンゾオキサゾール誘導体(BzOS)を用いることで、後の工程に行われる透明電極1476形成時におけるスパッタ法に起因する損傷を抑制している。なお、BzOs:Li以外に、CaF2、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物等の電子注入性の高い材料を用いることができる。また、この他、Alq3とマグネシウム(Mg)とを混合したものも用いることができる。
Next, 4,4-bis (5-methylbenzoxazol-2-yl) stilbene (abbreviation: BzOs) and lithium (Li) are co-evaporated to cover the
次に、電子注入層1475の上に透明電極1476、即ち、有機発光素子の陰極を膜厚10nm〜800nmの範囲で形成する。透明電極1476としては、インジウム錫酸化物(ITO)の他、例えば、Si元素を含むインジウム錫酸化物や酸化インジウムに2〜20atomic%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(Indium Zinc Oxide)を用いることができる。
Next, a
以上のようにして、発光素子が作製される。発光素子を構成する陽極、第1の有機化合物を含む層〜第5の有機化合物を含む層、および陰極の各材料は適宜選択し、各膜厚も調整する。陽極と陰極とで同じ材料を用い、且つ、同程度の膜厚、好ましくは100nm程度の薄い膜厚とすることが望ましい。 As described above, a light emitting element is manufactured. The materials for the anode, the layer containing the first organic compound to the layer containing the fifth organic compound, and the cathode constituting the light-emitting element are appropriately selected, and the film thicknesses are also adjusted. It is desirable that the same material is used for the anode and the cathode, and the film thickness is approximately the same, preferably approximately 100 nm.
また、必要であれば、発光素子を覆って、水分の侵入を防ぐ透明保護層1477を形成する。透明保護層1477としては、スパッタ法またはCVD法により得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜(SiNO膜(組成比N>O))または窒素を含む酸化珪素膜(SiON膜(組成比N<O))、炭素を主成分とする薄膜(例えばDLC膜、CN膜)などを用いることができる(図34(B))。
Further, if necessary, a transparent
次いで、基板間隔を確保するためのギャップ材を含有するシール材を用い、第2の基板1481と基板1401とを貼り合わせる。第2の基板1481も、光透過性を有するガラス基板や石英基板を用いればよい。なお、一対の基板の間は、空隙(不活性気体)として乾燥剤を配置してもよいし、透明なシール材(紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂など)を一対の基板間に充填してもよい。
Next, the
発光素子は、画素電極1464及び1476が透光性材料で形成されるため、一つの発光素子から2方向、即ち両面側から採光することができる。
In the light emitting element, since the
以上に示すパネル構成とすることで上面からの発光と、下面からの発光とでほぼ同一とすることができる。 With the panel configuration described above, light emission from the upper surface and light emission from the lower surface can be made substantially the same.
最後に光学フィルム(偏光板、または円偏光板)1482及び1483を設けてコントラストを向上させる(図35)。 Finally, optical films (polarizing plate or circularly polarizing plate) 1482 and 1483 are provided to improve contrast (FIG. 35).
図36に画素部の画素TFTをRGBによって作り分けた例を示す。赤色(R)用の画素には、画素TFT1453Rが画素電極1464Rに接続されており、第1の有機化合物を含む層(正孔注入層)1471R,第2の有機化合物を含む層(正孔輸送層)1472R、第3の有機化合物を含む層(発光層)1473R、第4の有機化合物を含む層(電子輸送層)1474R、第5の有機化合物を含む層(電子注入層)1475、透明電極(陰極)1476、透明保護層1477が形成される。
FIG. 36 shows an example in which the pixel TFTs in the pixel portion are separately formed by RGB. In the pixel for red (R), a
また緑色(G)用の画素には、画素TFT1453Gが画素電極1464Gに接続されており、第1の有機化合物を含む層(正孔注入層)1471G,第2の有機化合物を含む層(正孔輸送層)1472G、第3の有機化合物を含む層(発光層)1473G、第4の有機化合物を含む層(電子輸送層)1474G、第5の有機化合物を含む層(電子注入層)1475、透明電極(陰極)1476、透明保護層1477が形成される。
In the green (G) pixel, a
さらに青色(B)用の画素には、画素TFT1453Bが画素電極1464Bに接続されており、第1の有機化合物を含む層(正孔注入層)1471B、第2の有機化合物を含む層(正孔輸送層)1472B、第3の有機化合物を含む層(発光層)1473B、第4の有機化合物を含む層(電子輸送層)1474B、第5の有機化合物を含む層(電子注入層)1475、透明電極(陰極)1476、透明保護層1477が形成される。
Further, in the pixel for blue (B), a
このうち発光層1473R、1473G及び1473Bについて、赤色の発光を示す発光層1473Rとしては、Alq3:DCM、またはAlq3:ルブレン:BisDCJTMなどの材料を用いる。また、緑色の発光を示す発光層1473Gとしては、Alq3:DMQD(N,N’−ジメチルキナクリドン)、またはAlq3:クマリン6などの材料を用いる。また、青色の発光を示す発光層1473Bとしては、α―NPD、またはtBu−DNAなどの材料を用いる。
Among these, for the
なお、本実施例では、TFTをシングルゲート構造としたが、これに限定されず、複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型TFT、例えばダブルゲート型TFTとしてもよい。 In this embodiment, the TFT has a single gate structure. However, the present invention is not limited to this, and a multi-gate TFT having a plurality of channel formation regions, for example, a double gate TFT may be used.
なお本実施例では、両面射出型パネル(デュアルエミッションパネル)について説明したが、片面射出型パネルである上面射出型パネル(トップエミッションパネル)、もしくは下面射出型パネル(ボトムエミッションパネル)の構成を用いてももちろんよい。 In addition, although the present Example demonstrated the double emission panel (dual emission panel), the structure of the top emission type panel (top emission panel) which is a single emission type panel, or a bottom emission type panel (bottom emission panel) is used. Of course.
