JP2000089250A - Production of electro-optic device and production of drive substrate for exectro-optic device - Google Patents

Production of electro-optic device and production of drive substrate for exectro-optic device

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JP2000089250A
JP2000089250A JP10256376A JP25637698A JP2000089250A JP 2000089250 A JP2000089250 A JP 2000089250A JP 10256376 A JP10256376 A JP 10256376A JP 25637698 A JP25637698 A JP 25637698A JP 2000089250 A JP2000089250 A JP 2000089250A
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electro
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英雄 山中
Hisayoshi Yamoto
久良 矢元
Yuichi Sato
勇一 佐藤
Hajime Yagi
肇 矢木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To permit the production of an electro-optic device, such as thin-film semiconductor device for display containing a high-performance driver by forming differences in level of a prescribed shape/size on a substrate and causing graphoepitaxy with the angles at the bases of these differences in level as seeds. SOLUTION: The differences 4 in level of the prescribed shape/size are formed on the substrate 1 and the high-temperature graphoepitaxy is caused with the angles of the bases of the differences 4 in level as the seeds. As a result, a single crystal silicon thin film 7 of high electron mobility above 540 cm2/v/sec may be obtained and, therefore, the production of the reflection type liquid crystal device for display contg. a high-performance driver is made possible. In such a case, the differences 4 in level as such recessed parts as to have an inclined shape are preferably recommended to be formed in such a manner that the flanks with respect to the base surfaces have a rectangular shape or the base angle of preferably <=90 deg. to the bottom end side at the cross section.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学装置の製
造方法及び電気光学装置用の駆動基板の製造方法に関
し、特に絶縁基板上にグラフォエピタキシャル成長させ
た単結晶シリコン層を能動領域に用いるトップゲート型
の薄膜絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以降、トッ
プゲート型MOSTFTと呼ぶ。尚、トップゲート型に
はスタガー型又はコプラナー型が含まれる。)と受動領
域を有する液晶表示装置などに好適な方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electro-optical device and a method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device, and more particularly, to a method using a monocrystalline silicon layer grown by grapho-epitaxial growth on an insulating substrate for an active region. A method suitable for a gate type thin film insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as a top gate type MOSTFT; a top gate type includes a staggered type or a coplanar type) and a liquid crystal display device having a passive region. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクティブマトリクス型の液晶表示装置
として、アモルファスシリコンをTFTに用いた表示部
と外付け駆動回路用ICとを有するものや、固相成長法
による多結晶シリコンをTFTに用いた表示部と駆動回
路との一体型(特開平6−242433号公報)、エキ
シマレーザーアニールを行った多結晶シリコンをTFT
に用いた表示部と駆動回路との一体型(特開平7−13
1030号公報)などが知られている。
2. Description of the Related Art An active matrix type liquid crystal display device has a display portion using amorphous silicon for a TFT and an external driving circuit IC, and a display using a polycrystalline silicon for a TFT by a solid phase growth method. Unit and driving circuit integrated (Japanese Patent Laid-Open No. 6-242433), excimer laser-annealed polycrystalline silicon TFT
(Japanese Patent Laid-Open No. 7-13)
No. 1030).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のアモルファスシリコンTFTは、生産性は良いが、電
子移動度は0.5〜1.0cm2 /v・sec前後と低
いために、pチャンネルのMOSTFT(以降、pMO
STFTと呼ぶ。)を作ることができない。従って、p
MOSTFTを用いた周辺駆動部を表示部と同じガラス
基板上に形成できないため、ドライバICは外付けとな
り、TAB方式等により実装されるので、コストダウン
が難しい。また、このために、高精細化には限界があ
る。更に、電子移動度は0.5〜1.0cm2 /v・s
ec前後と低いので、十分なオン電流がとれず、表示部
に用いた場合、トランジスタサイズが必然的に大きくな
り、画素の高開口率に不利である。
However, the above-mentioned conventional amorphous silicon TFT has good productivity, but has a low electron mobility of about 0.5 to 1.0 cm 2 / v · sec. MOSTFT (hereinafter pMO
Called STFT. ) Can not be made. Therefore, p
Since the peripheral driver using the MOSTFT cannot be formed on the same glass substrate as the display, the driver IC is externally mounted and mounted by the TAB method or the like, so that cost reduction is difficult. For this reason, there is a limit to high definition. Further, the electron mobility is 0.5 to 1.0 cm 2 / v · s
Since it is as low as around ec, sufficient on-current cannot be obtained, and when used in a display portion, the transistor size is inevitably increased, which is disadvantageous for a high aperture ratio of a pixel.

【0004】また、上記した従来の多結晶シリコンTF
Tの電子移動度は70〜100cm2 /v・secで高
精細化にも対応できるので、最近は駆動回路一体型の多
結晶シリコンTFTを用いたLCD(液晶表示装置)が
注目されている。しかし、15インチ以上の大型LCD
の場合は、多結晶シリコンの電子移動度は70〜100
cm2 /v・secであるため、駆動能力が不足し、結
局、外付けの駆動回路用ICが必要となっている。
In addition, the above-described conventional polycrystalline silicon TF
Since the electron mobility of T is 70 to 100 cm 2 / v · sec, which can cope with high definition, an LCD (liquid crystal display) using a polycrystalline silicon TFT integrated with a driving circuit has recently attracted attention. However, a large LCD of 15 inches or more
, The electron mobility of polycrystalline silicon is 70-100.
Because of cm 2 / v · sec, the driving ability is insufficient, and eventually, an external driving circuit IC is required.

【0005】また、固相成長法により成膜された多結晶
シリコンを用いるTFTでは、600℃以上で十数時間
のアニールと、約1000℃の熱酸化によるゲートSi
2の形成が必要なために、半導体製造装置を採用せざ
るを得ない。そのために、ウエーハサイズ8〜12イン
チφが限界であり、高耐熱性で高価な石英ガラスの採用
が余儀なくされ、コストダウンが難しい。従って、EV
Fやデータ/AVプロジェクタ用途に限定されている。
In a TFT using polycrystalline silicon formed by a solid phase growth method, annealing is performed at a temperature of 600 ° C. or more for more than 10 hours, and a gate Si is formed by thermal oxidation at about 1000 ° C.
Since the formation of O 2 is necessary, a semiconductor manufacturing apparatus has to be adopted. For this reason, a wafer size of 8 to 12 inches φ is a limit, and it is inevitable to use expensive quartz glass having high heat resistance, and it is difficult to reduce the cost. Therefore, EV
F and data / AV projector applications.

【0006】更に、上記した従来のエキシマレーザーア
ニールによる多結晶シリコンTFTでは、エキシマレー
ザー出力の安定性、生産性、大型化による装置価格の上
昇、歩留/品質低下等の問題が山積している。
Further, in the above-described conventional polycrystalline silicon TFT by excimer laser annealing, there are many problems such as stability of excimer laser output, productivity, increase in apparatus price due to increase in size, reduction in yield / quality, and the like. .

【0007】特に、1m角等の大型ガラス基板になる
と、前記の問題が拡大し、ますます性能/品質向上とコ
ストダウンが難しくなる。
[0007] In particular, when a large glass substrate of 1 m square or the like is used, the above-mentioned problems are magnified, and it becomes more difficult to improve performance / quality and reduce costs.

【0008】本発明の目的は、特に周辺駆動回路部にお
いて、高い電子/正孔移動度の単結晶シリコン薄膜を比
較的低温でかつ均一に成膜して、高性能ドライバ内蔵の
アクティブマトリクス基板と、これを用いた表示用薄膜
半導体装置等の電気光学装置の製造を可能とし、高いス
イッチング特性と低リーク電流を有するLDD構造(Li
ghtly doped drain 構造)のnチャンネルのMOSTF
T(以降、nMOSTFTと呼ぶ。)又はpMOSTF
T又は高い駆動能力の相補型薄膜絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタ(以降、cMOSTFTと呼ぶ。)の表示部
と、cMOSTFT又はnMOSTFT又はpMOST
FT、或いはこれらの混在からなる周辺駆動回路とを一
体化した構成を可能とし、高画質、高精細、狭額縁、高
効率、大画面の表示パネルを実現することができ、しか
も歪点が比較的低い大型のガラス基板であっても使用で
き、生産性が高く、高価な製造設備が不要であってコス
トダウンが可能となり、更に、しきい値調整が容易であ
って低抵抗化による高速動作と大画面化を可能にするこ
とにある。
An object of the present invention is to provide an active matrix substrate with a built-in high-performance driver by forming a single-crystal silicon thin film having a high electron / hole mobility at a relatively low temperature and uniformly, particularly in a peripheral driving circuit portion. Enables the manufacture of electro-optical devices such as display thin film semiconductor devices using the same, and has an LDD structure (Li
ghtly doped drain structure) n-channel MOSTF
T (hereinafter referred to as nMOSTFT) or pMOSTF
T or a display portion of a complementary thin film insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as cMOSTFT) having a high driving capability, and a cMOSTFT, nMOSTFT or pMOST.
It is possible to integrate FT or a peripheral drive circuit consisting of a mixture of them, and realize a high-quality, high-definition, narrow-frame, high-efficiency, large-screen display panel. It can be used even for large glass substrates with low cost, high productivity, no expensive manufacturing equipment is required, cost can be reduced, and threshold adjustment is easy and high speed operation due to low resistance And to enable a large screen.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、画素電
極(例えばマトリクス状に配列された複数の画素電極:
以下、同様)が配された表示部と、この表示部の周辺に
配された周辺駆動回路部とを第1の基板(即ち、駆動用
の基板:以下、同様)上に有し、この第1の基板と第2
の基板(即ち、対向基板:以下、同様)との間に液晶な
どの所定の光学材料を介在させてなる電気光学装置、及
びこの電気光学装置用の駆動基板のそれぞれの製造方法
において、前記第1の基板の一方の面上に段差を形成す
る工程と、前記段差を含む前記第1の基板上に、シリコ
ンの如き半導体材料を含有する低融点金属の溶融液層を
形成する工程と、次いで冷却処理(望ましくは徐冷処
理)によって前記溶融液層の前記半導体材料を前記段差
をシードとしてグラフォエピタキシャル成長させ、単結
晶シリコン層の如き単結晶半導体層を析出させる工程
と、この単結晶半導体層に所定の処理を施して能動素子
及び受動素子のうちの少なくとも能動素子を形成する工
程(例えば、前記単結晶シリコン層をチャンネル領域、
ソース領域及びドレイン領域とし、前記チャンネル領域
の上部にゲート絶縁膜及びゲート電極からなるゲート
部、更にはソース及びドレイン電極を有するトップゲー
ト型の第1の薄膜トランジスタ(特にMOSTFT:以
下、同様)を能動素子として形成する工程)とを有する
ことを特徴とする電気光学装置、及びこの電気光学装置
用の駆動基板のそれぞれの製造方法に係るものである。
なお、本発明において、上記単結晶半導体層は単結晶シ
リコン層は勿論、単結晶化合物半導体層も含む概念であ
る(以下、同様)。また、上記能動素子は薄膜トランジ
スタやその他のダイオード等の素子を含む概念であり、
上記受動素子は抵抗などを含む概念である(以下、同
様)。その代表例としての薄膜トランジスタとは、電界
効果トランジスタ(FET)(これにはMOS型と接合
型があるが、いずれでもよい。)とバイポーラトランジ
スタとがあるが、本発明はいずれのトランジスタにも適
用できる(以下、同様)。また、上記能動素子は抵抗、
インダクタンス、キャパシタンス等を含む概念であり、
例えばシリコンナイトライド(以後、SiNと呼ぶ。)
等の高誘電体膜を低抵抗化した前記単結晶シリコン層等
(電極)で挟み込んで形成したキャパシタンスがある。
That is, the present invention relates to a pixel electrode (for example, a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix):
The same applies to the following. A display unit provided with the same) and a peripheral drive circuit unit provided around the display unit are provided on a first substrate (that is, a driving substrate: the same applies hereinafter). 1st substrate and 2nd
An electro-optical device in which a predetermined optical material such as a liquid crystal is interposed between the substrate and the substrate (that is, a counter substrate; the same applies hereinafter), and a method of manufacturing a driving substrate for the electro-optical device. Forming a step on one surface of one substrate, forming a molten liquid layer of a low melting point metal containing a semiconductor material such as silicon on the first substrate including the step, A step of subjecting the semiconductor material of the melt layer to grapho-epitaxial growth by a cooling process (preferably a slow cooling process) using the step as a seed to deposit a single-crystal semiconductor layer such as a single-crystal silicon layer; A predetermined process to form at least an active element of an active element and a passive element (for example, the single crystal silicon layer is formed in a channel region,
A top gate type thin film transistor (particularly, MOSTFT; hereinafter the same) having a gate portion formed of a gate insulating film and a gate electrode above the channel region as a source region and a drain region, and further having a source and drain electrode is activated. An electro-optical device, and a method of manufacturing a driving substrate for the electro-optical device.
Note that, in the present invention, the single crystal semiconductor layer includes not only a single crystal silicon layer but also a single crystal compound semiconductor layer (the same applies hereinafter). Further, the active element is a concept including an element such as a thin film transistor and other diodes,
The passive element is a concept including a resistor and the like (hereinafter, the same applies). Typical examples of the thin film transistor include a field effect transistor (FET) (there is a MOS type and a junction type, whichever may be used) and a bipolar transistor. The present invention is applicable to any of the transistors. (The same applies hereinafter). The active element is a resistor,
This is a concept that includes inductance, capacitance, etc.
For example, silicon nitride (hereinafter referred to as SiN)
There is a capacitance formed by sandwiching a high-dielectric film such as described above with the above-mentioned single-crystal silicon layer or the like (electrode) having reduced resistance.

【0010】本発明によれば、シリコンを溶解した低融
点金属の溶融液から、基板に形成した上記段差をシード
にしたグラフォエピタキシャル成長により単結晶シリコ
ン薄膜などの単結晶半導体薄膜を形成し、これをアクテ
ィブマトリクス基板などの駆動基板の周辺駆動回路のト
ップゲート型MOSTFTや表示部−周辺駆動回路一体
型のLCDなどの電気光学装置の周辺駆動回路のトップ
ゲート型MOSTFTなどの能動素子や、抵抗、インダ
クタンス、キャパシタンス等の受動素子のうちの少なく
とも能動素子に用いているので、次の(A)〜(F)に
示す顕著な作用効果を得ることができる。
According to the present invention, a single-crystal semiconductor thin film such as a single-crystal silicon thin film is formed from a melt of a low-melting-point metal in which silicon is dissolved, by grapho-epitaxial growth using the step formed on the substrate as a seed. Active elements such as top-gate type MOSTFTs in peripheral drive circuits of drive substrates such as active matrix substrates and top-gate type MOSTFTs in peripheral drive circuits of electro-optical devices such as LCDs integrated with a display unit and peripheral drive circuit; Since it is used for at least an active element among passive elements such as an inductance and a capacitance, the following remarkable functions and effects shown in (A) to (F) can be obtained.

【0011】(A)所定形状/寸法の段差を基板上に形
成し、その段差の底辺の角(底角)をシードとしてグラ
フォエピタキシャル成長させることにより、540cm
2 /v・sec以上の高い電子移動度の単結晶シリコン
薄膜などの単結晶半導体層が得られるので、高性能ドラ
イバ内蔵の表示用薄膜半導体装置などの電気光学装置の
製造が可能となる。この場合、断面において底面に対し
側面が直角状若しくは下端側へ望ましくは90°以下の
底角をなすように傾斜状となるような凹部として前記段
差が形成されるのがよい。
(A) A step having a predetermined shape / dimension is formed on a substrate, and the corner of the bottom of the step (base angle) is used as a seed to perform grapho-epitaxial growth to 540 cm.
Since a single-crystal semiconductor layer such as a single-crystal silicon thin film having a high electron mobility of 2 / v · sec or more can be obtained, an electro-optical device such as a display thin-film semiconductor device with a built-in high-performance driver can be manufactured. In this case, the step is preferably formed as a concave portion such that the side surface is perpendicular to the bottom surface in the cross section or inclined so as to form a bottom angle of preferably 90 ° or less toward the lower end side.

【0012】(B)特にこの単結晶シリコン薄膜は、従
来のアモルファスシリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜に
比べて、単結晶シリコン基板並の高い電子及び正孔移動
度を示すので、これによる単結晶シリコントップゲート
型MOSTFTは、高いスイッチング特性〔望ましくは
更に、電界強度を緩和して低リーク電流化するLDD(L
ightly doped drain) 構造〕を有するnMOS又はpM
OSTFT又はcMOSTFTからなる表示部と、高い
駆動能力のcMOS、又はnMOS、pMOSTFT又
はこれらの混在からなる周辺駆動回路部とを一体化した
構成が可能となり、高画質、高精細、狭額縁、高効率、
大画面の表示パネルが実現する。特に、多結晶シリコン
ではLCD用TFTとして、高い正孔移動度のpMOS
TFTは形成し難いが、本発明による単結晶シリコン薄
膜は正孔でも十分に高い移動度を示すため、電子と正孔
をそれぞれ単独でも、或いは双方を組み合せて駆動する
周辺駆動回路を作製でき、これをnMOS又はpMOS
又はcMOSのLDD構造の表示部用TFTと一体化し
たパネルを実現できる。また、小型〜中型パネルの場合
には、周辺の一対の垂直駆動回路の一方を省略できる可
能性がある。
(B) In particular, the single-crystal silicon thin film exhibits high electron and hole mobilities comparable to those of a single-crystal silicon substrate as compared with conventional amorphous silicon thin films and polycrystalline silicon thin films. The top gate type MOSTFT has a high switching characteristic [preferably, an LDD (L
nMOS or pM having a (ightly doped drain) structure]
A display unit composed of an OSTFT or a cMOSTFT and a peripheral driving circuit unit composed of a cMOS having a high driving capability, or an nMOS, a pMOSTFT, or a mixture of these can be integrated, thereby achieving high image quality, high definition, a narrow frame, and high efficiency. ,
A large-screen display panel is realized. In particular, polycrystalline silicon has a high hole mobility pMOS as a TFT for LCD.
Although it is difficult to form a TFT, the single crystal silicon thin film according to the present invention exhibits sufficiently high mobility even with holes, so that a peripheral drive circuit that drives electrons and holes alone or in combination of both can be manufactured. This is nMOS or pMOS
Alternatively, a panel integrated with a TFT for a display portion having a cMOS LDD structure can be realized. In the case of a small to medium-sized panel, there is a possibility that one of a pair of peripheral vertical drive circuits can be omitted.

【0013】(C)そして、上記した低融点金属の溶融
液は低温(例えば350℃)で調製し、それより少し高
いだけの温度に加熱した基板上に塗布などの方法で形成
できるから、比較的低温(例えば350〜400℃)で
シリコン単結晶膜を均一に形成することができる。従っ
て、歪点の比較的低いガラス基板や耐熱性有機基板など
の入手し易く、低コストで物性も良好な基板を用いるこ
とができ、また基板の大型化も可能となる。
(C) The low-melting-point metal melt can be prepared at a low temperature (for example, 350 ° C.) and formed on a substrate heated to a temperature slightly higher than that by a method such as coating. A silicon single crystal film can be formed uniformly at a relatively low temperature (for example, 350 to 400 ° C.). Therefore, a glass substrate having a relatively low strain point, a heat-resistant organic substrate, or the like can be easily obtained, a low-cost substrate having good physical properties can be used, and the substrate can be enlarged.

【0014】(D)固相成長法の場合のような中温で長
時間(約600℃、十数時間)のアニールや、エキシマ
レーザーアニールが不要となるから、生産性が高く、高
価な製造設備が不要でコストダウンが可能となる。
(D) Since annealing at medium temperature for a long time (about 600 ° C., ten and several hours) and excimer laser annealing as in the case of the solid phase growth method are not required, high productivity and expensive manufacturing equipment are required. Is unnecessary and cost can be reduced.

【0015】(E)このグラフォエピタキシャル成長で
は、基板の加熱温度、溶融液の組成比、溶融液温度、冷
却速度等の調整により、広範囲のP型不純物濃度と高移
動度の単結晶シリコン薄膜が容易に得られるので、Vt
h(しきい値)調整が容易であり、低抵抗化による高速
動作と大画面化が可能である。
(E) In this grapho-epitaxial growth, a wide range of P-type impurity concentration and a high mobility single crystal silicon thin film can be obtained by adjusting the heating temperature of the substrate, the composition ratio of the melt, the melt temperature, the cooling rate, and the like. Since it is easily obtained, Vt
Adjustment of h (threshold) is easy, and high-speed operation and a large screen can be realized by lowering the resistance.

【0016】(F)また、シリコン含有低融点金属溶融
液層の成膜時に、3族又は5族の不純物元素(ボロン、
リン、アンチモン、ひ素、ビスマス、アルミニウムな
ど)を別途適量ドープしておけば、成長する単結晶シリ
コンエピタキシャル成長層の不純物種及び/又はその濃
度、即ちP型/N型の導電型及び/又はキャリア濃度を
任意に制御することができる。
(F) Further, at the time of forming the silicon-containing low-melting-point metal melt layer, an impurity element belonging to Group 3 or Group 5 (boron,
Phosphorus, antimony, arsenic, bismuth, aluminum, etc.) can be doped separately in an appropriate amount to provide an impurity species and / or its concentration of the grown single crystal silicon epitaxial growth layer, that is, a P-type / N-type conductivity type and / or a carrier concentration. Can be arbitrarily controlled.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明においては、前記段差が、
断面において底面に対し側面が直角状若しくは下端側へ
望ましくは90°以下の底角をなすように傾斜状となる
ような凹部として、絶縁基板又はその上の拡散バリア、
例えばSiNなどの膜(或いはこれらの双方)に形成さ
れ、この段差が前記単結晶シリコン層のグラフォエピタ
キシャル成長時のシードとなっているのがよい。この段
差は、前記能動素子、例えば薄膜トランジスタの前記チ
ャンネル領域、前記ソース領域及び前記ドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って形成され
ているのがよい。また、前記受動素子、例えば抵抗が形
成される素子領域の少なくとも一辺に沿って形成されて
いるのがよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, the step is
In a cross section, the side surface with respect to the bottom surface is perpendicular to the bottom surface or desirably inclined to form a bottom angle of 90 ° or less toward the lower end side, as an insulating substrate or a diffusion barrier thereon,
For example, the single-crystal silicon layer is formed on a film of SiN or the like (or both of them), and the step is preferably used as a seed at the time of grapho-epitaxial growth of the single crystal silicon layer. The step is preferably formed along at least one side of an element region formed by the channel region, the source region, and the drain region of the active element, for example, a thin film transistor. It is preferable that the passive element is formed along at least one side of an element region in which a resistor is formed.

【0018】この場合、前記MOSTFTの如き第1の
薄膜トランジスタを前記段差による基板凹部内に設けて
よいが、凹部外、或いはこれらの双方において基板上に
設けてもよい。
In this case, the first thin film transistor such as the MOSTFT may be provided in the concave portion of the substrate due to the step, but may be provided on the substrate outside the concave portion or in both of them.

【0019】前記段差をリアクティブイオンエッチング
などのドライエッチングによって形成し、シリコンを例
えば2.0重量%〜0.005重量%、例えば1重量%
含有する低融点金属の溶融液を加熱された絶縁基板に塗
布し、所定時間(数分〜数10分)保持した後、前記冷
却処理を行うのがよい。これによって、厚さ数μm〜
0.005μm、例えば1μmの単結晶シリコン膜を得
ることができる。
The step is formed by dry etching such as reactive ion etching, and silicon is added in an amount of, for example, 2.0 to 0.005% by weight, for example, 1% by weight.
It is preferable to apply the molten liquid of the low-melting-point metal to the heated insulating substrate and hold it for a predetermined time (several minutes to several tens of minutes) before performing the cooling treatment. With this, a thickness of several μm
A single crystal silicon film of 0.005 μm, for example, 1 μm can be obtained.

【0020】また、前記基板として絶縁基板、例えばガ
ラス基板、耐熱性有機基板を使用し、前記低融点金属と
してインジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛、亜
鉛、アンチモン及びアルミニウムからなる群より選ばれ
た少なくとも1種を使用することができる。
Further, an insulating substrate such as a glass substrate or a heat-resistant organic substrate is used as the substrate, and the low melting point metal is selected from the group consisting of indium, gallium, tin, bismuth, lead, zinc, antimony and aluminum. At least one can be used.

【0021】この場合、前記低融点金属としてインジウ
ムを使用するときには前記溶融液を850〜1100
℃、望ましくは900〜950℃に加熱された前記絶縁
基板に塗布し、前記低融点金属としてインジウム・ガリ
ウム又はガリウムを使用するときには前記溶融液を30
0〜1100℃、望ましくは350〜600℃又は40
0〜1100℃、望ましくは420〜600℃に加熱さ
れた前記絶縁基板に塗布することができる。基板の加熱
は、電気炉やランプ等を用いて基板全体を均一に加熱す
る方法の他、光レーザー、電子ビーム等によって、所定
の場所のみを局部的に加熱する方法も可能である。
In this case, when indium is used as the low melting point metal, the molten liquid is 850 to 1100
C., preferably 900 to 950.degree. C., applied to the insulating substrate, and when using indium gallium or gallium as the low melting metal, the molten liquid is heated to 30.degree.
0-1100 ° C, preferably 350-600 ° C or 40
It can be applied to the insulating substrate heated to 0 to 1100 ° C, preferably 420 to 600 ° C. The substrate can be heated by a method of uniformly heating the entire substrate using an electric furnace, a lamp, or the like, or a method of locally heating only a predetermined location by an optical laser, an electron beam, or the like.

【0022】このようにシリコンを含有する低融点金属
は、図10に示す状態図から明らかなように、低融点金
属の割合に応じて融点が低下する。インジウムを用いる
ときには、シリコンを含有(例えば1重量%含有)する
インジウム溶融液層を850〜1100℃の基板温度で
形成するのは、1100℃程度までは基板として石英板
ガラスを使用でき、1100℃〜850℃まではそれよ
りも耐熱性が低いガラス、例えば結晶化ガラスでも使用
できることになる。ガリウムを用いるときにも、上記と
同様の理由から、シリコンを含有(例えば1重量%含
有)するガリウム溶融液層を400〜1100℃の基板
温度で形成することができる。
As is clear from the state diagram shown in FIG. 10, the melting point of the low melting point metal containing silicon decreases in accordance with the ratio of the low melting point metal. When indium is used, forming an indium melt layer containing silicon (for example, containing 1% by weight) at a substrate temperature of 850 to 1100 ° C. can use a quartz plate glass as a substrate up to about 1100 ° C. Up to 850 ° C., glass having lower heat resistance, for example, crystallized glass can be used. When gallium is used, a gallium melt layer containing silicon (for example, containing 1% by weight) can be formed at a substrate temperature of 400 to 1100 ° C. for the same reason as described above.

【0023】後者の場合(インジウム・ガリウム・シリ
コン又はガリウム・シリコンの場合)、基板として、比
較的歪点の低いガラス基板や耐熱性有機基板を用い得る
ので、大型ガラス基板(例えば1m2 以上)上に半導体
結晶層を作成することが可能であるが、このような基板
は、安価で、薄板化が容易であり、長尺ロール化された
ガラス板や耐熱性有機基板を作製できる。これを用い
て、長尺ロール化ガラス板や耐熱性有機基板上に、上記
手法により、グラフォエピタキシャル成長による単結晶
シリコン薄膜を連続して又は非連続に作製することがで
きる。
In the latter case (in the case of indium gallium silicon or gallium silicon), a glass substrate having a relatively low strain point or a heat-resistant organic substrate can be used as the substrate, so that a large glass substrate (for example, 1 m 2 or more) is used. Although a semiconductor crystal layer can be formed thereon, such a substrate is inexpensive, easily thinned, and a long rolled glass plate or a heat-resistant organic substrate can be manufactured. Using this, a single-crystal silicon thin film formed by grapho-epitaxial growth can be continuously or discontinuously formed on a long rolled glass plate or a heat-resistant organic substrate by the above method.

【0024】上記の溶融液塗布式では一定時間(数分〜
数十分)保持した後に徐冷するが、この他にも、ガラス
基板を上記溶液に浸して、一定時間(数分〜数十分)保
持した後、徐々に引き上げるディッピング方式や、溶融
液中又は表面を適切な速度で移動させて徐冷するフロー
ティング方式でもよい。溶融液の組成、温度、引き上げ
速度によって、エピタキシャル成長層の厚さやキャリア
不純物濃度を制御することができる。塗布式、ディッピ
ング方式、フローティング方式等は、基板を連続又は断
続送りして処理できるため、量産性も向上する。
In the above-mentioned melt coating method, a certain time (several minutes to
After holding for several tens of minutes, the substrate is gradually cooled. In addition, a dipping method in which a glass substrate is immersed in the above solution, held for a certain period of time (several minutes to several tens of minutes), and then gradually pulled up, Alternatively, a floating method in which the surface is moved at an appropriate speed and gradually cooled may be used. The thickness of the epitaxially grown layer and the carrier impurity concentration can be controlled by the composition, temperature, and pulling rate of the melt. The coating method, the dipping method, the floating method, and the like can process the substrate continuously or intermittently, so that mass productivity is also improved.

