JP2000122087A - Production of electrooptical device and production of driving substrate for electrooptical device - Google Patents
Production of electrooptical device and production of driving substrate for electrooptical deviceInfo
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Abstract
Description
【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、特に絶縁基板上にヘテロ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ボトムゲート型の
薄膜絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以降、ボトム
ゲート型MOSTFTと呼ぶ。尚、ボトムゲート型には
逆スタガーNSI型と逆スタガーISI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構
造及び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 bottom gate using a single crystal silicon layer heteroepitaxially grown on an insulating substrate as an active region. Type thin film insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as a bottom gate type MOSTFT. The bottom gate type includes an inverted staggered NSI type and an inverted staggered ISI type) and a liquid crystal display device having a passive region. It relates to a preferred structure and method.
【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
O2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層を比較
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(Ligh
tly doped drain 構造) のnチャンネルのMOSTFT
(以降、nMOSTFTと呼ぶ。)又はpMOSTFT
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、このcMOSTFT又はnMOSTFT又はpMO
STFT、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 layer 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 (Ligh
n-channel MOS TFT with tly doped drain structure)
(Hereinafter referred to as nMOSTFT) or pMOSTFT
Alternatively, a display portion of a complementary thin film insulated gate field effect transistor (hereinafter, referred to as a cMOSTFT) having a high driving capability, and the cMOSTFT, the nMOSTFT, or the pMOT
It is possible to integrate the STFT or a peripheral drive circuit composed 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ゲート電極と
ゲート絶縁膜とからなるゲート部を形成する工程と、前
記第1の基板の前記一方の面上に、単結晶シリコンと格
子整合の良い物質層を形成する工程と、この物質層及び
前記ゲート部を含む前記第1の基板上に多結晶又はアモ
ルファスシリコン層を所定厚さに形成した後に前記第1
の基板上であって前記多結晶又はアモルファスシリコン
層上又は下に低融点金属層を形成するか、或いは、前記
物質層を含む前記第1の基板上にシリコンを含有する低
融点金属層を形成する工程と、加熱処理によって前記多
結晶又はアモルファスシリコン層又は前記シリコンを前
記低融点金属層に溶解させる工程と、次いで冷却処理
(望ましくは徐冷処理)によって、前記多結晶又はアモ
ルファスシリコン層のシリコン又は前記低融点金属層の
シリコンを前記物質層をシードとしてヘテロエピタキシ
ャル成長させ、単結晶シリコン層を析出させる工程と、
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下部に前記ゲート部を有し、前記
周辺駆動回路部の少なくとも一部を構成するボトムゲー
ト型の第1の薄膜トランジスタ(特にMOSTFT:以
下、同様)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、及びその駆動基板の製造
方法に係るものである。なお、本発明において、上記薄
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)。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 gate portion comprising a gate electrode and a gate insulating film on one surface of the first substrate; and forming a material layer having good lattice matching with single crystal silicon on the one surface of the first substrate. Forming a polycrystalline or amorphous silicon layer to a predetermined thickness on the first substrate including the material layer and the gate portion.
Forming a low melting point metal layer on or below the polycrystalline or amorphous silicon layer, or forming a low melting point metal layer containing silicon on the first substrate including the material layer Performing a heat treatment, dissolving the polycrystalline or amorphous silicon layer or the silicon in the low melting point metal layer by a heat treatment, and then performing a cooling treatment (preferably a gradual cooling treatment) on the silicon of the polycrystalline or amorphous silicon layer. Or the step of heteroepitaxially growing silicon of the low melting point metal layer using the material layer as a seed, and depositing a 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;
Forming a bottom gate type first thin film transistor (especially, MOSTFT: the same applies hereinafter) having the gate portion below the channel region and forming at least a part of the peripheral driver circuit portion. The present invention relates to a method of manufacturing an electro-optical device and a method of manufacturing a driving substrate thereof, which are characterized. In the present invention, the thin film transistor is a field effect transistor (FET)
(There are a MOS type and a junction type, whichever may be used.) And a bipolar transistor. The present invention can be applied to any of the transistors (the same applies hereinafter).
【0010】本発明によれば、特に単結晶シリコンと格
子整合の良い上記物質層(例えば結晶性サファイア膜)
をシードにして、多結晶シリコン又はアモルファスシリ
コン又はシリコンを溶解した低融点金属層から、ヘテロ
エピタキシャル成長で単結晶シリコン層を形成し、この
エピタキシャル成長層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ボトムゲート型MOSTF
T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ボトムゲート型MOSTFTな
どに用いているので、次の(A)〜(G)に示す顕著な
作用効果を得ることができる。According to the present invention, the above-mentioned material layer (for example, a crystalline sapphire film) having a good lattice matching with single crystal silicon
A single crystal silicon layer is formed by heteroepitaxial growth from a polycrystalline silicon or amorphous silicon or a low melting point metal layer in which silicon is dissolved, and this epitaxial growth layer is used as a bottom of a peripheral driving circuit of a driving substrate such as an active matrix substrate. Gate type MOSTF
Since it is used for a bottom gate type MOSTFT of a peripheral drive circuit of an electro-optical device such as an LCD integrated with a T or a display unit-peripheral drive circuit, the following remarkable operational effects (A) to (G) are obtained. be able to.
【0011】(A)単結晶シリコンと格子整合の良い物
質層(例えば結晶性サファイア膜)を基板上に形成し、
その物質層をシードとしてヘテロエピタキシャル成長さ
せることにより、540cm2 /v・sec以上の高い
電子移動度の単結晶シリコン層が得られるので、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) forming a material layer (for example, a crystalline sapphire film) having good lattice matching with single crystal silicon on a substrate;
By heteroepitaxially growing the material layer as a seed, a single-crystal silicon layer having a high electron mobility of 540 cm 2 / v · sec or more can be obtained. Manufacturing becomes possible.
【0012】(B)特にこの単結晶シリコン層は、従来
のアモルファスシリコン層や多結晶シリコン層に比べ
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ボトムゲート型M
OSTFT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(Lig
htly doped drain) 構造〕を有するnMOS又はpMO
STFT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pMOST
FTは形成し難いが、本発明による単結晶シリコン層は
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, since the single-crystal silicon layer exhibits high electron and hole mobilities comparable to those of a single-crystal silicon substrate as compared with a conventional amorphous silicon layer or polycrystalline silicon layer, Bottom gate type M
The OSTFT has a high switching characteristic [preferably, an LDD (Lig
htly doped drain) structure]
It is possible to integrate a display unit composed of an STFT or 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, thereby achieving high image quality, high definition, a narrow frame, and high efficiency. Thus, a large-screen display panel is realized. In particular, polycrystalline silicon has a high hole mobility pMOST as a TFT for LCD.
Although it is difficult to form an FT, the single crystal silicon layer according to the present invention exhibits sufficiently high mobility even with holes, so that a peripheral drive circuit for driving electrons and holes alone or in combination of both can be manufactured. A panel in which this is integrated with a TFT for a display portion having an LDD structure of nMOS, pMOS or cMOS 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、上記した物質層をヘテロエ
ピタキシャル成長のシードとして用い、かつこの物質層
上に上記した多結晶又はアモルファスシリコン層などを
プラズマ又は減圧CVD(化学的気相成長:基板温度1
00〜400℃)などの方法で形成でき、上記した低融
点金属層は真空蒸着法又はスパッタ法などの方法で形成
でき、更に、上記したシリコン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400〜450℃)で単結晶
シリコン層を均一に形成することができる。(C) Then, the above-mentioned material layer is used as a seed for heteroepitaxial growth, and the above-mentioned polycrystalline or amorphous silicon layer is formed on this material layer by plasma or low pressure CVD (chemical vapor deposition: substrate temperature 1).
(400 ° C. to 400 ° C.), and the low melting point metal layer can be formed by a method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method. Further, the heat treatment temperature during the silicon epitaxial growth can be 930 ° C. or less. Therefore, a single-crystal silicon layer can be uniformly formed on an insulating substrate at a relatively low temperature (for example, 400 to 450 ° C.).
【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)このヘテロエピタキシャル成長で
は、結晶性サファイア膜等の物質層の結晶性、多結晶又
はアモルファスシリコンと低融点金属との組成比、基板
の加熱温度、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層が容易に得られる
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 heteroepitaxial growth, the crystallinity of a material layer such as a crystalline sapphire film, the composition ratio between polycrystalline or amorphous silicon and a low melting point metal, the heating temperature of the substrate, the cooling rate, etc. are adjusted to cover a wide range. Since a single-crystal silicon layer having a P-type impurity concentration and high mobility can be easily obtained, Vth (threshold) can be easily adjusted, and high-speed operation can be performed by lowering the resistance.
【0016】(F)また、多結晶又はアモルファスシリ
コン又はシリコン含有低融点金属層の成膜時に、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、ヘテロエピタキシャル成長による単結晶シリ
コン層の不純物種及び/又はその濃度、即ちP型/N型
等の導電型及び/又はキャリア濃度を任意に制御するこ
とができる。(F) When forming a polycrystalline or amorphous silicon or silicon-containing low-melting metal layer, an appropriate amount of an impurity element of group 3 or 5 (boron, phosphorus, antimony, arsenic, bismuth, aluminum, etc.) is separately added. By doping, it is possible to arbitrarily control the impurity species and / or the concentration thereof, that is, the conductivity type such as P-type / N-type and / or the carrier concentration of the single crystal silicon layer formed by heteroepitaxial growth.
【0017】(G)結晶性サファイア膜などの上記物質
層は、様々な原子の拡散バリアになるため、ガラス基板
からの不純物の拡散を抑制することができる。(G) The material layer such as a crystalline sapphire film serves as a diffusion barrier for various atoms, so that diffusion of impurities from the glass substrate can be suppressed.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明においては、前記第1の基
板として絶縁基板が用いられ、前記物質層がサファイア
(Al2 O3 )、スピネル構造体(例えばMgO・Al
2 O3 )、フッ化カルシウム(CaF2 )、フッ化スト
ロンチウム(SrF2 )、フッ化バリウム(Ba
F2 )、リン化ボロン(BP)、酸化イットリウム
((Y2 O3 )m)及び酸化ジルコニウム((Zr
O2 )1 -m)等からなる群より選ばれた物質で形成され
ているのがよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, an insulating substrate is used as the first substrate, and the material layer is made of sapphire (Al 2 O 3 ), a spinel structure (for example, MgO.Al).
2 O 3 ), calcium fluoride (CaF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), barium fluoride (Ba)
F 2 ), boron phosphide (BP), yttrium oxide ((Y 2 O 3 ) m ) and zirconium oxide ((Zr
It is preferably formed of a substance selected from the group consisting of O 2 ) 1 -m ) and the like.
【0019】このような物質層上に、前記多結晶又はア
モルファスシリコン層を減圧CVD法、触媒CVD法、
プラズマCVD法、スパッタ法などの基板温度100〜
400℃の低温成膜技術で例えば数μm〜0.005μ
mの厚みに形成し、更に前記低融点金属層を前記多結晶
又はアモルファスシリコン層の例えば数10〜数100
倍の厚さに真空蒸着法又はスパッタ法などで堆積させた
後、前記加熱処理を行うのがよい。On such a material layer, the polycrystalline or amorphous silicon layer is formed by a low pressure CVD method, a catalytic CVD method,
Substrate temperature of 100 ~ such as plasma CVD method and sputtering method
For example, several μm to 0.005 μm by a low temperature film forming technique of 400 ° C.
m, and the low-melting-point metal layer is, for example, several tens to several hundreds of the polycrystalline or amorphous silicon layer.
The heat treatment is preferably performed after depositing twice the thickness by a vacuum evaporation method or a sputtering method.
【0020】この場合、多結晶又はアモルファスシリコ
ン層を上記した低温成膜技術で形成し、この上又は下に
前記低融点金属層を堆積させてよい。或いは、前記シリ
コン含有の低融点金属層を堆積させ、前記加熱処理を行
ってよい。In this case, a polycrystalline or amorphous silicon layer may be formed by the low-temperature film forming technique described above, and the low melting point metal layer may be deposited above or below this. Alternatively, the heat treatment may be performed by depositing the silicon-containing low melting point metal layer.
【0021】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種で形成することができる。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 layer is formed of indium, gallium, tin, bismuth, lead, zinc, or the like.
It can be formed of at least one selected from the group consisting of antimony and aluminum.