上面射出型パネルを作製するには、有機発光素子の陽極を透明電極でなく、遮光性のある材料で形成すればよい。例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造とすると、配線としての抵抗も低く、且つ、良好なオーミックコンタクトがとれ、且つ、陽極として機能させることができる。またそれ以外にも、有機発光素子の陽極を窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層としてもよいし、3層以上の積層を用いてもよい。 In order to produce a top emission panel, the anode of the organic light emitting element may be formed of a light shielding material instead of a transparent electrode. For example, when a three-layer structure of a titanium nitride film, a film containing aluminum as a main component, and a titanium nitride film is used, the resistance as a wiring is low, a good ohmic contact can be obtained, and the film can function as an anode. . In addition, the anode of the organic light emitting element may be a single layer such as a titanium nitride film, a chromium film, a tungsten film, a Zn film, or a Pt film, or a laminate of three or more layers may be used.
また、上面射出型パネルの陰極は、透明または半透明であることが好ましく、画素電極と同じ材料を用いて形成することができる。 The cathode of the top emission panel is preferably transparent or translucent, and can be formed using the same material as the pixel electrode.
また下面射出型パネルを作製するには、有機発光素子の陽極は画素電極と同じ材料を用いて形成することができる。 In order to manufacture a bottom emission panel, the anode of the organic light emitting element can be formed using the same material as the pixel electrode.
一方下面射出型パネルの陰極としては、遮光性があり仕事関数の小さい材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、または窒化カルシウム)を用いればよい。 On the other hand, as the cathode of the bottom emission panel, a light-shielding material having a small work function (Al, Ag, Li, Ca, or an alloy thereof such as MgAg, MgIn, AlLi, CaF 2 , or calcium nitride) may be used.
なお上面射出型パネル又は下面射出型パネルを作製する際、有機発光素子中の有機化合物を含む層は、それぞれの陽極や陰極の材料に合わせて適宜変えてもよい。 Note that when the top emission panel or the bottom emission panel is manufactured, the layer containing the organic compound in the organic light emitting element may be appropriately changed according to the material of each anode or cathode.
また発光素子から発せられる光には、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(リン光)とが含まれて、本実施例においてはその一方又は両方を用いることができる。 The light emitted from the light emitting element includes light emission (fluorescence) when returning from the singlet excited state to the ground state and light emission (phosphorescence) when returning from the triplet excited state to the ground state. One or both of them can be used in the examples.
また、本実施例は、実施例1の工程を利用して実施されることは既に説明したが、必要であれば実施の形態、実施例2〜実施例5のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。 In addition, although it has already been described that the present embodiment is implemented using the steps of the first embodiment, it can be freely combined with any description of the embodiment and the second to fifth embodiments if necessary. Is possible.
本実施例では、本発明を用いてIDチップを作製した例を図37(A)〜図37(B)、図38(A)〜図38(B)、図39(A)〜図39(B)及び図40(A)〜図40(B)を用いて示す。 In this example, an example of manufacturing an ID chip using the present invention is shown in FIGS. 37A to 37B, 38A to 38B, and FIGS. B) and FIGS. 40 (A) to 40 (B).
なお本実施例では、半導体素子として絶縁分離されたTFTを例示するが、集積回路に用いられる半導体素子はこれに限定されず、あらゆる回路素子を用いることができる。例えば、TFTの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。 Note that in this embodiment, an isolated TFT is illustrated as a semiconductor element, but a semiconductor element used for an integrated circuit is not limited to this, and any circuit element can be used. For example, in addition to the TFT, a memory element, a diode, a photoelectric conversion element, a resistance element, a coil, a capacitor element, an inductor, and the like can be typically given.
なお、ここでIDチップというのは、物体の識別に利用される集積回路のことであり、IDチップ自身に識別するための情報が記録されている。IDチップは、電波や電磁波により管理システムや読み取り器と、情報を送信又は受信、或いはその両方をすることが可能である。IDチップの持つ情報により、IDチップを取り付けられた物の産地、賞味期限、流通経路等が分かるようになり、また医療薬品分野におうようした場合、医薬品や患者にIDチップを付けることによって、安全を管理したりすることができる。 Here, the ID chip is an integrated circuit used for identifying an object, and information for identification is recorded in the ID chip itself. The ID chip can transmit and / or receive information to / from the management system and reader by radio waves or electromagnetic waves. By the information that the ID chip has, it becomes possible to know the place of production, the expiration date, the distribution route, etc. of the product to which the ID chip is attached. You can manage safety.
まず図37(A)に示すように、スパッタ法を用いて耐熱性を有する基板(第1の基板)4000上に剥離層4001を形成する。第1の基板4000として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレス基板を含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
First, as illustrated in FIG. 37A, a
剥離層4001は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、微結晶シリコン(セミアモルファスシリコンを含む)等、シリコンを主成分とする層を用いることができる。剥離層4001は、スパッタ法、減圧熱CVD法、プラズマCVD法等を用いて形成することができる。本実施例では、膜厚50nm程度の非晶質シリコンを減圧熱CVD法で形成し、剥離層4001として用いる。なお剥離層4001はシリコンに限定されず、エッチングにより選択的に除去できる材料で形成すれば良い。剥離層4001の膜厚は、50〜60nmとするのが望ましい。セミアモルファスシリコンに関しては、30〜50nmとしてもよい。
As the
次に、剥離層4001上に、下地膜4002を形成する。下地膜4002は第1の基板4000中に含まれるNaなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、TFTなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また下地膜4002は、後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子を保護する役目も有している。下地膜4002は単層であっても複数の絶縁膜を積層したものであっても良い。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができる酸化珪素や、窒化珪素、窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いて形成する。
Next, a
本実施例では、第1層下地膜(下層下地膜)4002aとして膜厚100nmの窒素を含む酸化珪素膜(SiON膜)、第2層下地膜(中層下地膜)4002bとして膜厚50nmの酸素を含む窒化珪素膜(SiNO膜)、第3層下地膜(上層下地膜)4002cとして膜厚100nmの窒素を含む酸化珪素膜(SiON膜)を順に積層して下地膜4002を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層下地膜4002aをSiON膜に代えて、膜厚0.5〜3μmのシロキサン系樹脂をスピンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法などによって形成しても良い。また、中層下地膜4002bをSiNO膜に代えて、窒化珪素膜(SiNx、Si3N4等)を用いてもよい。また、上層下地膜4002cをSiON膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、それぞれの膜厚は、0.05〜3μmとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。
In this embodiment, a silicon oxide film (SiON film) containing nitrogen having a thickness of 100 nm is used as the first layer base film (lower base film) 4002a, and oxygen having a thickness of 50 nm is used as the second layer base film (middle layer base film) 4002b. A silicon oxide film (SiON film) containing nitrogen having a thickness of 100 nm is sequentially stacked as a silicon nitride film (SiNO film) containing and a third layer base film (upper layer base film) 4002c to form the
或いは、剥離層4001に最も近い、下地膜4002の下層下地膜4002aをSiON膜または酸化珪素膜で形成し、中層下地膜4002bをシロキサン系樹脂で形成し、上層下地膜4002cを酸化珪素膜で形成しても良い。
Alternatively, the
ここで、酸化珪素膜は、SiH4とO2、又はTEOS(テトラエトキシシラン)とO2等の混合ガスを用い、熱CVD、プラズマCVD、常圧CVD、バイアスECRCVD等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、SiH4とNH3の混合ガスを用い、プラズマCVDによって形成することができる。また、窒素を含む酸化珪素膜(SiON:O>N)、酸素を含む窒化珪素膜(SiNO:N>O)は、代表的には、SiH4とN2Oの混合ガスを用い、プラズマCVDによって形成することができる。 Here, the silicon oxide film is formed by a method such as thermal CVD, plasma CVD, atmospheric pressure CVD, or bias ECRCVD using a mixed gas such as SiH 4 and O 2 or TEOS (tetraethoxysilane) and O 2. Can do. The silicon nitride film can be typically formed by plasma CVD using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 . In addition, a silicon oxide film containing nitrogen (SiON: O> N) and a silicon nitride film containing oxygen (SiNO: N> O) typically use a mixed gas of SiH 4 and N 2 O, and plasma CVD is performed. Can be formed.