【0025】上記のように、歪点が低いガラスの上層へ
は、このガラス内部から、その構成元素 が拡散し易い
ので、これを抑える目的で、拡散バリア層の薄膜(例え
ばシリコンナイトライド:厚さ50〜200nm程度)
を形成するのがよい。
As described above, since the constituent elements are easily diffused from the inside of the glass into the upper layer of the glass having a low strain point, the thin film of the diffusion barrier layer (for example, silicon nitride: About 50-200 nm)
Should be formed.

【0026】上記したシリコンを溶かした低融点金属か
ら、徐冷によって、上記段差をシードとしてグラフォエ
ピタキシャル成長により前記単結晶シリコン層を析出さ
せた後に、この上の前記低融点金属の層を塩酸などで溶
解除去し、しかる後に前記単結晶シリコン層に所定の処
理を施して能動素子と受動素子を作製することができ
る。
After the above-mentioned single crystal silicon layer is deposited from the above-mentioned low melting point metal in which silicon is dissolved by slow cooling, the single crystal silicon layer is deposited by grapho-epitaxial growth using the above-mentioned steps as a seed. Then, a predetermined process is performed on the single crystal silicon layer to produce an active element and a passive element.

【0027】このように、冷却後に単結晶シリコン層の
上に析出したインジウムなどの低融点金属薄膜は塩酸等
を用いて溶解除去するが、インジウム等はシリコン層中
に微量(1016atoms/cc程度)しか残留しない
よう作成できるので、作成直後はP型の単結晶シリコン
薄膜の半導体が作成される。従って、これはnMOST
FTの作製にとって都合が良い。しかし、適量のリン原
子などのN型不純物を全面又は選択的にイオン注入する
ことによって、全面又は選択的にN型の単結晶シリコン
薄膜を作成することができるので、pMOSTFTも作
成することができる。このため、cMOSTFTも作成
できることになる。シリコン含有低融点金属の溶融液層
の形成時に、溶解度が大きい3族又は5族の不純物元素
(ボロン、リン、アンチモン、ひ素、ガリウム、ビスマ
スなど)を別途適量ドープしておけば、成長するシリコ
ンエピタキシャル成長層の不純物種及び/又はその濃
度、即ちP型/N型及び/又はキャリア濃度を任意に制
御することができる。
As described above, the low melting point metal thin film such as indium deposited on the single crystal silicon layer after cooling is dissolved and removed using hydrochloric acid or the like, but a small amount (10 16 atoms / cc) of indium or the like is contained in the silicon layer. ), A P-type single-crystal silicon thin film semiconductor is formed immediately after the formation. Therefore, this is nMOST
It is convenient for FT fabrication. However, by ion-implanting an appropriate amount of N-type impurities such as phosphorus atoms over the entire surface or selectively, an N-type single-crystal silicon thin film can be entirely or selectively formed, so that a pMOSTFT can also be formed. . For this reason, a cMOSTFT can also be produced. When forming a molten layer of a silicon-containing low-melting-point metal, an appropriate amount of an impurity element belonging to Group 3 or Group 5 having high solubility (boron, phosphorus, antimony, arsenic, gallium, bismuth, etc.) may be separately doped to grow silicon. It is possible to arbitrarily control the impurity species and / or the concentration of the epitaxial growth layer, that is, the P type / N type and / or the carrier concentration.

【0028】このように、基板上にグラフォエピタキシ
ャル成長した前記単結晶シリコン層を周辺駆動回路の少
なくとも一部を構成するトップゲート型MOSTFTの
チャンネル領域、ソース領域及びドレイン領域に適用
し、これら各領域の不純物種及び/又はその濃度を制御
することができる。
As described above, the single crystal silicon layer grown by the grapho-epitaxial growth on the substrate is applied to the channel region, the source region and the drain region of the top gate type MOSTFT constituting at least a part of the peripheral driving circuit. And / or its concentration can be controlled.

【0029】前記周辺駆動回路部及び前記表示部の薄膜
トランジスタがnチャンネル型、pチャンネル型又は相
補型の絶縁ゲート電界効果トランジスタを構成し、例え
ば相補型とnチャンネル型との組、相補型とpチャンネ
ル型との組、又は相補型とnチャンネル型とpチャンネ
ル型との組からなっていてよい。また、前記周辺駆動回
路部及び/又は前記表示部の薄膜トランジスタの少なく
とも一部がLDD(Lightly doped drain)構造を有して
いるのがよい。なお、LDD構造は、ゲート−ドレイン
間のみならず、ゲート−ソース間にも、又はゲート−ソ
ース間及びゲート−ドレイン間の両方に設けてもよい
(これをダブルLDDと呼ぶ)。
The peripheral driver circuit section and the thin film transistor of the display section constitute an n-channel, p-channel or complementary insulated gate field-effect transistor, for example, a set of complementary and n-channel transistors and a complementary and p-channel transistor. It may be composed of a set of a channel type or a set of a complementary type, an n-channel type and a p-channel type. Further, it is preferable that at least a part of the thin film transistor of the peripheral drive circuit section and / or the display section has an LDD (Lightly doped drain) structure. Note that the LDD structure may be provided not only between the gate and the drain, but also between the gate and the source, or between the gate and the source and between the gate and the drain (this is called a double LDD).

【0030】特に、前記MOSTFTは表示部では、n
MOS又はpMOS又はcMOSのLDD型TFTを構
成し、また周辺駆動回路部では、cMOS又はnMOS
又はpMOSTFT又はこれらの混在を構成しているの
がよい。
In particular, the MOSTFT has n
A MOS or pMOS or cMOS LDD type TFT is formed, and a cMOS or nMOS
Alternatively, a pMOS TFT or a mixture of these may be formed.

【0031】そして、前記MOSTFTが前記段差によ
る基板凹部内及び/又は基板凹部外の凹部付近に設けら
れてよい。
Further, the MOSTFT may be provided in the concave portion of the substrate due to the step and / or in the vicinity of the concave portion outside the concave portion of the substrate.

【0032】この場合、前記第1の基板の一方の面上に
段差が形成され、この段差を含む前記基板上に単結晶、
多結晶又はアモルファスシリコン層が形成され、前記第
2の薄膜トランジスタが、前記単結晶、多結晶又はアモ
ルファスシリコン層をチャンネル領域、ソース領域及び
ドレイン領域とし、前記チャンネル領域の上部及び/又
は下部にゲート部を有するトップゲート型、ボトムゲー
ト型又はデュアルゲート型であってよい。この場合も、
断面において底面に対し側面が直角状若しくは下端側へ
望ましくは90°以下の底角をなすように傾斜状となる
ような凹部として上記と同様の前記段差が形成され、こ
の段差が前記単結晶シリコン層のグラフォエピタキシャ
ル成長時のシードとなる。
In this case, a step is formed on one surface of the first substrate, and a single crystal is formed on the substrate including the step.
A polycrystalline or amorphous silicon layer is formed, and the second thin film transistor uses the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer as a channel region, a source region and a drain region, and a gate portion above and / or below the channel region. , A bottom gate type or a dual gate type. Again,
In the cross section, the step similar to the above is formed as a concave portion in which the side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined so as to form a bottom angle of preferably 90 ° or less toward the lower end side, and the step is formed by the single crystal silicon. It serves as a seed during grapho-epitaxial growth of the layer.

【0033】前記第2の薄膜トランジスタは、前記第1
の基板及び/又はその上の膜に形成された前記段差によ
る基板凹部内及び/又は外に設けられ、前記第1の薄膜
トランジスタと同様にグラフォエピタキシャル成長によ
る単結晶シリコン層を用いて、そのソース、ドレイン、
チャンネルの各領域が形成されてよい。
The second thin film transistor is provided with the first thin film transistor.
A single crystal silicon layer, which is provided inside and / or outside the substrate recess due to the step formed on the substrate and / or the film formed thereon and is formed by grapho-epitaxial growth similarly to the first thin film transistor, and has its source, drain,
Each region of the channel may be formed.

【0034】この第2の薄膜トランジスタでも、上記し
たと同様、前記単結晶、多結晶又はアモルファスシリコ
ン層の3族又は5族の不純物種及び/又はその濃度が制
御されていたり、前記段差が、前記第2の薄膜トランジ
スタの前記チャンネル領域、前記ソース領域及び前記ド
レイン領域で形成される素子領域の少なくとも一辺に沿
って形成されていてよい。また、前記単結晶、多結晶又
はアモルファスシリコン層下のゲート電極がその側端部
にて台形状になっているのがよい。前記第1の基板と前
記単結晶、多結晶又はアモルファスシリコン層との間に
拡散バリア層が設けられていてよい。
Also in this second thin film transistor, as in the above, the impurity species of Group 3 or Group 5 of the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer and / or the concentration thereof are controlled, and The second thin film transistor may be formed along at least one side of an element region formed by the channel region, the source region, and the drain region. Further, the gate electrode under the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer is preferably trapezoidal at its side end. A diffusion barrier layer may be provided between the first substrate and the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer.

【0035】前記第1及び/又は第2の薄膜トランジス
タのソース又はドレイン電極が前記段差を含む領域上に
形成されているのがよい。
It is preferable that a source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.

【0036】前記第1の薄膜トランジスタが、チャンネ
ル領域の上部及び/又は下部にゲート部を有するトップ
ゲート型、ボトムゲート型又はデュアルゲート型の中か
ら選ばれた少なくともトップゲート型からなり、かつ、
表示部において画素電極をスイッチングするスイッチン
グ素子が、前記トップゲート型、前記ボトムゲート型又
は前記デュアルゲート型の第2の薄膜トランジスタであ
ってよい。
The first thin film transistor is at least a top gate type selected from a top gate type, a bottom gate type and a dual gate type having a gate portion above and / or below a channel region; and
The switching element that switches the pixel electrode in the display unit may be the top gate type, the bottom gate type, or the dual gate type second thin film transistor.

【0037】この場合、チャンネル領域の下部に設けら
れたゲート電極は耐熱性材料で形成されていたり、前記
第2の薄膜トランジスタの上部ゲート電極と前記第1の
薄膜トランジスタのゲート電極とが共通の材料で形成さ
れていてよい。
In this case, the gate electrode provided below the channel region is made of a heat-resistant material, or the upper gate electrode of the second thin film transistor and the gate electrode of the first thin film transistor are made of a common material. It may be formed.

【0038】前記周辺駆動回路部において、前記第1の
薄膜トランジスタ以外に、多結晶又はアモルファスシリ
コン層をチャンネル領域とし、このチャンネル領域の上
部及び/又は下部にゲート部を有するトップゲート型、
ボトムゲート型又はデュアルゲート型の薄膜トランジス
タ、或いは前記単結晶シリコン層又は多結晶シリコン層
又はアモルファスシリコン層を用いたダイオード、抵
抗、キャパシタンス、インダクタンス素子などが設けら
れていてよい。
In the peripheral driver circuit section, in addition to the first thin film transistor, a top gate type having a polycrystalline or amorphous silicon layer as a channel region and having a gate portion above and / or below the channel region;
A bottom-gate or dual-gate thin film transistor, or a diode, a resistor, a capacitor, an inductance element, or the like using the single-crystal silicon layer, the polycrystalline silicon layer, or the amorphous silicon layer may be provided.

【0039】前記周辺駆動回路部及び/又は前記表示部
の薄膜トランジスタが、シングルゲート又はマルチゲー
トに構成されていてよい。
The peripheral drive circuit section and / or the thin film transistor of the display section may be configured as a single gate or a multi-gate.

【0040】前記周辺駆動回路部及び/又は前記表示部
のn又はpチャンネル型の薄膜トランジスタがデュアル
ゲート型であるときには、上部又は下部ゲート電極が電
気的にオープンとされるか或いは任意の負電圧(nチャ
ンネル型の場合)又は正電圧(pチャンネル型の場合)
が印加され、ボトムゲート型又はトップゲート型の薄膜
トランジスタとして動作されるのがよい。
When the n-type or p-channel type thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion is a dual gate type, the upper or lower gate electrode is electrically open or an arbitrary negative voltage ( n-channel type) or positive voltage (p-channel type)
Is applied to operate as a bottom gate type or top gate type thin film transistor.

【0041】前記周辺駆動回路部の薄膜トランジスタが
nチャンネル型、pチャンネル型又は相補型の前記第1
の薄膜トランジスタであり、前記表示部の薄膜トランジ
スタが、単結晶シリコン層をチャンネル領域とするとき
はnチャンネル型、pチャンネル型又は相補型であり、
多結晶シリコン層をチャンネル領域とするときにはnチ
ャンネル型、pチャンネル型又は相補型であり、アモル
ファスシリコン層をチャンネル領域とするときにはnチ
ャンネル型、pチャンネル型又は相補型であってよい。
The thin film transistor of the peripheral drive circuit section is an n-channel type, a p-channel type or a complementary type.
Wherein the thin film transistor of the display portion is an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type when a single crystal silicon layer is used as a channel region;
When the polycrystalline silicon layer is used as a channel region, the channel region may be an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type. When the amorphous silicon layer is used as a channel region, the channel region may be an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type.

【0042】本発明において、前記単結晶シリコン層の
析出後、この単結晶シリコン層上にゲート絶縁膜とゲー
ト電極とからなる上部ゲート部を形成し、この上部ゲー
ト部をマスクとして前記単結晶シリコン層に3族又は5
族の不純物元素を導入して前記チャンネル領域、前記ソ
ース領域及び前記ドレイン領域を形成してよい。
In the present invention, after the deposition of the single-crystal silicon layer, an upper gate portion including a gate insulating film and a gate electrode is formed on the single-crystal silicon layer, and the upper gate portion is used as a mask to form the single-crystal silicon layer. Group 3 or 5 in layer
The channel region, the source region, and the drain region may be formed by introducing a group III impurity element.

【0043】また、前記第2の薄膜トランジスタがボト
ムゲート型又はデュアルゲート型であるときは、前記チ
ャンネル領域の下部に耐熱性材料からなる下部ゲート電
極を設け、このゲート電極上にゲート絶縁膜を形成して
下部ゲート部を形成した後、前記段差の形成工程を含め
て前記第1の薄膜トランジスタと共通の工程を経て前記
第2の薄膜トランジスタを形成することができる。この
場合、前記第2の薄膜トランジスタの上部ゲート電極と
前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極とを共通の材
料で形成することができる。
When the second thin film transistor is a bottom gate type or a dual gate type, a lower gate electrode made of a heat-resistant material is provided below the channel region, and a gate insulating film is formed on the gate electrode. After forming the lower gate portion, the second thin film transistor can be formed through a process common to the first thin film transistor including the step of forming the step. In this case, the upper gate electrode of the second thin film transistor and the gate electrode of the first thin film transistor can be formed of a common material.

【0044】また、前記下部ゲート部上に前記単結晶シ
リコン層を形成した後、この単結晶シリコン層に3族又
は5族の不純物元素を導入し、ソース及びドレイン領域
を形成した後に、活性化処理を行うことができる。
After forming the single-crystal silicon layer on the lower gate portion, an impurity element of group 3 or 5 is introduced into the single-crystal silicon layer to form source and drain regions, and then activated. Processing can be performed.

【0045】また、前記単結晶シリコン層の形成後にレ
ジストをマスクとして前記第1及び第2の薄膜トランジ
スタの各ソース及びドレイン領域を前記不純物元素のイ
オン注入で形成し、このイオン注入後に前記活性化処理
を行い、ゲート絶縁膜の形成後に、前記第1の薄膜トラ
ンジスタのゲート電極と、必要あれば前記第2の薄膜ト
ランジスタの上部ゲート電極とを形成してよい。
After the formation of the single crystal silicon layer, the source and drain regions of the first and second thin film transistors are formed by ion implantation of the impurity element using a resist as a mask. After forming the gate insulating film, the gate electrode of the first thin film transistor and, if necessary, the upper gate electrode of the second thin film transistor may be formed.

【0046】前記薄膜トランジスタがトップゲート型の
とき、前記単結晶シリコン層の形成後にレジストをマス
クとして前記第1及び第2の薄膜トランジスタの各ソー
ス及びドレイン領域を前記不純物元素のイオン注入で形
成し、このイオン注入後に活性化処理を行い、しかる後
に前記第1及び第2の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
とゲート電極とからなる各ゲート部を形成することがで
きる。
When the thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, each source and drain region of the first and second thin film transistors is formed by ion implantation of the impurity element using a resist as a mask. After the ion implantation, an activation process is performed, and thereafter, each gate portion including the gate insulating film and the gate electrode of the first and second thin film transistors can be formed.

【0047】或いは、前記薄膜トランジスタがトップゲ
ート型のとき、前記単結晶シリコン層の形成後に前記第
1及び第2の薄膜トランジスタの各ゲート絶縁膜と耐熱
性材料からなる各ゲート電極とを形成して各ゲート部を
形成し、これらのゲート部をマスクとして各ソース及び
ドレイン領域を前記不純物元素のイオン注入で形成し、
このイオン注入後に活性化処理を行ってもよい。
Alternatively, when the thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, each gate insulating film of the first and second thin film transistors and each gate electrode made of a heat-resistant material are formed. Forming a gate portion, forming each source and drain region by ion implantation of the impurity element using these gate portions as a mask,
An activation process may be performed after the ion implantation.

【0048】また、前記LDD構造を形成する際に用い
たレジストマスクを残して、これを覆うレジストマスク
を用いてソース領域及びドレイン領域形成用のイオン注
入を行うことができる。
In addition, ion implantation for forming a source region and a drain region can be performed using a resist mask that covers the resist mask used in forming the LDD structure.

【0049】また、前記基板が光学的に不透明又は透明
であり、反射型、又は透過型の表示部用画素電極が設け
られてよい。
The substrate may be optically opaque or transparent, and may be provided with a reflective or transmissive pixel electrode for display.

【0050】前記表示部が前記画素電極とカラーフィル
タ層との積層構造を有していると、表示アレイ部上にカ
ラーフィルタを作り込むことにより、表示パネルの開口
率、輝度等の改善をはじめ、カラーフィルタ基板の省
略、生産性改善等によるコストダウンが実現する。
When the display section has a laminated structure of the pixel electrode and the color filter layer, the color filter is formed on the display array section to improve the aperture ratio and brightness of the display panel. In addition, the cost can be reduced by omitting the color filter substrate and improving the productivity.

【0051】この場合、前記画素電極が反射電極である
ときは、樹脂膜に最適な反射特性と視野角特性を得るた
めの凹凸が形成され、この上に画素電極が設けられ、ま
た前記画素電極が透明電極であるときは、透明平坦化膜
によって表面が平坦化され、この平坦化面上に画素電極
が設けられているのがよい。
In this case, when the pixel electrode is a reflective electrode, irregularities are formed on the resin film so as to obtain optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics, and the pixel electrode is provided thereon. Is a transparent electrode, the surface is flattened by a transparent flattening film, and the pixel electrode is preferably provided on the flattened surface.

【0052】前記表示部は、前記MOSTFTによる駆
動で発光又は調光を行うように構成され、例えば液晶表
示装置(LCD)、エレクトロルミネセンス表示装置
(EL)、電界放出型表示装置(FED)、発光ポリマ
ー表示装置(LEPD)、発光ダイオード表示装置(L
ED)などとして構成されてよい。この場合、前記表示
部に複数の前記画素電極がマトリクス状に配列され、こ
れらの画素電極のそれぞれに前記スイッチング素子が接
続されてよい。
The display section is configured to emit light or modulate light by being driven by the MOSTFT. For example, a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence display (EL), a field emission display (FED), Light Emitting Polymer Display (LEPD), Light Emitting Diode Display (L
ED) and the like. In this case, a plurality of the pixel electrodes may be arranged in a matrix on the display unit, and the switching element may be connected to each of the pixel electrodes.

【0053】次に、本発明を好ましい実施の形態につい
て更に詳細に説明する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.

【0054】<第1の実施の形態>図1〜図13は、本
発明の第1の実施の形態を示すものである。
<First Embodiment> FIGS. 1 to 13 show a first embodiment of the present invention.

【0055】本実施の形態は、耐熱性基板に設けた上述
した段差(凹部)をシードとしてインジウム・シリコン
溶融液から単結晶シリコン層を高温グラフォエピタキシ
ャル成長させ、これを用いてトップゲート型MOSTF
Tを構成したアクティブマトリクス反射型液晶表示装置
(LCD)に関するものである。まず、この反射型LC
Dの全体のレイアウトを図11〜図13について説明す
る。
In this embodiment, a single-crystal silicon layer is grown at high temperature by grapho-epitaxial growth from an indium-silicon melt using the above-mentioned step (concave) provided on a heat-resistant substrate as a seed.
The present invention relates to an active matrix reflection type liquid crystal display (LCD) having a T configuration. First, this reflection type LC
The overall layout of D will be described with reference to FIGS.

【0056】図11に示すように、このアクティブマト
リクス反射型LCDは、主基板1(これはアクティブマ
トリクス基板を構成する。)と対向基板32とをスペー
サ(図示せず)を介して貼り合わせたフラットパネル構
造からなり、両基板1−32間に液晶(ここでは図示せ
ず)が封入されている。主基板1の表面には、マトリク
ス状に配列した画素電極29(又は41)と、この画素
電極を駆動するスイッチング素子とからなる表示部、及
びこの表示部に接続される周辺駆動回路部とが設けられ
ている。
As shown in FIG. 11, in this active matrix reflective LCD, a main substrate 1 (which constitutes an active matrix substrate) and a counter substrate 32 are bonded together via a spacer (not shown). It has a flat panel structure, and liquid crystal (not shown here) is sealed between both substrates 1-32. On the surface of the main substrate 1, a display unit including pixel electrodes 29 (or 41) arranged in a matrix, a switching element for driving the pixel electrodes, and a peripheral drive circuit unit connected to the display unit are provided. Is provided.

【0057】表示部のスイッチング素子は、本発明に基
づくnMOS又はpMOS又はcMOSでLDD構造の
トップゲート型MOSTFTで構成される。また、周辺
駆動回路部にも、回路要素として、本発明に基づくトッ
プゲート型MOSTFTのcMOS又はnMOS又はp
MOSTFT又はこれらの混在が形成されている。な
お、一方の周辺駆動回路部はデータ信号を供給して各画
素のTFTを水平ライン毎に駆動する水平駆動回路であ
り、また他方の周辺駆動回路部は各画素のTFTのゲー
トを走査ライン毎に駆動する垂直駆動回路であり、通常
は表示部の両辺にそれぞれ設けられる。これらの駆動回
路は、点順次アナログ方式、線順次デジタル方式のいず
れも構成できる。
The switching element of the display unit is formed of an nMOS, pMOS, or cMOS according to the present invention and a top gate type MOSTFT having an LDD structure. In the peripheral drive circuit section, cMOS or nMOS or pMOS of a top gate type MOSTFT according to the present invention is also used as a circuit element.
MOSTFTs or a mixture thereof are formed. Note that one of the peripheral drive circuit units is a horizontal drive circuit that supplies a data signal to drive the TFT of each pixel for each horizontal line, and the other peripheral drive circuit unit connects the gate of the TFT of each pixel for each scan line. , And are usually provided on both sides of the display unit. These drive circuits can be configured in either a dot-sequential analog system or a line-sequential digital system.

【0058】図12に示すように、直交するゲートバス
ラインとデータバスラインの交差部に上記のTFTが配
置され、このTFTを介して液晶容量(CLC)に画像情
報を書き込み、次の情報がくるまで電荷を保持する。こ
の場合、TFTのチャンネル抵抗だけで保持させるには
十分ではないので、それを補うため液晶容量と並列に蓄
積容量(補助容量)(CS )を付加し、リーク電流によ
る液晶電圧の低下を補ってよい。こうしたLCD用TF
Tでは、画素部(表示部)に使用するTFTの特性と周
辺駆動回路に使用するTFTの特性とでは要求性能が異
なり、特に画素部のTFTではオフ電流の制御、オン電
流の確保が重要な問題となる。このため、表示部には、
後述の如きLDD構造のTFTを設けることによって、
ゲート−ドレイン間に電界がかかりにくい構造としてチ
ャンネル領域にかかる実効的な電界を低減させ、オフ電
流を低減し、特性の変化も小さくできる。しかし、プロ
セス的には複雑になり、素子サイズも大きくなり、かつ
オン電流が低下するなどの問題も発生するため、それぞ
れの使用目的に合わせた最適設計が必要である。
As shown in FIG. 12, the above-mentioned TFT is arranged at the intersection of the orthogonal gate bus line and data bus line, and image information is written into the liquid crystal capacitor (C LC ) via this TFT, and the next information is written. Holds electric charge until comes. In this case, it is not enough to hold the TFT channel resistance alone. To compensate for this, a storage capacitor (auxiliary capacitor) (C S ) is added in parallel with the liquid crystal capacitor to compensate for a decrease in the liquid crystal voltage due to leak current. May be. Such TF for LCD
In T, the required performance differs between the characteristics of the TFT used for the pixel portion (display portion) and the characteristics of the TFT used for the peripheral drive circuit. In the TFT of the pixel portion, it is important to control the off current and secure the on current. It becomes a problem. For this reason, the display unit
By providing a TFT having an LDD structure as described below,
As a structure in which an electric field is hardly applied between the gate and the drain, an effective electric field applied to the channel region can be reduced, an off current can be reduced, and a change in characteristics can be reduced. However, the process becomes complicated, the element size becomes large, and problems such as a decrease in on-current occur. Therefore, an optimum design is required for each purpose of use.

【0059】なお、使用可能な液晶としては、TN液晶
(アクティブマトリクス駆動のTNモードに用いられる
ネマチック液晶)をはじめ、STN(スーパーツイステ
ッドネマチック)、GH(ゲスト・ホスト)、PC(フ
ェーズ・チェンジ)、FLC(強誘電性液晶)、AFL
C(反強誘電性液晶)、PDLC(ポリマー分散型液
晶)等の各種モード用の液晶を採用してよい。
Usable liquid crystals include TN liquid crystal (nematic liquid crystal used in the TN mode of active matrix driving), STN (super twisted nematic), GH (guest host), PC (phase change). , FLC (ferroelectric liquid crystal), AFL
Liquid crystals for various modes such as C (antiferroelectric liquid crystal) and PDLC (polymer dispersed liquid crystal) may be employed.

【0060】また、図13について周辺駆動回路の回路
方式とその駆動方法の概略を述べる。駆動回路はゲート
側駆動回路とデータ側駆動回路に分けられ、ゲート側、
データ側ともにシフトレジスタを構成する必要がある。
シフトレジスタは一般的に、pMOSTFTとnMOS
TFTの両方を使用したもの(いわゆるCMOS回路)
やいずれか一方のMOSTFTのみを使用したものがあ
るが、動作速度、信頼性、低消費電力の面でcMOST
FT又はCMOS回路が一般的である。
The outline of the circuit system of the peripheral drive circuit and its driving method will be described with reference to FIG. The driving circuit is divided into a gate side driving circuit and a data side driving circuit.
It is necessary to configure a shift register on both the data side.
Shift registers are generally pMOSTFT and nMOS
Using both TFTs (so-called CMOS circuit)
Some use only one of the MOSTFTs. However, in terms of operating speed, reliability, and low power consumption, cMOST
FT or CMOS circuits are common.

【0061】走査側駆動回路はシフトレジスタとバッフ
ァから構成されており、水平走査期間と同期したパルス
をシフトレジスタから各ラインに送る。一方、データ側
駆動回路は点順次方式と線順次方式の二つの駆動方法が
あり、図示した点順次方式では回路の構成は比較的簡単
であって、表示信号をアナログスイッチを通してシフト
レジスタで制御しながら直接に各画素に書き込む。各画
素に一水平走査時間内に順次書き込む(図中のR、G、
Bは各色毎に画素を概略的に示している)。
The scanning drive circuit is composed of a shift register and a buffer, and sends a pulse synchronized with the horizontal scanning period to each line from the shift register. On the other hand, there are two driving methods for the data side driving circuit, a dot sequential method and a line sequential method. In the dot sequential method shown in the figure, the circuit configuration is relatively simple, and the display signal is controlled by a shift register through an analog switch. While writing to each pixel directly. Write sequentially to each pixel within one horizontal scanning time (R, G,
B schematically shows a pixel for each color).

【0062】次に、図1〜図10について、本実施の形
態によるアクティブマトリクス反射型LCDをその製造
工程に従って説明する。但し、図1〜図6において、各
図の左側は表示部の製造工程、右側は周辺駆動回路部の
製造工程を示す。
Next, an active matrix reflective LCD according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. However, in FIGS. 1 to 6, the left side of each drawing shows the manufacturing process of the display unit, and the right side shows the manufacturing process of the peripheral drive circuit unit.