【0022】この場合、前記低融点金属層をインジウム
で形成するときには前記加熱処理を水素系(水素、又は
窒素−水素混合物、又はアルゴン−水素混合物など:以
下、同様)雰囲気下、850〜1100℃(望ましくは
900〜950℃)で行ってインジウム・シリコン溶融
液となし、前記低融点金属層をインジウム・ガリウム又
はガリウムで形成するときには前記加熱処理を水素系雰
囲気下、300〜1100℃(望ましくは350〜60
0℃)又は400〜1100℃(望ましくは420〜6
00℃)で行ってインジウム・ガリウム・シリコン溶融
液又はガリウム・シリコン溶融液となすことができる。
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 the low melting point metal layer is formed of indium, the heat treatment is performed at 850 to 1100 ° C. in a hydrogen-based (hydrogen, nitrogen-hydrogen mixture, or argon-hydrogen mixture, etc.) atmosphere. (Preferably 900 to 950 ° C.) to form an indium / silicon melt, and when the low melting point metal layer is formed of indium / gallium or gallium, the heat treatment is performed in a hydrogen-based atmosphere at 300 to 1100 ° C. (preferably). 350-60
0 ° C) or 400 to 1100 ° C (preferably 420 to 6)
(00 ° C.) to form an indium gallium silicon melt or a gallium silicon melt.
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.
【0023】このようにシリコンを含有する低融点金属
は、図11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、1000℃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. 11, the melting point of the low melting point metal containing silicon decreases in accordance with the proportion of the low melting point metal. When using indium, 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 1000 ° 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.
【0024】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、ヘテロ
エピタキシャル成長による単結晶シリコン層を連続して
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 can be manufactured. Using this, a single-crystal silicon layer formed by heteroepitaxial growth can be continuously or discontinuously formed on a long rolled glass plate or a heat-resistant organic substrate by the above method.
【0025】このように、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(SiN):厚さ50〜200n
m程度)などの膜を形成するのがよい。従ってこの場
合、拡散バリア層上に前記多結晶又はアモルファスシリ
コン層又はシリコン含有の低融点金属層を形成する。As described above, since the constituent elements are easily diffused from the inside of the glass to the upper layer of the glass having a low strain point, a thin film of the diffusion barrier layer (for example, silicon nitride (SiN)) is used for the purpose of suppressing the diffusion. : 50-200n thickness
m) is preferably formed. Therefore, in this case, the polycrystalline or amorphous silicon layer or the silicon-containing low melting point metal layer is formed on the diffusion barrier layer.
【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、上記物質層をシードとしてヘテロエ
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 single crystal silicon layer is deposited from the low melting point metal in which silicon is melted by heteroepitaxial growth using the above material layer as a seed by slow cooling, the low melting point metal layer is formed on the single crystal silicon layer. 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、徐冷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
層の半導体が作成される。従って、これはnMOSTF
T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層
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。多結晶又はアモルファスシリコン又はシ
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 the slow cooling is dissolved and removed using hydrochloric acid or the like, but a small amount of indium (10 16 atoms / s) is contained in the silicon layer. (approximately cc) so that a P-type single-crystal silicon layer semiconductor is formed immediately after the formation. Therefore, this is nMOSTF
It is convenient for the production of T. However, an N-type single crystal silicon layer can be entirely or selectively formed by ion-implanting an appropriate amount of N-type impurities such as phosphorus atoms over the entire surface or selectively. Therefore, a pMOSTFT can also be formed. . For this reason, a cMOSTFT can also be produced. High solubility when forming polycrystalline or amorphous silicon or silicon-containing low melting point metal layer
Group 5 or group 5 impurity elements (boron, phosphorus, antimony,
Arsenic, bismuth, etc.) can be separately doped in an appropriate amount, so that the impurity species and / or
Alternatively, the concentration thereof, that is, the P-type / N-type and / or carrier concentration can be arbitrarily controlled.
【0028】このように、基板上にヘテロエピタキシャ
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 heteroepitaxially grown on the substrate is applied to a channel region, a source region and a drain region of a top gate type MOSTFT constituting at least a part of a peripheral driving circuit.
The impurity species in each of these regions and / or the concentration thereof 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】本発明においては、前記基板及び/又はそ
の上の膜に段差を設け、この段差を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SiNなどの膜(或いはこれらの
双方)に形成し、この段差を含む前記基板上に前記物質
層を形成し、前記単結晶シリコン層のエピタキシャル成
長時のシードとするのがよい。この段差は、前記薄膜ト
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
辺に沿って形成するのがよい。また、受動素子、例えば
抵抗を前記単結晶シリコン層で形成する場合、抵抗が形
成される素子領域の少なくとも一辺に沿って前記段差が
形成されているのがよい。In the present invention, a step is provided in the substrate and / or the film thereon, and the step is formed so that the side surface is perpendicular to the bottom surface or a bottom angle of preferably 90 ° or less in the cross section. As a concave part that becomes inclined,
It is preferable that the material layer is formed on an insulating substrate or a film of SiN or the like (or both) on the insulating substrate, and the material layer is formed on the substrate including the step, and used as a seed for 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 thin film transistor. When a passive element, for example, a resistor is formed of the single-crystal silicon layer, the step is preferably formed along at least one side of an element region where the resistor is formed.
【0032】この場合、前記基板としての絶縁基板上
に、前記エピタキシャル成長のシードとなる上記した如
き所定形状の段差を所定位置に形成し、この段差を含む
前記絶縁基板上に前記物質層を形成することができる。In this case, a step having a predetermined shape as described above serving as a seed for the epitaxial growth is formed at a predetermined position on the insulating substrate as the substrate, and the material layer is formed on the insulating substrate including the step. be able to.
【0033】或いは、前記物質層に上記と同様な所定形
状の段差を形成し、この段差を含む前記物質層上に前記
単結晶シリコン層を形成することができる。Alternatively, a step having a predetermined shape similar to the above may be formed in the material layer, and the single crystal silicon layer may be formed on the material layer including the step.
【0034】これらの場合、上記物質層に加え、上記段
差もシードとして作用するため、より結晶性の高い単結
晶シリコン層を形成することができる。In these cases, the step also acts as a seed in addition to the material layer, so that a single crystal silicon layer having higher crystallinity can be formed.
【0035】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
部外の凹部付近、或いはこれらの双方において基板上に
設けてもよい。前記段差は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てよい。The first thin film transistor such as the MOSTFT may be provided in the substrate concave portion due to the step, but may be provided on the substrate near the concave portion outside the concave portion or both of them. The step may be formed by dry etching such as reactive ion etching.
【0036】この場合、前記第1の基板の一方の面上に
上記の段差を形成し、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
第2の薄膜トランジスタを、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としてよい。In this case, the step is formed on one surface of the first substrate, and a monocrystalline, polycrystalline or amorphous silicon layer is formed on the substrate including the step, and the second thin film transistor is formed. Using the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer as a channel region, a source region and a drain region,
Alternatively, a top gate type, a bottom gate type, or a dual gate type having a gate portion at a lower portion may be used.
【0037】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
の前記段差を形成し、この段差を前記単結晶シリコン層
のエピタキシャル成長時のシードとする。Also in this case, the step similar to the above is formed as a concave portion in which 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. This step is used as a seed during epitaxial growth of the single crystal silicon layer.
【0038】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した前記段差による
基板凹部内及び/又は外に設け、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
ネルの各領域を形成してよい。The second thin film transistor includes the first thin film transistor.
The source, the drain, and the like are provided inside and / or outside of the substrate concave portion due to the step formed on the substrate and / or the film formed on the substrate and using a single crystal silicon layer formed by grapho-epitaxial growth similarly to the first thin film transistor. Each region of the channel may be formed.
【0039】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/又はその濃度を制
御したり、前記段差を、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
成してよい。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をその側端部にて台形状に
するのがよい。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を設け
てよい。Also in the second thin film transistor, similarly to 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 can be controlled, and the level difference can be reduced. The 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, it is preferable that the gate electrode under the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at its side end. A diffusion barrier layer may be provided between the first substrate and the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer.
【0040】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.
【0041】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ボトムゲート型とし、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
子を、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としてよ
い。The first thin film transistor is at least a bottom 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; , The switching element for switching the pixel electrode may be the top gate type, the bottom gate type, or the dual gate type second thin film transistor.
【0042】この場合、チャンネル領域の下部に設けら
れたゲート電極を耐熱性材料で形成したり、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を共通の材料で形成してよ
い。In this case, the gate electrode provided below the channel region is formed 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 formed of a common material. May do it.
【0043】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を設けて
よい。In the peripheral drive 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.
【0044】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を、シングルゲート又はマルチゲー
トに構成してよい。The peripheral driver circuit section and / or the thin film transistor of the display section may be configured as a single gate or a multi-gate.
【0045】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を電
気的にオープンとす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)を
印加し、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するのがよい。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 It is preferable that a thin film transistor be operated as a bottom-gate or top-gate thin film transistor by applying a channel-type or positive voltage (in the case of a p-channel type).
【0046】前記周辺駆動回路部の薄膜トランジスタを
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とし、前記表示部の薄膜トランジス
タを、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とし、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としてよい。The thin film transistor of the peripheral drive circuit section is an n-channel type, a p-channel type or a complementary type of the first thin film transistor.
When the single-crystal silicon layer is used as a channel region, the thin-film transistor of the display portion is an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type. When an amorphous silicon layer is used as a channel region, an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type may be used.
【0047】本発明において、前記単結晶シリコン層の
成長後、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 growth 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.
【0048】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.
【0049】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.
【0050】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2の薄膜トラ
ンジスタの上部ゲート電極を形成してよい。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 upper gate electrode of the second thin film transistor may be formed.
【0051】前記第2の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ゲート部を形成することができ
る。When the second 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. Then, an activation process is performed after the ion implantation, and thereafter, a gate portion including the gate insulating film and the gate electrode of the second thin film transistor can be formed.
【0052】或いは、前記第2の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ゲート部を形成し、
このゲート部及び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ってもよい。Alternatively, when the second thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, a gate insulating film of the second thin film transistor and a gate electrode made of a heat resistant material are formed to form a gate portion. Forming
The source and drain regions of the first and second thin film transistors may be formed by ion implantation of the impurity element using the gate portion and the resist as a mask, and an activation process may be performed after the ion implantation.
【0053】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 covering the resist mask used in forming the LDD structure.
【0054】また、前記基板を光学的に不透明又は透明
とし、反射型、又は透過型の表示部用画素電極を設けて
よい。The substrate may be optically opaque or transparent, and a reflective or transmissive pixel electrode for display may be provided.
【0055】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.
【0056】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、この平坦化面上に画素電極を設ける
のがよい。In this case, when the pixel electrode is a reflective electrode, irregularities are formed on the resin film to obtain optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics, and the pixel electrode is provided thereon, and the pixel electrode is In the case of a transparent electrode, the surface is preferably flattened by a transparent flattening film, and a pixel electrode is preferably provided on this flattened surface.
【0057】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し、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(E
L)又は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(LE
D)などとして構成してよい。この場合、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して
よい。The display section is configured to emit light or control light by being driven by the MOSTFT. For example, a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence display (E)
L) or field emission display (FED), light emitting polymer display (LEPD), light emitting diode display (LE
D) or 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.
【0058】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.
【0059】<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.
【0060】本実施の形態は、耐熱性基板に設けた上述
した段差(凹部)を含む面上に、上述した物質層(例え
ば結晶性サファイア膜)を形成し、この物質層をシード
としてインジウム・シリコンから単結晶シリコン層を高
温ヘテロエピタキシャル成長させ、これを用いてボトム
ゲート型MOSTFTを周辺駆動回路部に構成したアク
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LCDの全体のレイア
ウトを図12〜図14について説明する。In the present embodiment, the above-mentioned material layer (for example, a crystalline sapphire film) is formed on the surface including the above-mentioned steps (concave portions) provided on the heat-resistant substrate, and this material layer is used as a seed to form indium. The present invention relates to an active matrix reflective liquid crystal display device (LCD) in which a single-crystal silicon layer is hetero-epitaxially grown from silicon at a high temperature and a bottom gate type MOSTFT is used as a peripheral drive circuit using the single-crystal silicon layer. First, the overall layout of this reflective LCD will be described with reference to FIGS.
【0061】図12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. 12, 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.
【0062】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、本発明に基づくボト
ムゲート型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 and a top gate type MOSTFT having an LDD structure according to the present invention. In the peripheral drive circuit section, cMOS or nMOS or pMOS of the bottom 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.
【0063】図13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. 13, the above-mentioned TFT is arranged at the intersection of the gate bus line and the data bus line which are orthogonal to each other, and image information is written into the liquid crystal capacitance (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.
【0064】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.
【0065】また、図14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。Referring to FIG. 14, an outline of a circuit system of a peripheral driving circuit and a driving method thereof will be described. 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.
【0066】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 from the shift register to each line. 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).
【0067】次に、図1〜図11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7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 7, the left side of each figure shows the manufacturing process of the display unit, and the right side shows the manufacturing process of the peripheral drive circuit unit.
【0068】まず、図1の(1)に示すように、石英ガ
ラス、透明性結晶化ガラスなどの絶縁基板1の一主面に
おいて、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。First, as shown in FIG. 1A, a sputtered film 71 (500) of a molybdenum / tantalum (Mo.Ta) alloy is formed on one main surface of an insulating substrate 1 such as quartz glass or transparent crystallized glass.厚 600 nm thick).