下地膜4002を形成したら、次に実施例1と同様の作製工程により、図7(A)〜図9(C)のTFT形成までの作製を行う。また本実施例の作製条件、作製工程、成膜材料等について、特に記載のないものは実施例1と同様の作製条件、作製工程、成膜材料等を用いている(図37(A))。
After the
ただし、本実施例においては、基板4000上にnチャネル型TFT4011及び4013、pチャネル型TFT4012を形成する。nチャネル型TFT4011は、下地膜4002にゲート電極4101、ゲート絶縁膜4104、チャネル形成領域4113を含む島状結晶性半導体膜4111、ソース領域又はドレイン領域4112を有している。
However, in this embodiment, n-
pチャネル型TFT4012は、下地膜4002にゲート電極4102、ゲート絶縁膜4104、チャネル形成領域4116を含む島状結晶性半導体膜4114、ソース領域又はドレイン領域4115を有している。
The p-
nチャネル型TFT4013は、下地膜4002にゲート電極4103、ゲート絶縁膜4104、チャネル形成領域4119を含む島状結晶性半導体膜4117、ソース領域又はドレイン領域4118を有している。
The n-
また、配線4300、4301はnチャネル型TFT4011のソース領域又はドレイン領域4112に、配線4301、4302はpチャネル型TFT4012のソース領域又はドレイン領域4115に、配線4303、4304はnチャネル型TFT4013のソース領域又はドレイン領域4118に、それぞれ接続されている。さらに配線4304は、図示しないがnチャネル型TFT4013のゲート電極4103にも接続されている。nチャネル型TFT4013は、乱数ROMのメモリ素子として用いることができる。
さらに、この後、TFT4011〜4013及び配線4300〜4304を保護するための第1層間絶縁膜4200を形成する。第1層間絶縁膜は、アルカリ金属やアルカリ土類金属のTFT4011〜4013への侵入を防ぐことができる、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素などを用いるのが望ましい。具体的には、例えば膜厚600nm程度のSiON膜を、第1層間絶縁膜4200として用いることができる。この場合、水素化処理工程は、該SiON膜形成後に行っても良い。このように、TFT4011〜4013上には、SiON、SiNx及びSiONの3層の絶縁膜が形成されることになるが、その構造や材料はこれらに限定されるものではない。上記構成を用いることで、TFT4011〜4013が下地膜4002と第1層間絶縁膜4200とで覆われるため、Naなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体素子に用いられている半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのをより防ぐことができる。
Further, thereafter, a first
次に第1層間絶縁膜4200上に、第2層間絶縁膜4201を形成する。第2層間絶縁膜4201は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド等の、耐熱性を有する有機樹脂を用いることができる。また上記有機樹脂の他に、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系材料を出発材料として形成されたSi−O−Si結合を含む樹脂(以下、シロキサン系樹脂と呼ぶ)等を用いることができる。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造で構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。また置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
Next, a second
第2層間絶縁膜4201の形成には、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等)、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を採用することができる。また、無機材料を用いてもよく、その際には、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ膜等を用いることができる。なお、これらの絶縁膜を積層させて、第2層間絶縁膜4201を形成しても良い。
Depending on the material, the second
さらに本実施例では、第2層間絶縁膜4201上に、第3層間絶縁膜4202を形成する(図37(B))。第3層間絶縁膜4202としては、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)或いは窒化炭素(CN)等の炭素を有する膜、又は、酸化珪素膜、窒化珪素膜或いは窒化酸化珪素膜等を用いることができる。形成方法としては、プラズマCVD法や、大気圧プラズマ等を用いることができる。あるいは、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、レジスト等の感光性又は非感光性の有機材料や、シロキサン系樹脂等を用いてもよい。
Further, in this embodiment, a third
なお、第2層間絶縁膜4201又は第3層間絶縁膜4202の膜剥がれや割れが生じるのを防ぐために、第2層間絶縁膜4201又は第3層間絶縁膜4202中にフィラーを混入させておいても良い。
Note that a filler may be mixed in the second
次に、第1層間絶縁膜4200、第2層間絶縁膜4201及び第3層間絶縁膜4202にコンタクトホールを形成する。さらに第3層間絶縁膜4202上に導電性材料膜を形成し、それを用いてアンテナ4305を形成する(図38(A))。アンテナ4305は、Ag、Au、Cu、Pd、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Al、Fe、Co、Zn、Sn、Niなどの金属、金属化合物を1つまたは複数有する導電性材料を用いることができる。
Next, contact holes are formed in the first
アンテナ4305は、配線4300と接続されている。なお図38(A)では、アンテナ4305が配線4300と直接接続されているが、本発明のIDチップはこの構成に限定されない。例えば別途形成した配線を用いて、アンテナ4305と配線4300とを電気的に接続するようにしても良い。
The
アンテナ4305は印刷法、フォトリソグラフィ法、蒸着法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。本実施例では、アンテナ4305が単層の導電膜で形成されているが、複数の導電膜が積層されたアンテナ4305を形成することも可能である。例えば、Niなどで形成した配線に、Cuを無電解めっきでコーティングして、アンテナ4305を形成しても良い。
The
なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。また印刷法にはスクリーン印刷法、オフセット印刷法などが含まれる。印刷法、液滴吐出法を用いることで、露光用のマスクを用いずとも、アンテナ4305を形成することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマスクを用いなくとも良いので、IDチップの作製に費やされるコストを抑えることができる。
The droplet discharge method means a method of forming a predetermined pattern by discharging droplets containing a predetermined composition from the pores, and includes an ink jet method and the like in its category. The printing method includes a screen printing method and an offset printing method. By using a printing method or a droplet discharge method, the
液滴吐出法または各種印刷法を用いる場合、例えば、CuをAgでコートした導電粒子なども用いることが可能である。なお液滴吐出法を用いてアンテナ4305を形成する場合、該アンテナ4305の密着性が高まるような処理を、第3層間絶縁膜4202の表面に施すことが望ましい。
In the case of using a droplet discharge method or various printing methods, for example, conductive particles in which Cu is coated with Ag can be used. Note that in the case where the
密着性を高めることができる方法として、具体的には、例えば触媒作用により導電膜または絶縁膜の密着性を高めることができる金属または金属化合物を第3層間絶縁膜4202の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属、金属化合物を第3層間絶縁膜4202の表面に付着させる方法、第3層間絶縁膜4202の表面に大気圧下または減圧下においてプラズマ処理を施し、表面改質を行なう方法などが挙げられる。また、上記導電膜または絶縁膜との密着性が高い金属として、チタン、チタン酸化物の他、3d遷移元素であるSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Znなどが挙げられる。また金属化合物として、上述した金属の酸化物、窒化物、酸窒化物などが挙げられる。上記有機系の絶縁膜として、例えばポリイミド、シロキサン系樹脂等が挙げられる。