【0063】まず、図1の(1)に示すように、石英ガ
ラス、結晶化ガラスなどの絶縁基板1の一主面におい
て、少なくともTFT形成領域に、フォトレジスト2を
所定パターンに形成し、これをマスクとして例えばCF
4 プラズマのF+ イオン3を照射し、リアクティブイオ
ンエッチング(RIE)などの汎用フォトリソグラフィ
及びエッチング(フォトエッチング)によって基板1に
段差4を適当な形状及び寸法で複数個形成する。この場
合、絶縁基板1として石英ガラス、結晶化ガラス、セラ
ミック等(但し、後述の透過型LCDでは、不透明のセ
ラミック基板は使用できない。)の高耐熱性基板(8〜
12インチφ、700〜800μm厚)が使用可能であ
る。また、段差4は、後述の単結晶シリコンのグラフォ
エピタキシャル成長時のシードとなるものであって、深
さd0.1μm、幅w5〜10μm、長さ(紙面垂直方
向)10〜20μmであってよく、底辺と側面のなす角
(底角)は直角とする。
First, as shown in FIG. 1A, a photoresist 2 is formed in a predetermined pattern on at least a TFT formation region on one main surface of an insulating substrate 1 such as quartz glass or crystallized glass. Is used as a mask, for example, CF
A plurality of steps 4 are formed on the substrate 1 by applying general-purpose photolithography such as reactive ion etching (RIE) and etching (photoetching) by irradiating F + ions 3 of 4 plasma. In this case, as the insulating substrate 1, a high heat-resistant substrate (8 to 8) made of quartz glass, crystallized glass, ceramic, or the like (however, an opaque ceramic substrate cannot be used in a transmission type LCD described later).
12 inch φ, 700 to 800 μm thick) can be used. The step 4 serves as a seed during the later-described monocrystalline silicon grapho-epitaxial growth, and may have a depth d of 0.1 μm, a width w of 5 to 10 μm, and a length (perpendicular to the paper surface) of 10 to 20 μm. The angle between the base and the side (base angle) is a right angle.

【0064】次いで、図1の(2)に示すように、フォ
トレジスト2の除去後に、シリコンを約1重量%含有す
るシリコン・インジウム溶融液6を、900〜930℃
に加熱された基板1の段差4を含む全面に塗布する。或
いは、溶融液中に基板1をディッピングするか、或い
は、溶融液表面を徐々に移動させてフローティングさせ
る方法や、噴流式、超音波作用下での接触方式も可能で
ある。
Next, as shown in FIG. 1 (2), after removing the photoresist 2, a silicon-indium melt 6 containing about 1% by weight of silicon is heated to 900 to 930 ° C.
Is applied to the entire surface including the step 4 of the substrate 1 which has been heated. Alternatively, a method in which the substrate 1 is dipped in the melt, or the surface of the melt is gradually moved to float, or a jet method or a contact method under the action of an ultrasonic wave is also possible.

【0065】次いで、基板1を数分〜数10分間保持し
た後、徐々に冷却する(ディッピングの場合は徐々に引
き上げる)ことによって、インジウムに溶解していたシ
リコンは、段差4の底辺の角部をシード(種)として図
2の(3)に示すようにグラフォエピタキシャル成長
し、厚さ例えば0.1μm程度のP型単結晶シリコン層
7として析出する。ディッピング法及びフローティング
法では、溶融液組成、温度、引き上げ速度などの管理が
容易であり、エピタキシャル成長層の厚みやP型キャリ
ア不純物濃度を容易にコントロールできる。
Then, after holding the substrate 1 for several minutes to several tens of minutes, the substrate 1 is gradually cooled (in the case of dipping, gradually pulled up), so that the silicon dissolved in the indium is reduced to the corners at the bottom of the step 4. Is used as a seed (seed) for grapho-epitaxial growth as shown in FIG. 2C, and is deposited as a P-type single crystal silicon layer 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm. In the dipping method and the floating method, the composition of the melt, the temperature, the pulling rate, and the like can be easily controlled, and the thickness of the epitaxial growth layer and the P-type carrier impurity concentration can be easily controlled.

【0066】この場合、単結晶シリコン層7は(10
0)面が基板上にエピタキシャル成長したものである
が、これは、グラフォエピタキシャル成長と称される公
知の現象によるものである。これについては、図8に示
すように、非晶質基板(ガラス)1に上記の段差4の如
き垂直な壁を作り、この上にエピタキシャル成長層を形
成すると、図8(a)のようなランダムな面方位であっ
たものが図8(b)のように(100)面が段差4の面
に沿って結晶成長する。この単結晶粒の大きさは、温度
・時間に比例して大きくなるが、温度・時間を低く、短
くする時は、上記段差の間隔を短くしなければならな
い。また、上記段差の形状を図9(a)〜(f)のよう
に種々に変えることによって、成長層の結晶方位を制御
することができる。MOSトランジスタを作成する場合
は、(100)面が最も多く採用されている。要する
に、段差4の断面形状は、底辺角部の角度(底角)が直
角をはじめ、上端から下端にかけて内向き又は外向きに
傾斜していてもよく、結晶成長が生じ易い特定方向の面
を有していればよい。段差4の底角は通常は直角又は9
0°以下が望ましく、その底面の角部は僅かな曲率を有
しているのがよい。
In this case, the single crystal silicon layer 7
The 0) plane is epitaxially grown on the substrate, which is due to a known phenomenon called grapho-epitaxial growth. As shown in FIG. 8, when a vertical wall such as the above-described step 4 is formed on the amorphous substrate (glass) 1 and an epitaxial growth layer is formed thereon, as shown in FIG. 8B, the (100) plane grows along the plane of the step 4 as shown in FIG. The size of the single crystal grain increases in proportion to the temperature and time. However, when the temperature and time are reduced or shortened, the interval between the steps must be shortened. The crystal orientation of the growth layer can be controlled by variously changing the shape of the step as shown in FIGS. 9A to 9F. When fabricating MOS transistors, the (100) plane is most often employed. In short, the cross-sectional shape of the step 4 may be such that the angle of the base corner (base angle) is a right angle, or may be inclined inward or outward from the upper end to the lower end. You only need to have it. The base angle of step 4 is usually a right angle or 9
It is desirable that the angle is equal to or less than 0 °, and the corner of the bottom surface has a slight curvature.

【0067】こうして、グラフォエピタキシャル成長に
よって基板1上に単結晶シリコン層7を析出させた後、
図2の(4)のように、表面側に析出したインジウム膜
6Aを塩酸、硫酸などによって溶解除去(この際、低級
シリコン酸化膜が生成しないように後処理)し、単結晶
シリコン層7をチャンネル領域とするトップゲート型M
OSTFTの作製を行う。
After the single-crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by grapho-epitaxial growth,
As shown in FIG. 2 (4), the indium film 6A deposited on the surface side is dissolved and removed with hydrochloric acid, sulfuric acid or the like (at this time, post-treatment so as not to form a lower silicon oxide film), and the single crystal silicon layer 7 is formed. Top gate type M as channel area
An OSTFT is manufactured.

【0068】まず、上記のグラフォエピタキシャル成長
による単結晶シリコン薄膜7はインジウムの含有によっ
てP型化しているが、そのP型不純物濃度はばらついて
いるので、pチャンネルMOSTFT部をフォトレジス
ト(図示せず)でマスクし、P型不純物イオン(例えば
+ )を10kVで2.7×1011atoms/cm2
のドーズ量でドーピングし、比抵抗を調整する。また、
図2の(5)に示すように、pMOSTFT形成領域の
不純物濃度制御のため、nMOSTFT部をフォトレジ
スト60でマスクし、N型不純物イオン(例えばP+
65を10kVで1×1011atoms/cm2 のドー
ズ量でドーピングし、N型ウエル7Aを形成する。
First, the single-crystal silicon thin film 7 formed by the above-mentioned grapho-epitaxial growth is made P-type by containing indium. However, since the P-type impurity concentration varies, the p-channel MOSTFT portion is formed of a photoresist (not shown). ), And p-type impurity ions (for example, B + ) at 10 kV and 2.7 × 10 11 atoms / cm 2.
To adjust the specific resistance. Also,
As shown in FIG. 2 (5), in order to control the impurity concentration in the pMOSTFT formation region, the nMOSTFT portion is masked with a photoresist 60, and N-type impurity ions (for example, P + ) are used.
65 is doped at 10 kV at a dose of 1 × 10 11 atoms / cm 2 to form an N-type well 7A.

【0069】次いで、図3の(6)に示すように、単結
晶シリコン薄膜層7の全面上に、プラズマCVD、高密
度プラズマCVD、触媒CVD法等でシリコン酸化膜
(以後SiO2 膜と呼ぶ。)(約200nm厚)とSi
N膜(約100nm厚)をこの順に連続形成してゲート
絶縁膜8を形成し、更に、モリブデン・タンタル(Mo
・Ta)合金のスパッタ膜9(500〜600nm厚)
を形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (6), a silicon oxide film (hereinafter referred to as SiO 2 film) is formed on the entire surface of the single crystal silicon thin film layer 7 by plasma CVD, high density plasma CVD, catalytic CVD or the like. .) (About 200 nm thick) and Si
An N film (about 100 nm thick) is continuously formed in this order to form a gate insulating film 8, and further, molybdenum-tantalum (Mo)
-Ta) alloy sputtered film 9 (500-600 nm thick)
To form

【0070】次いで、図3の(7)に示すように、汎用
のフォトリソグラフィ技術により、表示領域のTFT部
と、周辺駆動領域のTFT部とのそれぞれの段差領域
(凹部内)にフォトレジストパターン10を形成し、連
続したエッチングにより、(Mo・Ta)合金のゲート
電極11とゲート絶縁膜(SiN/SiO2 )12とを
形成し、単結晶シリコン薄膜層7を露出させる。(Mo
・Ta)合金膜9は酸系エッチング液、SiNはCF4
ガスのプラズマエッチング、SiO2 はフッ酸系エッチ
ング液で処理する。
Next, as shown in FIG. 3 (7), a photoresist pattern is formed in each step region (in the concave portion) between the TFT portion in the display region and the TFT portion in the peripheral drive region by a general-purpose photolithography technique. Then, a gate electrode 11 of (Mo.Ta) alloy and a gate insulating film (SiN / SiO 2 ) 12 are formed by continuous etching to expose the single crystal silicon thin film layer 7. (Mo
・ Ta) alloy film 9 is an acid-based etching solution, SiN is CF 4
Gas plasma etching and SiO 2 are treated with a hydrofluoric acid-based etchant.

【0071】次いで、図3の(8)に示すように、周辺
駆動領域のnMOS及びpMOSTFT全部と、表示領
域のnMOSTFTのゲート部をフォトレジスト13で
カバーし、露出したnMOSTFTのソース/ドレイン
領域にリンイオン14を例えば20kVで5×1013
toms/cm2 のドーズ量でドーピング(イオン注
入)して、N- 型層からなるLDD部15を自己整合的
(セルフアライン)に形成する。
Next, as shown in (8) of FIG. 3, the entire nMOS and pMOSTFT in the peripheral drive region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are covered with the photoresist 13, and the source / drain regions of the exposed nMOSTFT are covered. Phosphorus ions 14 are converted to 5 × 10 13 a at 20 kV, for example.
By doping (ion implantation) at a dose of toms / cm 2, the LDD portion 15 made of an N -type layer is formed in a self-aligned (self-aligned) manner.

【0072】次いで、図4の(9)に示すように、周辺
駆動領域のpMOSTFT全部と、周辺駆動領域のnM
OSTFTのゲート部と、表示領域のnMOSTFTの
ゲート及びLDD部とをフォトレジスト16でカバー
し、露出した領域にリン又はひ素イオン17を例えば2
0kVで5×1015atoms/cm2 のドーズ量でド
ーピング(イオン注入)して、nMOSTFTのN+
層からなるソース部18及びドレイン部19とLDD部
15とを形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (9), all of the pMOS TFTs in the peripheral drive region and nM
The gate portion of the OSTFT and the gate and the LDD portion of the nMOSTFT in the display area are covered with a photoresist 16, and phosphorus or arsenic ions 17 are added to the exposed area, for example, for 2 hours.
By doping (ion implantation) at 0 kV and a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , the source 18 and the drain 19 and the LDD 15 made of the N + type layer of the nMOS TFT are formed.

【0073】次いで、図4の(10)に示すように、周
辺駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOST
FTの全部とpMOSTFTのゲート部をフォトレジス
ト20でカバーし、露出した領域にボロンイオン21を
例えば10kVで5×1015atoms/cm2 のドー
ズ量でドーピング(イオン注入)してpMOSTFTの
+ 層のソース部22及びドレイン部23を形成する。
なお、この作業は、nMOS周辺駆動回路の場合はpM
OSTFTが無いので、不要な作業である。
Next, as shown in (10) of FIG. 4, the nMOSTFT in the peripheral driving region and the nMOST in the display region are formed.
The entire FT and the gate portion of the pMOSTFT are covered with a photoresist 20, and the exposed region is doped with boron ions 21 at, for example, 10 kV at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , thereby ion-implanting the P + of the pMOSTFT. The source part 22 and the drain part 23 of the layer are formed.
Note that this operation is performed in pM
This is unnecessary work because there is no OSTFT.

【0074】次いで、図4の(11)に示すように、T
FT、ダイオードなどの能動素子部や、抵抗、インダク
タンスなどの受動素子部をアイランド化するため、フォ
トレジスト24を設け、周辺駆動領域及び表示領域のす
べての能動素子部及び受動素子部以外の単結晶シリコン
薄膜層を汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技術で
除去する。エッチング液はフッ酸系である。
Next, as shown in FIG.
A photoresist 24 is provided to make an active element portion such as an FT or a diode or a passive element portion such as a resistor or an inductance into an island, and a single crystal other than the active element portion and the passive element portion in the peripheral driving region and the display region is provided. The silicon thin film layer is removed by general-purpose photolithography and etching techniques. The etching solution is hydrofluoric acid.

【0075】次いで、図5の(12)に示すように、プ
ラズマCVD、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等
により、SiO2 膜(約200nm厚)及びリンシリケ
ートガラス(PSG)膜(約300nm厚)をこの順に
全面に連続形成して保護膜25を形成する。
Then, as shown in FIG. 5 (12), an SiO 2 film (about 200 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film (about 300 nm thick) are formed by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like. ) Are continuously formed on the entire surface in this order to form the protective film 25.

【0076】そして、この状態で単結晶シリコン層を活
性化処理する。この活性化においてハロゲン等のランプ
アニール条件は約1000℃、約10秒程度であり、こ
れに耐えるゲート電極材が必要であるが、高融点のMo
・Ta合金は適している。このゲート電極材は従って、
ゲート部のみならず配線として広範囲に亘って引き廻し
て設けることができる。なお、ここでは高価なエキシマ
レーザーアニールは使用しないが、仮に利用するとすれ
ば、その条件はXeCl(308nm波長)で全面、又
は能動素子部及び受動素子部のみの選択的な90%以上
のオーバーラップスキャンニングが望ましい。
Then, in this state, the single crystal silicon layer is activated. In this activation, lamp annealing conditions such as halogen are about 1000 ° C. and about 10 seconds, and a gate electrode material that can withstand this is required.
-Ta alloy is suitable. This gate electrode material therefore
The wiring can be provided not only as a gate portion but also as a wiring over a wide range. Here, expensive excimer laser annealing is not used, but if it is used, the condition is that XeCl (308 nm wavelength) is used for the entire surface, or the selective overlap of 90% or more of only the active element portion and the passive element portion. Scanning is preferred.

【0077】次いで、図5の(13)に示すように、汎
用フォトリソグラフィ及びエッチング技術により、周辺
駆動回路の全TFTのソース/ドレイン部、及び表示用
TFTのソース部のコンタクト用窓開けを行う。
Next, as shown in FIG. 5 (13), contact windows for the source / drain portions of all the TFTs of the peripheral drive circuit and the source portions of the display TFTs are opened by general-purpose photolithography and etching techniques. .

【0078】そして、全面に500〜600nm厚のア
ルミニウム又はアルミニウム合金、例えば1%Si入り
アルミニウム又は1〜2%銅入りアルミニウム、銅等の
スパッタ膜を形成し、汎用フォトリソグラフィ及びエッ
チング技術により、周辺駆動回路及び表示部のすべての
TFTのソース電極26と周辺駆動回路部のドレイン電
極27を形成すると同時に、データライン及びゲートラ
インを形成する。その後に、フォーミングガス(N2
2 )中、約400℃/1hで、シンター処理する。
Then, a sputtered film of aluminum or aluminum alloy having a thickness of 500 to 600 nm, for example, aluminum or copper containing 1% Si or aluminum or copper containing 1 to 2% copper is formed on the entire surface, and a peripheral film is formed by general-purpose photolithography and etching techniques. The data lines and the gate lines are formed simultaneously with the formation of the source electrodes 26 of all the TFTs in the driving circuit and the display section and the drain electrodes 27 of the peripheral driving circuit section. Then, forming gas (N 2 +
Sinter treatment in H 2 ) at about 400 ° C./1 h.

【0079】次いで、図5の(14)に示すように、プ
ラズマCVD、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等
により、PSG膜(約300nm厚)及びSiN膜(約
300nm厚)からなる絶縁膜36を全面に形成する。
次いで、表示用TFTのドレイン部のコンタクト用窓開
けを行う。なお、画素部のSiO2 、PSG及びSiN
膜は除去する必要はない。
Next, as shown in FIG. 5 (14), an insulating film 36 made of a PSG film (about 300 nm thick) and a SiN film (about 300 nm thick) is formed by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like. Is formed on the entire surface.
Next, a contact window is opened in the drain portion of the display TFT. Note that SiO 2 , PSG and SiN in the pixel portion are used.
The film does not need to be removed.

【0080】反射型液晶表示装置の基本的要件として
は、液晶パネルの内部に入射光を反射させる機能と散乱
させる機能を合わせ持たなければならない。これは、デ
ィスプレイに対する観察者の方向はほぼ決まっている
が、入射光の方向が一義的に決められないためである。
このため、任意の方向に点光源が存在することを想定し
て反射板の設計を行う必要がある。そこで、図6の(1
5)に示すように、全面に、スピンコート等で2〜3μ
m厚みの感光性樹脂膜28を形成し、図6の(16)に
示すように、汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技
術により、少なくとも画素部に最適な反射特性と視野角
特性を得るための凹凸形状パターンを形成し、リフロー
させて凹凸粗面28Aからなる反射面下部を形成する。
同時に表示用TFTのドレイン部のコンタクト用の樹脂
窓開けを行う。
As a basic requirement of the reflection type liquid crystal display device, the function of reflecting incident light and the function of scattering incident light must be provided inside the liquid crystal panel. This is because the direction of the observer with respect to the display is substantially determined, but the direction of the incident light cannot be uniquely determined.
For this reason, it is necessary to design a reflector assuming that a point light source exists in an arbitrary direction. Therefore, (1) in FIG.
5) As shown in 5), the whole surface is spin-coated or the like with a thickness of 2 to 3 μm.
A photosensitive resin film 28 having a thickness of m is formed, and as shown in (16) of FIG. 6, a concavo-convex pattern for obtaining optimal reflection characteristics and viewing angle characteristics at least in a pixel portion by general-purpose photolithography and etching techniques. Is formed and reflowed to form a lower reflective surface made of the roughened uneven surface 28A.
At the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened.

【0081】次いで、図6の(17)に示すように、全
面に400〜500nm厚のアルミニウム又は1%Si
入りアルミニウム等のスパッタ膜を形成し、汎用フォト
リソグラフィ及びエッチング技術により、画素部以外の
アルミニウム膜等を除去し、表示用TFTのドレイン部
19と接続した凹凸形状のアルミニウム等の反射部29
を形成する。これは表示用の画素電極として用いられ
る。その後に、フォーミングガス中、約300℃/1h
でシンター処理し、コンタクトを十分にする。なお、反
射率を高めるために、アルミニウム系に代えて銀又は銀
合金を使用してもよい。
Next, as shown in FIG. 6 (17), aluminum or 1% Si having a thickness of 400 to 500 nm is formed on the entire surface.
An aluminum film or the like other than the pixel portion is removed by a general-purpose photolithography and etching technique to form a sputtered film made of aluminum or the like, and a reflective portion 29 made of uneven aluminum or the like connected to the drain portion 19 of the display TFT is formed.
To form This is used as a pixel electrode for display. Then, about 300 ° C / 1h in forming gas
Sintering to make the contacts sufficient. Note that silver or a silver alloy may be used in place of the aluminum-based material in order to increase the reflectance.

【0082】以上のようにして、段差4を高温グラフォ
エピタキシャル成長のシードとして単結晶シリコン層7
を形成し、この単結晶シリコン層7を用いた表示部及び
周辺駆動回路部にそれぞれ、トップゲート型のnMOS
LDD−TFT、pMOSTFT及びnMOSTFTで
構成するCMOS回路を作り込んだ表示部−周辺駆動回
路部一体型のアクティブマトリクス基板30を作製する
ことができる。
As described above, the step 4 is used as a seed for high-temperature grapho-epitaxial growth,
Are formed in the display section and the peripheral drive circuit section using the single crystal silicon layer 7, respectively.
The display-peripheral drive circuit unit-integrated active matrix substrate 30 incorporating a CMOS circuit composed of an LDD-TFT, a pMOSTFT, and an nMOSTFT can be manufactured.

【0083】次に、このアクティブマトリクス基板(駆
動基板)30を用いて、反射型液晶表示装置(LCD)
を製造する方法を図7について説明する。以降では、こ
のアクティブマトリクス基板をTFT基板と呼称する。
Next, using this active matrix substrate (drive substrate) 30, a reflective liquid crystal display (LCD)
The method for manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIG. Hereinafter, this active matrix substrate is referred to as a TFT substrate.

【0084】このLCDの液晶セルを面面組立で作製す
る場合(2インチサイズ以上の中/大型液晶パネルに適
している。)、まずTFT基板30と、全面ベタのIT
O(Indium tin oxide)電極31を設
けた対向基板32の素子形成面に、ポリイミド配向膜3
3、34を形成する。このポリイミド配向膜はロールコ
ート、スピンコート等により50〜100nm厚に形成
し、180℃/2hで硬化キュアする。
When the liquid crystal cell of this LCD is manufactured by surface assembly (suitable for medium / large liquid crystal panels of 2 inch size or more), first, a TFT substrate 30 and a solid IT
A polyimide alignment film 3 is formed on an element forming surface of a counter substrate 32 provided with an O (Indium tin oxide) electrode 31.
3 and 34 are formed. This polyimide alignment film is formed to a thickness of 50 to 100 nm by roll coating, spin coating, or the like, and cured at 180 ° C. for 2 hours.

【0085】次いで、TFT基板30と対向基板32を
ラビング、又は偏光紫外線の光配向処理する。ラビング
バフ材にはコットンやレーヨン等があるが、バフかす
(ゴミ)やリタデーション等の面からはコットンの方が
安定している。光配向は非接触の線型偏光紫外線照射に
よる液晶分子の配向技術である。なお、配向には、ラビ
ング以外にも、偏光又は非偏光を斜め入射させることに
よって高分子配向膜を形成することができる(このよう
な高分子化合物は、例えばアゾベンゼンを有するポリメ
チルメタクリレート系高分子等がある)。
Next, the TFT substrate 30 and the counter substrate 32 are subjected to rubbing or photo-alignment treatment of polarized ultraviolet rays. Rubbing buff materials include cotton and rayon, but cotton is more stable in terms of buff residue (garbage) and retardation. Photoalignment is a technique for aligning liquid crystal molecules by non-contact linearly polarized ultraviolet irradiation. In addition, in addition to rubbing, a polymer alignment film can be formed by obliquely incident polarized or non-polarized light (such a polymer compound is, for example, a polymethyl methacrylate-based polymer having azobenzene). Etc.).

【0086】次いで、洗浄後に、TFT基板30側には
コモン剤塗布、対向基板32側にはシール剤塗布する。
ラビングバフかす除去のために、水、又はIPA(イソ
プロピルアルコール)洗浄する。コモン剤は導電性フィ
ラーを含有したアクリル、又はエポキシアクリレート、
又はエポキシ系接着剤であってよく、シール剤はアクリ
ル、又はエポキシアクリレート、又はエポキシ系接着剤
であってよい。加熱硬化、紫外線照射硬化、紫外線照射
硬化+加熱硬化のいずれも使用できるが、重ね合せの精
度と作業性からは紫外線照射硬化+加熱硬化タイプが良
い。
Next, after cleaning, a common agent is applied to the TFT substrate 30 side, and a sealing agent is applied to the counter substrate 32 side.
Wash with water or IPA (isopropyl alcohol) to remove rubbing buff debris. Common agent is acrylic or epoxy acrylate containing conductive filler,
Alternatively, the sealant may be an acrylic adhesive, an epoxy acrylate, or an epoxy adhesive. Any of heat curing, ultraviolet irradiation curing, ultraviolet irradiation curing and heat curing can be used, but from the viewpoint of overlay accuracy and workability, the ultraviolet irradiation curing and heat curing type is preferable.

【0087】次いで、対向基板32側に所定のギャップ
を得るためのスペーサを散布し、TFT基板30と所定
の位置で重ね合せる。対向基板32側のアライメントマ
ークとTFT基板30側のアライメントマークとを精度
よく合わせた後に、紫外線照射してシール剤を仮硬化さ
せ、その後に一括して加熱硬化する。
Next, spacers for obtaining a predetermined gap are sprayed on the counter substrate 32 side, and are superposed on the TFT substrate 30 at a predetermined position. After the alignment marks on the counter substrate 32 and the alignment marks on the TFT substrate 30 are accurately aligned, the sealant is temporarily cured by irradiating with ultraviolet light, and then heat-cured collectively.

【0088】次いで、スクライブブレークして、TFT
基板30と対向基板32を重ね合せた単個の液晶パネル
を作成する。
Next, a scribe break is performed to
A single liquid crystal panel in which the substrate 30 and the counter substrate 32 are overlapped is created.

【0089】次いで、液晶35を両基板30−32間の
ギャップ内に注入し、注入口を紫外線接着剤で封止後
に、IPA洗浄する。液晶の種類はなんでも良いが、例
えばネマティック液晶を用いる高速応答のTN(ツイス
トネマティック)モードが一般的である。
Next, the liquid crystal 35 is injected into the gap between the two substrates 30-32, and the injection port is sealed with an ultraviolet adhesive, followed by IPA cleaning. Any type of liquid crystal may be used. For example, a high-speed TN (twisted nematic) mode using a nematic liquid crystal is generally used.

【0090】次いで、加熱急冷処理して、液晶35を配
向させる。
Next, the liquid crystal 35 is oriented by heating and quenching.

【0091】次いで、TFT基板30のパネル電極取り
出し部にフレキシブル配線を異方性導電膜の熱圧着で接
続し、更に対向基板32に偏光板を貼合わせる。
Next, a flexible wiring is connected to the panel electrode take-out portion of the TFT substrate 30 by thermocompression bonding of an anisotropic conductive film, and a polarizing plate is bonded to the counter substrate 32.

【0092】また、液晶パネルの面単組立の場合(2イ
ンチサイズ以下の小型液晶パネルに適している。)、上
記と同様、TFT基板30と対向基板32の素子形成面
に、ポリイミド配向33、34を形成し、両基板をラビ
ング、又は非接触の線型偏光紫外線光の配向処理する。
Also, in the case of a single liquid crystal panel surface assembly (suitable for a small liquid crystal panel having a size of 2 inches or less), similarly to the above, the polyimide alignment 33, 34 are formed, and both substrates are subjected to rubbing or non-contact linear polarization ultraviolet light alignment treatment.

【0093】次いで、TFT基板30と対向基板32を
ダイシング又はスクライブブレークで単個に分割し、水
又はIPA洗浄する。TFT基板30にはコモン剤塗
布、対向基板32にはスペーサ含有のシール剤塗布し、
両基板を重ね合せる。これ以降のプロセスは上記に準ず
る。
Next, the TFT substrate 30 and the opposing substrate 32 are divided into single pieces by dicing or scribe break, and washed with water or IPA. A common agent is applied to the TFT substrate 30, a sealing agent containing a spacer is applied to the counter substrate 32,
Lay both substrates together. Subsequent processes follow the above.

【0094】上記した反射型LCDにおいて、対向基板
32はCF(カラーフィルタ)基板であって、カラーフ
ィルタ層46をITO電極31下に設けたものである。
対向基板32側からの入射光は反射膜29で効率良く反
射されて対向基板32側から出射する。
In the reflection type LCD described above, the opposing substrate 32 is a CF (color filter) substrate, and the color filter layer 46 is provided below the ITO electrode 31.
The incident light from the counter substrate 32 side is efficiently reflected by the reflection film 29 and emitted from the counter substrate 32 side.

【0095】他方、TFT基板30として、図7のよう
な上記した基板構造以外に、TFT基板30にカラーフ
ィルタを設けたオンチップカラーフィルタ(OCCF)
構造のTFT基板とするときには、対向基板32にはI
TO電極がベタ付け(又はブラックマスク付きのITO
電極がベタ付け)される。
On the other hand, in addition to the above-described substrate structure as shown in FIG. 7, an on-chip color filter (OCCF) in which a color filter is provided on the TFT substrate 30 is used as the TFT substrate 30.
When a TFT substrate having a structure is used, the counter substrate 32 has I
Solid TO electrode (or ITO with black mask)
The electrodes are solid).