【0069】次いで、図1の(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71をテーパエッチングし、側端部
71a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. 1B, a photoresist 70 is formed in a predetermined pattern, and using this as a mask, the Mo / Ta film 71 is taper-etched so that the side end 71a has a trapezoidal shape. A gate electrode 71 that is gently inclined at an angle of about 45 degrees is formed.
【0070】次いで、図1の(3)に示すように、フォ
トレジスト70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. 1C, after removing the photoresist 70, 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.
【0071】次いで、図2の(4)に示すように、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CF4 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。Next, as shown in (4) of FIG. 2, a photoresist 2 is formed in a predetermined pattern at least in a TFT formation region, and using this as a mask, for example, F + ions 3 of CF 4 plasma are irradiated, and A plurality of steps 4 are formed in the gate insulating film (and also on the substrate 1) in appropriate shapes and dimensions by general-purpose photolithography such as active ion etching (RIE) and etching (photoetching).
【0072】この場合、絶縁基板1として石英ガラス、
透明性結晶化ガラス、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や低透明性の結
晶化ガラスは使用できない。)の高耐熱性基板(8〜1
2インチφ、700〜800μm厚)が使用可能であ
る。また、段差4は、結晶性サファイア膜とともに後述
の単結晶シリコンのヘテロ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d0.1〜0.4μm、幅
w2〜10μm、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。なお、基板1の表面には、ガラス基板からのNaイ
オンなどの拡散防止のため、SiN膜(例えば50〜2
00nm厚)と必要に応じてシリコン酸化膜(以後Si
O2 膜と呼ぶ。)(例えば約100nm厚)を予め連続
形成してよい。In this case, quartz glass is used as the insulating substrate 1,
High heat-resistant substrates (8 to 1) made of transparent crystallized glass, ceramics, and the like (however, an opaque ceramic substrate or low-transparency crystallized glass cannot be used in a transmission type LCD described later).
2 inch φ, 700 to 800 μm thick) can be used. The step 4 serves as a seed for heteroepitaxial growth of single-crystal silicon, which will be described later, together with the crystalline sapphire film, and has a depth d of 0.1 to 0.4 μm, a width w of 2 to 10 μm, and a length (in the direction perpendicular to the paper surface). ) 10-20 μm
The angle between the base and the side (base angle) is a right angle. Note that a SiN film (for example, 50 to 2) is formed on the surface of the substrate 1 to prevent diffusion of Na ions and the like from the glass substrate.
00 nm thick) and a silicon oxide film (hereinafter referred to as Si
It is called an O 2 film. ) (For example, about 100 nm thick) may be continuously formed in advance.
【0073】次いで、図2の(5)に示すように、フォ
トレジスト2の除去後に、絶縁基板1の一主面におい
て、段差4を含む少なくともTFT形成領域に、結晶性
サファイア膜(厚さ20〜200nm)50を形成す
る。この結晶性サファイア膜50は、高密度プラズマC
VD法や、触媒CVD法(特開昭63−40314号公
報参照)等により、トリメチルアルミニウムガスなどを
酸化性ガス(酸素・水分)で酸化し、結晶化させて作成
する。絶縁基板1として高耐熱性ガラス基板(8〜12
インチφ、700〜800μm厚)が使用可能である。Then, as shown in FIG. 2 (5), after removing the photoresist 2, a crystalline sapphire film (thickness 20 μm) is formed on at least the TFT forming region including the step 4 on one main surface of the insulating substrate 1. (~ 200 nm) 50 is formed. This crystalline sapphire film 50 has a high density plasma C
It is prepared by oxidizing trimethylaluminum gas or the like with an oxidizing gas (oxygen / moisture) and crystallizing it by a VD method, a catalytic CVD method (see JP-A-63-40314), or the like. As the insulating substrate 1, a high heat-resistant glass substrate (8 to 12)
Inch φ, 700-800 μm thick) can be used.
【0074】次いで、図2の(6)に示すように、公知
の触媒CVD法やプラズマCVD法、スパッタ法などに
よって、段差4を含む結晶性サファイア膜50上の全面
に多結晶シリコン膜5を基板温度約100〜400℃で
数μm〜0.005μm(例えば0.1μm)の厚みに
堆積させる。なお、多結晶シリコン膜5に代えて、アモ
ルファスシリコン膜を形成してもよいが、以下、多結晶
シリコン膜を代表例として説明する。Then, as shown in FIG. 2 (6), a polycrystalline silicon film 5 is formed on the entire surface of the crystalline sapphire film 50 including the step 4 by a known catalytic CVD method, plasma CVD method, sputtering method or the like. The substrate is deposited to a thickness of several μm to 0.005 μm (for example, 0.1 μm) at a substrate temperature of about 100 to 400 ° C. Note that an amorphous silicon film may be formed in place of the polycrystalline silicon film 5, but a polycrystalline silicon film will be described below as a representative example.
【0075】次いで、図2の(7)に示すように、多結
晶シリコン膜5上に、インジウム膜6をトリメチルイン
ジウムのMOCVD法やスパッタ法、真空蒸着法によっ
て多結晶シリコン膜5の数10〜数100倍の厚さ(例
えば10〜15μm)に形成する。Then, as shown in FIG. 2 (7), the indium film 6 is formed on the polycrystalline silicon film 5 by the MOCVD method, the sputtering method, or the vacuum evaporation method of trimethylindium, the number of the polycrystalline silicon film 5 It is formed to have a thickness several hundred times (for example, 10 to 15 μm).
【0076】次いで、基板1を水素又は窒素−水素混合
物又はアルゴン−水素混合物等の水素系雰囲気下で10
00℃以下、特に900〜930℃に約5分間保持す
る。これによって、多結晶シリコン5はインジウム6の
溶融液に溶解する。この溶融液では、シリコンは本来の
析出温度よりもずっと低温で析出する性質を呈する。基
板1の加熱は、電気炉等を用いて基板全体を均一に加熱
する方法の他に、光レーザー、電子ビーム等によって、
所定の場所のみ、例えば、TFT形成領域のみを局部的
に加熱する方法も可能である。Next, the substrate 1 is placed in a hydrogen atmosphere such as hydrogen or a nitrogen-hydrogen mixture or an argon-hydrogen mixture for 10 minutes.
It is kept at a temperature of not more than 00 ° C, especially 900 to 930 ° C for about 5 minutes. As a result, the polycrystalline silicon 5 is dissolved in the indium 6 melt. In this melt, silicon exhibits the property of precipitating at a much lower temperature than the original deposition temperature. The heating of the substrate 1 may be performed by a method of uniformly heating the entire substrate using an electric furnace or the like, or by using an optical laser, an electron beam, or the like.
A method of locally heating only a predetermined location, for example, only a TFT formation region, is also possible.
【0077】次いで、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は、結晶性サファイア
膜50(更には段差4の底辺の角部)をシード(種)と
して図3の(8)に示すようにヘテロエピタキシャル成
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。Then, by gradually cooling, the silicon dissolved in the indium becomes the seed (seed) using the crystalline sapphire film 50 (further, the bottom corner of the step 4) as shown in FIG. As shown, heteroepitaxial growth is performed, and a P-type single crystal silicon layer 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm is deposited.
【0078】上記のようにして堆積した単結晶シリコン
層7は結晶性サファイア膜50が単結晶シリコンと良好
な格子整合を示すために、例えば(100)面が基板上
にヘテロエピタキシャル成長する。この場合、段差4も
グラフォエピタキシャル成長と称される公知の現象を加
味したヘテロエピタキシャル成長に寄与し、より結晶性
の高い単結晶シリコン層7が得られる。これについて
は、図9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ー
層を形成すると、図9(a)のようなランダムな面方位
であったものが図9(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10(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90°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 the single crystal silicon layer 7 deposited as described above, for example, the (100) plane is heteroepitaxially grown on the substrate in order for the crystalline sapphire film 50 to show good lattice matching with single crystal silicon. In this case, the step 4 also contributes to heteroepitaxial growth in consideration of a known phenomenon called graphoepitaxial growth, and a single crystal silicon layer 7 having higher crystallinity can be obtained. In this regard, as shown in FIG. 9, when a vertical wall such as the above-described step 4 is formed on an amorphous substrate (glass) 1 and an epitaxy layer is formed thereon, a random wall as shown in FIG. 9B, 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. Further, the shape of the step is shown in FIGS.
By changing variously as in (f), the crystal orientation of the growth layer can be controlled. 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. Usually, the bottom angle of the step 4 is desirably a right angle or 90 ° or less, and the corner of the bottom surface preferably has a slight curvature.
【0079】こうして、ヘテロ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
3の(9)のように、表面側に析出したインジウム膜6
Aを塩酸、硫酸などのよって溶解除去(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ボトムゲート型又は
トップゲート型MOSTFTの作製を行う。After the single-crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by heteroepitaxial growth, the indium film 6 deposited on the surface side as shown in FIG.
A is dissolved and removed with hydrochloric acid, sulfuric acid, or the like (in this case, post-processing is performed so as not to form a lower silicon oxide film), and a bottom gate type or top gate type MOS TFT using the single crystal silicon layer 7 as a channel region is manufactured. .
【0080】まず、上記のヘテロエピタキシャル成長に
よる単結晶シリコン層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B
+ )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
3の(10)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 layer 7 formed by the heteroepitaxial growth described above contains P due to indium.
However, since the P-type impurity concentration varies, the p-channel MOSTFT portion is masked with a photoresist (not shown), and P-type impurity ions (for example, B
+ ) Is doped at 10 kV with a dose of 2.7 × 10 11 atoms / cm 2 to adjust the specific resistance. Further, as shown in FIG. 3 (10), 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 + ).
65 is doped at 10 kV at a dose of 1 × 10 11 atoms / cm 2 to form an N-type well 7A.
【0081】次いで、図4の(11)に示すように、単
結晶シリコン層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SiO2 (約200
nm厚)とSiN(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(500〜6
00nm厚)を形成する。Next, as shown in (11) of FIG. 4, SiO 2 (about 200 μm) is formed on the entire surface of the single crystal silicon layer 7 by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like.
nm thick) and SiN (approximately 100 nm thick) in this order to form a gate insulating film 8, and further, a molybdenum-tantalum (Mo.Ta) alloy sputtered film 9 (500-6).
(Thickness: 00 nm).
【0082】次いで、図4の(12)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/SiO
2 )12とを形成し、単結晶シリコン層7を露出させ
る。(Mo・Ta)合金膜9は酸系エッチング液、Si
N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. 4 (12), the TFT in the display area is formed by a general-purpose photolithography technique.
Photoresist pattern 10 in the step region (in the concave portion)
Is formed, and (Mo.Ta) is obtained by continuous etching.
Alloy gate electrode 11 and gate insulating film (SiN / SiO
2 ) Step 12 is formed to expose the single crystal silicon layer 7. (Mo.Ta) alloy film 9 is made of an acid-based etching solution, Si
N is plasma-etched with CF 4 gas, and SiO 2 is processed with a hydrofluoric acid-based etchant.
【0083】次いで、図4の(13)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
(セルフアライン)に形成する。Next, as shown in (13) of FIG. 4, all of the nMOS and pMOSTFTs in the peripheral driving region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are formed by a 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 (self-aligned).
【0084】次いで、図5の(14)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+ 型
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 (14) of FIG. 5, 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.
【0085】次いで、図5の(15)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
P+ 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 FIG. 5 (15), the nMOSTFT in the peripheral driving region and the nMOST in the display region
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.
【0086】次いで、図5の(16)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
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 layer is removed by general-purpose photolithography and etching techniques. The etching solution is hydrofluoric acid.
【0087】次いで、図6の(17)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 (17) of FIG. 6, 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.
【0088】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.
【0089】次いで、図6の(18)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 (18) of FIG. 6, 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. .
【0090】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 +
H2 )中、約400℃/1hで、シンター処理する。Then, a sputtered film of aluminum or an aluminum alloy having a thickness of 500 to 600 nm, for example, aluminum containing 1% Si or aluminum or copper containing 1 to 2% copper is formed on the entire surface and is subjected to general-purpose photolithography and etching techniques to form a peripheral film. 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.
【0091】次いで、図6の(19)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 (19) of FIG. 6, an insulating film 36 consisting 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.
【0092】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7の(2
0)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7の(21)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, (2) in FIG.
0) As shown in FIG.
The photosensitive resin film 28 having a thickness of m is formed, and as shown in (21) of FIG. 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.
【0093】次いで、図7の(22)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。尚、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. 7 (22), aluminum or 1% Si
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 instead of the aluminum-based material in order to increase the reflectance.
【0094】以上のようにして、段差4を含む結晶性サ
ファイア膜50を高温ヘテロ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nMOSLDD−TFT、ボトム
ゲート型の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 single-crystal silicon layer 7 is formed using the crystalline sapphire film 50 including the step 4 as a seed for high-temperature heteroepitaxial growth, and the display section and the peripheral drive circuit section using the single-crystal silicon layer 7 are formed. In addition, a display-peripheral drive circuit unit-integrated active matrix substrate 30 incorporating a CMOS circuit including a top gate type nMOS LDD-TFT, a bottom gate type pMOSTFT, and an nMOSTFT can be manufactured.