Specifically, as a method for improving the adhesion, for example, a method of attaching a metal or a metal compound capable of improving the adhesion of the conductive film or the insulating film to the surface of the third
第3層間絶縁膜4202に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、アンテナの正常な駆動が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば1〜10nmとなるように制御したり、該金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、第3層間絶縁膜4202の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。
When the metal or metal compound attached to the third
そして図38(B)に示すように、アンテナ4305を形成した後、アンテナ4305を覆うように、第3層間絶縁膜4202上に保護層4400を形成する。保護層4400は、後に剥離層4001をエッチングにより除去する際に、アンテナ4305を保護することができる材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層4400を形成することができる。
Then, as shown in FIG. 38B, after the
本実施例では、スピンコート法で水溶性樹脂(東亜合成製:VL−WSHL10)を膜厚30μmとなるように塗布し、仮硬化させるために2分間の露光を行ったあと、UV光を裏面から2.5分、表面から10分、合計12.5分の露光を行って本硬化させて、保護層4400を形成する。なお、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂同士では使用している溶媒によって塗布または焼成時に一部溶解したり、密着性が高くなりすぎたりする恐れがある。従って、第3層間絶縁膜4202と保護層4400を共に同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いる場合、後の工程において保護層4400の除去がスムーズに行なわれるように、第3層間絶縁膜4202を覆うように、無機絶縁膜(SiNX膜、SiNXOY膜、AlNX膜、またはAlNXOY膜)を形成しておくことが好ましい。
In this example, a water-soluble resin (manufactured by Toagosei Co., Ltd .: VL-WSHL10) is applied by spin coating so as to have a film thickness of 30 μm, and after exposure for 2 minutes for temporary curing, UV light is applied to the back surface. Exposure to 2.5 minutes and 10 minutes from the surface for a total of 12.5 minutes to perform main curing to form the
次に図39(A)に示すように、IDチップどうしを分離するために溝4401を形成する。溝4401は、剥離層4001が露出する程度であれば良い。溝4401の形成は、ダイシング、スクライビングなどを用いることができる。なお、第1の基板4000上に形成されているIDチップを分離する必要がない場合、必ずしも溝4401を形成する必要はない。
Next, as shown in FIG. 39A, a
次に図39(B)に示すように、剥離層4001をエッチングにより除去する。本実施例では、エッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、該ガスを溝4401から導入する。本実施例では、例えばClF3(三フッ化塩素)を用い、温度:350℃、流量:300sccm、気圧:800Pa、時間:3hの条件で行なう。また、ClF3ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ClF3等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層4001が選択的にエッチングされ、第1の基板4000をTFT4011〜4013から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
Next, as shown in FIG. 39B, the
次に図40(A)に示すように、剥離されたTFT4011〜4013及びアンテナ4305を、接着剤4501を用いて第2の基板4500に貼り合わせる。接着剤4501は、第2の基板4500と下地膜4002とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤4501は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。
Next, as illustrated in FIG. 40A, the peeled
第2の基板4500として、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。または第2の基板4500として、フレキシブル無機材料を用いていても良い。プラスチック基板は、極性基のついたポリノルボルネンからなるARTON(JSR製)を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート(PET)に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。第2の基板4500は集積回路において発生した熱を拡散させるために、2〜30W/mK程度の高い熱伝導率を有する方が望ましい。
As the
次に図40(B)に示すように、保護層4400を除去した後、アンテナ4305を覆うように接着剤4503を第3層間絶縁膜4202上に塗布し、カバー材4502を貼り合わせる。カバー材4502は第2の基板4500と同様に、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。接着剤4503の厚さは、例えば10〜200μmとすれば良い。
Next, as shown in FIG. 40B, after the
また接着剤4503は、カバー材4502と第3層間絶縁膜4202及びアンテナ4305とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤4503は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。
The adhesive 4503 is formed using a material capable of bonding the
上述した各工程を経て、IDチップが完成する。上記作製方法によって、トータルの膜厚0.3μm以上3μm以下、代表的には2μm程度の飛躍的に薄い集積回路を第2の基板4500とカバー材4502との間に形成することができる。なお集積回路の厚さは、半導体素子自体の厚さのみならず、接着剤4501と接着剤4503間に形成された各種絶縁膜及び層間絶縁膜の厚さを含めるものとする。またIDチップが有する集積回路の占める面積を、5mm四方(25mm2)以下、より望ましくは0.3mm四方(0.09mm2)〜4mm四方(16mm2)程度とすることができる。
The ID chip is completed through the above-described steps. By the above manufacturing method, an extremely thin integrated circuit having a total film thickness of 0.3 μm to 3 μm, typically about 2 μm, can be formed between the
なお集積回路を、第2の基板4500とカバー材4502の間のより中央に位置させることで、IDチップの機械的強度を高めることができる。具体的には、第2の基板4500とカバー材4502の間の距離をdとすると、第2の基板4500と、集積回路の厚さ方向における中心との距離xが、以下の[数1]を満たすように、接着剤4501、接着剤4503の厚さを制御することが望ましい。
Note that the mechanical strength of the ID chip can be increased by positioning the integrated circuit at a more central position between the
また好ましくは、以下の[数2]を満たすように、接着剤4501、接着剤4503の厚さを制御する。 Preferably, the thicknesses of the adhesive 4501 and the adhesive 4503 are controlled so as to satisfy the following [Equation 2].