【0096】なお、図12に示した補助容量CS を画素
部に組み込む場合は、上記した基板1上に設けた誘電体
層(図示せず)を単結晶シリコンのドレイン領域19と
接続すればよい。
[0096] In the case of incorporating an auxiliary capacitance C S shown in FIG. 12 in the pixel unit, by connecting the dielectric layer provided on the substrate 1 described above (not shown) and the drain region 19 of monocrystalline silicon Good.

【0097】以上に説明したように、本実施の形態によ
れば、次の如き顕著な作用効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following remarkable effects can be obtained.

【0098】(a)所定形状/寸法の段差4を基板1に
形成し、その段差の底辺の角をシードとして高温グラフ
ォエピタキシャル成長(但し、成長時の加熱温度は90
0〜930℃と比較的低温)させることにより、540
cm2 /v・sec以上の高い電子移動度の単結晶シリ
コン薄膜7が得られるので、高性能ドライバ内蔵のLC
Dの製造が可能となる。
(A) A step 4 having a predetermined shape / dimension is formed on the substrate 1 and high-temperature grapho-epitaxial growth is performed by using the bottom corner of the step as a seed (however, the heating temperature during the growth is 90 ° C.).
0-930 ° C.).
Since a single-crystal silicon thin film 7 having a high electron mobility of at least cm 2 / v · sec can be obtained, an LC with a built-in high-performance driver can be obtained.
D can be manufactured.

【0099】(b)この単結晶シリコン薄膜は、従来の
アモルファスシリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜に比べ
て、単結晶シリコン基板並の高い電子及び正孔移動度を
示すので、これによる単結晶シリコントップゲート型T
FTは、高いスイッチング特性と低リーク電流のLDD
構造を有するnMOS又はpMOS又はcMOSTFT
の表示部と、高い駆動能力のcMOS、nMOS又はp
MOSTFT又はこれらの混在からなる周辺駆動回路部
とを一体化した構成が可能となり、高画質、高精細、狭
額縁、大画面、高効率の表示パネルが実現する。この単
結晶シリコン薄膜7は十分に高い正孔移動度を示すた
め、電子と正孔をそれぞれ単独でも、或いは双方を組み
合せて駆動する周辺駆動回路を作製でき、これをnMO
S又はpMOS又はcMOSのLDD構造の表示用TF
Tと一体化したパネルを実現できる。また、小型〜中型
パネルの場合には、周辺の一対の垂直駆動回路の一方を
省略できる可能性がある。
(B) Since the single-crystal silicon thin film exhibits high electron and hole mobilities comparable to those of a single-crystal silicon substrate as compared with a conventional amorphous silicon thin film or polycrystalline silicon thin film, Gate type T
FT is an LDD with high switching characteristics and low leakage current
NMOS or pMOS or cMOS TFT having structure
And a high drive capability cMOS, nMOS or pMOS
A configuration in which a MOST or a peripheral driving circuit portion composed of a mixture thereof is integrated becomes possible, and a display panel with high image quality, high definition, a narrow frame, a large screen, and high efficiency is realized. Since this single crystal silicon thin film 7 has a sufficiently high hole mobility, a peripheral drive circuit for driving electrons and holes alone or in combination of both can be manufactured.
TF for display of LDD structure of S or pMOS or cMOS
A panel integrated with T can be realized. In the case of a small to medium-sized panel, there is a possibility that one of a pair of peripheral vertical drive circuits can be omitted.

【0100】(c)そして、上記したグラフォエピタキ
シャル成長時の加熱処理温度は930℃以下が可能であ
るから、絶縁基板上に比較的低温(例えば900〜93
0℃以下)で単結晶シリコン膜7を均一に形成すること
ができる。なお、基板としては、石英ガラスや結晶化ガ
ラス、セラミック基板などが使用可能である。
(C) Since the heat treatment temperature during the above-mentioned grapho-epitaxial growth can be 930 ° C. or less, a relatively low temperature (for example, 900 to 93
(0 ° C. or less), the single crystal silicon film 7 can be formed uniformly. In addition, quartz glass, crystallized glass, a ceramic substrate, or the like can be used as the substrate.

【0101】(d)固相成長法の場合のような中温で長
時間のアニールや、エキシマレーザーアニールが不要と
なるから、生産性が高く、高価な製造設備が不要でコス
トダウンが可能となる。
(D) Since long-time annealing at an intermediate temperature and excimer laser annealing as in the case of the solid-phase growth method are not required, productivity is high, and expensive manufacturing equipment is not required and cost can be reduced. .

【0102】(e)この高温グラフォエピタキシャル成
長では、インジウム・シリコン組成比、基板加熱温度、
溶融液温度、冷却速度等の調整により、広範囲のP型不
純物濃度と高移動度の単結晶シリコン薄膜が容易に得ら
れるので、Vth(しきい値)調整が容易であり、低抵
抗化による高速動作が可能である。
(E) In this high-temperature grapho-epitaxial growth, the indium-silicon composition ratio, the substrate heating temperature,
By adjusting the melt temperature, cooling rate, etc., a wide range of P-type impurity concentration and high mobility single crystal silicon thin film can be easily obtained, so that Vth (threshold) adjustment is easy, and high speed due to low resistance is achieved. Operation is possible.

【0103】(f)表示アレイ部上にカラーフィルタを
作り込めば、表示パネルの開口率、輝度等の改善をはじ
め、カラーフィルタ基板の省略、生産性改善等によるコ
ストダウンが実現する。
(F) If a color filter is formed on the display array section, cost reduction can be realized by improving the aperture ratio and luminance of the display panel, omitting the color filter substrate, improving productivity, and the like.

【0104】<第2の実施の形態>図14〜図16につ
いて、本発明の第2の実施の形態を説明する。
<Second Embodiment> A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0105】本実施の形態は、上述の第1の実施の形態
と同様のトップゲート型TFTを表示部及び周辺駆動回
路部に有するが、上述の第1の実施の形態とは異なっ
て、透過型LCDに関するものである。即ち、図1の
(1)から図5の(14)に示す工程までは同様である
が、その工程後に、図14の(15)に示すように、絶
縁膜25、36に表示用TFTのドレイン部コンタクト
用の窓開け19を行うと同時に、透過率向上のために画
素開口部の不要なSiO2 、PSG及びSiN膜を除去
する。なお、不透明なセラミック基板は使用できない。
In this embodiment, a top gate type TFT similar to that of the above-described first embodiment is provided in the display portion and the peripheral drive circuit portion. It concerns a type LCD. That is, although the steps from (1) in FIG. 1 to the step shown in (14) in FIG. 5 are the same, after that step, as shown in (15) in FIG. At the same time as opening the window 19 for contacting the drain portion, unnecessary portions of the SiO 2 , PSG and SiN films in the pixel opening are removed to improve the transmittance. An opaque ceramic substrate cannot be used.

【0106】次いで、図14の(16)に示すように、
全面にスピンコート等で2〜3μm厚の感光性アクリル
系透明樹脂の平坦化膜28Bを形成し、汎用フォトリソ
グラフィにより、表示用TFTのドレイン側の透明樹脂
28Bの窓開けを行い、所定条件で硬化させる。
Next, as shown in FIG. 14 (16),
A flat film 28B of a photosensitive acrylic transparent resin having a thickness of 2 to 3 μm is formed on the entire surface by spin coating or the like, and a window of the transparent resin 28B on the drain side of the display TFT is opened by general-purpose photolithography. Let it cure.

【0107】次いで、図14の(17)に示すように、
全面に130〜150nm厚のITOスパッタ膜を形成
し、汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技術によ
り、表示用TFTのドレイン部19とコンタクトしたI
TO透明電極41を形成する。そして、熱処理(フォー
ミングガス中、200〜250℃/1h)により、表示
用TFTのドレインとITOのコンタクト抵抗の低減化
とITO透明度の向上を図る。
Next, as shown in FIG. 14 (17),
An ITO sputtered film having a thickness of 130 to 150 nm is formed on the entire surface, and is contacted with the drain portion 19 of the display TFT by general-purpose photolithography and etching technology.
The TO transparent electrode 41 is formed. Then, by heat treatment (200 to 250 ° C./1 h in a forming gas), the contact resistance between the drain of the display TFT and the ITO is reduced and the transparency of the ITO is improved.

【0108】そして、図15に示すように、対向基板3
2と組み合わせ、上述の第1の実施の形態と同様にして
透過型LCDを組み立てる。但し、TFT基板側にも偏
光板を貼り合わせる。この透過型LCDでは、実線のよ
うに透過光が得られるが、一点鎖線のように対向基板3
2側からの透過光が得られるようにもできる。
Then, as shown in FIG.
2, and a transmissive LCD is assembled in the same manner as in the first embodiment. However, a polarizing plate is also attached to the TFT substrate side. In this transmissive LCD, transmitted light can be obtained as shown by the solid line, but the opposing substrate 3 can be obtained as shown by the dashed line.
It is also possible to obtain transmitted light from two sides.

【0109】この透過型LCDの場合、次のようにして
オンチップカラーフィルタ(OCCF)構造とオンチッ
プブラック(OCB)構造を作製することができる。
In the case of this transmissive LCD, an on-chip color filter (OCCF) structure and an on-chip black (OCB) structure can be manufactured as follows.

【0110】即ち、図1の(1)〜図5の(13)まで
の工程は上記の工程に準じて行うが、その後、図16の
(14)に示すように、PSG/SiO2 の絶縁膜25
のドレイン部も窓開けしてドレイン電極用のアルミニウ
ム埋込み層41Aを形成した後、SiN/PSGの絶縁
膜36を形成する。
[0110] That is, steps up in FIG. 1 (1) of the to 5 (13) is carried out according to the above process, but then, as shown in (14) in FIG. 16, insulating the PSG / SiO 2 Membrane 25
The drain portion is also opened as a window to form an aluminum buried layer 41A for a drain electrode, and then an insulating film 36 of SiN / PSG is formed.

【0111】次いで、図16の(15)に示すように、
R、G、Bの各色を各セグメント毎に顔料分散したフォ
トレジスト61を所定厚さ(1〜1.5μm)で形成し
た後、図16の(16)に示すように、汎用フォトリソ
グラフィ技術で所定位置(各画素部)のみを残すパター
ニングで各カラーフィルタ層61(R)、61(G)、
61(B)を形成する(オンチップカラーフィルタ構
造)。この際、ドレイン部の窓開けも行う。なお、不透
明なセラミック基板や低透過率のガラス及び耐熱性樹脂
基板は使用できない。
Next, as shown in (15) of FIG.
After forming a photoresist 61 in which each color of R, G, and B is dispersed in a pigment for each segment with a predetermined thickness (1 to 1.5 μm), as shown in (16) of FIG. Each of the color filter layers 61 (R), 61 (G), is patterned by leaving only predetermined positions (each pixel portion).
61 (B) is formed (on-chip color filter structure). At this time, the window of the drain part is also opened. In addition, an opaque ceramic substrate, glass with low transmittance, and a heat-resistant resin substrate cannot be used.

【0112】次いで、図16の(16)に示すように、
表示用TFTのドレインに連通するコンタクトホール
に、カラーフィルタ層上にかけてブラックマスク層とな
る遮光層43を金属のパターニングで形成する。例え
ば、スパッタ法により、モリブデンを200〜250n
m厚で成膜し、表示用TFTを覆って遮光する所定の形
状にパターニングする(オンチップブラック構造)。
Next, as shown in (16) of FIG.
In a contact hole communicating with the drain of the display TFT, a light shielding layer 43 serving as a black mask layer is formed by metal patterning over the color filter layer. For example, molybdenum is sputtered by 200 to 250 n.
An m-thick film is formed and patterned into a predetermined shape that covers the display TFT and shields light (on-chip black structure).

【0113】次いで、図16の(17)に示すように、
透明樹脂の平坦化膜28Bを形成し、更にこの平坦化膜
に設けたスルーホールにITO透明電極41を遮光層4
3に接続するように形成する。
Next, as shown in (17) of FIG.
A flattening film 28B made of a transparent resin is formed, and an ITO transparent electrode 41 is further formed in a through hole provided in the flattening film by a light shielding layer 4.
3 is formed.

【0114】このように、表示アレイ部上に、カラーフ
ィルタ61やブラックマスク43を作り込むことによ
り、液晶表示パネルの開口率を改善し、またバックライ
トも含めたディスプレイモジュールの低消費電力化が実
現する。
As described above, by forming the color filter 61 and the black mask 43 on the display array section, the aperture ratio of the liquid crystal display panel can be improved, and the power consumption of the display module including the backlight can be reduced. Realize.

【0115】<第3の実施の形態>本発明の第3の実施
の形態を説明する。
<Third Embodiment> A third embodiment of the present invention will be described.

【0116】本実施の形態は、歪点の低いガラス基板に
上述した段差(凹部)を形成し、これをシードとしてイ
ンジウム・ガリウム・シリコン又はガリウム・シリコン
溶融液から単結晶シリコン層を低温グラフォエピタキシ
ャル成長させ、これを用いてトップゲート型MOSTF
Tを構成したアクティブマトリクス反射型液晶表示装置
(LCD)に関するものである。
In this embodiment, the above-described steps (concave portions) are formed on a glass substrate having a low strain point, and a single-crystal silicon layer is formed from indium-gallium-silicon or a gallium-silicon melt using a low-temperature graphene as a seed. Epitaxial growth and top gate type MOSTF
The present invention relates to an active matrix reflection type liquid crystal display (LCD) having a T configuration.

【0117】即ち、本実施の形態では、上述の第1の実
施の形態と比べて、図1の(1)に示す工程で、基板1
として、歪点又は最高使用温度が例えば600℃程度と
低いガラス、例えばホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸
ガラスなどのガラス基板を用いる。これは、安価でかつ
大型化が容易であり、薄板大型化(例えば500×60
0×0.1〜1.1mm厚)すればロール化/長尺化が
可能である。もちろん、石英基板や結晶化ガラス基板も
採用することができる。
That is, in the present embodiment, as compared with the above-described first embodiment, in the step shown in FIG.
For example, a glass substrate such as borosilicate glass or aluminosilicate glass having a strain point or a maximum use temperature as low as about 600 ° C. is used. This is inexpensive and easy to increase in size, and to increase the thickness of a thin plate (for example, 500 × 60).
If it is 0 × 0.1 to 1.1 mm thick), it can be rolled / lengthened. Of course, a quartz substrate or a crystallized glass substrate can also be employed.

【0118】そして、上述と同様に段差4を形成した
後、図1の(2)に示す工程で、シリコンを1重量%含
有するシリコン・インジウム・ガリウム溶融液又はシリ
コン・ガリウム溶融液を段差4を含む全面に塗布する。
このとき基板1は約300〜600℃又は420〜60
0℃に加熱しておく。
After the step 4 is formed in the same manner as described above, in the step shown in FIG. 1B, a silicon-indium-gallium melt containing 1% by weight of silicon or a silicon-gallium melt is added to the step 4. Is applied to the entire surface including.
At this time, the substrate 1 is heated to about 300 to 600 ° C. or 420 to 60 ° C.
Heat to 0 ° C.

【0119】次いで、基板1を数分〜数10分間保持し
た後、徐々に冷却する(ディッピングの場合は徐々に引
き上げるが、フローティングの場合は溶融液面に沿って
徐々に移動させる。)ことによって、インジウム・ガリ
ウム又はガリウムに溶解していたシリコンは、段差4の
底辺の角部をシード(種)として図2の(3)に示すよ
うにグラフォエピタキシャル成長し、厚さ例えば0.1
μm程度のP型単結晶シリコン層7として析出する。デ
ィッピング法やフローティング法では、溶液組成、温
度、引き上げ速度などの管理が容易であり、エピタキシ
ャル成長層の厚みやP型不純物濃度を容易にコントロー
ルできる。
Next, after holding the substrate 1 for several minutes to several tens of minutes, it is gradually cooled (in the case of dipping, it is gradually pulled up, but in the case of floating, it is gradually moved along the melt surface). The silicon dissolved in indium gallium or gallium is grown by grapho-epitaxial growth as shown in (3) of FIG. 2 using the corner at the bottom of the step 4 as a seed, and has a thickness of, for example, 0.1.
It is deposited as a P-type single crystal silicon layer 7 of about μm. In the dipping method or the floating method, the composition of the solution, the temperature, the pulling rate, and the like can be easily controlled, and the thickness of the epitaxial growth layer and the P-type impurity concentration can be easily controlled.

【0120】この場合、単結晶シリコン層7は上述した
と同様に(100)面が基板上にエピタキシャル成長し
たものであるが、上記段差の形状を図9(a)〜(f)
のように種々に変えることによって、成長層の結晶方位
を制御することができる。
In this case, the single crystal silicon layer 7 has the (100) plane epitaxially grown on the substrate in the same manner as described above, but the shape of the step is changed as shown in FIGS. 9 (a) to 9 (f).
The crystal orientation of the growth layer can be controlled by various changes as described above.

【0121】こうして、低温グラフォエピタキシャル成
長によって基板1上に単結晶シリコン層7を析出させた
後、図2の(4)のように、表面側のインジウム・ガリ
ウム(又はガリウム)を塩酸、硫酸などによって溶解除
去する。
After the single-crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by low-temperature grapho-epitaxial growth, indium / gallium (or gallium) on the surface side is replaced with hydrochloric acid, sulfuric acid or the like as shown in FIG. To dissolve away.

【0122】しかる後、単結晶シリコン層7を用いて上
述の第1の実施の形態と同様にして表示部及び周辺駆動
回路部にトップゲート型のMOSTFTの作製を行う。
また図7に示した構造は、本実施の形態でも同様に適用
されてよい。
Thereafter, using the single-crystal silicon layer 7, a top gate type MOSTFT is manufactured in the display section and the peripheral drive circuit section in the same manner as in the first embodiment.
The structure shown in FIG. 7 may be similarly applied to the present embodiment.

【0123】本実施の形態によれば、上述した第1の実
施の形態で述べた作用効果に加え、次の如き顕著な作用
効果が得られる。
According to the present embodiment, the following remarkable functions and effects can be obtained in addition to the functions and effects described in the first embodiment.

【0124】(a)ガラス基板1上に、約300〜60
0℃又は420〜600℃と更に低温でのグラフォエピ
タキシャル成長により、シリコン単結晶薄膜7を均一に
形成することができる。
(A) On the glass substrate 1, about 300 to 60
The silicon single crystal thin film 7 can be formed uniformly by grapho-epitaxial growth at a low temperature of 0 ° C. or 420 to 600 ° C.

【0125】(b)従って、ガラス基板のみならず、有
機基板などの絶縁基板上に、シリコン単結晶薄膜を形成
できるため、歪点が低く、低コストで物性も良好な基板
材質を任意に選択でき、また、基板の大型化も可能とな
る。ガラス基板や有機基板は、石英基板やセラミック基
板に比べて、安価に作成することができ、さらに薄板化
/長尺化/ロール化が可能であるので、シリコン単結晶
薄膜を形成した薄板を長尺/ロール化した大型ガラス基
板などを生産性良く、安価に作製することができる。ガ
ラス基板として、ガラス歪点(又は最高使用温度)が低
い(例えば500℃)ガラスを用いると、この上層へガ
ラス内部からその構成元素が拡散して、トランジスタ特
性に影響する場合には、これを抑制する目的で、バリア
層薄膜(例えばシリコンナイトライド:厚さ50〜20
0nm程度)を形成すればよい。
(B) Therefore, since a silicon single crystal thin film can be formed not only on a glass substrate but also on an insulating substrate such as an organic substrate, a substrate material having a low strain point, low cost and good physical properties can be arbitrarily selected. In addition, the size of the substrate can be increased. Glass substrates and organic substrates can be manufactured at a lower cost than quartz substrates and ceramic substrates, and can be made thinner / longer / rolled. It is possible to manufacture a large-sized glass substrate or the like having a length / roll, with good productivity and at low cost. When a glass having a low glass strain point (or a maximum operating temperature) (for example, 500 ° C.) is used as the glass substrate, if the constituent elements diffuse from the inside of the glass to the upper layer and affect the transistor characteristics, this is used. For the purpose of suppressing, a barrier layer thin film (for example, silicon nitride:
(About 0 nm).

【0126】(c)この低温グラフォエピタキシャル成
長では、インジウム・ガリウム膜のインジウム/ガリウ
ム組成比、基板加熱温度、溶融液温度、冷却速度等の調
整により、広範囲のP型不純物濃度と高移動度の単結晶
シリコン薄膜が容易に得られるので、Vth調整が容易
で低抵抗化での高速動作が可能である。
(C) In this low-temperature grapho-epitaxial growth, by adjusting the indium / gallium composition ratio of the indium / gallium film, the substrate heating temperature, the melt temperature, the cooling rate, etc., a wide range of P-type impurity concentration and high mobility can be obtained. Since a single-crystal silicon thin film can be easily obtained, Vth adjustment is easy and high-speed operation with low resistance is possible.

【0127】<第4の実施の形態>本発明の第4の実施
の形態を説明する。
<Fourth Embodiment> A fourth embodiment of the present invention will be described.

【0128】本実施の形態は、上述の第3の実施の形態
と比べて透過型LCDに関するものであってその製造工
程は上述の第3の実施の形態で述べたと同様、インジウ
ム・ガリウム溶融液を用いた低温グラフォエピタキシャ
ル成長によって単結晶シリコン薄膜を形成することがで
きる。
The present embodiment relates to a transmissive LCD as compared with the above-described third embodiment, and its manufacturing process is similar to that of the above-described third embodiment, and is similar to that of the indium-gallium melt. A single crystal silicon thin film can be formed by low-temperature grapho-epitaxial growth using GaN.

【0129】そして、この単結晶シリコン薄膜を用い、
上述した第4の実施の形態で述べたと同様、図14〜図
16に示した工程によって透過型LCDを作製すること
ができる。但し、不透明のセラミック基板や、不透明又
は低透過率の有機基板は適していない。
Then, using this single crystal silicon thin film,
As described in the fourth embodiment, a transmission type LCD can be manufactured by the steps shown in FIGS. However, an opaque ceramic substrate or an opaque or low transmittance organic substrate is not suitable.

【0130】従って、本実施の形態では、上述した第1
の実施の形態及び第3の実施の形態の双方の優れた作用
効果を併せ持つことができる。即ち、上述した第1の実
施の形態の有する作用効果に加え、ホウケイ酸ガラスや
耐熱性のポリイミド等の有機基板などの低コストで薄
板、長尺化が可能な基板1を用い得ること、インジウム
/ガリウム組成比によって単結晶シリコン薄膜7の導電
型やVthの調整が容易となること、表示アレイ部上に
カラーフィルタ42やブラックマスク43を作りこむこ
とにより、液晶表示パネルの開口率を改善し、またバッ
クライトも含めたディスプレイモジュールの低消費電力
化が実現することである。
Therefore, in the present embodiment, the first
It is possible to have both excellent functions and effects of the third embodiment and the third embodiment. That is, in addition to the functions and effects of the above-described first embodiment, it is possible to use a low-cost substrate 1 that can be made thin and long, such as an organic substrate such as borosilicate glass or heat-resistant polyimide. The composition ratio of gallium / gallium makes it easy to adjust the conductivity type and Vth of the single-crystal silicon thin film 7, and the color filter 42 and the black mask 43 are formed on the display array to improve the aperture ratio of the liquid crystal display panel. Another object is to realize low power consumption of a display module including a backlight.

【0131】<第5の実施の形態>図17〜図25は、
本発明の第5の実施の形態を示すものである。
<Fifth Embodiment> FIGS. 17 to 25 show
13 shows a fifth embodiment of the present invention.

【0132】本実施の形態では、周辺駆動回路部は上述
した第1の実施の形態と同様のトップゲート型のpMO
STFTとnMOSTFTとからなるcMOS駆動回路
で構成する。表示部は反射型ではあるが、TFTを各種
ゲート構造のものとして、種々の組み合わせにしてい
る。
In this embodiment, the peripheral drive circuit section is a top gate type pMO similar to that of the above-described first embodiment.
It is composed of a cMOS drive circuit composed of an STFT and an nMOSTFT. The display section is of a reflection type, but has various combinations of TFTs having various gate structures.

【0133】即ち、図17(A)は、上述した第1の実
施の形態と同様のトップゲート型のnMOSLDD−T
FTを表示部に設けているが、図17(B)に示す表示
部にはボトムゲート型のnMOSLDD−TFT、図1
7(C)に示す表示部にはデュアルゲート型のnMOS
LDD−TFTをそれぞれ設けている。これらのボトム
ゲート型、デュアルゲート型MOSTFTのいずれも、
後述のように、周辺駆動回路部のトップゲート型MOS
TFTと共通の工程で作製可能であるが、特にデュアル
ゲート型の場合には上下のゲート部によって駆動能力が
向上し、高速スイッチングに適し、また上下のゲート部
のいずれかを選択的に用いて場合に応じてトップゲート
型又はボトムゲート型として動作させることもできる。
FIG. 17A shows a top gate type nMOS LDD-T similar to that of the first embodiment.
Although an FT is provided in the display portion, a bottom gate type nMOS LDD-TFT shown in FIG.
The display section shown in FIG. 7C has a dual gate type nMOS.
LDD-TFTs are provided. Both of these bottom gate type and dual gate type MOS TFTs
As will be described later, the top gate type MOS of the peripheral drive circuit section
Although it can be manufactured in the same process as the TFT, especially in the case of the dual gate type, the driving capability is improved by the upper and lower gate portions, suitable for high-speed switching, and by selectively using either the upper or lower gate portion. Depending on the case, it can be operated as a top gate type or a bottom gate type.

【0134】なお、図17(B)のボトムゲート型MO
STFTにおいて、図中の71はMo・Ta等のゲート
電極であり、72はSiN膜及び73はSiO2 膜であ
ってゲート絶縁膜を形成し、このゲート絶縁膜上にはト
ップゲート型MOSTFTと同様の単結晶シリコン層を
用いたチャンネル領域等が形成されている。また、図1
7(C)のデュアルゲート型MOSTFTにおいて、下
部ゲート部はボトムゲート型MOSTFTと同様である
が、上部ゲート部は、ゲート絶縁膜73をSiO2 膜と
SiN膜で形成し、この上に上部ゲート電極74を設け
ている。但し、いずれにおいても、グラフォエピタキシ
ャル成長のシードとなる段差4の外側に各ゲート部を構
成している。
The bottom gate type MO shown in FIG.
In the STFT, reference numeral 71 in the figure denotes a gate electrode of Mo / Ta, etc., reference numeral 72 denotes a SiN film and reference numeral 73 denotes a SiO 2 film, which forms a gate insulating film. On this gate insulating film, a top gate type MOS TFT is formed. A channel region and the like using a similar single crystal silicon layer are formed. FIG.
7C, the lower gate portion is the same as that of the bottom gate type MOSTFT, but the upper gate portion has a gate insulating film 73 formed of a SiO 2 film and a SiN film, and the upper gate portion is formed thereon. An electrode 74 is provided. However, in each case, each gate portion is formed outside the step 4 serving as a seed for grapho-epitaxial growth.

【0135】次に、上記のボトムゲート型MOSTFT
の製造方法を図18〜図22で、上記のデュアルゲート
型MOSTFTの製造方法を図23〜図25でそれぞれ
説明する。なお、周辺駆動回路部のトップゲート型MO
STFTの製造方法は図1〜図6において述べたものと
同じであるので、ここでは図示を省略している。
Next, the above bottom gate type MOSTFT
18 to 22 and a method of manufacturing the above dual gate type MOSTFT will be described with reference to FIGS. 23 to 25, respectively. In addition, the top gate type MO of the peripheral drive circuit section
Since the method of manufacturing the STFT is the same as that described with reference to FIGS. 1 to 6, illustration is omitted here.

【0136】表示部において、ボトムゲート型MOST
FTを製造するには、まず、図18の(1)に示すよう
に、基板1上に、モリブデン/タンタル(Mo・Ta)
合金のスパッタ膜71(500〜600nm厚)を形成
する。
In the display section, a bottom gate type MOST
To manufacture the FT, first, as shown in FIG. 18A, a molybdenum / tantalum (Mo.Ta)
An alloy sputtered film 71 (500 to 600 nm thick) is formed.

【0137】次いで、図18(2)に示すように、フォ
トレジスト70を所定パターンに形成し、これをマスク
にしてMo・Ta膜9をテーパエッチングし、側端部7
1aが台形状に20〜45度でなだらかに傾斜したゲー
ト電極71を形成する。
Next, as shown in FIG. 18B, a photoresist 70 is formed in a predetermined pattern, and using this as a mask, the Mo.Ta film 9 is taper-etched to form a side end portion 7.
1a forms a trapezoidal gate electrode 71 that is gently inclined at 20 to 45 degrees.

【0138】次いで、図18(3)に示すように、フォ
トレジスト71の除去後に、モリブデン・タンタル合金
膜71を含む基板1上に、プラズマCVD法等により、
SiN膜(約100nm厚)72とSiO2 膜(約20
0nm厚)73とを、この順に積層したゲート絶縁膜を
形成する。
Next, as shown in FIG. 18C, after removing the photoresist 71, the substrate 1 including the molybdenum-tantalum alloy film 71 is formed on the substrate 1 by a plasma CVD method or the like.
SiN film (about 100 nm thick) 72 and SiO 2 film (about 20 nm thick)
(Thickness of 0 nm) 73 is formed in this order to form a gate insulating film.