【0095】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8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)
A method of manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIG. Hereinafter, this active matrix substrate is referred to as a TFT substrate.
【0096】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 manufacturing the liquid crystal cell of this LCD 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.
【0097】次いで、TFT基板30と対向基板32を
ラビング、又は光配向処理する。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, rubbing or photo-alignment treatment is performed on the TFT substrate 30 and the counter substrate 32. 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, the orientation other than rubbing,
A polymer alignment film can be formed by obliquely entering polarized light or non-polarized light (such a polymer compound includes, for example, a polymethyl methacrylate-based polymer having azobenzene).
【0098】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.
【0099】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, a spacer for obtaining a predetermined gap is sprayed on the counter substrate 32 side, and is 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.
【0100】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.
【0101】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.
【0102】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.
【0103】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.
【0104】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。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.
【0105】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.
【0106】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 above-mentioned reflection type LCD, the counter 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.
【0107】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, as the TFT substrate 30, 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.
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).
【0108】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。[0108] 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.
【0109】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.
【0110】(a)所定形状/寸法の段差4を設けた基
板1に結晶性サファイア膜50を形成し、これをシード
として高温ヘテロエピタキシャル成長(但し、成長時の
加熱温度は900〜930℃と比較的低温)させること
により、540cm2 /v・sec以上の高い電子移動
度の単結晶シリコン層7が得られるので、高性能ドライ
バ内蔵のLCDの製造が可能となる。この場合、段差4
はこのエピタキシャル成長を促進するため、より結晶性
の高い単結晶シリコン層7を得ることができる。(A) A crystalline sapphire film 50 is formed on a substrate 1 provided with a step 4 having a predetermined shape / dimension, and this is used as a seed to perform high-temperature heteroepitaxial growth (however, the heating temperature during growth is compared with 900 to 930 ° C.). (A low temperature), a single crystal silicon layer 7 having a high electron mobility of 540 cm 2 / v · sec or more can be obtained, so that an LCD with a built-in high-performance driver can be manufactured. In this case, step 4
In order to promote this epitaxial growth, a single crystal silicon layer 7 having higher crystallinity can be obtained.
【0111】(b)この単結晶シリコン層は、従来のア
モルファスシリコン層や多結晶シリコン層に比べて、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ボトムゲート型MOST
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
結晶シリコン層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nMOS又
はpMOS又はcMOSのLDD構造の表示用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) Since the single crystal silicon layer exhibits high electron and hole mobilities comparable to those of a single crystal silicon substrate as compared with a conventional amorphous silicon layer or polycrystalline silicon layer, the single crystal silicon bottom Gate type MOST
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 layer 7 shows a sufficiently high hole mobility,
A peripheral drive circuit for driving electrons and holes alone or in combination of both can be manufactured, and a panel in which this is integrated with an nMOS, pMOS or cMOS LDD display TFT 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.
【0112】(c)そして、上記した多結晶シリコン
(又はアモルファスシリコン)層5はプラズマ又は減圧
CVD(化学的気相成長:基板温度100〜400℃)
などの方法で形成でき、上記した低融点金属層6は真空
蒸着法又はスパッタ法などの方法で形成でき、更に、上
記したヘテロエピタキシャル成長時の加熱処理温度は9
30℃以下が可能であるから、絶縁基板上に比較的低温
(例えば900〜930℃以下)で単結晶シリコン層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を使用
することができる。(C) The polycrystalline silicon (or amorphous silicon) layer 5 is formed by plasma or low pressure CVD (chemical vapor deposition: substrate temperature of 100 to 400 ° C.).
The low melting point metal layer 6 can be formed by a method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method.
Since a temperature of 30 ° C. or lower is possible, the single-crystal silicon layer 7 is formed on the insulating substrate at a relatively low temperature (for example, 900 to 930 ° C. or lower).
Can be formed uniformly. In addition, as a substrate,
Quartz glass, crystallized glass, a ceramic substrate, or the like can be used.
【0113】(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, costly manufacturing equipment is not required, and cost can be reduced. .
【0114】(e)この高温ヘテロエピタキシャル成長
では、結晶性サファイア膜等の結晶性、インジウム・シ
リコン組成比、段差の形状、基板加熱温度、冷却速度、
添加するN型又はP型キャリア不純物濃度等の調整によ
り、広範囲のP型不純物濃度と高移動度の単結晶シリコ
ン層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 heteroepitaxial growth, the crystallinity of the crystalline sapphire film and the like, the indium-silicon composition ratio, the shape of the step, the substrate heating temperature, the cooling rate,
By adjusting the N-type or P-type carrier impurity concentration to be added, a wide range of P-type impurity concentration and high mobility single crystal silicon layer can be easily obtained, so that Vth (threshold) adjustment is easy and low. High-speed operation by resistance is possible.
【0115】(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 unit, cost reduction can be realized by improving the aperture ratio and luminance of the display panel, omitting a color filter substrate, improving productivity, and the like.
【0116】(g)結晶性サファイア膜などの上記物質
層は、様々な原子の拡散バリアになるため、ガラス基板
からの不純物の拡散を抑制することができる。(G) Since the above-mentioned material layer such as a crystalline sapphire film serves as a diffusion barrier for various atoms, diffusion of impurities from the glass substrate can be suppressed.
【0117】<第2の実施の形態>図15は、本発明の
第2の実施の形態を示すものである。<Second Embodiment> FIG. 15 shows a second embodiment of the present invention.
【0118】本実施の形態では、上述の第1の実施の形
態と同様のアクティブマトリクス反射型LCDに関する
ものであるが、上述の第1の実施の形態と比べて、図2
の(5)の工程後に、図15の(6)に示すように、段
差4を含む結晶性サファイア膜50上の全面にまず、例
えばインジウム膜6をスパッタ法又は真空蒸着法で例え
ば10〜20μmの厚みに形成する。The present embodiment relates to an active matrix reflective LCD similar to the above-described first embodiment, but is different from the first embodiment in FIG.
After the step (5), as shown in FIG. 15 (6), first, for example, an indium film 6 is formed on the entire surface of the crystalline sapphire film 50 including the step 4 by, for example, 10 to 20 μm by sputtering or vacuum evaporation. Formed to a thickness of
【0119】次いで、図15の(7)に示すように、公
知のプラズマCVD法によって、インジウム膜6上にア
モルファスシリコン膜5を数μm〜0.005μm(例
えば0.1μm)の厚みに堆積させる。Next, as shown in FIG. 15 (7), an amorphous silicon film 5 is deposited on the indium film 6 to a thickness of several μm to 0.005 μm (for example, 0.1 μm) by a known plasma CVD method. .
【0120】この場合、シリコン膜の形成温度は、低融
点金属6の融点(インジウムは融点156℃、ガリウム
の場合は融点29.77℃)を大幅に越えないようにす
べきであるから、多結晶シリコン膜形成(600〜65
0℃)は困難である。従って、プラズマCVDにより、
アモルファスシリコン膜5をインジウム膜6上に形成す
る。In this case, the temperature at which the silicon film is formed should not significantly exceed the melting point of the low melting point metal 6 (indium: 156 ° C., gallium: 29.77 ° C.). Crystalline silicon film formation (600-65
0 ° C.) is difficult. Therefore, by plasma CVD,
An amorphous silicon film 5 is formed on the indium film 6.
【0121】次いで、基板1を水素系雰囲気下で100
0℃以下(特に900〜930℃)に約5分間保持す
る。これによって、アモルファスシリコン膜5はインジ
ウムの溶融液に溶解する。Next, the substrate 1 was placed in a hydrogen-based atmosphere for 100 hours.
Hold at 0 ° C. or lower (particularly 900 to 930 ° C.) for about 5 minutes. Thereby, the amorphous silicon film 5 is dissolved in the indium melt.
【0122】次いで、徐々に冷却することによって、イ
ンジウム溶融液に溶解したシリコンは、結晶性サファイ
ア膜50(更には段差4)をシード(種)として図15
の(8)に示すようにヘテロエピタキシャル成長し、厚
さ例えば0.1μm程度の単結晶シリコン層7として析
出する。Then, by gradually cooling, the silicon dissolved in the indium melt was used as the seed (seed) using the crystalline sapphire film 50 (and the step 4) as a seed.
As shown in (8), heteroepitaxial growth is performed, and a single-crystal silicon layer 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm is deposited.
【0123】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.
【0124】こうして、ヘテロ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、上
述した第1の実施の形態と同様に、表面側のインジウム
を塩酸などによって溶解除去し、更に単結晶シリコン層
7に所定の処理を施す工程を経て表示部及び周辺駆動回
路部の各TFTの作製を行う。After the single-crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by heteroepitaxial growth, indium on the surface side is dissolved and removed with hydrochloric acid or the like as in the first embodiment, and the single-crystal silicon layer is further removed. Through a step of performing a predetermined process on the silicon layer 7, each TFT of the display section and the peripheral drive circuit section is manufactured.
【0125】本実施の形態では、段差4上に低融点金属
層6を形成し、この上にアモルファスシリコン層5を形
成した後、加熱溶融、冷却処理しているが、低融点金属
の溶融液からの単結晶シリコンのヘテロエピタキシャル
成長は、既述した実施の形態と同様に生じる。In the present embodiment, the low melting point metal layer 6 is formed on the step 4, the amorphous silicon layer 5 is formed thereon, and then heated and melted and cooled. The heteroepitaxial growth of single crystal silicon from silicon occurs in the same manner as in the above-described embodiment.
【0126】<第3の実施の形態>図16は、本発明の
第3の実施の形態を示すものである。<Third Embodiment> FIG. 16 shows a third embodiment of the present invention.
【0127】本実施の形態は、上述の第1の実施の形態
と同様のアクティブマトリクス反射型LCDに関するも
のであるが、上述の第1の実施の形態と比べて、図2の
(5)の工程後に、図16の(6)に示すように、段差
4を含む結晶性サファイア膜50上の全面に、所定量
(例えば約1重量%)のシリコンを含有する例えばイン
ジウム膜6Aをスパッタ法又は真空蒸着法で例えば10
〜20μmの厚みに形成する。The present embodiment relates to an active matrix reflective LCD similar to the above-described first embodiment, but is different from the above-described first embodiment in that FIG. After the step, as shown in FIG. 16 (6), for example, an indium film 6A containing a predetermined amount (for example, about 1% by weight) of silicon is sputtered on the entire surface of the crystalline sapphire film 50 including the step 4. For example, 10
It is formed to a thickness of 2020 μm.
【0128】次いで、基板1を水素系雰囲気下で100
0℃以下(特に900〜930℃)に約5分間保持す
る。これによって、上記のシリコンはインジウムの溶融
液に溶解する。Next, the substrate 1 was placed in a hydrogen-based atmosphere for 100 hours.
Hold at 0 ° C. or lower (particularly 900 to 930 ° C.) for about 5 minutes. Thereby, the silicon is dissolved in the indium melt.
【0129】次いで、徐々に冷却することによって、イ
ンジウム溶融液に溶解したシリコンは、結晶性サファイ
ア膜50(更には段差4)をシード(種)として図16
の(7)に示すようにヘテロエピタキシャル成長し、厚
さ例えば0.1μm程度の単結晶シリコン層7として析
出する。Next, by gradually cooling, the silicon dissolved in the indium melt is used as the seed (seed) using the crystalline sapphire film 50 (and the step 4) as a seed.
As shown in (7), heteroepitaxial growth is performed, and a single-crystal silicon layer 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm is deposited.
【0130】この場合、単結晶シリコン層7は上述した
と同様に(100)面が基板上にヘテロエピタキシャル
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 (100) plane of the single-crystal silicon layer 7 is heteroepitaxially grown on the substrate in the same manner as described above.
By changing variously as in (f), the crystal orientation of the growth layer can be controlled.
【0131】こうして、ヘテロ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、上
述した第1の実施の形態と同様に、表面側のインジウム
を塩酸などによって溶解除去し、更に単結晶シリコン層
7に所定の処理を施す工程を経て表示部及び周辺駆動回
路部の各TFTの作製を行う。After the single-crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by heteroepitaxial growth, indium on the surface side is dissolved and removed with hydrochloric acid or the like as in the first embodiment, and the single-crystal silicon layer is further removed. Through a step of performing a predetermined process on the silicon layer 7, each TFT of the display section and the peripheral drive circuit section is manufactured.
【0132】本実施の形態では、段差4上にシリコンを
含有する低融点金属層6Aを形成した後、加熱溶融、冷
却処理しているが、低融点金属の溶融液からの単結晶シ
リコンのヘテロエピタキシャル成長は、既述した実施の
形態と同様に生じる。In this embodiment, after the low-melting-point metal layer 6A containing silicon is formed on the step 4, heat melting and cooling are performed. Epitaxial growth occurs in the same manner as in the above-described embodiment.