なお図40(B)では、カバー材4502を用いる例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば図40(A)に示した工程までで終了としても良い。
Note that FIG. 40B illustrates an example in which the
なお本実施例では、耐熱性の高い第1の基板4000と集積回路の間に剥離層を設け、エッチングにより該剥離層を除去することで基板と集積回路とを剥離する方法について示したが、本発明のIDチップの作製方法は、この構成に限定されない。例えば、耐熱性の高い基板と集積回路の間に金属酸化膜を設け、該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して集積回路を剥離しても良い。或いは、耐熱性の高い基板と集積回路の間に、水素を含む非晶質半導体膜を用いた剥離層を設け、レーザ光の照射により該剥離層を除去することで基板と集積回路とを剥離しても良い。或いは、集積回路が形成された耐熱性の高い基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで集積回路を基板から切り離しても良い。
Note that in this embodiment, a method for peeling the substrate and the integrated circuit by providing a peeling layer between the
またIDチップの可撓性を確保するために、下地膜4002に接する接着剤4501に有機樹脂を用いる場合、下地膜4002として窒化珪素膜または窒素を含む酸化珪素膜を用いることで、有機樹脂からNaなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜中に拡散するのを防ぐことができる。
In order to ensure the flexibility of the ID chip, when an organic resin is used for the adhesive 4501 in contact with the
また対象物の表面が曲面を有しており、それにより該曲面貼り合わされたIDチップの第2の基板4500が、錐面、柱面など母線の移動によって描かれる曲面を有するように曲がってしまう場合、該母線の方向とTFT4011〜4013のキャリアが移動する方向とを揃えておくことが望ましい。上記構成により、第2の基板4500が曲がっても、それによってTFT4011〜4013の特性に影響が出るのを抑えることができる。また、島状の半導体膜が集積回路内において占める面積の割合を、1〜30%とすることで、第2の基板4500が曲がっても、それによってTFT4011〜4013の特性に影響が出るのをより抑えることができる。
Further, the surface of the object has a curved surface, whereby the
なお本実施例では、アンテナを集積回路と同じ基板上に形成している例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。別の基板上に形成したアンテナと集積回路とを、後に貼り合わせることで、電気的に接続するようにしても良い。 Note that although an example in which the antenna is formed over the same substrate as the integrated circuit has been described in this embodiment, the present invention is not limited to this structure. An antenna formed over another substrate and the integrated circuit may be bonded later to be electrically connected.
なお一般的にIDチップで用いられている電波の周波数は、13.56MHz、2.45GHzが多く、該周波数の電波を検波できるようにIDチップを形成することが、汎用性を高める上で非常に望ましい。 In general, the frequency of radio waves used in an ID chip is 13.56 MHz and 2.45 GHz, and it is very important to increase the versatility to form an ID chip so that radio waves of that frequency can be detected. Is desirable.
また本実施例のIDチップでは、半導体基板を用いて形成されたIDチップよりも電波が遮蔽されにくく、電波の遮蔽により信号が減衰するのを防ぐことができるというメリットを有している。よって、ガラス基板を用いた方が半導体基板を用いるよりも、IDチップのコストを大幅に低くすることができる。例えば、直径12インチのシリコン基板を用いた場合と、730×920mm2のガラス基板を用いた場合とを比較する。前者のシリコン基板の面積は約73000mm2であるが、後者のガラス基板の面積は約672000mm2であり、ガラス基板はシリコン基板の約9.2倍に相当する。後者のガラス基板の面積は約672000mm2では、基板の分断により消費される面積を無視すると、1mm四方のIDチップが約672000個形成できる計算になり、該個数はシリコン基板の約9.2倍の数に相当する。そしてIDチップの量産化を行なうための設備投資は、730×920mm2のガラス基板を用いた場合の方が直径12インチのシリコン基板を用いた場合よりも工程数が少なくて済むため、額を3分の1で済ませることができる。さらに本発明では、集積回路を剥離した後、ガラス基板を再び利用できる。よって、破損したガラス基板を補填したり、ガラス基板の表面を清浄化したりする費用を踏まえても、シリコン基板を用いる場合より大幅にコストを抑えることができる。またガラス基板を再利用せずに廃棄していったとしても、730×920mm2のガラス基板の値段は、直径12インチのシリコン基板の半分程度で済むので、IDチップのコストを大幅に低くすることができることがわかる。 In addition, the ID chip of this embodiment has an advantage that radio waves are less shielded than an ID chip formed using a semiconductor substrate, and the signal can be prevented from being attenuated by shielding the radio waves. Therefore, the cost of the ID chip can be significantly reduced when the glass substrate is used than when the semiconductor substrate is used. For example, a case where a silicon substrate having a diameter of 12 inches is used is compared with a case where a glass substrate of 730 × 920 mm 2 is used. The area of the former silicon substrate is about 73000 mm 2 , while the area of the latter glass substrate is about 672000 mm 2 , and the glass substrate corresponds to about 9.2 times the silicon substrate. When the area of the latter glass substrate is about 672000 mm 2 , ignoring the area consumed by dividing the substrate, it is calculated that about 672,000 1 mm square ID chips can be formed, and the number is about 9.2 times that of the silicon substrate. It is equivalent to the number of Capital investment for mass production of ID chips requires fewer steps when a 730 × 920 mm 2 glass substrate is used than when a 12-inch diameter silicon substrate is used. It can be done in a third. Further, in the present invention, the glass substrate can be used again after the integrated circuit is peeled off. Therefore, cost can be significantly reduced as compared with the case of using a silicon substrate, even in view of the cost of filling a damaged glass substrate or cleaning the surface of the glass substrate. Even if the glass substrate is discarded without being reused, the cost of a 730 × 920 mm 2 glass substrate is about half that of a silicon substrate having a diameter of 12 inches, thus greatly reducing the cost of the ID chip. You can see that
従って、730×920mm2のガラス基板を用いた場合、直径12インチのシリコン基板を用いた場合よりも、IDチップの値段を約30分の1程度に抑えることができることがわかる。IDチップは、使い捨てを前提とした用途も期待されているので、コストを大幅に低くすることができる本発明のIDチップは上記用途に非常に有用である。 Therefore, it can be seen that when a glass substrate of 730 × 920 mm 2 is used, the price of the ID chip can be reduced to about 1/30 compared to the case of using a 12-inch diameter silicon substrate. Since the ID chip is expected to be used on the premise that it is disposable, the ID chip of the present invention, which can significantly reduce the cost, is very useful for the above application.