【0139】次いで、図18の(4)に示すように、図
1の(1)と同じ工程において、少なくともTFT形成
領域に、フォトレジスト2を所定パターンに形成し、こ
れをマスクとして上述したと同様に基板1上のゲート絶
縁膜に(更には基板1にも)段差4を適当な形状及び寸
法で複数個形成する。この段差4は、後述の単結晶シリ
コンのグラフォエピタキシャル成長時のシードとなるも
のであって、深さd=0.3〜0.4μm、幅w=2〜
3μm、長さ(紙面垂直方向)=10〜20μmであっ
てよく、底辺と側面のなす角(底角)は直角とする。
Next, as shown in (4) of FIG. 18, in the same step as (1) of FIG. 1, a photoresist 2 is formed in a predetermined pattern at least in a TFT formation region, and this is used as a mask. Similarly, a plurality of steps 4 are formed in the gate insulating film on the substrate 1 (and also on the substrate 1) in appropriate shapes and dimensions. The step 4 serves as a seed during the later-described monocrystalline silicon grapho-epitaxial growth, and has a depth d = 0.3 to 0.4 μm and a width w = 2 to 2.
The length may be 3 μm and the length (perpendicular to the paper surface) may be 10 to 20 μm, and the angle (base angle) between the base and the side surface is a right angle.

【0140】次いで、図19(5)に示すように、フォ
トレジスト2の除去後に、図1の(2)と同じ工程にお
いて、上述したと同様に、シリコンを含有するインジウ
ム(又はインジウム・ガリウム又はガリウム)溶融液6
を上述したと同様の基板温度で基板1上に塗布する。以
下では、インジウムを例として述べる。
Next, as shown in FIG. 19 (5), after removing the photoresist 2, in the same step as in FIG. 1 (2), in the same manner as described above, indium containing silicon (or indium gallium or Gallium) melt 6
Is applied on the substrate 1 at the same substrate temperature as described above. Hereinafter, indium will be described as an example.

【0141】次いで、図19の(6)に示すように、図
2(3)と同じ工程において、徐々に冷却することによ
って、インジウムに溶解していたシリコンを段差4の底
辺の角部をシード(種)としてグラフォエピタキシャル
成長し、厚さ例えば0.1μm程度のP型単結晶シリコ
ン層7として析出させる。この際、下地のゲート電極7
1の側端部71aはなだらかな傾斜面となっているの
で、この面上には、段差4によるエピタキシャル成長を
阻害せず、段切れなしに単結晶シリコン層7が成長する
ことになる。
Next, as shown in FIG. 19 (6), in the same step as in FIG. 2 (3), by gradually cooling, silicon dissolved in indium was seeded at the bottom corner of the step 4. As a (seed), it is subjected to grapho-epitaxial growth and deposited as a P-type single-crystal silicon layer 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm. At this time, the underlying gate electrode 7
Since the side end 71a of 1 has a gentle slope, the single-crystal silicon layer 7 grows on this surface without any interruption of the epitaxial growth due to the step 4.

【0142】次いで、図19(7)に示すように、表面
側に付着したインジウム6Aを塩酸、硫酸などによって
溶解除去した後、不純物イオンを適量ドーピングして比
抵抗の調整等を行ってよい。
Next, as shown in FIG. 19 (7), after dissolving and removing indium 6A adhering to the surface side with hydrochloric acid, sulfuric acid or the like, the specific resistance may be adjusted by doping an appropriate amount of impurity ions.

【0143】次いで、図19の(8)に示すように、図
3の(8)と同じ工程において、表示部のnMOSTF
Tのゲート部をフォトレジスト13でカバーし、露出し
たnMOSTFTのソース/ドレイン領域にリンイオン
14をドーピング(イオン注入)して、N- 型層からな
るLDD部15を自己整合的に形成する。このとき、ボ
トムゲート電極71の存在によって表面高低差(又はパ
ターン)を認識し易く、フォトレジスト13の位置合わ
せ(マスク合わせ)を行い易く、アライメントずれが生
じ難い。
Next, as shown in FIG. 19 (8), in the same step as FIG. 3 (8), the nMOSTF
The gate portion of T is covered with a photoresist 13 and the exposed source / drain regions of the nMOS TFT are doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14 to form an LDD portion 15 made of an N -type layer in a self-aligned manner. At this time, the surface height difference (or pattern) can be easily recognized by the presence of the bottom gate electrode 71, the position of the photoresist 13 can be easily aligned (mask alignment), and alignment misalignment does not easily occur.

【0144】次いで、図20(9)に示すように、図4
の(9)と同じ工程において、nMOSTFTのゲート
部及びLDD部をフォトレジスト16でカバーし、露出
した領域にリン又はひ素イオン17をドーピング(イオ
ン注入)して、nMOSTFTのN+ 型層からなるソー
ス部18及びドレイン部19を形成する。
Next, as shown in FIG.
In the same step as (9), the gate portion and the LDD portion of the nMOSTFT are covered with the photoresist 16, and the exposed region is doped (ion-implanted) with phosphorus or arsenic ions 17 to form an n + type layer of the nMOSTFT. A source part 18 and a drain part 19 are formed.

【0145】次いで、図20の(10)に示すように、
図4の(10)と同じ工程において、nMOSTFTの
全部をフォトレジスト20でカバーし、ボロンイオン2
1をドーピング(イオン注入)して周辺駆動回路部のp
MOSTFTのP+ 層のソース部及びドレイン部を形成
する。
Next, as shown in (10) of FIG.
In the same step as (10) in FIG. 4, the entire nMOS TFT is covered with the photoresist 20 and the boron ion 2 is removed.
Doping (ion implantation) into the peripheral drive circuit
A source portion and a drain portion of the P + layer of the MOSTFT are formed.

【0146】次いで、図20の(11)に示すように、
図4の(11)と同じ工程において、能動素子部と受動
素子部をアイランド化するため、フォトレジスト24を
設け、単結晶シリコン薄膜層を汎用フォトリソグラフィ
及びエッチング技術で選択的に除去する。
Next, as shown in FIG. 20 (11),
In the same step as (11) in FIG. 4, a photoresist 24 is provided to make the active element part and the passive element part islands, and the single crystal silicon thin film layer is selectively removed by general-purpose photolithography and etching techniques.

【0147】次いで、図20の(12)に示すように、
図4の(12)と同じ工程において、プラズマCVD、
高密度プラズマCVD、触媒CVD法等により、SiO
2 膜53(約300nm厚)とリンシリケートガラス
(PSG)膜54(約300nm厚)をこの順に全面に
形成する。なお、SiO2 膜53とPSG膜54は上述
した保護膜25に相当するものである。そして、この状
態で単結晶シリコン膜を上述したと同様に活性化処理す
る。
Next, as shown in FIG. 20 (12),
In the same step as (12) in FIG.
SiO by high-density plasma CVD, catalytic CVD, etc.
A second film 53 (about 300 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film 54 (about 300 nm thick) are formed on the entire surface in this order. The SiO 2 film 53 and the PSG film 54 correspond to the above-described protective film 25. Then, in this state, the single crystal silicon film is activated in the same manner as described above.

【0148】次いで、図21の(13)に示すように、
図5の(13)と同じ工程において、汎用フォトリソグ
ラフィ及びエッチング技術により、ソース部のコンタク
ト用窓開けを行う。そして、全面に400〜500nm
厚のアルミニウム等のスパッタ膜を形成し、汎用フォト
リソグラフィ及びエッチング技術により、TFTのソー
ス電極26を形成すると同時に、データライン及びゲー
トラインを形成する。その後に、フォーミングガス中、
約400℃/1hで、シンター処理する。
Next, as shown in FIG. 21 (13),
In the same step as (13) in FIG. 5, a contact window is opened in the source portion by general-purpose photolithography and etching technology. And 400 to 500 nm on the entire surface
A thick sputtered film of aluminum or the like is formed, and a data line and a gate line are formed simultaneously with the source electrode 26 of the TFT by general-purpose photolithography and etching techniques. Then, during forming gas,
Sintering is performed at about 400 ° C. for 1 hour.

【0149】次いで、図21の(14)に示すように、
図5の(14)と同じ工程において、高密度プラズマC
VD、触媒CVD法等により、PSG膜(約300nm
厚)及びSiN膜(約300nm厚)からなる絶縁膜3
6を全面に形成し、表示用のTFTのドレイン部のコン
タクト用窓開けを行う。
Next, as shown in (14) of FIG.
In the same step as (14) in FIG.
PSD film (about 300 nm) by VD, catalytic CVD, etc.
Thickness) and an insulating film 3 composed of a SiN film (about 300 nm thick)
6 is formed on the entire surface, and a contact window is opened in the drain of the display TFT.

【0150】次いで、図21の(15)に示すように、
図6の(15)と同じ工程において、スピンコート等で
2〜3μm厚みの感光性樹脂膜28を形成し、図21の
(16)に示すように、汎用フォトリソグラフィ及びエ
ッチング技術により、少なくとも画素部に最適の反射特
性と視野角特性とを得るような凹凸形状パターンを形成
し、リフローさせて凹凸粗面28Aからなる反射面下部
を形成する。同時に表示用TFTのドレイン部のコンタ
クト用の樹脂窓開けを行う。
Next, as shown in FIG. 21 (15),
In the same step as (15) in FIG. 6, a photosensitive resin film 28 having a thickness of 2 to 3 μm is formed by spin coating or the like, and as shown in (16) in FIG. A concave / convex pattern that obtains optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics is formed in the portion, and reflow is performed to form a lower reflective surface composed of the concave / convex rough surface 28A. At the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened.

【0151】次いで、図21の(16)に示すように、
図6の(16)と同じ工程において、全面に400〜5
00nm厚のアルミニウム等のスパッタ膜を形成し、汎
用フォトリソグラフィ及びエッチング技術により、表示
用TFTのドレイン部19と接続した凹凸形状のアルミ
ニウム等の反射部29を形成する。
Next, as shown in (16) of FIG.
In the same step as (16) in FIG.
A sputtered film made of aluminum or the like having a thickness of 00 nm is formed, and a reflective portion 29 made of aluminum or the like connected to the drain portion 19 of the display TFT is formed by general-purpose photolithography and etching technology.

【0152】以上のようにして、段差4を高温グラフォ
エピタキシャル成長のシードとして形成された単結晶シ
リコン層7を用いた表示部にボトムゲート型のnMOS
LDD−TFT(周辺回路部ではpMOSTFT及びn
MOSTFTからなるCMOS駆動回路)を作り込んだ
表示部−周辺駆動回路部一体型のアクティブマトリクス
基板30を作製することができる。
As described above, the bottom gate type nMOS is formed on the display portion using the single crystal silicon layer 7 formed with the step 4 as a seed for high-temperature grapho-epitaxial growth.
LDD-TFT (pMOSTFT and n in peripheral circuit section)
A display-peripheral drive circuit unit-integrated active matrix substrate 30 in which a CMOS drive circuit composed of MOSTFTs is built can be manufactured.

【0153】図22は、表示部に設ける上記のボトムゲ
ート型MOSTFTのゲート絶縁膜をMo・Taの陽極
酸化法で形成した例を示す。
FIG. 22 shows an example in which the gate insulating film of the above-mentioned bottom gate type MOSTFT provided in the display portion is formed by an anodic oxidation method of Mo · Ta.

【0154】即ち、図18の(2)の工程後に、図22
の(3)に示すようにモリブデン・タンタル合金膜71
を公知の陽極酸化処理することによって、その表面にT
25 からなるゲート絶縁膜74を100〜200n
m厚に形成する。
That is, after the step (2) in FIG.
As shown in (3), the molybdenum-tantalum alloy film 71
Is subjected to a known anodic oxidation treatment so that T
a 2 O 5 gate insulating film 74 of 100 to 200 n
m thickness.

【0155】この後の工程は、図22の(4)に示すよ
うに、図18の(4)の工程と同様にして段差4を形成
し、シリコンを含有したインジウム溶融液6を塗布した
後、図19の(5)〜図21の(16)の工程と同様に
して図22の(5)に示すように、アクティブマトリク
ス基板30を作製する。
In the subsequent steps, as shown in FIG. 22D, a step 4 is formed in the same manner as in the step of FIG. 18D, and the silicon-containing indium melt 6 is applied. The active matrix substrate 30 is manufactured as shown in FIG. 22 (5) in the same manner as in the steps of FIG. 19 (5) to FIG. 21 (16).

【0156】次に、表示部において、デュアルゲート型
MOSTFTを製造するには、まず、図18の(1)〜
図19の(7)までの工程は、上述したと同様に行う。
Next, in order to manufacture a dual-gate type MOSTFT in the display section, first, FIG.
The steps up to (7) in FIG. 19 are performed in the same manner as described above.

【0157】即ち、図23の(8)に示すように、絶縁
膜72、73及び基板1に段差4を形成し、更に、段差
4をシードとして単結晶シリコン層7をグラフォエピタ
キシャル成長させる。次いで、図3の(6)と同じ工程
において、単結晶シリコン薄膜7上の全面に、プラズマ
CVD、触媒CVD等によりSiO2 膜(約200nm
厚)とSiN膜(約100nm厚)をこの順に連続形成
して絶縁膜80(これは上述の絶縁膜8に相当)を形成
し、更にMo・Ta合金のスパッタ膜81(500〜6
00nm厚)(これは上述のスパッタ膜9に相当)を形
成する。
That is, as shown in FIG. 23 (8), a step 4 is formed on the insulating films 72 and 73 and the substrate 1, and the single crystal silicon layer 7 is grown by grapho-epitaxial growth using the step 4 as a seed. Next, in the same step as (6) in FIG. 3, an SiO 2 film (about 200 nm) is formed on the entire surface of the single crystal silicon thin film 7 by plasma CVD, catalytic CVD, or the like.
) And a SiN film (about 100 nm thick) are sequentially formed in this order to form an insulating film 80 (which corresponds to the above-described insulating film 8), and further, a Mo.Ta alloy sputtered film 81 (500 to 6).
(Thickness: 00 nm) (this corresponds to the above-described sputtered film 9).

【0158】次いで、図23の(9)に示すように、図
3の(7)と同じ工程において、フォトレジストパター
ン10を形成し、連続したエッチングによりMo・Ta
合金のトップゲート電極82(これは上述のゲート電極
12に相当)と、ゲート絶縁膜83(これは上述のゲー
ト絶縁膜11に相当)を形成し、単結晶シリコン薄膜層
7を露出させる。
Then, as shown in FIG. 23 (9), in the same step as FIG. 3 (7), a photoresist pattern 10 is formed, and Mo · Ta is continuously etched.
An alloy top gate electrode 82 (which corresponds to the above-described gate electrode 12) and a gate insulating film 83 (which corresponds to the above-described gate insulating film 11) are formed to expose the single crystal silicon thin film layer 7.

【0159】次いで、図23の(10)に示すように、
図3の(8)と同じ工程において、nMOSTFTのト
ップゲート部をフォトレジスト13でカバーし、露出し
た表示用のnMOSTFTのソース/ドレイン領域にリ
ンイオン14をドーピング(イオン注入)して、N-
層のLDD部15を形成する。
Next, as shown in (10) of FIG.
In the same step as (8) in FIG. 3, the top gate portion of the nMOSTFT is covered with a photoresist 13, and the source / drain regions of the exposed display nMOSTFT are doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14 to form an N -type. The LDD part 15 of the layer is formed.

【0160】次いで、図23(11)に示すように、図
4の(9)と同じ工程において、nMOSTFTのゲー
ト部及びLDD部をフォトレジスト16でカバーし、露
出した領域にリン又はひ素イオン17をドーピング(イ
オン注入)して、nMOSTFTのN+ 型層からなるソ
ース部18及びドレイン部19を形成する。
Next, as shown in FIG. 23 (11), in the same step as FIG. 4 (9), the gate portion and the LDD portion of the nMOS TFT are covered with the photoresist 16 and the exposed region is doped with phosphorus or arsenic ions 17. (Ion implantation) to form a source portion 18 and a drain portion 19 made of an N + -type layer of the nMOS TFT.

【0161】次いで、図24の(12)に示すように、
図4の(10)と同じ工程において、pMOSTFTの
ゲート部をフォトレジスト20でカバーし、露出した領
域にボロンイオン21をドーピング(イオン注入)して
周辺駆動回路部のpMOSTFTのP+ 層のソース部及
びドレイン部を形成する。
Next, as shown in FIG. 24 (12),
In the same step as (10) in FIG. 4, the gate portion of the pMOSTFT is covered with the photoresist 20, and the exposed region is doped (ion-implanted) with boron ions 21 so that the source of the P + layer of the pMOSTFT in the peripheral driving circuit portion is formed. And a drain part are formed.

【0162】次いで、図24の(13)に示すように、
図4の(11)と同じ工程において、能動素子部と受動
素子部をアイランド化するため、フォトレジスト24を
設け、能動素子部と受動素子部以外の単結晶シリコン薄
膜層を汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技術で選
択的に除去する。
Next, as shown in (13) of FIG.
In the same step as (11) in FIG. 4, a photoresist 24 is provided to make the active element section and the passive element section into islands, and the single crystal silicon thin film layer other than the active element section and the passive element section is subjected to general-purpose photolithography and etching. Selective removal with technology.

【0163】次いで、図24の(14)に示すように、
図5の(12)と同じ工程において、プラズマCVD、
高密度プラズマCVD、触媒CVD法等により、SiO
2 膜53(約200nm厚)とリンシリケートガラス
(PSG)膜54(約300nm厚)を全面に形成す
る。これらの膜53、54は上述の保護膜25に相当す
る。そして、単結晶シリコン層7を活性化処理する。
Next, as shown in (14) of FIG.
In the same step as (12) in FIG.
SiO by high-density plasma CVD, catalytic CVD, etc.
A 2 film 53 (about 200 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film 54 (about 300 nm thick) are formed on the entire surface. These films 53 and 54 correspond to the protective film 25 described above. Then, the single crystal silicon layer 7 is activated.

【0164】次いで、図24の(15)に示すように、
図5の(13)と同じ工程において、ソース部のコンタ
クト用窓開けを行う。そして、全面に400〜500n
m厚のアルミニウムのスパッタ膜を形成し、汎用フォト
リソグラフィ及びエッチング技術により、ソース電極2
6を形成すると同時に、データライン及びゲートライン
を形成する。
Next, as shown in (15) of FIG.
In the same step as (13) in FIG. 5, a contact window is opened in the source section. And 400-500n on the whole surface
A m-thick aluminum sputtered film is formed, and the source electrode 2 is formed by general-purpose photolithography and etching techniques.
At the same time as forming 6, a data line and a gate line are formed.

【0165】次いで、図25の(16)に示すように、
図5の(14)と同じ工程でPSG膜(約300nm
厚)及びSiN膜(約300nm厚)からなる絶縁膜3
6を全面に形成し、表示用のTFTのドレイン部のコン
タクト用窓開けを行う。
Next, as shown in FIG. 25 (16),
In the same step as (14) in FIG.
Thickness) and an insulating film 3 composed of a SiN film (about 300 nm thick)
6 is formed on the entire surface, and a contact window is opened in the drain of the display TFT.

【0166】次いで、図25の(17)に示すように、
全面に、スピンコート等で2〜3μm厚みの感光性樹脂
膜28を形成し、図25の(18)に示すように、図6
の(17)、(18)の工程と同様に、少なくとも画素
部に凹凸粗面28Aからなる反射面下部を形成し、同時
に表示用TFTのドレイン部のコンタクト用の樹脂窓開
けを行い、更に表示用TFTのドレイン部19と接続し
た、最適な反射特性と視野角特性を得るような凹凸形状
のアルミニウム反射部29を形成する。
Next, as shown in (17) of FIG.
A photosensitive resin film 28 having a thickness of 2 to 3 μm is formed on the entire surface by spin coating or the like, and as shown in FIG.
Similarly to the steps (17) and (18), the lower part of the reflection surface composed of the rough surface 28A is formed at least in the pixel part, and at the same time, a resin window for contact of the drain part of the display TFT is opened to further display. An aluminum reflective portion 29 having a concave and convex shape for obtaining optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics, which is connected to the drain portion 19 of the TFT for use, is formed.

【0167】以上のようにして、段差4を高温グラフォ
エピタキシャル成長のシードとして形成された単結晶シ
リコン層7を用い、表示部にデュアルゲート型のnMO
SLDDTFTを、周辺部にpMOSTFT及びnMO
STFTからなるCMOS駆動回路を作り込んだ表示部
−周辺駆動回路部一体型のアクティブマトリクス基板3
0を作製することができる。
As described above, using the single crystal silicon layer 7 formed with the step 4 as a seed for high-temperature grapho-epitaxial growth, the dual gate type nMO
SLDD TFT is replaced with pMOSTFT and nMO
Active matrix substrate 3 with integrated display section and peripheral drive circuit section incorporating CMOS drive circuit composed of STFT
0 can be produced.

【0168】<第6の実施の形態>図26〜図31は、
本発明の第6の実施の形態を示すものである。
<Sixth Embodiment> FIGS. 26 to 31 show
14 shows a sixth embodiment of the present invention.

【0169】本実施の形態では、上述した実施の形態と
は異なり、トップゲート部のゲート電極をアルミニウ
ム、アルミニウム合金、例えば1%Si入りアルミニウ
ム、1〜2%銅入りアルミニウム、銅等の比較的耐熱性
の低い材料で形成している。
In the present embodiment, unlike the above-described embodiment, the gate electrode of the top gate portion is made of aluminum, aluminum alloy, for example, 1% Si-containing aluminum, 1-2% copper-containing aluminum, copper or the like. It is made of a material with low heat resistance.

【0170】まず、表示部用及び周辺駆動回路部共にト
ップゲート型MOSTFTを設ける場合には、上述した
第1の実施の形態における図1の(1)〜図2の(5)
までの工程は同様に行って、図26の(5)に示すよう
に、周辺駆動回路部のpMOSTFT部にN型ウエル7
Aを形成する。
First, when a top gate type MOSTFT is provided for both the display section and the peripheral drive circuit section, the above-described first embodiment shown in FIGS.
26, the N-type well 7 is formed in the pMOSTFT portion of the peripheral drive circuit portion as shown in (5) of FIG.
Form A.

【0171】次いで、図26の(6)に示すように、周
辺駆動領域のnMOS及びpMOSTFT全部と、表示
領域のnMOSTFTのゲート部をフォトレジスト13
でカバーし、露出したnMOSTFTのソース/ドレイ
ン領域にリンイオン14を例えば20kVで5×1013
atoms/cm2 のドーズ量でドーピング(イオン注
入)して、N- 型層からなるLDD部15を自己整合的
に形成する。
Next, as shown in FIG. 26 (6), all of the nMOS and pMOSTFTs in the peripheral drive region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are connected to the photoresist 13
And cover the exposed source / drain regions of the nMOS TFT with phosphorus ions 14 at 5 × 10 13 at, for example, 20 kV.
By doping (ion implantation) at a dose of atoms / cm 2, the LDD portion 15 made of an N -type layer is formed in a self-aligned manner.

【0172】次いで、図27の(7)に示すように、周
辺駆動領域のpMOSTFT全部と、周辺駆動領域のn
MOSTFTのゲート部と、表示領域のnMOSTFT
のゲート及びLDD部とをフォトレジスト16でカバー
し、露出した領域にリン又はひ素イオン17を例えば2
0kVで5×1015atoms/cm2 のドーズ量でド
ーピング(イオン注入)して、nMOSTFTのN+
層からなるソース部18及びドレイン部19とLDD部
15とを形成する。この場合、仮想線のようにレジスト
13を残し、これを覆うようにレジスト16を設けれ
ば、レジスト16形成時のマスクの位置合せをレジスト
13を目安にでき、マスク合せが容易となり、アライメ
ントずれも少なくなる。
Next, as shown in FIG. 27 (7), all of the pMOS TFTs in the peripheral drive region and n in the peripheral drive region
Gate portion of MOSTFT and nMOSTFT in display area
Is covered with a photoresist 16 and phosphorus or arsenic ions 17 are exposed to the
By doping (ion implantation) at 0 kV and a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , the source 18 and the drain 19 and the LDD 15 made of the N + type layer of the nMOS TFT are formed. In this case, if the resist 13 is left like an imaginary line, and the resist 16 is provided so as to cover the resist 13, the mask 13 can be used as a guide for the mask alignment at the time of forming the resist 16, the mask alignment can be facilitated, and the misalignment can be achieved. Is also reduced.

【0173】次いで、図27の(8)に示すように、周
辺駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOST
FTの全部とpMOSTFTのゲート部をフォトレジス
ト20でカバーし、露出した領域にボロンイオン21を
例えば10kVで5×1015atoms/cm2 のドー
ズ量でドーピング(イオン注入)してpMOSTFTの
+ 層のソース部22及びドレイン部23を形成する。
Then, as shown in FIG. 27 (8), the nMOSTFT in the peripheral drive region and the nMOST in the display region are used.
The entire FT and the gate portion of the pMOSTFT are covered with a photoresist 20, and the exposed region is doped with boron ions 21 at, for example, 10 kV at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , thereby ion-implanting the P + of the pMOSTFT. The source part 22 and the drain part 23 of the layer are formed.

【0174】次いで、レジスト20の除去後に、図27
の(9)に示すように、単結晶シリコン層7、7Aを上
述したと同様に活性化処理し、更に表面にゲート絶縁膜
12、ゲート電極材料(アルミニウム又は1%Si入り
アルミニウム等)11を形成する。ゲート電極材料層1
1は真空蒸着法又はスパッタ法で形成可能である。
Next, after removing the resist 20, FIG.
As shown in (9), the single crystal silicon layers 7 and 7A are activated in the same manner as described above, and a gate insulating film 12 and a gate electrode material (aluminum or aluminum containing 1% Si or the like) 11 are further provided on the surface. Form. Gate electrode material layer 1
1 can be formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0175】次いで、上述したと同様に、各ゲート部を
パターニングした後、能動素子部と受動素子部をアイラ
ンド化し、更に図28の(10)に示すように、SiO
2 膜(約200nm厚)及びリンシリケートガラス(P
SG)膜(約300nm厚)をこの順に全面に連続形成
して保護膜25を形成する。
Next, after patterning each gate portion in the same manner as described above, the active element portion and the passive element portion are made into islands, and as shown in FIG.
2 film (about 200 nm thick) and phosphorus silicate glass (P
An SG) film (about 300 nm thick) is continuously formed on the entire surface in this order to form the protective film 25.

【0176】次いで、図28の(11)に示すように、
汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技術により、周
辺駆動回路の全TFTのソース/ドレイン部、及び表示
用TFTのソース部のコンタクト用窓開けを行う。
Next, as shown in FIG. 28 (11),
By general-purpose photolithography and etching technology, contact windows are opened in the source / drain portions of all the TFTs of the peripheral drive circuit and the source portions of the display TFT.

【0177】そして、全面に500〜600nm厚のア
ルミニウム又は1%Si入りアルミニウム等のスパッタ
膜を形成し、汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技
術により、周辺駆動回路及び表示部のすべてのTFTの
ソース電極26と周辺駆動回路部のドレイン電極27を
形成すると同時に、データライン及びゲートラインを形
成する。その後に、フォーミングガス(N2 +H2
中、約400℃/1hで、シンター処理する。
Then, a sputtered film of aluminum or aluminum containing 1% Si having a thickness of 500 to 600 nm is formed on the entire surface, and the peripheral drive circuit and the source electrodes 26 of all TFTs in the display section are formed by general-purpose photolithography and etching technology. A data line and a gate line are formed at the same time as the formation of the drain electrode 27 of the peripheral driving circuit. After that, forming gas (N 2 + H 2 )
Sintering is performed at about 400 ° C. for 1 hour.

【0178】次いで、図5の(14)〜図6の(17)
と同様にして単結晶シリコン層7を用いた表示部及び周
辺駆動回路部にそれぞれ、アルミニウム又は1%Si入
りアルミニウム等をゲート電極とするトップゲート型の
nMOSLDD−TFT、pMOSTFT及びnMOS
TFTで構成するCMOS駆動回路を作り込んだ表示部
−周辺駆動回路部一体型のアクティブマトリクス基板3
0を作製することができる。
Next, (14) in FIG. 5 to (17) in FIG.
A top gate type nMOS LDD-TFT, pMOSTFT, and nMOS having a gate electrode of aluminum or aluminum containing 1% Si, respectively, for a display unit using a single crystal silicon layer 7 and a peripheral driving circuit unit in the same manner as described above.
Active matrix substrate 3 with integrated display section-peripheral drive circuit section incorporating CMOS drive circuit composed of TFTs
0 can be produced.