【0133】<第4の実施の形態>図17〜図19につ
いて、本発明の第4の実施の形態を説明する。<Fourth Embodiment> Referring to FIGS. 17 to 19, a fourth embodiment of the present invention will be described.
【0134】本実施の形態は、上述の第1の実施の形態
と比べて、同様のトップゲート型MOSTFTを表示部
に、ボトムゲート型MOSTFTを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
6の(19)に示す工程までは同様であるが、その工程
後に、図17の(20)に示すように、絶縁膜25、3
6に表示用TFTのドレイン部コンタクト用の窓開け1
9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。In this embodiment, as compared with the above-described first embodiment, a similar top gate type MOSTFT is provided in a display portion and a bottom gate type MOSTFT is provided in a peripheral drive circuit portion. Unlike the embodiment, the present invention relates to a transmission type LCD. That is, the steps from (1) in FIG. 1 to the step shown in (19) in FIG. 6 are the same, but after that step, as shown in (20) in FIG.
6 Open window for drain contact of display TFT 1
At the same time as Step 9, unnecessary portions of the SiO 2 , PSG and SiN films in the pixel openings are removed to improve the transmittance.
【0135】次いで、図17の(21)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 (21) of FIG.
A photosensitive acrylic transparent resin flattening film 28B having a thickness of 2 to 3 μm is formed on the entire surface by spin coating or the like, and a window is opened in the transparent resin 28B on the drain side of the display TFT by general-purpose photolithography. Let it cure.
【0136】次いで、図17の(22)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. 17 (22),
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.
【0137】そして、図18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.
【0138】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 transmission type LCD, an on-chip color filter (OCCF) structure and an on-chip black (OCB) structure can be manufactured as follows.
【0139】即ち、図1の(1)〜図6の(18)まで
の工程は上記の工程に準じて行うが、その後、図19の
(19)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。[0139] That is, steps up in FIG. 1 (1) of the to 6 (18) is carried out according to the above process, but then, as shown in (19) in FIG. 19, 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.
【0140】次いで、図19の(20)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19の(21)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 (20) of FIG.
After forming a photoresist 61 having a predetermined thickness (1 to 1.5 μm) in which each color of R, G, and B is dispersed in a pigment for each segment, as shown in (21) 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.
【0141】次いで、図19の(21)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 (21) 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).
【0142】次いで、図19の(22)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 (22) 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.
【0143】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.
【0144】<第5の実施の形態>本発明の第5の実施
の形態を説明する。<Fifth Embodiment> A fifth embodiment of the present invention will be described.
【0145】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)4及び結晶性サファイア膜50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
ン層を低温ヘテロエピタキシャル成長させ、これを用い
てボトムゲート型MOSTFT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 the present embodiment, the above-mentioned steps (concave portions) 4 and the crystalline sapphire film 50 are formed on a glass substrate having a low strain point, and these are used as seeds for indium / gallium / silicon or gallium / silicon melts. The present invention relates to an active matrix reflection type liquid crystal display (LCD) in which a crystalline silicon layer is heteroepitaxially grown at a low temperature and a bottom gate type MOSTFT is formed using the epitaxial layer.
【0146】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.
【0147】そして、上述と同様に段差4及び結晶性サ
ファイア膜50、更には多結晶シリコン層5を形成した
後、図2の(7)に示す工程で、多結晶シリコン膜5上
に、インジウム・ガリウム膜(又はガリウム膜)をトリ
メチルインジウムガリウムやトリメチルガリウムのMO
CVD法やスパッタ法、真空蒸着法によって多結晶シリ
コン膜5の数10〜数100倍の厚さ(例えば10〜2
0μm)に形成する。After the step 4, the crystalline sapphire film 50, and the polycrystalline silicon layer 5 are formed in the same manner as described above, indium is formed on the polycrystalline silicon film 5 in the step shown in FIG.・ The gallium film (or gallium film) is made of MO of trimethylindium gallium or trimethylgallium.
The thickness (for example, 10 to 2 times) of the polycrystalline silicon film 5 by several tens to several hundreds times by the CVD method, the sputtering method, or the vacuum evaporation method.
0 μm).
【0148】次いで、基板1を水素系雰囲気下で300
〜600℃(又は420〜600℃)に約5分間保持す
る。これによって、多結晶シリコン5(又はアモルファ
スシリコン)はインジウム・ガリウムの溶融液又はガリ
ウムの溶融液に溶解する。この溶融液では、シリコンは
本来の析出温度よりもずっと低温で析出する性質を呈す
る。Next, the substrate 1 was placed in a hydrogen-based atmosphere for 300 hours.
Hold at ~ 600C (or 420-600C) for about 5 minutes. As a result, the polycrystalline silicon 5 (or amorphous silicon) is dissolved in the melt of indium gallium or the melt of gallium. In this melt, silicon exhibits the property of precipitating at a much lower temperature than the original deposition temperature.
【0149】次いで、徐々に冷却することによって、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
3の(8)に示すようにヘテロエピタキシャル成長し、
厚さ例えば0.1μm程度の単結晶シリコン層7として
析出する。Then, by gradually cooling, the silicon dissolved in the indium gallium (or gallium) is used as a seed at the bottom corner of the step 4 as shown in FIG. Heteroepitaxial growth
It is deposited as a single-crystal silicon layer 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm.
【0150】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10(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.
By changing variously as in (f), the crystal orientation of the growth layer can be controlled.
【0151】こうして、低温ヘテロ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3の(9)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 heteroepitaxial growth in this manner, the indium-gallium (or gallium) on the surface side is removed with hydrochloric acid, sulfuric acid or the like as shown in FIG. Dissolve and remove.
【0152】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及びボトムゲート型のMOST
FTの作製を行う。また図8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。After that, using the single crystal silicon layer 7, the top gate type and bottom gate type MOSTs are formed in the display section and the peripheral drive circuit section in the same manner as in the first embodiment.
FT is manufactured. The structure shown in FIG. 8 may be similarly applied to the present embodiment.
【0153】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.
【0154】(a)ガラス基板1上に、約300〜60
0℃又は420〜600℃と更に低温でのヘテロエピタ
キシャル成長により、単結晶シリコン層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 single crystal silicon layer 7 can be formed uniformly by heteroepitaxial growth at a lower temperature of 0 ° C. or 420 to 600 ° C.
【0155】(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、単結晶シリコン層を形成で
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、単結晶シリコン
層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50〜200
nm程度)を形成すればよい。しかし、これは、サファ
イア膜50の拡散防止作用によって、省略可能である。(B) Therefore, since a single-crystal silicon layer 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: thickness 50 to 200)
nm). However, this can be omitted due to the diffusion preventing action of the sapphire film 50.
【0156】(c)この低温ヘテロ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、加熱温度、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層が容易に
得られるので、Vth調整が容易で低抵抗化による高速
動作が可能である。(C) In this low-temperature heteroepitaxial growth, a single-crystal silicon layer having a wide range of P-type impurity concentration and high mobility can be easily formed by adjusting the indium / gallium composition ratio of the indium / gallium film, the heating temperature, the cooling rate, and the like. Therefore, Vth adjustment is easy and high-speed operation can be performed by lowering the resistance.
【0157】<第6の実施の形態>本発明の第6の実施
の形態を説明する。<Sixth Embodiment> A sixth embodiment of the present invention will be described.
【0158】本実施の形態は、上述の第5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4の実施の形態で述べたと同様、インジウ
ム・ガリウム膜を用いた低温ヘテロエピタキシャル成長
によって単結晶シリコン層を形成することができる。This embodiment relates to a transmissive LCD as compared with the above-described fifth embodiment, and its manufacturing process is similar to that of the above-described fourth embodiment, except that an indium gallium film is formed. A single crystal silicon layer can be formed by the used low-temperature heteroepitaxial growth.
【0159】そして、この単結晶シリコン層を用い、上
述した第4の実施の形態で述べたと同様、図17〜図1
9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。Using this single crystal silicon layer, as described in the above-described fourth embodiment, FIGS.
The transmission type LCD can be manufactured by the process shown in FIG. However, an opaque ceramic substrate or an opaque or low transmittance organic substrate is not suitable.
【0160】従って、本実施の形態では、上述した第5
の実施の形態及び第4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層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 fifth
It is possible to have both excellent functions and effects of the fourth embodiment and the fourth 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 layer 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.
【0161】<第7の実施の形態>図20〜図28は、
本発明の第7の実施の形態を示すものである。<Seventh Embodiment> FIGS. 20 to 28 show
14 shows a seventh embodiment of the present invention.
【0162】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ボトムゲート型の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 has a bottom 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.
【0163】即ち、図20(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20(B)に示す表示
部にはボトムゲート型のnMOSLDD−TFT、図2
0(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、周辺駆動回路部のボトムゲート型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。That is, FIG. 20A shows a top gate type nMOS LDD-T similar to that of the above-described first embodiment.
Although the FT is provided in the display portion, the display portion shown in FIG. 20B has a bottom-gate type nMOS LDD-TFT, and FIG.
The display part shown in FIG. 0 (C) 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 bottom 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.
【0164】なお、図20(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周
辺駆動回路部のボトムゲート型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20(C)のデュアルゲート型MOST
FTにおいて、下部ゲート部はボトムゲート型MOST
FTと同様であるが、上部ゲート部は、ゲート絶縁膜8
2をSiO2 膜とSiN膜で形成し、この上に上部ゲー
ト電極83を設けている。但し、いずれにおいても、ヘ
テロエピタキシャル成長時のシードであると同時に単結
晶シリコン層の成長を促進し、その結晶性を高める作用
を有する段差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 drawing 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. A channel region using a single crystal silicon layer similar to that of the bottom gate type MOSTFT is formed. Also, the dual gate type MOST shown in FIG.
In the FT, the lower gate portion is a bottom gate type MOST
FT is the same as FT, but the upper gate is
2 is formed of a SiO 2 film and a SiN film, on which an upper gate electrode 83 is provided. However, in each case, each gate portion is formed outside the step 4 which acts as a seed during heteroepitaxial growth and at the same time promotes the growth of the single crystal silicon layer and has the effect of increasing the crystallinity.
【0165】次に、上記のボトムゲート型MOSTFT
の製造方法を図21〜図25で、上記のデュアルゲート
型MOSTFTの製造方法を図26〜図28でそれぞれ
説明する。なお、周辺駆動回路部のボトムゲート型MO
STFTの製造方法は図1〜図7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
21 to 25, and a method of manufacturing the above-mentioned dual gate type MOSTFT will be described with reference to FIGS. 26 to 28, respectively. In addition, the bottom gate type MO of the peripheral drive circuit section
The method of manufacturing the STFT is the same as that described with reference to FIGS.
【0166】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21の(1)に示すよう
に図1の(1)と同じ工程において、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
In order to manufacture the FT, first, as shown in FIG. 21A, a sputtered film 71 of a molybdenum / tantalum (Mo.Ta) alloy is formed on the substrate 1 in the same step as FIG.
(500-600 nm thick).
【0167】次いで、図21の(2)に示すように、図
1の(2)と同じ工程において、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71aが台形状に2
0〜45度でなだらかに傾斜したゲート電極71を形成
する。Then, as shown in FIG. 21 (2), in the same step as FIG. 1 (2), a photoresist 70 is formed in a predetermined pattern, and using this as a mask, Mo.Ta is used.
The film 9 is taper-etched so that the side end 71a has
A gate electrode 71 that is gently inclined at 0 to 45 degrees is formed.
【0168】次いで、図21の(3)に示すように、図
1の(3)と同じ工程において、フォトレジスト70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10
0nm厚)72とSiO2 膜(約200nm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 (3) of FIG. 21, in the same step as (3) of FIG. 1, after removing the photoresist 70, the substrate 1 including the molybdenum-tantalum alloy film 71 is formed on the substrate 1 by a plasma CVD method. The SiN film (about 10
A gate insulating film is formed by laminating a 0 nm thick film 72 and a SiO 2 film (about 200 nm thick) 73 in this order.
【0169】次いで、図21の(4)に示すように、図
2の(4)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、結晶性サファイア
膜とともに後述の単結晶シリコンのヘテロエピタキシャ
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. 21, in the same step as (4) of FIG. 2, 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 in the later-described hetero-epitaxial growth of single crystal silicon together with the crystalline sapphire film, and has a depth d = 0.3.
0.40.4 μm, width w = 2-3 μm, length (perpendicular to the paper surface) = 10-20 μm, and the angle between the base and the side (base angle) is a right angle.
【0170】次いで、図21の(5)に示すように、フ
ォトレジスト2の除去後に、図2の(5)と同じ工程に
おいて、上述したと同様に絶縁基板1の一主面におい
て、段差4を含む少なくともTFT形成領域に、結晶性
サファイア膜(厚さ20〜200nm)50を形成す
る。Then, as shown in FIG. 21 (5), after removing the photoresist 2, in the same step as in FIG. 2 (5), a step 4 is formed on one main surface of the insulating substrate 1 as described above. A crystalline sapphire film (thickness: 20 to 200 nm) 50 is formed in at least the TFT formation region including
【0171】次いで、図22の(6)に示すように、図
2の(6)と同じ工程において、多結晶シリコン膜5を
形成する。Then, as shown in FIG. 22 (6), a polycrystalline silicon film 5 is formed in the same step as in FIG. 2 (6).