なお本実例では、集積回路を剥離して、可撓性を有する基板に貼り合わせる例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えばガラス基板のように、集積回路の作製工程における熱処理に耐えうるような、耐熱温度を有している基板を用いる場合、必ずしも集積回路を剥離する必要はない。 Note that in this example, the example in which the integrated circuit is separated and attached to a flexible substrate is described; however, the present invention is not limited to this structure. For example, in the case of using a substrate having a heat resistant temperature that can withstand heat treatment in a manufacturing process of an integrated circuit such as a glass substrate, the integrated circuit is not necessarily peeled off.
また、本実施例は、必要であれば実施の形態、実施例1〜実施例8のいかなる記載とも自由に組み合わせることが可能である。
In addition, this embodiment can be freely combined with any description of the embodiment mode and
本発明が適用される電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図41(A)〜図41(D)、 図42(A)〜図42(D)に示す。 As an electronic device to which the present invention is applied, a video camera, a digital camera, a goggle type display, a navigation system, a sound reproduction device (car audio component, etc.), a computer, a game device, a portable information terminal (mobile computer, cellular phone, portable type) A game machine or an electronic book), an image playback device provided with a recording medium (specifically, a device provided with a display capable of playing back a recording medium such as a Digital Versatile Disc (DVD) and displaying the image). It is done. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS. 41A to 41D and FIGS. 42A to 42D.
図41(A)は発光表示装置でありテレビ受像器などがこれに当たる。筐体5001、表示部5003、スピーカー部5004等を含む。本発明は、表示部5003及び制御用回路部等に適用することができる。画素部にはコントランスを高めるため、偏光板、または円偏光板を備えるとよい。例えば、封止基板へ1/4λ板、1/2λ板、偏光板の順に設けるとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を設けてもよい。本発明を使用することにより、より少ない工程で本発光表示装置を作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本発光表示装置に貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 41A illustrates a light-emitting display device, such as a television receiver. A
図41(B)は液晶ディスプレイもしくはOLEDディスプレイであり、筐体5101、支持台5102、表示部5103などによって構成されている。本発明は表示部5103及び制御用回路部等に適用が可能である。本発明を使用することにより、より少ない工程で本ディスプレイを作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本ディスプレイに貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 41B illustrates a liquid crystal display or an OLED display, which includes a
図41(C)は携帯電話であり、本体5201、筐体5202、表示部5203、音声入力部5204、音声出力部5205、操作キー5206、アンテナ5208等を含む。本発明は表示部5203及び制御用回路部等に適用することができる。本発明を使用することにより、より少ない工程で本携帯電話を作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本携帯電話に貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 41C illustrates a mobile phone, which includes a main body 5201, a housing 5202, a
図41(D)はコンピュータであり、本体5301、筐体5302、表示部5303、キーボード5304、外部接続ポート5305、ポインティングマウス5306等を含む。本発明は、表示部5303及び制御用回路部等に適用することができる。本発明を使用することにより、より少ない工程で本コンピュータを作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。
また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本コンピュータに貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 41D illustrates a computer, which includes a
Further, by attaching an ID chip manufactured by the method described in Example 9 to the computer, a distribution route or the like can be clarified.
図42(A)は携帯可能なコンピュータであり、本体6001、表示部6002、スイッチ6003、操作キー6004、赤外線ポート6005等を含む。本発明は、表示部6002及び制御用回路部等に適用することができる。本発明を使用することにより、より少ない工程で本コンピュータを作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本コンピュータに貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 42A illustrates a portable computer, which includes a
図42(B)は携帯型のゲーム機であり、筐体6101、表示部6102、スピーカー部6103、操作キー6104、記録媒体挿入部6105等を含む。本発明は表示部6102及び制御用回路部等に適用することができる。本発明を使用することにより、より少ない工程で本ゲーム機を作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本ゲーム機に貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 42B illustrates a portable game machine including a housing 6101, a
図42(C)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体6201、筐体6202、表示部A6203、表示部B6204、記録媒体(DVD等)読み込み部6205、操作キー6206、スピーカー部6207等を含む。表示部A6203は主として画像情報を表示し、表示部B6204は主として文字情報を表示する。本発明は表示部A6203、表示部B6204及び制御用回路部等に適用することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本発明を使用することにより、より少ない工程で本画像再生装置を作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本画像再生装置に貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 42C illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a
図42(D)は、ワイヤレスでディスプレイのみを持ち運び可能なTVである。筐体6302にはバッテリー及び信号受信器が内蔵されており、そのバッテリーで表示部6303やスピーカ部6307を駆動させる。バッテリーは充電器6300で繰り返し充電が可能となっている。また、充電器6300は映像信号を送受信することが可能で、その映像信号をディスプレイの信号受信器に送信することでができる。筐体6302は操作キー6306によって制御する。また、図42(D)に示す装置は、操作キー6306を操作することによって、筐体6302から充電器6300に信号を送ることも可能であるため映像音声双方向通信装置とも言える。また、操作キー6306を操作することによって、筐体6302から充電器6300に信号を送り、さらに充電器6300が送信できる信号を他の電子機器に受信させることによって、他の電子機器の通信制御も可能であり、汎用遠隔制御装置とも言える。本発明は表示部6303及び制御用回路部等に適用することができる。本発明を使用することにより、より少ない工程で本TV作製することができ、作製時間、作製コスト等を抑えることができる。また実施例9に記載された方法で作製されるIDチップを本TVに貼り付けることにより、流通経路などを明確にすることができる。
FIG. 42D illustrates a TV that can carry only a display wirelessly. A
これらの電子機器に使われる表示装置は、大きさや強度、または使用目的に応じて、ガラス基板だけでなく耐熱性のプラスチック基板を用いることも可能である。それによってよりいっそうの軽量化を図ることができる。 Display devices used in these electronic devices can use not only a glass substrate but also a heat-resistant plastic substrate depending on the size, strength, or purpose of use. As a result, the weight can be further reduced.