【0179】本実施の形態では、単結晶シリコン層7の
活性化処理後にアルミニウム又は1%Si入りアルミニ
ウム等のゲート電極11を形成しているので、その活性
化処理時の熱の影響はゲート電極材料の耐熱性とは無関
係となるため、ゲート電極材料として比較的耐熱性が低
く、低コストのアルミニウム又は1%Si入りアルミニ
ウム等でも使用可能となり、電極材料の選択の幅も広が
る。これは、表示部がボトムゲート型MOSTFTの場
合も同様である。
In the present embodiment, the gate electrode 11 made of aluminum or aluminum containing 1% Si is formed after the activation process of the single crystal silicon layer 7. Since it has no relation to the heat resistance of the material, the heat resistance of the gate electrode material is relatively low, and low-cost aluminum or aluminum containing 1% Si can be used. This is the same when the display section is a bottom gate type MOSTFT.

【0180】次に、表示部にデュアルゲート型MOST
FT、周辺駆動回路はトップゲート型MOSTFTを設
ける場合には、上述した第7の実施の形態における図1
8の(1)〜図19の(7)までの工程は同様に行っ
て、図29の(7)に示すように、周辺駆動回路部のp
MOSTFT部にN型ウエル7Aを形成する。
Next, a dual gate type MOST is provided in the display section.
In the case where the FT and the peripheral driving circuit are provided with a top gate type MOSTFT, FIG.
The steps from (1) to (7) in FIG. 8 are performed in the same manner, and as shown in (7) in FIG.
An N-type well 7A is formed in the MOSTFT portion.

【0181】次いで、図29の(8)に示すように、図
26の(6)と同様にして、表示部のTFT部にリンイ
オン14をドープしてLDD部15を形成する。
Next, as shown in FIG. 29 (8), the LDD section 15 is formed by doping the TFT section of the display section with phosphorus ions 14 in the same manner as in FIG. 26 (6).

【0182】次いで、図30の(9)に示すように、図
27の(7)と同様にして表示部及び周辺駆動回路部の
nMOSTFT部にリンイオン17をドープしてN+
ソース領域18及びドレイン領域19をそれぞれ形成す
る。
Next, as shown in FIG. 30 (9), the n + TFT source region 18 is doped by doping phosphorus ions 17 into the nMOSTFT portion of the display section and the peripheral drive circuit section in the same manner as (7) of FIG. Drain regions 19 are respectively formed.

【0183】次いで、図30の(10)に示すように、
図27の(8)と同様にして周辺駆動回路部のpMOS
TFT部にボロンイオン21をドープしてP+ 型ソース
領域22及びドレイン領域23をそれぞれ形成する。
Next, as shown in (10) of FIG.
In the same manner as (8) in FIG.
The TFT portion is doped with boron ions 21 to form P + type source region 22 and drain region 23, respectively.

【0184】次いで、レジスト20の除去後に、図30
の(11)に示すように、単結晶シリコン層7をパター
ニングして能動素子部と受動素子部をアイランド化した
後、図31の(12)に示すように、単結晶シリコン層
7、7Aを上述したと同様に活性化処理し、更に表示部
では表面にゲート絶縁膜80を形成し、周辺駆動回路部
では表面にゲート絶縁膜12を形成する。
Next, after removing the resist 20, FIG.
After patterning the single crystal silicon layer 7 to make the active element portion and the passive element portion into islands as shown in (11), the single crystal silicon layers 7 and 7A are formed as shown in (12) in FIG. An activation process is performed in the same manner as described above. Further, a gate insulating film 80 is formed on the surface of the display unit, and a gate insulating film 12 is formed on the surface of the peripheral driver circuit unit.

【0185】次いで、図31の(13)に示すように、
全面にスパッタ法で成膜したアルミニウムをパターニン
グして、表示部の各上部ゲート電極83、周辺駆動回路
部の各ゲート電極11を形成する。
Next, as shown in (13) of FIG.
By patterning aluminum formed on the entire surface by a sputtering method, each upper gate electrode 83 of the display section and each gate electrode 11 of the peripheral drive circuit section are formed.

【0186】次いで、図31の(14)に示すように、
SiO2 膜(約200nm厚)及びリンシリケートガラ
ス(PSG)膜(約300nm厚)をこの順に全面に連
続形成して保護膜25を形成する。
Next, as shown in (14) of FIG.
An SiO 2 film (about 200 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film (about 300 nm thick) are successively formed on the entire surface in this order to form a protective film 25.

【0187】次いで、上述したと同様にして、周辺駆動
回路及び表示部のすべてのTFTのソース電極26と周
辺駆動回路部のドレイン電極27を形成し、単結晶シリ
コン層7を用いた表示部及び周辺駆動回路部にそれぞ
れ、アルミニウムをゲート電極とするデュアルゲート型
のnMOSLDD−TFT、pMOSTFT及びnMO
STFTで構成するCMOS駆動回路を作り込んだ表示
部−周辺駆動回路部一体型のアクティブマトリクス基板
30を作製することができる。
Next, in the same manner as described above, the source electrodes 26 of all the TFTs of the peripheral drive circuit and the display section and the drain electrode 27 of the peripheral drive circuit section are formed, and the display section and the single crystal silicon layer 7 are formed. A dual gate type nMOS LDD-TFT, pMOSTFT, and nMOT using aluminum as a gate electrode are respectively provided in the peripheral drive circuit unit.
A display section-peripheral drive circuit section integrated type active matrix substrate 30 incorporating a CMOS drive circuit composed of STFTs can be manufactured.

【0188】本実施の形態でも、単結晶シリコン層7の
活性化処理後にアルミニウム等のゲート電極11、83
を形成しているので、その活性化処理時の熱の影響はゲ
ート電極材料の耐熱性とは無関係となるため、ゲート電
極材料として比較的耐熱性が低く、低コストのアルミニ
ウム、アルミニウム合金、銅等でも使用可能となり、電
極材料の選択の幅も広がる。なお、図31の(13)の
工程でソース電極26を(更にはドレイン電極も)同時
に形成することができるが、この場合には製法上のメリ
ットがある。
Also in the present embodiment, after the activation treatment of single crystal silicon layer 7, gate electrodes 11, 83 of aluminum or the like are formed.
Since the influence of heat during the activation process is independent of the heat resistance of the gate electrode material, the heat resistance of the gate electrode material is relatively low, and low-cost aluminum, aluminum alloy, copper Etc. can be used, and the range of choice of the electrode material is expanded. The source electrode 26 (and also the drain electrode) can be formed at the same time in the step (13) of FIG. 31. However, in this case, there is an advantage in the manufacturing method.

【0189】なお、上述したいずれの実施の形態におい
ても、例えばボトムゲート型又はトップゲート型MOS
TFTを作製するに際し、図32(A)に概略的に示す
ように、段差4を設けるとこの上に成長する単結晶シリ
コン膜7が薄いために段切れ(接続不良)や細り(抵抗
の増大)を生じることがあるので、ソース電極26(又
はドレイン電極)との接続を確実に行うためには、図3
2(B)、(C)に示すように、その電極を段差4を含
む領域上に被着することが望ましい。
In any of the above embodiments, for example, a bottom gate type or a top gate type MOS
When a TFT is manufactured, as shown in FIG. 32A, when a step 4 is provided, the single crystal silicon film 7 grown thereon is thin, so that the step is disconnected (poor connection) or thinned (increased resistance). 3) may occur, so that the connection with the source electrode 26 (or the drain electrode) must be performed in order to ensure the connection with the source electrode 26 (or the drain electrode).
As shown in FIGS. 2 (B) and 2 (C), it is desirable that the electrode be deposited on a region including the step 4.

【0190】なお、図26の(6)の工程又は図29の
(8)の工程において、単結晶シリコン層7上にトップ
ゲート絶縁膜の形成後に、イオン注入、活性化処理し、
その後にトップゲート電極、ソース、ドレイン電極をア
ルミニウムで同時に形成してよい。
In the step (6) of FIG. 26 or the step (8) of FIG. 29, after forming the top gate insulating film on the single crystal silicon layer 7, ion implantation and activation are performed.
Thereafter, the top gate electrode, the source, and the drain electrode may be simultaneously formed of aluminum.

【0191】また、上記した段差4は、図33(A)に
示すように、上述の例では基板1に(更にはその上のS
iN等の膜にも)形成したが、例えば図33(B)に示
すように、基板1上のSiN膜51(これはガラス基板
1からのイオンの拡散ストッパ機能がある。)に形成す
ることもできる。このSiN膜51の代わりに、或いは
このSiN膜の上に上述したゲート絶縁膜72及び73
を設け、これに段差4を形成してもよい。
In addition, as shown in FIG. 33A, the above-described step 4 is formed on the substrate 1 (and further on the substrate 1) in the above-described example.
For example, as shown in FIG. 33B, it is formed on the SiN film 51 on the substrate 1 (which has a function of stopping diffusion of ions from the glass substrate 1). Can also. Instead of this SiN film 51, or on this SiN film, the above-mentioned gate insulating films 72 and 73
, And the step 4 may be formed thereon.

【0192】<第7の実施の形態>図34〜図36は、
本発明の第7の実施の形態を示すものである。
<Seventh Embodiment> FIGS. 34 and 36 show the seventh embodiment.
14 shows a seventh embodiment of the present invention.

【0193】本実施の形態では、上述した段差4の外側
に(即ち、段差以外の基板1上に)各TFTを形成した
各種の例を示す。なお、単結晶シリコン層7やゲート/
ソース/ドレイン電極26、27については簡略に図示
している。
In this embodiment, various examples in which each TFT is formed outside the above-described step 4 (that is, on the substrate 1 other than the step) will be described. The single crystal silicon layer 7 and the gate /
The source / drain electrodes 26 and 27 are schematically illustrated.

【0194】まず、図34はトップゲート型MOSTF
Tを示すが、(a)は段差による凹部4をソース側の一
辺にソース領域に沿って形成し、この凹部以外の基板平
坦面上において単結晶シリコン層7上にゲート絶縁膜1
2及びゲート電極11を形成している。同様に、(b)
は、段差による凹部4をソース領域のみならずチャンネ
ル長方向にドレイン領域端まで沿って2辺に亘ってL字
パターンに形成した例、(c)は同様の凹部4をTFT
能動領域を囲むように4辺に亘って矩形状に形成した例
を示す。また、(d)は同様の凹部4を3辺に亘って形
成した例、(e)は同様の凹部4を2辺に亘ってL字パ
ターンに形成した例であるが、いずれも、隣接する凹部
4−4間は連続していない。
First, FIG. 34 shows a top gate type MOSTF.
3A, a recess 4 due to a step is formed along one side of the source along the source region, and the gate insulating film 1 is formed on the single crystal silicon layer 7 on the flat surface of the substrate other than the recess.
2 and a gate electrode 11 are formed. Similarly, (b)
Is an example in which a concave portion 4 due to a step is formed in an L-shaped pattern over two sides not only in the source region but also in the channel length direction up to the end of the drain region.
An example is shown in which a rectangular shape is formed over four sides so as to surround an active area. (D) is an example in which the same concave portion 4 is formed over three sides, and (e) is an example in which the same concave portion 4 is formed in an L-shaped pattern over two sides. The recesses 4-4 are not continuous.

【0195】このように、各種パターンの凹部4を形成
可能であると共に、TFTを凹部4以外の平坦面上に設
けているので、TFTの作製が容易となる。
As described above, since the recesses 4 of various patterns can be formed and the TFT is provided on the flat surface other than the recesses 4, the TFT can be easily manufactured.

【0196】図35は、ボトムゲート型MOSTFTの
場合であるが、図34に示した各種パターンの段差(又
は凹部)4を同様に形成することができる。即ち、図3
5(a)は図34(a)に対応した例であって、ボトム
ゲート型MOSTFTを段差による凹部4以外の平坦面
上に形成したものである。同様に、図35(b)は図3
4(b)に、図35(c)は図34(c)や(d)に対
応した例を示す。
FIG. 35 shows the case of a bottom gate type MOSTFT, but the steps (or recesses) 4 of various patterns shown in FIG. 34 can be formed in the same manner. That is, FIG.
FIG. 5A is an example corresponding to FIG. 34A, in which a bottom gate type MOSTFT is formed on a flat surface other than the recess 4 due to a step. Similarly, FIG. 35B shows FIG.
FIG. 4C shows an example corresponding to FIGS. 34C and 34D.

【0197】図36は、デュアルゲート型MOSTFT
の場合であるが、これも図34に示した各種パターンの
段差(又は凹部)4を同様に形成することができ、例え
ば図34(c)に示した段差4の内側領域の平坦面上に
デュアルゲート型MOSTFTを作製することができ
る。
FIG. 36 shows a dual gate type MOSTFT.
In this case, the steps (or recesses) 4 of the various patterns shown in FIG. 34 can be formed in the same manner. For example, on the flat surface in the area inside the steps 4 shown in FIG. A dual-gate MOSTFT can be manufactured.

【0198】<第8の実施の形態>図37〜図39は、
本発明の第8の実施の形態を示すものである。
<Eighth Embodiment> FIGS. 37 to 39 show
14 shows an eighth embodiment of the present invention.

【0199】図37の例は、自己整合型LDD構造のT
FT、例えばトップゲート型MOSLDD−TFTを複
数個連ねたダブルゲート型MOSTFTに関するもので
ある。
FIG. 37 shows an example in which the self-aligned LDD structure has a T
The present invention relates to an FT, for example, a double-gate MOSTFT in which a plurality of top-gate MOSLDD-TFTs are connected.

【0200】これによれば、ゲート電極11を2つに分
岐させ、一方を第1のゲートとして第1のLDD−TF
T用、他方を第2のゲートとしての第2のLDD−TF
T用として用いる(但し、単結晶シリコン層の中央部に
おいてゲート電極間にN+ 型領域100を設け、低抵抗
化を図っている)。この場合、各ゲートに異なる電圧を
印加してもよいし、また何らかの原因で一方のゲートが
動作不能になったとしても、残りのゲートを用いること
によってソース/ドレイン間でのキャリアの移動を行
え、信頼性の高いデバイスを提供できることになる。ま
た、第1のLDD−TFTと第2のLDD−TFTとを
直列に2個接続して各画素を駆動する薄膜トランジスタ
を形成するようにしたので、オフしているときに、各薄
膜トランジスタのソース−ドレイン間に印加される電圧
を大幅に減少させることができる。したがって、オフ時
に流れるリーク電流を少なくすることができ、液晶ディ
スプレイのコントラスト及び画質を良好に改善すること
ができる。また、上記LDDトランジスタにおける低濃
度ドレイン領域と同じ半導体層のみを用いて上記2つの
LDDトランジスタを接続するようにしているので、各
トランジスタ間の接続距離を短くすることができ、この
ためLDDトランジスタを2個つなげても所要面積が大
きくならないようにすることができる。なお、上記の第
1、第2のゲートは互いに完全に分離し、独立して動作
させることも可能である。
According to this, the gate electrode 11 is branched into two, one of which is used as the first gate and the first LDD-TF.
A second LDD-TF for T and the other as a second gate
Used for T (however, an N + -type region 100 is provided between gate electrodes at the center of the single crystal silicon layer to reduce resistance). In this case, a different voltage may be applied to each gate, and even if one gate becomes inoperable for some reason, carriers can be moved between the source and the drain by using the remaining gates. Thus, a highly reliable device can be provided. Further, since the first LDD-TFT and the second LDD-TFT are connected in series to form a thin film transistor for driving each pixel, the source of each thin film transistor is turned off when it is off. The voltage applied between the drains can be greatly reduced. Therefore, the leakage current flowing during the off state can be reduced, and the contrast and the image quality of the liquid crystal display can be improved satisfactorily. In addition, since the two LDD transistors are connected using only the same semiconductor layer as the low-concentration drain region in the LDD transistor, the connection distance between the transistors can be shortened. Even if two pieces are connected, the required area can be prevented from increasing. The first and second gates can be completely separated from each other and operated independently.

【0201】図38の例は、ボトムゲート型MOSTF
Tをダブルゲート構造としたもの(A)と、デュアルゲ
ート型MOSTFTをダブルゲート構造としたもの
(B)である。
FIG. 38 shows a bottom gate type MOSTF.
T has a double-gate structure (A) and dual-gate MOSTFT has a double-gate structure (B).

【0202】これらのダブルゲート型MOSTFTも、
上記のトップゲート型と同様の利点を有するが、このう
ちデュアルゲート型の場合は更に、上下のゲート部のい
ずれかが動作不能となっても一方のゲート部を使用でき
ることも利点である。
[0202] These double-gate MOSTFTs also
It has the same advantages as the above-mentioned top gate type. Among them, the dual gate type has the further advantage that one of the upper and lower gate portions can be used even if one of the upper and lower gate portions becomes inoperable.

【0203】図39には、上記の各ダブルゲート型MO
STFTの等価回路図を示している。なお、上記におい
ては、ゲートを2つに分岐したが、3つ又はそれ以上に
分岐又は分割することもできる。これらのダブルゲート
又はマルチゲート構造において、チャンネル領域内に2
以上の分岐した同電位のゲート電極を有するか、又は分
割された異電位又は同電位のゲート電極を有していてよ
い。
FIG. 39 shows each of the above-mentioned double gate type MOs.
FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of an STFT. In the above description, the gate is branched into two, but the gate may be branched or divided into three or more. In these double-gate or multi-gate structures, two
The gate electrode may have the above-mentioned branched gate electrode of the same potential, or may have a divided gate electrode of a different potential or the same potential.

【0204】<第9の実施の形態>図40は、本発明の
第9の実施の形態を示すものであって、nMOSTFT
のデュアルゲート型構造のTFTにおいて、上下のゲー
ト部のいずれか一方をトランジスタ動作させるが、他方
のゲート部は次のように動作させている。
<Ninth Embodiment> FIG. 40 shows a ninth embodiment of the present invention.
In the dual gate type TFT described above, one of the upper and lower gates operates as a transistor, while the other gate operates as follows.

【0205】即ち、図40(A)は、nMOSTFTに
おいて、トップゲート側のゲート電極に常に任意の負電
圧を印加してバックチャンネルのリーク電流を低減させ
るものである。トップゲート電極をオープンにする場合
は、ボトムゲート型として使用するときである。また、
図40(B)は、ボトムゲート側のゲート電極に常に任
意の負電圧を印加してバックチャンネルのリーク電流を
低減させるものである。この場合も、ボトムゲート電極
をオープンにすると、トップゲート型として使用でき
る。なお、pMOSTFTの場合には、常に任意の正電
圧をゲート電極に印加すれば、バックチャンネルのリー
ク電流を減らせる。
That is, FIG. 40A shows that in the nMOS TFT, an arbitrary negative voltage is always applied to the gate electrode on the top gate side to reduce the leakage current in the back channel. The case where the top gate electrode is opened is when the device is used as a bottom gate type. Also,
In FIG. 40B, an arbitrary negative voltage is always applied to the gate electrode on the bottom gate side to reduce the leakage current of the back channel. Also in this case, when the bottom gate electrode is opened, it can be used as a top gate type. In the case of a pMOSTFT, if an arbitrary positive voltage is always applied to the gate electrode, the leakage current of the back channel can be reduced.

【0206】いずれも、単結晶シリコン層7と絶縁膜と
の界面は結晶性が悪く、リーク電流が流れやすいが、上
記のような電極の負電圧印加によってリーク電流を遮断
できる。これは、LDD構造の効果と併せて、有利とな
る。また、ガラス基板1側から入射する光でリーク電流
が流れることがあるが、ボトムゲート電極で光を遮断す
るので、リーク電流を低減できる。
In any case, the interface between the single crystal silicon layer 7 and the insulating film has poor crystallinity and a leak current easily flows. However, the leak current can be cut off by applying a negative voltage to the electrode as described above. This is advantageous in combination with the effect of the LDD structure. In addition, a leak current may flow due to light incident from the glass substrate 1 side. However, since the light is blocked by the bottom gate electrode, the leak current can be reduced.

【0207】<第10の実施の形態>図41〜図49
は、本発明の第10の実施の形態を示すものである。
<Tenth Embodiment> FIGS. 41 to 49
Shows a tenth embodiment of the present invention.

【0208】上述したように、トップゲート型、ボトム
ゲート型、デュアルゲート型の各TFTはそれぞれ構造
上、機能上の差異又は特長があることから、これらを表
示部と周辺駆動回路部において採用する際に、これら各
部間でTFTを種々に組み合わせて設けることが有利な
ことがある。
As described above, the top gate type, bottom gate type, and dual gate type TFTs each have a difference in structure or function or a feature, and therefore these are employed in the display portion and the peripheral drive circuit portion. At this time, it may be advantageous to provide various combinations of TFTs between these units.

【0209】例えば、図41に示すように、表示部にト
ップゲート型、ボトムゲート型、デュアルゲート型のい
ずれかのMOSTFTを採用した場合、周辺駆動回路に
はトップゲート型MOSTFT、ボトムゲート型MOS
TFT、デュアルゲート型MOSTFTのうち、少なく
ともトップゲート型を採用するか、或いはそれらが混在
することも可能である。この組み合わせは12通り(N
o.1〜No.12)挙げられる。特に、周辺駆動回路のMOS
TFTにデュアルゲート構造を用いると、このようなデ
ュアルゲート構造は、上下のゲート部の選択によってト
ップゲート型にもボトムゲート型にも容易に変更するこ
とができ、また、周辺駆動回路の一部に大きな駆動能力
のTFTが必要な場合は、デュアルゲート型が必要とな
る場合もある。例えば、LCD以外の電気光学装置とし
て本発明を有機ELやFED等に適用する場合は必要で
あると考えられる。
For example, as shown in FIG. 41, when any of a top gate type, a bottom gate type, and a dual gate type MOSTFT is adopted for the display portion, the top gate type MOSTFT and the bottom gate type MOSTFT are used for the peripheral driving circuit.
Of the TFT and the dual gate type MOSTFT, at least a top gate type can be adopted, or they can be mixed. There are 12 combinations (N
o.1 to No.12). Especially, MOS of peripheral drive circuit
When a dual gate structure is used for a TFT, such a dual gate structure can be easily changed to a top gate type or a bottom gate type by selecting upper and lower gate portions. When a TFT having a large driving capacity is required, a dual gate type may be required. For example, it is considered necessary when the present invention is applied to an organic EL or FED as an electro-optical device other than an LCD.

【0210】図42及び図43は表示部のMOSTFT
がLDD構造でないとき、図44及び図45は表示部の
MOSTFTがLDD構造であるとき、図46及び図4
7は周辺駆動回路部のMOSTFTがLDD構造のTF
Tを含むとき、図48及び図49は周辺駆動回路部と表
示部の双方がLDD構造のMOSTFTを含むときのそ
れぞれにおいて、周辺駆動回路部と表示部の各MOST
FTの組み合わせをチャンネル導電型別に示した各種の
例(No.1〜No.216)を示す。
FIGS. 42 and 43 show the MOSTFT of the display section.
44 and FIG. 45 show the case where the MOSTFT of the display section has the LDD structure when FIG.
Reference numeral 7 denotes a TF having an LDD structure in which a MOSTFT in a peripheral drive circuit section has an LDD structure.
48, FIG. 48 and FIG. 49 show respective MOSTs of the peripheral drive circuit unit and the display unit when both the peripheral drive circuit unit and the display unit include the MOSD with the LDD structure.
Various examples (No. 1 to No. 216) showing combinations of FTs by channel conductivity type are shown.

【0211】このように、図41に示したゲート構造別
の組み合わせは、具体的には図42〜図49に示したよ
うになる。これは、周辺駆動回路部がトップゲート型と
他のゲート型との混在したMOSTFTからなっている
場合も、同様の組み合わせが可能である。なお、図41
〜図49に示したTFTの各種組合せは、TFTのチャ
ンネル領域などを単結晶シリコンで形成する場合に限ら
ず、多結晶シリコンや、アモルファスシリコン(但し、
表示部のみ)で形成する場合も同様に適用可能である。
As described above, the combinations for the respective gate structures shown in FIG. 41 are specifically as shown in FIGS. 42 to 49. The same combination is possible even when the peripheral drive circuit section is composed of a mixed-type MOSTFT of a top gate type and another gate type. Note that FIG.
The various combinations of the TFTs shown in FIGS. 49 to 49 are not limited to the case where the channel region and the like of the TFT are formed of single crystal silicon, but may be polycrystalline silicon or amorphous silicon (however,
The same applies to the case of forming the display portion only).

【0212】<第11の実施の形態>図50〜図51
は、本発明の第11の実施の形態を示すものである。
<Eleventh Embodiment> FIGS. 50 to 51
Shows an eleventh embodiment of the present invention.

【0213】本実施の形態では、アクティブマトリクス
駆動LCDにおいて、周辺駆動回路部は、駆動能力の向
上の点から、本発明に基づいて上述の単結晶シリコン層
を用いたTFTを設ける。但し、これはトップゲート型
に限らず、他のゲート型が混在してよいし、チャンネル
導電型も種々であってもよく、また単結晶シリコン層以
外の多結晶シリコン層を用いたMOSTFTが含まれて
いてもよい。これに対し、表示部のMOSTFTは、単
結晶シリコン層を用いるのが望ましいが、これに限ら
ず、多結晶シリコンやアモルファスシリコン層を用いた
ものであってよく、或いは3種のシリコン層の少なくと
も2種が混在したものであってもよい。但し、表示部を
nMOSTFTで形成するときは、アモルファスシリコ
ン層を用いても実用的なスイッチング速度は得られる
が、単結晶シリコン又は多結晶シリコン層の方がTFT
面積を小さくでき、画素欠陥の減少の面でもアモルファ
スシリコンよりは有利である。なお、既述したグラフォ
エピタキシャル成長時に単結晶シリコンだけでなく、多
結晶シリコンも同時に生じ、いわゆるCGS(Continuo
us grain silicon)構造も含まれることもあるが、これ
も能動素子と受動素子の形成に利用できる。
In the present embodiment, in an active matrix drive LCD, a TFT using the above-described single crystal silicon layer is provided in the peripheral drive circuit section based on the present invention from the viewpoint of improvement in drive capability. However, this is not limited to the top gate type, other gate types may be mixed, the channel conductivity type may be various, and a MOSTFT using a polycrystalline silicon layer other than a single crystal silicon layer is included. It may be. On the other hand, the MOSTFT of the display portion preferably uses a single-crystal silicon layer, but is not limited to this, and may use a polycrystalline silicon or amorphous silicon layer, or at least three types of silicon layers. A mixture of two types may be used. However, when the display section is formed of an nMOS TFT, a practical switching speed can be obtained by using an amorphous silicon layer.
The area can be reduced, and it is more advantageous than amorphous silicon in reducing pixel defects. In addition, not only single-crystal silicon but also polycrystalline silicon is generated at the same time as the above-mentioned grapho-epitaxial growth, so-called CGS (Continuo).
Us grain silicon) structures may also be included, but can also be used to form active and passive devices.

【0214】図50には、各部間でのMOSTFTの各
種組み合わせ例(A)、(B)、(C)を示し、図51
にはその具体例を例示した。単結晶シリコンを用いる
と、電流駆動能力が向上するため、素子を小さくでき、
大画面化が可能となり、表示部では開口率が向上する。
FIG. 50 shows examples (A), (B) and (C) of various combinations of MOSTFTs between the respective parts.
Shows a specific example. When single crystal silicon is used, the current driving capability is improved, so that the element can be made smaller.
The screen can be enlarged, and the aperture ratio in the display section is improved.

【0215】なお、周辺駆動回路部では、上記のMOS
TFTだけでなく、ダイオード、キャパシタンス、抵
抗、インダクタンス等を集積した電子回路が絶縁基板
(ガラス基板等)に一体形成されてよいことは勿論であ
る。
In the peripheral drive circuit section, the above MOS
Of course, not only the TFT but also an electronic circuit in which a diode, a capacitance, a resistance, an inductance and the like are integrated may be formed integrally on an insulating substrate (a glass substrate or the like).

【0216】<第12の実施の形態>図52は、本発明
の第12の実施の形態例を示すものである。
<Twelfth Embodiment> FIG. 52 shows a twelfth embodiment of the present invention.

【0217】本実施の形態は、上述した各実施の形態が
アクティブマトリクス駆動の例についてのものであるの
に対し、本発明をパッシブマトリクス駆動に適用したも
のである。
In this embodiment, each of the above-described embodiments is directed to an example of active matrix driving, but the present invention is applied to passive matrix driving.

【0218】即ち、表示部は、上述したMOSTFTの
如きスイッチング素子を設けず、対向する基板に形成し
た一対の電極間に印加する電圧による電位差でのみ表示
部の入射光又は反射光が調光される。こうした調光素子
には、反射型、透過型のLCDをはじめ、有機EL(エ
レクトロルミネセンス表示素子)、FED(電界放出型
表示素子)、LEPD(発光ポリマー表示素子)、LE
D(発光ダイオード表示素子)なども含まれる。
That is, the display section is provided with no switching element such as the MOSTFT described above, and the incident light or the reflected light of the display section is dimmed only by a potential difference caused by a voltage applied between a pair of electrodes formed on the opposing substrate. You. Such dimming devices include reflective and transmissive LCDs, organic ELs (electroluminescent display devices), FEDs (field emission display devices), LEPDs (light emitting polymer display devices), LE
D (light emitting diode display element) and the like are also included.

【0219】<第13の実施の形態>図53は、本発明
の第13の実施の形態を示すものである。
<Thirteenth Embodiment> FIG. 53 shows a thirteenth embodiment of the present invention.