【0172】次いで、図22の(7)に示すように、図
2の(7)と同じ工程においてインジウム(又はインジ
ウム・ガリウム又はガリウム)膜6を堆積させる。Next, as shown in FIG. 22 (7), an indium (or indium-gallium or gallium) film 6 is deposited in the same step as in FIG. 2 (7).
【0173】次いで、図22の(8)に示すように、図
3の(8)と同じ工程において、単結晶シリコンをヘテ
ロエピタキシャル成長し、厚さ例えば0.1μm程度の
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71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. 22 (8), in the same step as FIG. 3 (8), single crystal silicon is heteroepitaxially grown to form a single crystal silicon layer 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm. Let it. At this time, the side end 71a of the underlying gate electrode 71 has a gentle slope, so that epitaxial growth due to the step 4 is not hindered and the single-crystal silicon layer 7
Will grow.
【0174】次いで、図22の(9)に示すように、イ
ンジウム等の膜6A除去し、更に図3の(10)〜図4
の(12)の工程を経た後、図22の(10)に示すよ
うに、図4の(13)と同じ工程において、表示部のn
MOSTFT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
トずれが生じにくい。Next, as shown in FIG. 22 (9), the film 6A of indium or the like is removed, and further, as shown in FIG. 3 (10) to FIG.
After the step (12), as shown in (10) of FIG. 22, in the same step as (13) of FIG.
The gate portion of the MOSTFT is covered with a photoresist 13, and the exposed source / drain regions of the nMOSTFT are doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14 to form N −.
An LDD portion 15 made of a mold layer is formed 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, and the photoresist 13
(Mask alignment) is easy to perform, and alignment deviation hardly occurs.
【0175】次いで、図23の(11)に示すように、
図5の(14)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 (11) of FIG.
In the same step as (14) in FIG. 5, the gate portion and the LDD portion of the nMOS TFT are covered with a photoresist 16 and the exposed region is doped (ion-implanted) with phosphorus or arsenic ion 17 to form an N + type layer of the nMOS TFT. The source part 18 and the drain part 19 are formed.
【0176】次いで、図23の(12)に示すように、
図5の(15)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 (12) of FIG.
In the same step as (15) in FIG. 5, the entire nMOS TFT is covered with the photoresist 20 and the boron ions 2
Doping (ion implantation) into the peripheral drive circuit
A source portion and a drain portion of the P + layer of the MOSTFT are formed.
【0177】次いで、図23の(13)に示すように、
図5の(16)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 (16) in FIG. 5, a photoresist 24 is provided to make the active element part and the passive element part islands, and the single crystal silicon layer is selectively removed by general-purpose photolithography and etching techniques.
【0178】次いで、図23の(14)に示すように、
図6の(17)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層を上述したと同様に活性化処理す
る。Next, as shown in (14) of FIG.
In the same step as (17) 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 layer is activated in the same manner as described above.
【0179】次いで、図24の(15)に示すように、
図6の(18)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. 24 (15),
In the same step as (18) in FIG. 6, 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 aluminum sputtered film 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. Thereafter, sintering is performed in a forming gas at about 400 ° C. for 1 hour.
【0180】次いで、図24の(16)に示すように、
図6の(19)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 (16) of FIG.
In the same step as (19) 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.
【0181】次いで、図24の(17)に示すように、
図7の(20)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24の
(18)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 (17) of FIG.
In the same step as (20) in FIG. 7, 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 (18) 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 including 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.
【0182】次いで、図24の(18)に示すように、
図7の(21)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 (18) of FIG.
In the same step as (21) 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.
【0183】以上のようにして、結晶性サファイア膜5
0及び段差4をヘテロ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nMOSLDD−TFT(周辺部ではボト
ムゲート型のpMOSTFT及びnMOSTFT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 crystalline sapphire film 5
A bottom gate type nMOS LDD-TFT (a CMOS drive circuit including a bottom gate type pMOSTFT and an nMOSTFT in a peripheral portion) is formed on a display unit using the single crystal silicon layer 7 formed with the 0 and the step 4 as seeds for heteroepitaxial growth. The integrated active matrix substrate 30 of the display section and the peripheral drive circuit section can be manufactured.
【0184】図25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. 25 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.
【0185】即ち、図21の(2)の工程後に、図25
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
a2O5 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.
【0186】この後の工程は、図25の(4)に示すよ
うに、図21の(4)〜図22の(9)の工程と同様に
して段差4、更には結晶性サファイア膜50を形成し、
単結晶シリコン層7をヘテロエピタキシャル成長した
後、図22の(10)〜図24の(18)の工程と同様
にして図25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. 25 (4), steps 4 and further the crystalline sapphire film 50 are formed in the same manner as in the steps (4) to (9) of FIGS. Forming
After the single crystal silicon layer 7 is heteroepitaxially grown, an active matrix substrate 30 is manufactured as shown in FIG. 25 (5) in the same manner as in the steps (10) to (18) of FIG.
【0187】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21の(1)〜
図22の(9)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.
Steps up to (9) in FIG. 22 are performed in the same manner as described above.
【0188】即ち、図26の(10)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、結
晶性サファイア膜50及び段差4をシードとして単結晶
シリコン層7をヘテロエピタキシャル成長させる。次い
で、図4の(11)と同じ工程において、単結晶シリコ
ン層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100
nm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(500〜600nm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 (10) of FIG. 26, a step 4 is formed on the insulating films 72 and 73 and the substrate 1, and a single-crystal silicon layer 7 is formed using the crystalline sapphire film 50 and the step 4 as seeds. Hetero-epitaxial growth. Next, in the same step as (11) in FIG. 4, an SiO 2 film (about 200 nm thick) and a SiN film (about 100 nm thick) are formed on the entire surface of the single crystal silicon layer 7 by plasma CVD, catalytic CVD, or the like.
Insulating film 80 (this corresponds to the above-mentioned insulating film 8) is formed successively in this order to form a sputtered film 81 of Mo.Ta alloy (500-600 nm thick) (this is the above-mentioned sputtered film). (Corresponding to the film 9).
【0189】次いで、図26の(11)に示すように、
図4の(12)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、単結晶シリコン層
7を露出させる。Next, as shown in FIG. 26 (11),
In the same step as (12) in FIG. 4, a photoresist pattern 10 is formed, and Mo.
A Ta 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 layer 7.
【0190】次いで、図26の(12)に示すように、
図4の(13)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-
型層のLDD部15を形成する。Next, as shown in FIG. 26 (12),
In the same step as (13) in FIG. 4, the top gate portion of the nMOSTFT is covered with the photoresist 13, and the exposed source / drain regions of the display nMOSTFT are doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14 to form N −.
The LDD part 15 of the mold layer is formed.
【0191】次いで、図26の(13)に示すように、
図5の(14)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. 26 (13),
In the same step as (14) in FIG. 5, the gate portion and the LDD portion of the nMOS TFT are covered with a photoresist 16 and the exposed region is doped (ion-implanted) with phosphorus or arsenic ion 17 to form an N + type layer of the nMOS TFT. The source part 18 and the drain part 19 are formed.
【0192】次いで、図27の(14)に示すように、
図5の(15)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 (14) of FIG.
In the same step as (15) in FIG. 5, the gate portion of the pMOSTFT is covered with a photoresist 20 and boron ions 21 are doped (ion-implanted) in the exposed region, and the source of the P + layer of the pMOSTFT in the peripheral drive circuit portion is formed. And a drain part are formed.
【0193】次いで、図27の(15)に示すように、
図5の(16)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. 27 (15),
In the same step as (16) in FIG. 5, a photoresist 24 is provided in order to make the active element section and the passive element section into islands, and the single crystal silicon layer other than the active element section and the passive element section is subjected to general-purpose photolithography and etching techniques. To remove selectively.
【0194】次いで、図27の(16)に示すように、
図6の(17)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 FIG. 27 (16),
In the same step as (17) 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.
【0195】次いで、図27の(17)に示すように、
図6の(18)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 FIG. 27 (17),
In the same step as (18) in FIG. 6, 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.
【0196】次いで、図28の(18)に示すように、
図6の(19)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 (18) of FIG.
In the same step as (19) 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.
【0197】次いで、図28の(19)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28の(20)に示すように、図7
の(21)、(22)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ための凹凸形状
のアルミニウム等の反射部29を形成する。Next, as shown in FIG. 28 (19),
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.
In the same manner as in the steps (21) and (22), the lower part of the reflection surface composed of the roughened surface 28A is formed at least in the pixel portion, and at the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened. A reflection portion 29 made of aluminum or the like having an uneven shape for obtaining optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics is connected to the drain portion 19 of the TFT for use.
【0198】以上のようにして、結晶性サファイア膜5
0及び段差4をヘテロ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nMOSLDDTFTを、周辺駆動回路
部にボトムゲート型のpMOSTFT及びnMOSTF
T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 crystalline sapphire film 5
Using a single-crystal silicon layer 7 formed as a seed for heteroepitaxial growth with a 0 and a step 4, a dual gate type nMOSLDD TFT is used for the display unit, and a bottom gate type pMOSTFT and nMOSTF are used for the peripheral drive circuit unit.
A display-peripheral drive circuit unit integrated type active matrix substrate 30 incorporating a CMOS drive circuit made of T can be manufactured.
【0199】<第8の実施の形態>図29〜図34は、
本発明の第8の実施の形態を示すものである。<Eighth Embodiment> FIGS. 29 to 34 show
14 shows an eighth embodiment of the present invention.
【0200】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, an aluminum alloy such as aluminum containing 1% Si, aluminum containing 1 to 2% copper, copper or the like. It is made of a material with low heat resistance.
【0201】まず、表示部にトップゲート型MOSTF
Tを、周辺駆動回路にボトムゲート型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3の(10)までの工程は同様に行って、
図29の(10)に示すように、周辺駆動回路部のpM
OSTFT部にN型ウエル7Aを形成する。First, the top gate type MOSTF
In the case where a bottom gate type MOSTFT is provided in the peripheral drive circuit, T is the same as that in FIG.
Steps (1) to (10) in FIG. 3 are performed in the same manner.
As shown in (10) of FIG. 29, the pM
An N-type well 7A is formed in the OSTFT portion.
【0202】次いで、図29の(11)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1
3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5×10
13atoms/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. 29 (11),
All of the nMOS and pMOSTFTs in the peripheral drive region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are photoresist 1
3 and cover the exposed source / drain regions of the nMOS TFT with phosphorus ions 14 at, for example, 20 kV and 5 × 10 5
By doping (ion implantation) at a dose of 13 atoms / cm 2 , an LDD portion 15 made of an N − -type layer is formed in a self-aligned manner.
【0203】次いで、図30の(12)に示すように、
周辺駆動領域のpMOSTFT全部と、周辺駆動領域の
nMOSTFTのゲート部と、表示領域のnMOSTF
T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
20kV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+
型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. 30 (12),
All of the pMOSTFTs in the peripheral drive area, the gates of the nMOSTFTs in the peripheral drive area, and the nMOSTFs in the display area.
The gate of T and the LDD portion are covered with a photoresist 16, and the exposed region is doped (ion-implanted) with phosphorus or arsenic ion 17 at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 at, for example, 20 kV to form an nMOS TFT. N +
LDD with Source 18 and Drain 19 Made of Mold Layer
The part 15 is 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.
【0204】次いで、図30の(13)に示すように、
周辺駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOS
TFT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P+ 層のソース部22及びドレイン部23を形成す
る。Next, as shown in FIG. 30 (13),
NMOS TFT in peripheral drive area and nMOS in display area
The entirety of the TFT and the gate of the pMOSTFT are covered with a photoresist 20, and boron ions 21
(Ion implantation) at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 at 10 kV, for example,
The source part 22 and the drain part 23 of the P + layer are formed.
【0205】次いで、レジスト20の除去後に、図30
の(14)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
11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 (14), 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. The gate electrode material layer 11 can be formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method.
【0206】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31の(15)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, in the same manner as described above, after patterning each gate section, the active element section and the passive element section 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.
【0207】次いで、図31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、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. 31 (16),
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.
【0208】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 500-600 nm thick aluminum or aluminum containing 1% Si 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 techniques. 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.
【0209】次いで、図6の(19)〜図7の(22)
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、ボトムゲート型のpMOST
FT及びnMOSTFT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, (19) in FIG. 6 to (22) in FIG.
A top gate type nMOS LDD-TFT and a bottom gate type pMOST having a gate electrode of aluminum or aluminum containing 1% Si, respectively, in the display section and the peripheral drive circuit section using the single crystal silicon layer 7 in the same manner as described above.