なお、本実施例に示した例はごく一例であり、これらの用途に限定するものではないこを付記する。 It should be noted that the examples shown in this embodiment are just examples, and the present invention is not limited to these applications.
また本実施例は、実施の形態及び実施例1〜実施例9のいかなる記載とも自由に組み合せて実施することが可能である。
In addition, this embodiment can be implemented by being freely combined with any description of the embodiment mode and
本発明により、結晶化とゲッタリングの加熱処理工程が1回で済み、大幅な工程短縮となる。工程数を減少させることにより、コスト高、歩留まり低下を抑制することができる。 According to the present invention, the heat treatment process for crystallization and gettering is performed only once, and the process is greatly shortened. By reducing the number of steps, cost increases and yield reduction can be suppressed.
100 基板
101 ゲート電極
102 ゲート絶縁膜
103 非晶質半導体膜
104 半導体膜
105 導電膜
106 ドレイン電極
107 ドレイン領域
108 チャネル形成領域
109 結晶性半導体膜
111 島状非晶質半導体膜
112 島状半導体膜
113 島状領域
114 領域
100
Claims (11)
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第1の非晶質半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜及び前記15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を用いて、それぞれ第1の島状非晶質半導体膜及び第2の島状半導体膜を形成し、
前記第2の島状半導体膜上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極をマスクとして、前記第2の島状半導体膜の一部を除去してソース領域及びドレイン領域を形成し、前記第1の島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させて一部を露出させ、
前記第1の島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記第1の島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、
前記ソース領域、前記ドレイン領域及び前記第1の島状非晶質半導体膜を加熱し、前記第1の島状非晶質半導体膜を結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域及びドレイン領域にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a first amorphous semiconductor film on the gate insulating film;
Forming a second semiconductor film containing an element selected from Group 15 on the first amorphous semiconductor film;
Using the second semiconductor film including the first amorphous semiconductor film and the element selected from the group 15, respectively form a first island-shaped amorphous semiconductor film and the second island-shaped semiconductor film And
Forming a source electrode and a drain electrode on the second island-shaped semiconductor film;
As a mask the source electrode and the drain electrode, and forming a source region and a drain region by removing part of the second island-shaped semiconductor film, reducing the thickness of the first island-shaped amorphous semiconductor film to expose the part by,
Introducing a catalytic element that promotes crystallization of the first island-shaped amorphous semiconductor film into the exposed region of the first island-shaped amorphous semiconductor film;
Heating the source region , the drain region, and the first island-shaped amorphous semiconductor film to crystallize the first island-shaped amorphous semiconductor film to form an island-shaped crystalline semiconductor film; A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that a catalytic element is gettered into the source region and the drain region.
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第1の非晶質半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜及び前記15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を用いて、それぞれ第1の島状非晶質半導体膜及び第2の島状半導体膜を形成し、
前記第2の島状半導体膜上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極をマスクとして、前記第2の島状半導体膜の一部を除去してソース領域及びドレイン領域を形成し、前記第1の島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させて一部を露出させ、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記第1の島状非晶質半導体膜の露出した領域を覆ってマスクを形成し、
前記第1の島状非晶質半導体膜の露出した領域上の前記マスクをエッチングして窓を形成し、前記第1の島状非晶質半導体膜の一部を露出させ、
前記露出した第1の島状非晶質半導体膜の一部に、前記第1の島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、
前記ソース領域、前記ドレイン領域及び前記第1の島状非晶質半導体膜を加熱し、前記第1の島状非晶質半導体膜を結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域及びドレイン領域にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a first amorphous semiconductor film on the gate insulating film;
Forming a second semiconductor film containing an element selected from Group 15 on the first amorphous semiconductor film;
Using the second semiconductor film including the first amorphous semiconductor film and the element selected from the group 15, respectively form a first island-shaped amorphous semiconductor film and the second island-shaped semiconductor film And
Forming a source electrode and a drain electrode on the second island-shaped semiconductor film;
As a mask the source electrode and the drain electrode, and forming a source region and a drain region by removing part of the second island-shaped semiconductor film, reducing the thickness of the first island-shaped amorphous semiconductor film to expose the part by,
Forming a mask covering the exposed regions of the source electrode , the drain electrode, and the first island-shaped amorphous semiconductor film;
Wherein said mask exposed regions of the first island-shaped amorphous semiconductor film to form a window by etching, to expose the part of the first island-shaped amorphous semiconductor film,
The part of the first island-shaped amorphous semiconductor film the exposed, introducing a catalytic element which promotes crystallization of the first island-shaped amorphous semiconductor film,
Heating the source region , the drain region, and the first island-shaped amorphous semiconductor film to crystallize the first island-shaped amorphous semiconductor film to form an island-shaped crystalline semiconductor film; A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that a catalytic element is gettered into the source region and the drain region.