【0220】本実施の形態は、本発明をLCD以外の電
気光学装置である有機又は無機EL(エレクトロルミネ
センス表示素子)やFED(電界放出型表示素子)、L
EPD(発生ポリマー表示素子)、LED(発光ダイオ
ード表示素子)などに適用したものである。
In this embodiment, the present invention is applied to an electro-optical device other than an LCD, such as an organic or inorganic EL (electroluminescent display element), an FED (field emission display element),
It is applied to an EPD (generated polymer display element), an LED (light emitting diode display element) and the like.

【0221】即ち、図53(A)には、アクティブマト
リクス駆動のEL素子を示し、例えばアモルファス有機
化合物を用いた有機EL層(又はZnS:Mnを用いた
無機EL層)90を基板1上に設け、その下部に既述し
た透明電極(ITO)41を形成し、上部に陰極91を
形成し、これら両極間の電圧印加によって所定色の発光
がフィルタ61を通して得られる。
That is, FIG. 53A shows an EL element driven by an active matrix. For example, an organic EL layer using an amorphous organic compound (or an inorganic EL layer using ZnS: Mn) 90 is formed on the substrate 1. The transparent electrode (ITO) 41 described above is formed at the lower part, and the cathode 91 is formed at the upper part. Light emission of a predetermined color can be obtained through the filter 61 by applying a voltage between these two electrodes.

【0222】この際、アクティブマトリクス駆動により
透明電極41へデータ電圧を印加するために、基板1上
の段差4をシードとしてグラフォエピタキシャル成長さ
せた単結晶シリコン層を用いた本発明による単結晶シリ
コンMOSTFT(即ち、nMOSLDD−TFT)が
基板1上に作り込まれている。同様のTFTは周辺駆動
回路にも設けられる。このEL素子は、単結晶シリコン
層を用いたMOSLDD−TFTで駆動しているので、
スイッチング速度が早く、またリーク電流も少ない。な
お、上記のフィルタ61は、EL層90が特定色を発光
するものであれば、省略可能である。
At this time, in order to apply a data voltage to the transparent electrode 41 by active matrix driving, a single-crystal silicon MOSTFT according to the present invention using a single-crystal silicon layer grown by grapho-epitaxial growth using the step 4 on the substrate 1 as a seed. (That is, nMOSLDD-TFT) is formed on the substrate 1. A similar TFT is provided in a peripheral driving circuit. Since this EL element is driven by a MOSLDD-TFT using a single crystal silicon layer,
High switching speed and low leakage current. The filter 61 can be omitted if the EL layer 90 emits a specific color.

【0223】なお、EL素子の場合、駆動電圧が高いた
め、周辺駆動回路部には、上記のMOSTFT以外に、
高耐圧のドライバ素子(高耐圧cMOSTFTとバイポ
ーラ素子など)を設けるのが有利である。
In the case of the EL element, since the driving voltage is high, the peripheral driving circuit section includes, in addition to the above MOSTFT,
It is advantageous to provide a high breakdown voltage driver element (such as a high breakdown voltage cMOS TFT and a bipolar element).

【0224】図53(B)は、パッシブマトリクス駆動
のFEDを示すが、対向するガラス基板1−32間の真
空部において、両電極92−93間の印加電圧によって
冷陰極94から放出された電子をゲートライン95の選
択によって対向する螢光体層96へ入射させ、所定色の
発光を得るものである。
FIG. 53B shows an FED driven by passive matrix. Electrons emitted from the cold cathode 94 by a voltage applied between the electrodes 92 and 93 in a vacuum section between the opposing glass substrates 1-32. Is incident on the opposing phosphor layer 96 by selecting the gate line 95, thereby obtaining light emission of a predetermined color.

【0225】ここで、エミッタライン92は、周辺駆動
回路へ導かれ、データ電圧で駆動されるが、その周辺駆
動回路には、本発明に基づいて単結晶シリコン層を用い
たMOSTFTが設けられ、エミッタライン92の高速
駆動に寄与している。なお、このFEDは、各画素に上
記のMOSTFTを接続することにより、アクティブマ
トリクス駆動させることも可能である。
Here, the emitter line 92 is guided to a peripheral driving circuit and driven by a data voltage. The peripheral driving circuit is provided with a MOSTFT using a single crystal silicon layer according to the present invention. This contributes to high-speed driving of the emitter line 92. The FED can be driven in an active matrix by connecting the above-mentioned MOSTFT to each pixel.

【0226】なお、図53(A)の素子において、EL
層90の代わりに公知の発光ポリマーを用いれば、パッ
シブマトリクス又はアクティブマトリクス駆動の発光ポ
リマー表示装置(LEPD)として構成することができ
る。その他、図53(B)の素子において、ダイアモン
ド薄膜をカソード側に用いたFEDと類似のデバイスも
構成できる。また、発光ダイオードにおいて、発光部に
本発明によりエピタキシャル成長させた単結晶シリコン
のMOSTFTにより、例えばガリウム系(ガリウム・
アルミニウム・ひ素など)の膜からなる発光部を駆動で
きる。或いは、本発明のエピタキシャル成長法で発光部
の膜を単結晶成長させることも考えられる。
In the element shown in FIG.
If a known light emitting polymer is used instead of the layer 90, a passive matrix or active matrix driven light emitting polymer display device (LEPD) can be formed. In addition, a device similar to the FED using the diamond thin film on the cathode side in the element of FIG. 53B can also be configured. Further, in a light emitting diode, for example, a gallium-based (gallium.
It can drive a light-emitting portion made of a film of aluminum, arsenic, or the like. Alternatively, it is conceivable that the film of the light emitting portion is grown by single crystal by the epitaxial growth method of the present invention.

【0227】以上に述べた本発明の実施の形態は、本発
明の技術的思想に基いて種々変形が可能である。
The embodiments of the present invention described above can be variously modified based on the technical idea of the present invention.

【0228】例えば、上述した低融点金属の溶融液6の
塗布時に、溶解度が大きい3価又は5価元素を、例えば
ボロン、リン、アンチモン、ひ素、アルミニウム、ガリ
ウム、インジウム、ビスマスなどを低融点金属の溶融液
6に適量ドープしておけば、成長するシリコンエピタキ
シャル成長層7のP型又はN型のチャンネル導電型や、
そのキャリア濃度を任意に制御することができる。
For example, when the above-mentioned low melting point metal melt 6 is applied, a trivalent or pentavalent element having high solubility, such as boron, phosphorus, antimony, arsenic, aluminum, gallium, indium, bismuth, etc. If the melt 6 is appropriately doped, the P-type or N-type channel conductivity of the silicon epitaxial growth layer 7 to be grown,
The carrier concentration can be arbitrarily controlled.

【0229】また、ガラス基板からのイオンの拡散防止
のために基板表面にSiN膜(例えば50〜200nm
厚)、更には必要に応じてSiO2 膜(例えば100n
m厚)を設けてよく、またこれらの膜に既述した如き段
差4を形成してもよい。上述した段差はRIE以外にも
イオンミリング法などによって形成することもできる。
In order to prevent diffusion of ions from the glass substrate, a SiN film (for example, 50 to 200 nm) is formed on the substrate surface.
Thickness) and, if necessary, a SiO 2 film (for example, 100 n
m thickness), and the step 4 as described above may be formed on these films. The above-described steps can be formed by an ion milling method or the like in addition to RIE.

【0230】また、本発明は周辺駆動回路のTFTに好
適なものであるが、それ以外にもダイオードなどの素子
の能動領域や、抵抗、キャパシタンス、インダクタンス
などの受動領域を本発明による単結晶シリコン層で形成
することも可能である。
The present invention is suitable for a TFT of a peripheral drive circuit. In addition, the active region of an element such as a diode and the passive region such as a resistor, a capacitance and an inductance can be formed by a single crystal silicon according to the present invention. It is also possible to form them in layers.

【0231】[0231]

【発明の作用効果】本発明によれば、基板に形成した上
記段差をシードにして特にシリコンを溶解した低融点金
属層の溶融液からの単結晶シリコンの析出によってシリ
コンエピタキシャル成長による単結晶シリコン薄膜層の
如き単結晶半導体層を形成し、これを表示部−周辺駆動
回路一体型のLCDなどの電気光学装置の周辺駆動回路
部のトップゲート型MOSTFTなどの能動素子と受動
素子の少なくとも能動素子に用いているので、次の
(A)〜(F)に示す顕著な作用効果を得ることができ
る。
According to the present invention, a single-crystal silicon thin film layer formed by silicon epitaxial growth by depositing single-crystal silicon from a melt of a low-melting-point metal layer in which silicon is dissolved, using the above-described step formed on a substrate as a seed. A single-crystal semiconductor layer as shown in FIG. 1 is used as at least an active element such as a top gate type MOSTFT and a passive element in a peripheral drive circuit section of an electro-optical device such as an LCD integrated with a display section and a peripheral drive circuit. Therefore, the following remarkable functions and effects shown in (A) to (F) can be obtained.

【0232】(A)所定形状/寸法の段差を基板に形成
し、その段差の底辺の角をシードとしてグラフォエピタ
キシャル成長させることにより、540cm2 /v・s
ec以上の高い電子移動度の単結晶シリコン薄膜などの
単結晶半導体層が得られるので、高性能ドライバ内蔵の
表示用薄膜半導体装置などの電気光学装置の製造が可能
となる。
(A) A step having a predetermined shape / dimension is formed on a substrate, and 540 cm 2 / v · s
Since a single-crystal semiconductor layer such as a single-crystal silicon thin film having a high electron mobility of ec or more can be obtained, an electro-optical device such as a display thin-film semiconductor device with a built-in high-performance driver can be manufactured.

【0233】(B)特にこの単結晶シリコン薄膜による
単結晶シリコントップゲート型MOSTFTは、高いス
イッチング特性を有し、LDD構造を有するnMOS又
はpMOS又はcMOSTFTの表示部と、高い駆動能
力のcMOS、又はnMOS又はpMOSTFT又はこ
れらの混在からなる周辺駆動回路とを一体化した構成が
可能となり、高画質、高精細、狭額縁、高効率、大画面
の表示パネルが実現する。
(B) In particular, the single-crystal silicon top-gate MOSTFT made of the single-crystal silicon thin film has a high switching characteristic, a display section of an nMOS, pMOS or cMOSTFT having an LDD structure, and a cMOS or a high driving capability. A configuration in which an nMOS or pMOSTFT or a peripheral drive circuit comprising a mixture of these is integrated becomes possible, and a display panel with high image quality, high definition, a narrow frame, high efficiency, and a large screen is realized.

【0234】(C)上記した低融点金属の溶融液層は低
温で調製し、これより少し高いだけの温度に加熱した基
板上に塗布などで形成できるから、比較的低温でシリコ
ン単結晶膜を均一に形成することができる。
(C) The low-melting-point metal melt layer described above can be prepared at a low temperature and formed on a substrate heated to a temperature slightly higher than this by coating or the like, so that a silicon single crystal film can be formed at a relatively low temperature. It can be formed uniformly.

【0235】(D)固相成長法の場合のような中温で長
時間のアニールや、エキシマレーザーアニールが不要と
なるから、生産性が高く、高価な製造設備が不要でコス
トダウンが可能となる。
(D) Since long-time annealing at an intermediate temperature and excimer laser annealing as in the case of the solid phase growth method are not required, productivity is high, and expensive manufacturing equipment is not required, and cost can be reduced. .

【0236】(E)このグラフォエピタキシャル成長で
は、低融点金属溶融液の組成比(特にシリコン/インジ
ウム/ガリウム組成比、シリコン/インジウム組成
比)、基板加熱温度、溶融液温度、冷却速度等の調整に
より、広範囲のP型不純物濃度と高移動度の単結晶シリ
コン薄膜が容易に得られるので、Vth調整が容易であ
り、低抵抗化による高速動作が可能である。
(E) In this grapho-epitaxial growth, adjustment of the composition ratio of the low melting point metal melt (particularly, the silicon / indium / gallium composition ratio, silicon / indium composition ratio), the substrate heating temperature, the melt temperature, the cooling rate, etc. As a result, a single-crystal silicon thin film having a wide range of P-type impurity concentration and high mobility can be easily obtained, so that Vth adjustment is easy and high-speed operation with low resistance is possible.

【0237】(F)また、シリコン含有低融点金属層の
成膜時に、溶解度が大きい3族又は5族の不純物元素
(ボロン、リン、アンチモン、ひ素、ビスマス、アルミ
ニウムなど)を別途適量ドープしておけば、グラフォエ
ピタキシャル成長による単結晶シリコン薄膜の不純物種
及び/又はその濃度、即ちP型/N型の導電型及び/又
はキャリア濃度を任意に制御することができる。
(F) In addition, at the time of forming the silicon-containing low melting point metal layer, an appropriate amount of an impurity element of Group 3 or Group 5 having high solubility (boron, phosphorus, antimony, arsenic, bismuth, aluminum, etc.) is separately doped. In this case, the impurity species and / or the concentration of the single crystal silicon thin film formed by the grapho-epitaxial growth, that is, the P-type / N-type conductivity type and / or the carrier concentration can be arbitrarily controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態によるLCD(液晶
表示装置)の製造プロセスを工程順に示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an LCD (Liquid Crystal Display) according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図3】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図4】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図5】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図6】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図7】同、LCDの要部断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a main part of the LCD.

【図8】非晶質基板上のシリコン結晶成長の状況を説明
するための概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view for explaining the state of silicon crystal growth on an amorphous substrate.

【図9】グラフォエピタキシャル成長技術における各種
段差形状とシリコン成長結晶方位を示す概略断面図であ
る。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing various step shapes and a silicon growth crystal orientation in the grapho-epitaxial growth technique.

【図10】Si−In状態図(A)及びSi−Ga状態
図(B)である。
10A and 10B are a Si-In phase diagram (A) and a Si-Ga phase diagram (B).

【図11】本発明の第1の実施の形態によるLCDの全
体の概略レイアウトを示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing an overall schematic layout of the LCD according to the first embodiment of the present invention.

【図12】同、LCDの等価回路図である。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the LCD.

【図13】同、LCDの概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the same LCD.

【図14】本発明の第2の実施の形態によるLCDの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図15】同、LCDの要部断面図である。FIG. 15 is a sectional view of a main part of the LCD.

【図16】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図17】本発明の第5の実施の形態によるLCDの要
部断面図である。
FIG. 17 is a sectional view of a main part of an LCD according to a fifth embodiment of the present invention.

【図18】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図19】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図20】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図21】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図22】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図23】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図24】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図25】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図26】本発明の第6の実施の形態によるLCDの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。
FIG. 26 is a sectional view illustrating the manufacturing process of the LCD according to the sixth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図27】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図28】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図29】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図30】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図31】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図32】同、LCDの製造時の要部断面図である。FIG. 32 is a fragmentary cross-sectional view of the same at the time of manufacturing the LCD;

【図33】同、LCDの製造時の要部断面図である。FIG. 33 is a fragmentary cross-sectional view of the same at the time of manufacturing the LCD;

【図34】本発明の第7の実施の形態によるLCDの各
種TFTを示す平面図又は断面図である。
FIG. 34 is a plan view or a sectional view showing various TFTs of an LCD according to a seventh embodiment of the present invention.

【図35】同、LCDの各種TFTを示す断面図であ
る。
FIG. 35 is a cross-sectional view showing various TFTs of the LCD.

【図36】同、LCDの要部断面図である。FIG. 36 is a cross-sectional view of a principal part of the LCD.

【図37】本発明の第8の実施の形態によるLCDの要
部断面図又は平面図である。
FIG. 37 is a sectional view or a plan view of main parts of an LCD according to an eighth embodiment of the present invention.

【図38】同、LCDの各種TFTの要部断面図であ
る。
FIG. 38 is a cross-sectional view of a principal part of various TFTs of the LCD.

【図39】同、LCDのTFTの等価回路図である。FIG. 39 is an equivalent circuit diagram of a TFT of the LCD.

【図40】本発明の第9の実施の形態によるLCDのT
FTの要部断面図である。
FIG. 40 shows T of the LCD according to the ninth embodiment of the present invention.
It is principal part sectional drawing of FT.

【図41】本発明の第10の実施の形態によるLCDの
各部TFTの組み合わせを示す図である。
FIG. 41 is a diagram showing a combination of TFTs of each part of the LCD according to the tenth embodiment of the present invention.

【図42】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 42 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図43】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 43 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図44】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 44 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図45】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 45 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図46】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 46 is a view showing a combination of TFTs of each part of the LCD.

【図47】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 47 is a view showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図48】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 48 is a view showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図49】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 49 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図50】本発明の第11の実施の形態によるLCDの
概略レイアウト図である。
FIG. 50 is a schematic layout diagram of an LCD according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図51】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 51 is a diagram showing a combination of TFTs of each part of the LCD.

【図52】本発明の第12の実施の形態によるデバイス
の概略レイアウト図である。
FIG. 52 is a schematic layout diagram of a device according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図53】本発明の第13の実施の形態によるEL及び
FEDの要部断面図である。
FIG. 53 is a sectional view of a main part of an EL and FED according to a thirteenth embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス(又は石英)基板、4…段差、6…インジウ
ム(又はインジウム・ガリウム又はガリウム)溶融液、
6A…インジウム(又はインジウム・ガリウム又はガリ
ウム)、7…単結晶シリコン層、9…Mo・Ta層、1
1…ゲート電極、12…ゲート酸化膜、14、17…N
型不純物イオン、15…LDD部、18、19…N+
ソース又はドレイン領域、21…P型不純物イオン、2
2、23…P+ 型ソース又はドレイン領域、25、36
…絶縁膜、26、27、31、41…電極、28…平坦
化膜、28A…粗面(凹凸)、29…反射膜(又は電
極)、30…LCD(TFT)基板、33、34…配向
膜、35…液晶、37、46…カラーフィルタ層、43
…ブラックマスク層
1: glass (or quartz) substrate, 4: step, 6: indium (or indium gallium or gallium) melt,
6A: indium (or indium gallium or gallium), 7: single crystal silicon layer, 9: Mo / Ta layer, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gate electrode, 12 ... Gate oxide film, 14, 17 ... N
Type impurity ions, 15: LDD portion, 18, 19: N + type source or drain region, 21: P type impurity ions, 2
2, 23 ... P + type source or drain region, 25, 36
... insulating films, 26, 27, 31, 41 ... electrodes, 28 ... flattening films, 28A ... rough surfaces (irregularities), 29 ... reflective films (or electrodes), 30 ... LCD (TFT) substrates, 33, 34 ... orientation Film, 35: liquid crystal, 37, 46: color filter layer, 43
… Black mask layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 618C 626C (72)発明者 佐藤 勇一 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 矢木 肇 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA38 JA42 JB13 JB23 JB32 JB56 KA03 KA07 KA12 KA16 KA18 MA02 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA24 MA27 MA32 MA35 MA37 MA41 NA22 NA25 NA27 NA29 PA06 5F052 AA11 CA10 DA01 DB10 EA11 EA16 FA12 HA06 JA01 JA04──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 618C 626C (72) Inventor Yuichi Sato 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Incorporated (72) Inventor Yagi Hajime 6-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo F-term in Sony Corporation (reference) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA38 JA42 JB13 JB23 JB32 JB56 KA03 KA07 KA12 KA16 KA18 MA02 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA24 MA27 MA32 MA35 MA37 MA41 NA22 NA25 NA27 NA29 PA06 5F052 AA11 CA10 DA01 DB10 EA11 EA16 FA12 HA06 JA01 JA04