A display-peripheral drive circuit unit integrated type active matrix substrate 30 incorporating a CMOS drive circuit composed of FT and nMOSTFT can be manufactured.
【0210】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、トップ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MOSTF
T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 treatment of the single crystal silicon layer 7, so that the influence of heat during the activation treatment is not affected by the gate electrode. Since it has no relation to the heat resistance of the material, the heat resistance of the top gate electrode material is relatively low, and even low-cost aluminum or aluminum containing 1% Si can be used. This is because the display unit has a bottom gate type MOSTF
The same applies to the case of T.
【0211】次に、表示部にデュアルゲート型MOST
FT、周辺駆動回路はボトムゲート型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2
1の(1)〜図22の(9)までの工程は同様に行っ
て、図32の(10)に示すように、周辺駆動回路部の
pMOSTFT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 drive circuit are provided with a bottom gate type MOSTFT, FIG.
Steps (1) to (9) in FIG. 22 are performed in the same manner, and an N-type well 7A is formed in the pMOSTFT portion of the peripheral drive circuit as shown in (10) in FIG.
【0212】次いで、図32の(11)に示すように、
図29の(11)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. 32 (11),
In the same manner as (11) of FIG. 29, the LDD part 15 is formed by doping the TFT part of the display part with phosphorus ions 14.
【0213】次いで、図33の(12)に示すように、
図30の(12)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
+ 型ソース領域18及びドレイン領域19をそれぞれ形
成する。Next, as shown in FIG. 33 (12),
In the same manner as in (12) of FIG. 30, the nMOSTFT portion of the display portion and the peripheral drive circuit portion is doped with phosphorus ions 17 to form N
A + type source region 18 and a drain region 19 are formed respectively.
【0214】次いで、図33の(13)に示すように、
図30の(13)と同様にして周辺駆動回路部のpMO
STFT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 FIG. 33 (13),
The pMO of the peripheral drive circuit unit is similar to (13) of FIG.
The STFT portion is doped with boron ions 21 to form a P + type source region 22 and a drain region 23, respectively.
【0215】次いで、レジスト20の除去後に、図33
の(14)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34の(15)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80を形成する。Next, after removing the resist 20, FIG.
As shown in (14) of FIG. 34, after patterning the single-crystal silicon layer 7 to make the active element portion and the passive element portion into islands, as shown in (15) of FIG. An activation process is performed in the same manner as described above, and a gate insulating film 80 is formed on the surface.
【0216】次いで、図34の(16)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等をパターニ
ングして、表示部の各上部ゲート電極83を形成する。Next, as shown in FIG. 34 (16),
The upper gate electrode 83 of the display section is formed by patterning aluminum or the like formed over the entire surface by a sputtering method.
【0217】次いで、図34の(17)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 FIG. 34 (17),
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.
【0218】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、アルミニウム等をゲート電極とするデュアルゲート
型のnMOSLDD−TFT、ボトムゲート型のpMO
STFT及びnMOSTFT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 in 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 used. A dual gate type nMOS LDD-TFT and a bottom gate type pMO using aluminum or the like as a gate electrode are respectively provided in the peripheral drive circuit section.
The display-peripheral drive circuit unit-integrated active matrix substrate 30 incorporating the CMOS drive circuit constituted by the STFT and the nMOSTFT can be manufactured.
【0219】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、トップゲート電
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34の(16)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 this embodiment, since the gate electrode 83 made of aluminum or the like is formed after the activation process of the single crystal silicon layer 7, the influence of heat during the activation process is different from the heat resistance of the gate electrode material. Since it is irrelevant, even a low-cost aluminum or the like can be used as the top gate electrode material with relatively low heat resistance, and the range of choice of the electrode material is widened. The source electrode 26 (and also the drain electrode) can be formed at the same time in the step (16) of FIG. 34, but in this case, there is an advantage in the manufacturing method.
【0220】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又はデ
ュアルゲート型MOSTFTを作製するに際し、図35
(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35(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, when fabricating a bottom gate type, a top gate type, or a dual gate type MOSTFT, FIG.
As schematically shown in FIG. 2A, when the step 4 is provided, the single crystal silicon film 7 grown thereon may be thin, resulting in step disconnection (poor connection) or thinning (increase in resistance). In order to surely connect to the source electrode 26 (or the drain electrode), it is desirable that the electrode be deposited on a region including the step 4, as shown in FIGS.
【0221】なお、図29の(11)の工程又は図32
の(11)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。The process shown in FIG. 29 (11) or FIG.
In the step (11), after the formation of the top gate insulating film on the single crystal silicon layer 7, ion implantation and activation may be performed, and then the top gate electrode, the source, and the drain electrode may be simultaneously formed of aluminum.
【0222】また、上記した段差4は、図36(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36(B)に示
すように、基板1上の結晶性サファイア膜50(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。この結晶性サファイア
膜50の代わりに、或いはこの結晶性サファイア膜の下
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。結晶性サファイア膜50に段差
4を設けた例を図36(C)、(D)、(E)にそれぞ
れ例示した。Further, as shown in FIG. 36 (A), the above-described step 4 is formed on the substrate 1 (and further on the substrate
For example, as shown in FIG. 36B, a crystalline sapphire film 50 (which has a function of stopping diffusion of ions from the glass substrate 1) is formed on the substrate 1 as shown in FIG. You can also. The gate insulating films 72 and 73 described above may be provided instead of the crystalline sapphire film 50 or under the crystalline sapphire film, and the step 4 may be formed thereon. FIGS. 36 (C), (D), and (E) illustrate examples in which the steps 4 are provided in the crystalline sapphire film 50.
【0223】<第9の実施の形態>図37〜図39は、
本発明の第9の実施の形態を示すものである。<Ninth Embodiment> FIGS. 37 to 39 show
It shows a ninth embodiment of the present invention.
【0224】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 the present embodiment, various examples in which each TFT is formed outside the above-described step 4 (ie, 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.
【0225】まず、図37はトップゲート型TFT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12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. 37 shows a top gate type TFT. FIG. 37 (a) shows that a recess 4 due to a step is formed on one side of the source side along the source region, and single crystal silicon is formed on the flat surface of the substrate other than the recess. A gate insulating film 12 and a gate electrode 11 are formed on the layer 7. Similarly, (b) shows an example in which the recess 4 due to the step is formed in an L-shaped pattern over two sides along the channel length direction up to the end of the drain region as well as the source region, and (c) shows the same recess 4 An example in which a rectangular shape is formed over four sides so as to surround a TFT active region is shown. (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. Recess 4-
It is not continuous between four.
【0226】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.
【0227】図38は、ボトムゲート型MOSTFTの
場合であるが、図37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
8(a)は図37(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38(b)は図3
7(b)に、図38(c)は図37(c)や(d)に対
応した例を示す。図38(d)は結晶性サファイア膜5
0に段差4を設けた場合である。FIG. 38 shows the case of a bottom gate type MOSTFT, but the steps (or recesses) 4 of various patterns shown in FIG. 37 can be formed in the same manner. That is, FIG.
FIG. 8A is an example corresponding to FIG. 37A, in which a bottom gate type MOSTFT is formed on a flat surface other than the recess 4 due to the step. Similarly, FIG. 38B shows FIG.
FIG. 7C shows an example corresponding to FIGS. 37C and 37D. FIG. 38D shows the crystalline sapphire film 5.
This is a case where a step 4 is provided at 0.
【0228】図39は、デュアルゲート型MOSTFT
の場合であるが、これも図37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37(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. 39 shows a dual gate type MOSTFT.
In this case, the steps (or recesses) 4 of the various patterns shown in FIG. 37 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.
【0229】<第10の実施の形態>図40〜図42
は、本発明の第10の実施の形態を示すものである。<Tenth Embodiment> FIGS. 40 to 42
Shows a tenth embodiment of the present invention.
【0230】図40の例は、自己整合型LDD構造のT
FT、例えばトップゲート型LDD−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. 40 shows an example of a T-type LDD structure having a self-aligned structure.
The present invention relates to an FT, for example, a double gate type MOSTFT in which a plurality of top gate type LDD-TFTs are connected.
【0231】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、LD
D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. Further, 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 D transistors are connected, the required area can be prevented from increasing. In addition, the above-mentioned first and second
Can be completely separated from each other and operated independently.
【0232】図41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. 41 shows an example of a bottom gate type MOSTF.
T has a double-gate structure (A) and dual-gate MOSTFT has a double-gate structure (B).
【0233】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。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.
【0234】図42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. 42 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.
【0235】<第11の実施の形態>図43は、本発明
の第11の実施の形態を示すものであって、nMOST
FT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。<Eleventh Embodiment> FIG. 43 shows an eleventh embodiment of the present invention.
In the FT dual-gate type TFT, one of the upper and lower gates is operated as a transistor.
The other gate is operated as follows.
【0236】即ち、図43(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43(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. 43A 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. 43B, 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.
【0237】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, but 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.
【0238】<第12の実施の形態>図44〜図50
は、本発明の第12の実施の形態を示すものである。<Twelfth Embodiment> FIGS. 44 to 50
Shows a twelfth embodiment of the present invention.
【0239】本実施の形態は、基板には上述した如き段
差(凹部)を設けず、基板の平坦面上に上述した物質層
(例えば結晶性サファイア膜)を形成し、この物質層を
シードとして単結晶シリコン層をヘテロエピタキシャル
成長させ、これを用いてトップゲート型MOSTFTを
表示部に、ボトムゲート型MOSTFTを周辺駆動回路
部に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 the present embodiment, the above-mentioned material layer (for example, a crystalline sapphire film) is formed on a flat surface of the substrate without providing the steps (recesses) as described above on the substrate, and this material layer is used as a seed. The present invention relates to an active matrix reflective liquid crystal display device (LCD) in which a single-crystal silicon layer is heteroepitaxially grown, and a top gate type MOSTFT is used as a display unit and a bottom gate type MOSTFT is used as a peripheral drive circuit unit.
【0240】図44〜図50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44〜図49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。The active matrix reflective LCD according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 44 to 49, 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.
【0241】まず、図44の(1)に示すように、石英
ガラス、透明性結晶化ガラスなどの絶縁基板1の一主面
において、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。First, as shown in FIG. 44A, a sputtered film 71 (500) of a molybdenum / tantalum (Mo.Ta) alloy is formed on one main surface of an insulating substrate 1 such as quartz glass or transparent crystallized glass.厚 600 nm thick).
【0242】次いで、図44の(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71をテーパエッチングし、側端
部71a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 (2) of FIG. 44, a photoresist 70 is formed in a predetermined pattern, and using this as a mask, the Mo / Ta film 71 is taper-etched so that the side end 71a has a trapezoidal shape. A gate electrode 71 that is gently inclined at an angle of about 45 degrees is formed.
【0243】次いで、図44の(3)に示すように、フ
ォトレジスト70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
200nm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. 44 (3), after removing the photoresist 70, an SiN film (about 100 nm thick) 72 is formed on the substrate 1 including the molybdenum-tantalum alloy film 71 by a plasma CVD method or the like. And a SiO 2 film (about 200 nm thick) 73 are laminated in this order to form a gate insulating film.
【0244】次いで、図45の(4)に示すように、絶
縁基板1の一主面上において、少なくともTFT形成領
域に、結晶性サファイア膜(厚さ20〜200nm)5
0を形成する。この結晶性サファイア膜50は、高密度
プラズマCVD法や、触媒CVD法(特開昭63−40
314号公報参照)等により、トリメチルアルミニウム
ガスなどを酸化性ガス(酸素・水分)で酸化し、結晶化
させて作成する。絶縁基板1として高耐熱性ガラス基板
(8〜12インチφ、700〜800μm厚)が使用可
能である。Next, as shown in FIG. 45D, a crystalline sapphire film (thickness: 20 to 200 nm) 5 is formed on at least the TFT forming region on one main surface of the insulating substrate 1.
0 is formed. This crystalline sapphire film 50 is formed by a high-density plasma CVD method or a catalytic CVD method (Japanese Patent Laid-Open No. 63-40 / 1988).
314, etc.), and oxidize a trimethylaluminum gas or the like with an oxidizing gas (oxygen / moisture) and crystallize it. A high heat-resistant glass substrate (8 to 12 inches φ, 700 to 800 μm thick) can be used as the insulating substrate 1.
【0245】次いで、図45の(5)に示すように、図
2の(6)と同様に、公知の触媒CVD法やプラズマC
VD法、スパッタ法などによって、結晶性サファイア膜
50上の全面に多結晶シリコン膜5を基板温度約100
〜400℃で数μm〜0.005μm(例えば0.1μ
m)の厚みに堆積させる。Next, as shown in (5) of FIG. 45, similarly to (6) of FIG.
A polycrystalline silicon film 5 is formed on the entire surface of the crystalline sapphire film 50 by a VD method, a sputtering method, or the like, at a substrate temperature of about 100.
Several μm to 0.005 μm (e.g., 0.1 μm
m).