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第1の非晶質半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜及び前記15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を用いて、それぞれ第1の島状非晶質半導体膜及び第2の島状半導体膜を形成し、
前記第2の島状半導体膜上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極をマスクとして、前記第2の島状半導体膜の一部を除去してソース領域及びドレイン領域を形成し、前記第1の島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させて一部を露出させ、
前記第1の島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記第1の島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、
前記ソース領域、前記ドレイン領域及び前記第1の島状非晶質半導体膜を加熱し、前記第1の島状非晶質半導体膜を結晶化して島状結晶性半導体膜を形成と共に、前記触媒元素を前記ソース領域及びドレイン領域にゲッタリングさせ、
前記ソース電極及びドレイン電極に電気的に接続する配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a first amorphous semiconductor film on the gate insulating film;
Forming a second semiconductor film containing an element selected from Group 15 on the first amorphous semiconductor film;
Using the second semiconductor film including the first amorphous semiconductor film and the element selected from the group 15, respectively form a first island-shaped amorphous semiconductor film and the second island-shaped semiconductor film And
Forming a source electrode and a drain electrode on the second island-shaped semiconductor film;
As a mask the source electrode and the drain electrode, and forming a source region and a drain region by removing part of the second island-shaped semiconductor film, reducing the thickness of the first island-shaped amorphous semiconductor film to expose the part by,
Introducing a catalytic element that promotes crystallization of the first island-shaped amorphous semiconductor film into the exposed region of the first island-shaped amorphous semiconductor film;
The source region , the drain region, and the first island-shaped amorphous semiconductor film are heated to crystallize the first island-shaped amorphous semiconductor film to form an island-shaped crystalline semiconductor film, and the catalyst Gettering elements into the source and drain regions;
A manufacturing method of a semiconductor device, wherein a wiring electrically connected to the source electrode and the drain electrode is formed.
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第1の非晶質半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜及び前記15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を用いて、それぞれ第1の島状非晶質半導体膜及び第2の島状半導体膜を形成し、
前記第2の島状半導体膜上にマスクを形成し、
前記マスクを用いて、第2の島状半導体膜の一部を除去してソース領域及びドレイン領域を形成し、前記第1の島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させて一部を露出させ、
前記第1の島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記第1の島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、
前記ソース領域、前記ドレイン領域及び前記第1の島状非晶質半導体膜を加熱し、前記第1の島状非晶質半導体膜を結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域及びドレイン領域にゲッタリングさせ、
前記ソース領域及びドレイン領域に電気的に接続する配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a first amorphous semiconductor film on the gate insulating film;
Forming a second semiconductor film containing an element selected from Group 15 on the first amorphous semiconductor film;
Using the second semiconductor film including the first amorphous semiconductor film and the element selected from the group 15, respectively form a first island-shaped amorphous semiconductor film and the second island-shaped semiconductor film And
Forming a mask on the second island-shaped semiconductor film;
Using the mask to remove the part of the second island-shaped semiconductor film forming a source region and a drain region, a part to reduce the thickness of the first island-shaped amorphous semiconductor film To expose
Introducing a catalytic element that promotes crystallization of the first island-shaped amorphous semiconductor film into the exposed region of the first island-shaped amorphous semiconductor film;
Heating the source region , the drain region, and the first island-shaped amorphous semiconductor film to crystallize the first island-shaped amorphous semiconductor film to form an island-shaped crystalline semiconductor film; Gettering the catalytic element into the source and drain regions;
A manufacturing method of a semiconductor device, wherein a wiring electrically connected to the source region and the drain region is formed.
前記配線は、低融点導電材料により形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 3 or claim 4,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the wiring is formed of a low melting point conductive material.
前記配線は、スパッタ法、液滴噴出法又はCVD法により形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 5,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the wiring is formed by a sputtering method, a droplet ejection method, or a CVD method.
前記加熱により前記15族から選ばれた元素を活性化させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the element selected from the group 15 is activated by the heating.
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第1の非晶質半導体膜を形成し、
前記第1の非晶質半導体膜上に、15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を形成し、
前記15族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜に13族から選ばれた元素を導入し、
前記第1の非晶質半導体膜及び前記15族及び13族から選ばれた元素を含む第2の半導体膜を用いて、それぞれ第1の島状非晶質半導体膜及び第2の島状半導体膜を形成し、
前記第2の島状半導体膜上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極をマスクとして、第2の島状半導体膜の一部を除去してソース領域及びドレイン領域を形成し、前記第1の島状非晶質半導体膜の膜厚を減少させて一部を露出させ、
前記第1の島状非晶質半導体膜の露出した領域に、前記第1の島状非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を導入し、
前記ソース領域、前記ドレイン領域及び前記第1の島状非晶質半導体膜を加熱し、前記第1の島状非晶質半導体膜を結晶化して島状結晶性半導体膜を形成すると共に、前記触媒元素を前記ソース領域及びドレイン領域にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a first amorphous semiconductor film on the gate insulating film;
Forming a second semiconductor film containing an element selected from Group 15 on the first amorphous semiconductor film;
Introducing an element selected from Group 13 into the second semiconductor film containing an element selected from Group 15;
Using the second semiconductor film including the first amorphous semiconductor film and the Group 15 and an element selected from Group 13, first island-shaped amorphous semiconductor film and the second semiconductor island, respectively Forming a film,
Forming a source electrode and a drain electrode on the second island-shaped semiconductor film;
As a mask the source electrode and the drain electrode, to remove part of the second island-shaped semiconductor film forming a source region and a drain region, to reduce the thickness of the first island-shaped amorphous semiconductor film to expose the part Te,
Introducing a catalytic element that promotes crystallization of the first island-shaped amorphous semiconductor film into the exposed region of the first island-shaped amorphous semiconductor film;
Heating the source region , the drain region, and the first island-shaped amorphous semiconductor film to crystallize the first island-shaped amorphous semiconductor film to form an island-shaped crystalline semiconductor film; A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that a catalytic element is gettered into the source region and the drain region.
前記加熱により前記15族及び13族から選ばれた元素を活性化することを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 8,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the element selected from the group 15 and group 13 is activated by the heating.
前記触媒元素は、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)から選ばれた1つの元素、又は複数の元素であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The catalyst elements are nickel (Ni), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). A method for manufacturing a semiconductor device, which is one selected element or a plurality of elements.
前記ソース電極及びドレイン電極は、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)から選ばれた1つの元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of Claims 1 to 10,
The source electrode and the drain electrode include one element selected from tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), and molybdenum (Mo), or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. A method for manufacturing a semiconductor device.
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