Claims (80)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画素電極が配された表示部と、この表示
部の周辺に配された周辺駆動回路部とを第1の基板上に
有し、この第1の基板と第2の基板との間に所定の光学
材料を介在させてなる電気光学装置の製造方法におい
て、 前記第1の基板の一方の面上に段差を形成する工程と、 前記段差を含む前記第1の基板上に、シリコンの如き半
導体材料を含有する低融点金属の溶融液層を形成する工
程と、 次いで冷却処理(望ましくは徐冷処理)によって前記溶
融液層の前記半導体材料を前記段差をシードとしてグラ
フォエピタキシャル成長させ、単結晶シリコン層の如き
単結晶半導体層を析出させる工程と、 この単結晶半導体層に所定の処理を施して能動素子及び
受動素子のうちの少なくとも能動素子を形成する工程と
を有することを特徴とする、電気光学装置の製造方法。
1. A display device comprising: a display portion on which a pixel electrode is disposed; and a peripheral driver circuit portion disposed around the display portion on a first substrate. In a method for manufacturing an electro-optical device having a predetermined optical material interposed therebetween, a step of forming a step on one surface of the first substrate; and forming a step on the first substrate including the step, Forming a melt layer of a low-melting-point metal containing a semiconductor material such as silicon, and then performing a grapho-epitaxial growth of the semiconductor material of the melt layer by a cooling process (preferably a slow cooling process) using the step as a seed. Depositing a single-crystal semiconductor layer such as a single-crystal silicon layer; and performing a predetermined process on the single-crystal semiconductor layer to form at least an active element of an active element and a passive element. Toss , A method of manufacturing an electro-optical device.
【請求項2】 前記単結晶シリコン層の析出後に、 この単結晶シリコン層に所定の処理を施してチャンネル
領域、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、 前記チャンネル領域の上部にゲート部を形成して、前記
周辺駆動回路部の少なくとも一部を構成するトップゲー
ト型の第1の薄膜トランジスタを形成する工程とを有す
る、請求項1に記載した、電気光学装置の製造方法。
2. a step of subjecting the single-crystal silicon layer to predetermined processing after the deposition of the single-crystal silicon layer to form a channel region, a source region, and a drain region; and forming a gate portion above the channel region. Forming a first thin film transistor of a top gate type which forms at least a part of the peripheral drive circuit section.
【請求項3】 断面において底面に対し側面が直角状若
しくは下端側へ傾斜状となるような凹部として前記段差
を形成し、この段差を前記単結晶シリコン層のグラフォ
エピタキシャル成長時のシードとする、請求項1に記載
した電気光学装置の製造方法。電気光学装置用の駆動基
板。
3. The step is formed as a concave part whose side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end in the cross section, and this step is used as a seed during the grapho-epitaxial growth of the single crystal silicon layer. A method for manufacturing the electro-optical device according to claim 1. Drive substrate for electro-optical devices.
【請求項4】 シリコンを含有する前記低融点金属の溶
融液を加熱された前記第1の基板に塗布し、所定時間保
持した後、前記冷却処理を行う、請求項1に記載した電
気光学装置の製造方法。
4. The electro-optical device according to claim 1, wherein a melt of the low-melting-point metal containing silicon is applied to the heated first substrate, held for a predetermined time, and then subjected to the cooling process. Manufacturing method.
【請求項5】 前記第1の基板としてガラス基板を使用
し、前記低融点金属をインジウム、ガリウム、スズ、ビ
スマス、鉛、亜鉛、アンチモン及びアルミニウムからな
る群より選ばれた少なくとも1種とする、請求項1に記
載した電気光学装置の製造方法。
5. A glass substrate is used as the first substrate, and the low melting point metal is at least one selected from the group consisting of indium, gallium, tin, bismuth, lead, zinc, antimony and aluminum. A method for manufacturing the electro-optical device according to claim 1.
【請求項6】 前記低融点金属としてインジウムを使用
するときには前記溶融液層を850〜1100℃に加熱
された前記第1の基板に塗布し、前記低融点金属として
インジウム・ガリウム又はガリウムを使用するときには
前記溶融液層を300〜1100℃又は400〜110
0℃に加熱された前記第1の基板に塗布する、請求項5
に記載した電気光学装置の製造方法。
6. When indium is used as the low melting point metal, the molten liquid layer is applied to the first substrate heated to 850 to 1100 ° C., and indium / gallium or gallium is used as the low melting point metal. Sometimes the melt layer is heated to 300-1100 ° C. or 400-110.
6. The method according to claim 5, wherein the first substrate is heated to 0.degree.
2. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 1.
【請求項7】 前記第1の基板上に拡散バリア層を形成
し、この上に前記低融点金属の溶融液層を形成する、請
求項1に記載した電気光学装置の製造方法。
7. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein a diffusion barrier layer is formed on the first substrate, and a melt liquid layer of the low melting point metal is formed thereon.
【請求項8】 前記低融点金属の溶融液層に3族又は5
族の不純物元素を混入させ、これによって前記単結晶シ
リコン層の不純物種及び/又はその濃度を制御する、請
求項1に記載した電気光学装置の製造方法。
8. The group 3 or 5 in the low melting point metal melt layer.
The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein an impurity element of a group III is mixed to control an impurity species and / or a concentration thereof in the single crystal silicon layer.
【請求項9】 前記第1の薄膜トランジスタを、前記第
1の基板及び/又はその上の膜に形成した前記段差によ
る基板凹部内及び/又は外に設ける、請求項2に記載し
た電気光学装置の製造方法。
9. The electro-optical device according to claim 2, wherein the first thin film transistor is provided inside and / or outside a substrate recess formed by the step formed on the first substrate and / or a film thereon. Production method.
【請求項10】 前記第1の薄膜トランジスタの前記チ
ャンネル領域、前記ソース領域及び前記ドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って、前記段
差を形成する、請求項2に記載した電気光学装置の製造
方法。
10. The electro-optical device according to claim 2, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by the channel region, the source region, and the drain region of the first thin film transistor. Manufacturing method.
【請求項11】 前記単結晶シリコン層の析出後、この
単結晶シリコン層上にゲート絶縁膜とゲート電極とから
なる上部ゲート部を形成し、この上部ゲート部をマスク
として前記単結晶シリコン層に3族又は5族の不純物元
素を導入して前記チャンネル領域、前記ソース領域及び
前記ドレイン領域を形成する、請求項2に記載した電気
光学装置の製造方法。
11. After the single-crystal silicon layer is deposited, an upper gate portion including a gate insulating film and a gate electrode is formed on the single-crystal silicon layer, and the upper gate portion is used as a mask to form the upper gate portion on the single-crystal silicon layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 2, wherein the channel region, the source region, and the drain region are formed by introducing a Group 3 or Group 5 impurity element.
【請求項12】 前記周辺駆動回路部において、前記第
1の薄膜トランジスタ以外に、多結晶又はアモルファス
シリコン層をチャンネル領域とし、その上部及び/又は
下部にゲート部を有するトップゲート型、ボトムゲート
型又はデュアルゲート型の薄膜トランジスタ、或いは、
前記単結晶シリコン層又は多結晶シリコン層又はアモル
ファスシリコン層を用いたダイオード、抵抗、キャパシ
タンス、インダクタンス素子などを設ける、請求項2に
記載した電気光学装置の製造方法。
12. In the peripheral driver circuit portion, in addition to the first thin film transistor, a polycrystalline or amorphous silicon layer is used as a channel region, and a top gate type, a bottom gate type or a bottom gate type having a gate portion above and / or below the channel region. Dual gate type thin film transistor or
The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 2, wherein a diode, a resistor, a capacitance, an inductance element, or the like using the single-crystal silicon layer, the polycrystalline silicon layer, or the amorphous silicon layer is provided.
【請求項13】 前記表示部において前記画素電極をス
イッチングするためのスイッチング素子を前記第1の基
板上に設ける、請求項2に記載した電気光学装置の製造
方法。
13. The method according to claim 2, wherein a switching element for switching the pixel electrode in the display unit is provided on the first substrate.
【請求項14】 前記第1の薄膜トランジスタを、チャ
ンネル領域の上部及び/又は下部にゲート部を有するト
ップゲート型、ボトムゲート型又はデュアルゲート型の
中から選ばれた少なくともトップゲート型とし、かつ、
前記スイッチング素子として、前記トップゲート型、前
記ボトムゲート型又は前記デュアルゲート型の第2の薄
膜トランジスタを形成する、請求項13に記載した電気
光学装置の製造方法。
14. The first thin film transistor is at least a top gate type selected from a top gate type, a bottom gate type, or a dual gate type having a gate portion above and / or below a channel region, and
14. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 13, wherein a second thin film transistor of the top gate type, the bottom gate type, or the dual gate type is formed as the switching element.
【請求項15】 前記第2の薄膜トランジスタがボトム
ゲート型又はデュアルゲート型であるときは、前記チャ
ンネル領域の下部に耐熱性材料からなる下部ゲート電極
を設け、このゲート電極上にゲート絶縁膜を形成して下
部ゲート部を形成した後、前記段差の形成工程を含めて
前記第1の薄膜トランジスタと共通の工程を経て前記第
2の薄膜トランジスタを形成する、請求項14に記載し
た電気光学装置の製造方法。
15. When the second thin film transistor is a bottom gate type or a dual gate type, a lower gate electrode made of a heat resistant material is provided below the channel region, and a gate insulating film is formed on the gate electrode. 15. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 14, wherein after forming the lower gate portion, the second thin film transistor is formed through a process common to the first thin film transistor including the step of forming the step. .
【請求項16】 前記第2の薄膜トランジスタの上部ゲ
ート電極と前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極と
を共通の材料で形成する、請求項15に記載した電気光
学装置の製造方法。
16. The method according to claim 15, wherein the upper gate electrode of the second thin film transistor and the gate electrode of the first thin film transistor are formed of a common material.
【請求項17】 前記下部ゲート部上に前記単結晶シリ
コン層を形成した後、この単結晶シリコン層に3族又は
5族の不純物元素を導入し、ソース及びドレイン領域を
形成した後に、活性化処理を行う、請求項15に記載し
た電気光学装置の製造方法。
17. After forming the single-crystal silicon layer on the lower gate portion, introducing a Group 3 or Group 5 impurity element into the single-crystal silicon layer to form source and drain regions, and then activate the single-crystal silicon layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 15, wherein the processing is performed.
【請求項18】 前記単結晶シリコン層の形成後にレジ
ストをマスクとして前記第1及び第2の薄膜トランジス
タの各ソース及びドレイン領域を前記不純物元素のイオ
ン注入で形成し、このイオン注入後に前記活性化処理を
行い、ゲート絶縁膜の形成後に、前記第1の薄膜トラン
ジスタのゲート電極と、必要あれば前記第2の薄膜トラ
ンジスタの上部ゲート電極とを形成する、請求項15に
記載した電気光学装置の製造方法。
18. The source and drain regions of the first and second thin film transistors are formed by ion implantation of the impurity element using a resist as a mask after the formation of the single crystal silicon layer, and the activation process is performed after the ion implantation. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 15, further comprising: forming a gate electrode of the first thin film transistor and, if necessary, an upper gate electrode of the second thin film transistor after forming the gate insulating film.
【請求項19】 前記薄膜トランジスタがトップゲート
型のとき、前記単結晶シリコン層の形成後にレジストを
マスクとして前記第1及び第2の薄膜トランジスタの各
ソース及びドレイン領域を不純物元素のイオン注入で形
成し、このイオン注入後に活性化処理を行い、しかる後
に前記第1及び第2の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
とゲート電極とからなる各ゲート部を形成する、請求項
14に記載した電気光学装置の製造方法。
19. When the thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, each source and drain region of the first and second thin film transistors is formed by ion implantation of an impurity element using a resist as a mask, 15. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 14, wherein an activation process is performed after the ion implantation, and thereafter, each gate portion including a gate insulating film and a gate electrode of the first and second thin film transistors is formed.
【請求項20】 前記薄膜トランジスタがトップゲート
型のとき、前記単結晶シリコン層の形成後に前記第1及
び第2の薄膜トランジスタの各ゲート絶縁膜と耐熱性材
料からなる各ゲート電極とを形成して各ゲート部を形成
し、これらのゲート部をマスクとして各ソース及びドレ
イン領域を不純物元素のイオン注入で形成し、このイオ
ン注入後に活性化処理を行う、請求項14に記載した電
気光学装置の製造方法。
20. When the thin film transistor is of a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, each gate insulating film of the first and second thin film transistors and each gate electrode made of a heat-resistant material are formed. 15. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 14, wherein a gate portion is formed, each of the source and drain regions is formed by ion implantation of an impurity element using the gate portion as a mask, and an activation process is performed after the ion implantation. .
【請求項21】 前記周辺駆動回路部及び前記表示部の
薄膜トランジスタとしてnチャンネル型、pチャンネル
型又は相補型の絶縁ゲート電界効果トランジスタを構成
する、請求項14に記載した電気光学装置の製造方法。
21. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 14, wherein an n-channel, p-channel, or complementary insulated gate field-effect transistor is configured as the thin film transistor of the peripheral driver circuit unit and the display unit.
【請求項22】 前記周辺駆動回路部の前記薄膜トラン
ジスタを相補型とnチャンネル型との組、相補型とpチ
ャンネル型との組、又は相補型とnチャンネル型とpチ
ャンネル型との組で形成する、請求項21に記載した電
気光学装置の製造方法。
22. The thin film transistor of the peripheral drive circuit portion is formed by a set of a complementary type and an n-channel type, a set of a complementary type and a p-channel type, or a set of a complementary type, an n-channel type and a p-channel type. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 21, wherein
【請求項23】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記表
示部の薄膜トランジスタの少なくとも一部をLDD(Li
ghtly doped drain)構造とし、このLDD構造をゲート
とソース又はドレインとの間にLDD部が存在するシン
グルタイプ、又はゲートとソース及びドレインとの間に
LDD部をそれぞれ有するダブルタイプとする、請求項
14に記載した電気光学装置の製造方法。
23. At least a part of the thin film transistor of the peripheral drive circuit section and / or the display section is formed by an LDD (Li
(ghtly doped drain) structure, and the LDD structure is a single type having an LDD portion between a gate and a source or a drain, or a double type having an LDD portion between a gate and a source and a drain. 15. The method for manufacturing an electro-optical device according to 14.
【請求項24】 前記LDD構造を形成する際に用いた
レジストマスクを残して、これを覆うレジストマスクを
用いてソース領域及びドレイン領域形成用のイオン注入
を行う、請求項23に記載した電気光学装置の製造方
法。
24. The electro-optical device according to claim 23, wherein a resist mask used for forming the LDD structure is left, and ion implantation for forming a source region and a drain region is performed using a resist mask covering the resist mask. Device manufacturing method.
【請求項25】 前記第1の基板の一方の面上に段差を
形成し、この段差を含む前記基板上に単結晶、多結晶又
はアモルファスシリコン層を形成し、前記単結晶、多結
晶又はアモルファスシリコン層をチャンネル領域、ソー
ス領域及びドレイン領域とし、その上部及び/又は下部
にゲート部を有する前記第2の薄膜トランジスタを形成
する、請求項14に記載した電気光学装置の製造方法。
25. A step is formed on one surface of the first substrate, and a single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer is formed on the substrate including the step, and the single crystal, polycrystal or amorphous silicon is formed. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 14, wherein the silicon layer is used as a channel region, a source region, and a drain region, and the second thin film transistor having a gate portion above and / or below the silicon layer is formed.
【請求項26】 断面において底面に対し側面が直角状
若しくは下端側へ傾斜状となるような凹部として前記段
差を形成し、この段差を前記単結晶シリコン層のグラフ
ォエピタキシャル成長時のシードとする、請求項25に
記載した電気光学装置の製造方法。
26. The step is formed as a concave portion whose side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end in the cross section, and this step is used as a seed during the grapho-epitaxial growth of the single crystal silicon layer. A method for manufacturing the electro-optical device according to claim 25.
【請求項27】 前記第1及び/又は第2の薄膜トラン
ジスタのソース又はドレイン電極を前記段差を含む領域
上に形成する、請求項25に記載した電気光学装置の製
造方法。
27. The method according to claim 25, wherein a source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.
【請求項28】 前記第2の薄膜トランジスタを、前記
第1の基板及び/又はその上の膜に形成した前記段差に
よる基板凹部内及び/又は外に設ける、請求項25に記
載した電気光学装置の製造方法。
28. The electro-optical device according to claim 25, wherein the second thin film transistor is provided inside and / or outside a substrate recess formed by the step formed on the first substrate and / or a film thereon. Production method.
【請求項29】 前記単結晶、多結晶又はアモルファス
シリコン層の3族又は5族の不純物種及び/又はその濃
度を制御する、請求項25に記載した電気光学装置の製
造方法。
29. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 25, wherein the impurity species and / or concentration of Group 3 or Group 5 of the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer is controlled.
【請求項30】 前記第2の薄膜トランジスタの前記チ
ャンネル領域、前記ソース領域及び前記ドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って前記段差
を形成する、請求項25に記載した電気光学装置の製造
方法。
30. The electro-optical device according to claim 25, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by the channel region, the source region, and the drain region of the second thin film transistor. Production method.
【請求項31】 前記単結晶、多結晶又はアモルファス
シリコン層下のゲート電極をその側端部にて台形状にす
る、請求項25に記載した電気光学装置の製造方法。
31. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 25, wherein the gate electrode under the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項32】 前記第1の基板と前記単結晶、多結晶
又はアモルファスシリコン層との間に拡散バリア層を設
ける、請求項25に記載した電気光学装置の製造方法。
32. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 25, wherein a diffusion barrier layer is provided between the first substrate and the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer.
【請求項33】 前記第1の基板としてガラス基板又は
耐熱性有機基板を使用する、請求項1に記載した電気光
学装置の製造方法。
33. The method according to claim 1, wherein a glass substrate or a heat-resistant organic substrate is used as the first substrate.
【請求項34】 前記第1の基板を光学的に不透明又は
透明とする、請求項1に記載した電気光学装置の製造方
法。
34. The method according to claim 1, wherein the first substrate is optically opaque or transparent.
【請求項35】 前記画素電極を反射型又は透過型の表
示部用として設ける、請求項1に記載した電気光学装置
の製造方法。
35. The method according to claim 1, wherein the pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display unit.
【請求項36】 前記表示部に前記画素電極とカラーフ
ィルタ層との積層構造を設ける、請求項1に記載した電
気光学装置の製造方法。
36. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein a laminated structure of the pixel electrode and a color filter layer is provided in the display unit.
【請求項37】 前記画素電極が反射電極であるとき
は、樹脂膜に凹凸を形成し、この上に画素電極を設け、
また前記画素電極が透明電極であるときは、透明平坦化
膜によって表面を平坦化し、この平坦化面上に前記画素
電極を設ける、請求項1に記載した電気光学装置の製造
方法。
37. When the pixel electrode is a reflective electrode, an unevenness is formed on a resin film, and a pixel electrode is provided thereon.
2. The method according to claim 1, wherein when the pixel electrode is a transparent electrode, the surface is flattened by a transparent flattening film, and the pixel electrode is provided on the flattened surface.
【請求項38】 前記表示部を前記スイッチング素子に
よる駆動で発光又は調光を行うように構成する、請求項
13に記載した電気光学装置の製造方法。
38. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 13, wherein the display section is configured to emit light or modulate light by being driven by the switching element.
【請求項39】 前記表示部に複数の前記画素電極をマ
トリクス状に配列し、これらの画素電極のそれぞれに前
記スイッチング素子を接続する、請求項13に記載した
電気光学装置の製造方法。
39. The method according to claim 13, wherein a plurality of the pixel electrodes are arranged in a matrix on the display unit, and the switching element is connected to each of the pixel electrodes.
【請求項40】 液晶表示装置、エレクトロルミネセン
ス装置、電界放出型表示装置、発光ポリマー表示装置、
発光ダイオード表示装置などとして製造する、請求項1
に記載した電気光学装置の製造方法。
40. A liquid crystal display device, an electroluminescence device, a field emission display device, a light emitting polymer display device,
2. The light emitting diode display device is manufactured as a light emitting diode display device.
2. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 1.
【請求項41】 画素電極が配された表示部と、この表
示部の周辺に配された周辺駆動回路部とを基板上に有す
る電気光学装置用の駆動基板の製造方法において、 前記基板の一方の面上に段差を形成する工程と、 前記段差を含む前記基板上に、シリコンの如き半導体材
料を含有する低融点金属の溶融液層を形成する工程と、 次いで冷却処理(望ましくは徐冷処理)によって前記溶
融液層の前記半導体材料を前記段差をシードとしてグラ
フォエピタキシャル成長させ、単結晶シリコン層の如き
単結晶半導体層を析出させる工程と、 この単結晶半導体層に所定の処理を施して能動素子及び
受動素子のうちの少なくとも能動素子を形成する工程と
を有することを特徴とする、電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
41. A method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device, comprising: a display portion on which a pixel electrode is disposed; and a peripheral drive circuit portion disposed around the display portion on the substrate. Forming a step on the surface of the substrate; forming a molten liquid layer of a low melting point metal containing a semiconductor material such as silicon on the substrate including the step; and then cooling (preferably gradually cooling) A) subjecting the semiconductor material of the melt layer to grapho-epitaxial growth using the step as a seed to deposit a single-crystal semiconductor layer such as a single-crystal silicon layer; Forming at least an active element of the element and the passive element.
【請求項42】 前記単結晶シリコン層の析出後に、 この単結晶シリコン層に所定の処理を施してチャンネル
領域、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、 前記チャンネル領域の上部にゲート部を形成して、前記
周辺駆動回路部の少なくとも一部を構成するトップゲー
ト型の第1の薄膜トランジスタを形成する工程とを有す
る、請求項41に記載した、電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
42. After depositing the single-crystal silicon layer, performing a predetermined process on the single-crystal silicon layer to form a channel region, a source region, and a drain region; and forming a gate portion above the channel region. Forming a first gate-gate-type first thin film transistor that forms at least a part of the peripheral drive circuit unit. 42. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 41, further comprising:
【請求項43】 断面において底面に対し側面が直角状
若しくは下端側へ傾斜状となるような凹部として前記段
差を形成し、この段差を前記単結晶シリコン層のグラフ
ォエピタキシャル成長時のシードとする、請求項41に
記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
43. The step is formed as a concave part whose side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end in the cross section, and this step is used as a seed during the grapho-epitaxial growth of the single crystal silicon layer. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 41.
【請求項44】 シリコンを含有する前記低融点金属の
溶融液を加熱された前記基板に塗布し、所定時間保持し
た後、前記冷却処理を行う、請求項41に記載した電気
光学装置用の駆動基板の製造方法。
44. The drive for an electro-optical device according to claim 41, wherein the cooling treatment is performed after applying a molten liquid of the low melting point metal containing silicon to the heated substrate and holding the substrate for a predetermined time. Substrate manufacturing method.
【請求項45】 前記基板としてガラス基板を使用し、
前記低融点金属層をインジウム、ガリウム、スズ、ビス
マス、鉛、亜鉛、アンチモン及びアルミニウムからなる
群より選ばれた少なくとも1種とする、請求項41に記
載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
45. A glass substrate is used as the substrate,
42. The method according to claim 41, wherein the low melting point metal layer is at least one selected from the group consisting of indium, gallium, tin, bismuth, lead, zinc, antimony, and aluminum. .
【請求項46】 前記低融点金属としてインジウムを使
用するときには前記溶融液層を850〜1100℃に加
熱された前記基板に塗布し、前記低融点金属としてイン
ジウム・ガリウム又はガリウムを使用するときには前記
溶融液層を300〜1100℃又は400〜1100℃
に加熱された前記基板に塗布する、請求項46に記載し
た電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
46. When indium is used as said low melting point metal, said molten liquid layer is applied to said substrate heated to 850 to 1100 ° C., and when indium, gallium or gallium is used as said low melting point metal, said molten layer is melted. 300-1100 ° C or 400-1100 ° C for liquid layer
The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein the method is applied to the substrate heated to a temperature.
【請求項47】 前記第1の基板上に拡散バリア層を形
成し、この上に前記低融点金属の溶融液層を形成する、
請求項41に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造
方法。
47. A diffusion barrier layer is formed on the first substrate, and a melt layer of the low melting point metal is formed thereon.
A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 41.
【請求項48】 前記低融点金属の溶融液層に3族又は
5族の不純物元素を混入させ、これによって前記単結晶
シリコン層の不純物種及び/又はその濃度を制御する、
請求項41に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造
方法。
48. An impurity element belonging to Group 3 or Group 5 in the molten liquid layer of the low melting point metal, thereby controlling the impurity species and / or the concentration of the impurity in the single crystal silicon layer.
A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 41.
【請求項49】 前記第1の薄膜トランジスタを、前記
基板及び/又はその上の膜に形成した前記段差による基
板凹部内及び/又は外に設ける、請求項42に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
49. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 42, wherein the first thin film transistor is provided inside and / or outside a substrate recess formed by the step formed on the substrate and / or a film thereon. Manufacturing method.
【請求項50】 前記第1の薄膜トランジスタの前記チ
ャンネル領域、前記ソース領域及び前記ドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って、前記段
差を形成する、請求項42に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。
50. The electro-optical device according to claim 42, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by the channel region, the source region, and the drain region of the first thin film transistor. Of manufacturing a driving substrate for a semiconductor device.
【請求項51】 前記単結晶シリコン層の析出後、この
単結晶シリコン層上にゲート絶縁膜とゲート電極とから
なる上部ゲート部を形成し、この上部ゲート部をマスク
として前記単結晶シリコン層に3族又は5族の不純物元
素を導入して前記チャンネル領域、前記ソース領域及び
前記ドレイン領域を形成する、請求項42に記載した電
気光学装置用の駆動基板の製造方法。
51. After the deposition of the single-crystal silicon layer, an upper gate portion including a gate insulating film and a gate electrode is formed on the single-crystal silicon layer, and the upper gate portion is used as a mask to form the upper gate portion on the single-crystal silicon layer. 43. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 42, wherein the channel region, the source region, and the drain region are formed by introducing a Group 3 or Group 5 impurity element.
【請求項52】 前記周辺駆動回路部において、前記第
1の薄膜トランジスタ以外に、多結晶又はアモルファス
シリコン層をチャンネル領域とし、その上部及び/又は
下部にゲート部を有するトップゲート型、ボトムゲート
型又はデュアルゲート型の薄膜トランジスタ、或いは、
前記単結晶シリコン層又は多結晶シリコン層又はアモル
ファスシリコン層を用いたダイオード、抵抗、キャパシ
タンス、インダクタンス素子などを設ける、請求項42
に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
52. In the peripheral driver circuit portion, in addition to the first thin film transistor, a polycrystalline or amorphous silicon layer is used as a channel region, and a top gate type, a bottom gate type or a bottom gate type having a gate portion above and / or below the channel region. Dual gate type thin film transistor or
43. A diode, a resistor, a capacitance, an inductance element, or the like using the single crystal silicon layer, the polycrystal silicon layer, or the amorphous silicon layer is provided.
3. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 1.
【請求項53】 前記表示部において前記画素電極をス
イッチングするためのスイッチング素子を前記基板上に
設ける、請求項42に記載した電気光学装置用の駆動基
板の製造方法。
53. The method according to claim 42, wherein a switching element for switching the pixel electrode in the display unit is provided on the substrate.
【請求項54】 前記第1の薄膜トランジスタを、チャ
ンネル領域の上部及び/又は下部にゲート部を有するト
ップゲート型、ボトムゲート型又はデュアルゲート型の
中から選ばれた少なくともトップゲート型とし、かつ、
前記スイッチング素子として、前記トップゲート型、前
記ボトムゲート型又は前記デュアルゲート型の第2の薄
膜トランジスタを形成する、請求項53に記載した電気
光学装置用の駆動基板の製造方法。
54. The first thin film transistor is at least a top gate type selected from a top gate type, a bottom gate type, or a dual gate type having a gate portion above and / or below a channel region; and
The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 53, wherein the top gate type, the bottom gate type, or the dual gate type second thin film transistor is formed as the switching element.
【請求項55】 前記第2の薄膜トランジスタがボトム
ゲート型又はデュアルゲート型であるときは、前記チャ
ンネル領域の下部に耐熱性材料からなる下部ゲート電極
を設け、このゲート電極上にゲート絶縁膜を形成して下
部ゲート部を形成した後、前記段差の形成工程を含めて
前記第1の薄膜トランジスタと共通の工程を経て前記第
2の薄膜トランジスタを形成する、請求項54に記載し
た電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
55. When the second thin film transistor is a bottom gate type or a dual gate type, a lower gate electrode made of a heat resistant material is provided below the channel region, and a gate insulating film is formed on the gate electrode. 55. The drive for an electro-optical device according to claim 54, wherein after forming the lower gate portion, the second thin film transistor is formed through steps common to the first thin film transistor including the step of forming the step. Substrate manufacturing method.
【請求項56】 前記第2の薄膜トランジスタの上部ゲ
ート電極と前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極と
を共通の材料で形成する、請求項55に記載した電気光
学装置用の駆動基板の製造方法。
56. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 55, wherein an upper gate electrode of the second thin film transistor and a gate electrode of the first thin film transistor are formed of a common material.
【請求項57】 前記下部ゲート部上に前記単結晶シリ
コン層を形成した後、この単結晶シリコン層に3族又は
5族の不純物元素を導入し、ソース及びドレイン領域を
形成した後に、活性化処理を行う、請求項55に記載し
た電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
57. After forming the single crystal silicon layer on the lower gate portion, introducing a Group 3 or Group 5 impurity element into the single crystal silicon layer to form source and drain regions, The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 55, wherein the process is performed.
【請求項58】 前記単結晶シリコン層の形成後にレジ
ストをマスクとして前記第1及び第2の薄膜トランジス
タの各ソース及びドレイン領域を前記不純物元素のイオ
ン注入で形成し、このイオン注入後に前記活性化処理を
行い、ゲート絶縁膜の形成後に、前記第1の薄膜トラン
ジスタのゲート電極と、必要あれば前記第2の薄膜トラ
ンジスタの上部ゲート電極とを形成する、請求項57に
記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
58. After the formation of the single-crystal silicon layer, the source and drain regions of the first and second thin film transistors are formed by ion implantation of the impurity element using a resist as a mask, and after the ion implantation, the activation process is performed. 58. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 57, wherein after forming a gate insulating film, a gate electrode of the first thin film transistor and, if necessary, an upper gate electrode of the second thin film transistor are formed. Manufacturing method.
【請求項59】 前記薄膜トランジスタがトップゲート
型のとき、前記単結晶シリコン層の形成後にレジストを
マスクとして前記第1及び第2の薄膜トランジスタの各
ソース及びドレイン領域を不純物元素のイオン注入で形
成し、このイオン注入後に活性化処理を行い、しかる後
に前記第1及び第2の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
とゲート電極とからなる各ゲート部を形成する、請求項
54に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
59. When the thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, each source and drain region of the first and second thin film transistors is formed by ion implantation of an impurity element using a resist as a mask, 55. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, wherein an activation process is performed after the ion implantation, and thereafter, each gate portion including a gate insulating film and a gate electrode of the first and second thin film transistors is formed. Manufacturing method.
【請求項60】 前記薄膜トランジスタがトップゲート
型のとき、前記単結晶シリコン層の形成後に前記第1及
び第2の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と耐熱性材料
からなるゲート電極とを形成して各ゲート部を形成し、
これらのゲート部をマスクとして各ソース及びドレイン
領域を不純物元素のイオン注入で形成し、このイオン注
入後に活性化処理を行う、請求項54に記載した電気光
学装置用の駆動基板の製造方法。
60. When the thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, a gate insulating film of the first and second thin film transistors and a gate electrode made of a heat resistant material are formed to form each gate portion. To form
55. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, wherein the source and drain regions are formed by ion implantation of an impurity element using these gate portions as a mask, and an activation process is performed after the ion implantation.
【請求項61】 前記周辺駆動回路部及び前記表示部の
薄膜トランジスタとしてnチャンネル型、pチャンネル
型又は相補型の絶縁ゲート電界効果トランジスタを構成
する、請求項54に記載した電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
61. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, wherein an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type insulated gate field effect transistor is formed as the thin film transistor of the peripheral driving circuit portion and the display portion. Manufacturing method.
【請求項62】 前記周辺駆動回路部の前記薄膜トラン
ジスタを相補型とnチャンネル型との組、相補型とpチ
ャンネル型との組、又は相補型とnチャンネル型とpチ
ャンネル型との組で形成する、請求項61に記載した電
気光学装置用の駆動基板の製造方法。
62. The thin film transistor of the peripheral drive circuit portion is formed of a set of a complementary type and an n-channel type, a set of a complementary type and a p-channel type, or a set of a complementary type, an n-channel type and a p-channel type. 62. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 61.
【請求項63】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記表
示部の薄膜トランジスタの少なくとも一部をLDD(Li
ghtly doped drain)構造とし、このLDD構造をゲート
とソース又はドレインとの間にLDD部が存在するシン
グルタイプ、又はゲートとソース及びドレインとの間に
LDD部をそれぞれ有するダブルタイプとする、請求項
54に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
63. At least a part of the thin film transistor of the peripheral driving circuit section and / or the display section is formed by an LDD (Li
(ghtly doped drain) structure, and the LDD structure is a single type having an LDD portion between a gate and a source or a drain, or a double type having an LDD portion between a gate and a source and a drain. 54. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to 54.
【請求項64】 前記LDD構造を形成する際に用いた
レジストマスクを残して、これを覆うレジストマスクを
用いてソース領域及びドレイン領域形成用のイオン注入
を行う、請求項63に記載した電気光学装置用の駆動基
板の製造方法。
64. The electro-optical device according to claim 63, wherein a resist mask used for forming the LDD structure is left, and ion implantation for forming a source region and a drain region is performed using a resist mask covering the resist mask. A method for manufacturing a drive substrate for an apparatus.
【請求項65】 前記基板の一方の面上に段差を形成
し、この段差を含む前記基板上に単結晶、多結晶又はア
モルファスシリコン層を形成し、前記単結晶、多結晶又
はアモルファスシリコン層をチャンネル領域、ソース領
域及びドレイン領域とし、その上部及び/又は下部にゲ
ート部を有する前記第2の薄膜トランジスタを形成す
る、請求項54に記載した電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。
65. A step is formed on one surface of the substrate, a single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer is formed on the substrate including the step, and the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer is formed. 55. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, wherein the second thin film transistor having a channel portion, a source region, and a drain region and having a gate portion above and / or below the second thin film transistor is formed.
【請求項66】 断面において底面に対し側面が直角状
若しくは下端側へ傾斜状となるような凹部として前記段
差を形成し、この段差を前記単結晶シリコン層のグラフ
ォエピタキシャル成長時のシードとする、請求項65に
記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
66. The step is formed as a recess whose side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end in the cross section, and the step is used as a seed during the graphoepitaxial growth of the single crystal silicon layer. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 65.
【請求項67】 前記第1及び/又は第2の薄膜トラン
ジスタのソース又はドレイン電極を前記段差を含む領域
上に形成する、請求項65に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。
67. The method according to claim 65, wherein a source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.
【請求項68】 前記第2の薄膜トランジスタを、前記
基板及び/又はその上の膜に形成した前記段差による基
板凹部内及び/又は外に設ける、請求項65に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
68. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 65, wherein the second thin film transistor is provided inside and / or outside of a substrate recess formed by the step formed on the substrate and / or a film thereon. Manufacturing method.
【請求項69】 前記単結晶、多結晶又はアモルファス
シリコン層の3族又は5族の不純物種及び/又はその濃
度を制御する、請求項65に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。
69. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 65, wherein the impurity species and / or the concentration of Group 3 or Group 5 of the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer is controlled.
【請求項70】 前記第2の薄膜トランジスタの前記チ
ャンネル領域、前記ソース領域及び前記ドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って前記段差
を形成する、請求項65に記載した電気光学装置用の駆
動基板の製造方法。
70. The electro-optical device according to claim 65, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by the channel region, the source region, and the drain region of the second thin film transistor. Method for manufacturing a drive substrate.
【請求項71】 前記単結晶、多結晶又はアモルファス
シリコン層下のゲート電極をその側端部にて台形状にす
る、請求項65に記載した電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。
71. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 65, wherein the gate electrode under the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項72】 前記基板と前記単結晶、多結晶又はア
モルファスシリコン層との間に拡散バリア層を設ける、
請求項65に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造
方法。
72. A diffusion barrier layer is provided between the substrate and the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer.
A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 65.
【請求項73】 前記基板としてガラス基板又は耐熱性
有機基板を使用する、請求項41に記載した電気光学装
置用の駆動基板の製造方法。
73. The method according to claim 41, wherein a glass substrate or a heat-resistant organic substrate is used as the substrate.
【請求項74】 前記基板を光学的に不透明又は透明と
する、請求項41に記載した電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
74. The method according to claim 41, wherein the substrate is optically opaque or transparent.
【請求項75】 前記画素電極を反射型又は透過型の表
示部用として設ける、請求項41に記載した電気光学装
置用の駆動基板の製造方法。
75. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 41, wherein the pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display unit.
【請求項76】 前記表示部に前記画素電極とカラーフ
ィルタ層との積層構造を設ける、請求項41に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
76. The method according to claim 41, wherein a laminated structure of the pixel electrode and the color filter layer is provided in the display unit.
【請求項77】 前記画素電極が反射電極であるとき
は、樹脂膜に凹凸を形成し、この上に画素電極を設け、
また前記画素電極が透明電極であるときは、透明平坦化
膜によって表面を平坦化し、この平坦化面上に前記画素
電極を設ける、請求項41に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。
77. When the pixel electrode is a reflective electrode, unevenness is formed on a resin film, and a pixel electrode is provided thereon,
42. The method according to claim 41, wherein when the pixel electrode is a transparent electrode, the surface is flattened by a transparent flattening film, and the pixel electrode is provided on the flattened surface. .
【請求項78】 前記表示部を前記スイッチング素子に
よる駆動で発光又は調光を行うように構成する、請求項
53に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
78. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 53, wherein the display section is configured to emit light or adjust light by being driven by the switching element.
【請求項79】 前記表示部に複数の前記画素電極をマ
トリクス状に配列し、これらの画素電極のそれぞれに前
記スイッチング素子を接続する、請求項53に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
79. The manufacturing of a driving substrate for an electro-optical device according to claim 53, wherein the plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix on the display section, and the switching element is connected to each of the pixel electrodes. Method.
【請求項80】 液晶表示装置、エレクトロルミネセン
ス装置、電界放出型表示装置、発光ポリマー表示装置、
発光ダイオード表示装置用などとして製造する、請求項
41に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
80. A liquid crystal display device, an electroluminescence device, a field emission display device, a light emitting polymer display device,
42. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 41, wherein the method is used for a light emitting diode display device.
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