【0246】次いで、図45の(6)に示すように、多
結晶シリコン膜5上に、インジウム膜6をトリメチルイ
ンジウムのMOCVD法やスパッタ法、真空蒸着法によ
って多結晶シリコン膜5の数10〜数100倍の厚さ
(例えば10〜15μm)に形成する。なお、インジウ
ム膜6に代えて、インジウム・ガリウム又はガリウム膜
も適用可能であるが、以下、インジウム膜を代表例とし
て説明する。Next, as shown in FIG. 45 (6), the indium film 6 is formed on the polycrystalline silicon film 5 by the MOCVD method, the sputtering method, or the vacuum deposition method of trimethylindium, the number of the polycrystalline silicon film 5 It is formed to have a thickness several hundred times (for example, 10 to 15 μm). Note that, instead of the indium film 6, an indium gallium or gallium film can be applied, but the indium film will be described below as a representative example.
【0247】次いで、基板1を水素又は窒素−水素混合
物又はアルゴン−水素混合物等の水素系雰囲気下で10
00℃以下、特に900〜930℃に約5分間保持す
る。これによって、多結晶シリコン5はインジウム6の
溶融液に溶解する。この溶融液では、シリコンは本来の
析出温度よりもずっと低温で析出する性質を呈する。基
板1の加熱は、電気炉等を用いて基板全体を均一に加熱
する方法の他に、光レーザー、電子ビーム等によって、
所定の場所のみ、例えば、TFT形成領域のみを局部的
に加熱する方法も可能である。Next, the substrate 1 is placed in a hydrogen atmosphere such as hydrogen or a nitrogen-hydrogen mixture or an argon-hydrogen mixture for 10 minutes.
It is kept at a temperature of not more than 00 ° C, especially 900 to 930 ° C for about 5 minutes. As a result, the polycrystalline silicon 5 is dissolved in the indium 6 melt. In this melt, silicon exhibits the property of precipitating at a much lower temperature than the original deposition temperature. The heating of the substrate 1 may be performed by a method of uniformly heating the entire substrate using an electric furnace or the like, or by using an optical laser, an electron beam, or the like.
A method of locally heating only a predetermined location, for example, only a TFT formation region, is also possible.
【0248】次いで、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は、結晶性サファイア
膜50をシード(種)として図45の(7)に示すよう
にヘテロ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。Then, by gradually cooling, the silicon dissolved in the indium is heteroepitaxially grown as shown in FIG. 45 (7) using the crystalline sapphire film 50 as a seed, and has a thickness of, for example, 0%. .1 μm
A P-type single crystal silicon layer 7 is deposited.
【0249】上記のようにして堆積した単結晶シリコン
層7は結晶性サファイア膜50が単結晶シリコンと良好
な格子整合を示すために、例えば(100)面が基板上
にヘテロエピタキシャル成長する。In the single-crystal silicon layer 7 deposited as described above, for example, the (100) plane is heteroepitaxially grown on the substrate in order for the crystalline sapphire film 50 to exhibit good lattice matching with single-crystal silicon.
【0250】こうして、ヘテロ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
46の(8)に示すように、表面のインジウム膜6Aを
塩酸、硫酸などによって溶解除去し、更に上述したと同
様にして、単結晶シリコン層7をチャンネル領域とする
トップゲート型又はボトムゲート型MOSTFTの作製
を行う。After the single crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by heteroepitaxial growth, the indium film 6A on the surface is dissolved and removed with hydrochloric acid, sulfuric acid or the like as shown in FIG. In the same manner as described above, a top-gate or bottom-gate MOSTFT using the single crystal silicon layer 7 as a channel region is manufactured.
【0251】まず、上記のエピタキシャル成長による単
結晶シリコン層7の全面にP型キャリア不純物、例えば
ボロンイオンを適量ドーピングして比抵抗を調整する。
また、pMOSTFT形成領域のみ、選択的にN型キャ
リア不純物をドーピングしてN型ウエルを形成する。例
えば、pチャンネルTFT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B+ )を1
0kV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3の(1
0)で述べたと同様に、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, a specific resistance is adjusted by doping a suitable amount of a P-type carrier impurity, for example, boron ion, over the entire surface of the single-crystal silicon layer 7 formed by the epitaxial growth.
Further, only the pMOSTFT formation region is selectively doped with an N-type carrier impurity to form an N-type well. For example, a p-channel TFT portion is masked with a photoresist (not shown), and P-type impurity ions (for example, B + ) are
Doping is performed at 0 kV at a dose of 2.7 × 10 11 atoms / cm 2 to adjust the specific resistance. Also, (1) in FIG.
As described in (0), 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 + ) 65 are formed.
At a dose of 1 × 10 11 atoms / cm 2 at 10 kV to form an N-type well 7A.
【0252】次いで、図46の(9)に示すように、単
結晶シリコン層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SiO2 (約200
nm厚)とSiN(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(500〜6
00nm厚)を形成する。Next, as shown in (9) of FIG. 46, SiO 2 (about 200 μm) is formed on the entire surface of the single crystal silicon layer 7 by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like.
nm thick) and SiN (approximately 100 nm thick) in this order to form a gate insulating film 8, and further, a molybdenum-tantalum (Mo.Ta) alloy sputtered film 9 (500-6).
(Thickness: 00 nm).
【0253】次いで、図46の(10)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TF
T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 (10) of FIG.
The TF of the display area is obtained by using general-purpose photolithography technology.
A photoresist pattern 10 is formed in each step region (in the concave portion) between the T portion and the TFT portion in the peripheral drive region,
A gate electrode 11 of (Mo.Ta) alloy and a gate insulating film (SiN / SiO 2 ) 12 are formed by continuous etching, and the single crystal silicon layer 7 is exposed. (Mo ・
The Ta) alloy film 9 is treated with an acid-based etching solution, SiN is treated with plasma etching of CF 4 gas, and SiO 2 is treated with a hydrofluoric acid-based etching solution.
【0254】次いで、図46の(11)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1
3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5×10
13atoms/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 FIG. 46 (11),
All of the nMOS and pMOSTFTs in the peripheral drive region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are photoresist 1
3 and cover the exposed source / drain regions of the nMOS TFT with phosphorus ions 14 at, for example, 20 kV and 5 × 10 5
By doping (ion implantation) at a dose of 13 atoms / cm 2, the LDD portion 15 made of an N − -type layer is formed in a self-aligned manner (self-aligned).
【0255】次いで、図47の(12)に示すように、
周辺駆動領域のpMOSTFT全部と、周辺駆動領域の
nMOSTFTのゲート部と、表示領域のnMOSTF
T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
20kV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+
型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 (12) of FIG.
All of the pMOSTFTs in the peripheral drive area, the gates of the nMOSTFTs in the peripheral drive area, and the nMOSTFs in the display area.
The gate of T and the LDD portion are covered with a photoresist 16, and the exposed region is doped (ion-implanted) with phosphorus or arsenic ion 17 at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 at, for example, 20 kV to form an nMOS TFT. N +
LDD with Source 18 and Drain 19 Made of Mold Layer
The part 15 is formed.
【0256】次いで、図47の(13)に示すように、
周辺駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOS
TFT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P+ 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
pMOSTFTが無いので、不要な作業である。Next, as shown in FIG. 47 (13),
NMOS TFT in peripheral drive area and nMOS in display area
The entirety of the TFT and the gate of the pMOSTFT are covered with a photoresist 20, and boron ions 21
(Ion implantation) at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 at 10 kV, for example,
The source part 22 and the drain part 23 of the P + layer are formed. This operation is unnecessary since the nMOS peripheral drive circuit does not have a pMOS TFT.
【0257】次いで、図47の(14)に示すように、
TFT、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 (14) of FIG.
A photoresist 24 is provided to make an active element portion such as a TFT and a diode, and a passive element portion such as a resistor and an inductance into an island, and a single crystal other than the active element portion and the passive element portion in all of the peripheral driving region and the display region. The silicon layer is removed by general-purpose photolithography and etching techniques. The etching solution is hydrofluoric acid.
【0258】次いで、図48の(15)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。Next, as shown in (15) 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 by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like to form a protective film 25. .
【0259】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.
【0260】次いで、図48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、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 (16) of FIG.
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.
【0261】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 source electrodes 26 of all the TFTs in the peripheral drive circuit and the display section are formed by general-purpose photolithography and etching techniques. 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.
【0262】次いで、図48の(17)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S
iN膜は除去する必要はない。Next, as shown in (17) of FIG.
An insulating film 36 made of a PSG film (about 300 nm thick) and a SiN film (about 300 nm thick) is formed on the entire surface by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like. Next, a contact window is opened in the drain portion of the display TFT. It should be noted that SiO 2 , PSG and S
It is not necessary to remove the iN film.
【0263】次いで、図7の(20)で述べたと同様の
目的で、図49の(18)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48の(19)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。Next, for the same purpose as described in (20) of FIG. 7, as shown in (18) of FIG. 49, 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. 48, as shown in FIG. 48 (19), by using general-purpose photolithography and etching techniques, a concavo-convex pattern is formed at least in the pixel portion to obtain optimal reflection characteristics and viewing angle characteristics, and is reflowed to form a concavo-convex rough surface 28A. The lower surface of the reflecting surface is formed. At the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened.
【0264】次いで、図48の(20)に示すように、
全面に400〜500nm厚のアルミニウム又は1%S
i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2
9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。尚、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 (20) of FIG.
400-500 nm thick aluminum or 1% S 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 i-containing aluminum or the like.
9 is formed. 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 instead of the aluminum-based material in order to increase the reflectance.
【0265】以上のようにして、結晶性サファイア膜5
0を高温ヘテロ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nMOSLDD−TFT、ボトムゲート型のpM
OSTFT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 crystalline sapphire film 5
0 is used as a seed for high-temperature heteroepitaxial growth to form a single-crystal silicon layer 7, and a top gate type nMOS LDD-TFT and a bottom gate type pM are formed in a display portion and a peripheral drive circuit portion using the single crystal silicon layer 7, respectively.
The display-peripheral drive circuit unit-integrated active matrix substrate 30 in which a CMOS circuit composed of an OSTFT and an nMOSTFT is manufactured can be manufactured.
【0266】こうして得られたアクティブマトリクス基
板(駆動基板)30を用いて、図8で述べたと同様にし
て図50の反射型液晶表示装置(LCD)を製造する。Using the active matrix substrate (drive substrate) 30 thus obtained, the reflection type liquid crystal display (LCD) shown in FIG. 50 is manufactured in the same manner as described with reference to FIG.
【0267】本実施の形態では、上述した第1の実施の
形態で述べた優れた効果が得られることは明らかであ
る。その上、基板1に段差を設けることなしに結晶性サ
ファイア膜50のみによって単結晶シリコン層7をヘテ
ロエピタキシャル成長させているので、段差の形成工程
を省略し、より製造工程を簡略化できると共に、成長す
る単結晶シリコン層の段切れ等の問題も解消できること
になる。In this embodiment, it is clear that the excellent effects described in the first embodiment can be obtained. In addition, since the single-crystal silicon layer 7 is heteroepitaxially grown only by the crystalline sapphire film 50 without providing a step on the substrate 1, the step of forming the step can be omitted, and the manufacturing process can be further simplified and the growth can be simplified. Thus, problems such as disconnection of the single crystal silicon layer can be solved.
【0268】<第13の実施の形態>図51は、本発明
の第13の実施の形態を示すものである。<Thirteenth Embodiment> FIG. 51 shows a thirteenth embodiment of the present invention.
【0269】本実施の形態では、上述の第12の実施の
形態と同様のアクティブマトリクス反射型LCDに関す
るものであるが、上述の第12の実施の形態と比べて、
図45の(4)の工程後に、図51の(5)に示すよう
に、結晶性サファイア膜50上の全面にまず、例えばイ
ンジウム膜6をスパッタ法又は真空蒸着法で例えば10
〜20μmの厚みに形成する。This embodiment relates to an active matrix reflective LCD similar to the above-described twelfth embodiment, but is different from the above-described twelfth embodiment.
After the step (4) in FIG. 45, as shown in (5) in FIG. 51, first, for example, an indium film 6 is formed on the entire surface of the crystalline sapphire film 50 by sputtering or vacuum evaporation, for example, for 10 minutes.
It is formed to a thickness of 2020 μm.
【0270】次いで、図51の(6)に示すように、公
知のプラズマCVD法によって、インジウム膜6上にア
モルファスシリコン膜5を数μm〜0.005μm(例
えば0.1μm)の厚みに堆積させる。Next, as shown in FIG. 51 (6), an amorphous silicon film 5 is deposited on the indium film 6 to a thickness of several μm to 0.005 μm (for example, 0.1 μm) by a known plasma CVD method. .
【0271】この場合、シリコン膜の形成温度は、低融
点金属6の融点(インジウムは融点156℃、ガリウム
の場合は融点29.77℃)を大幅に越えないようにす
べきであるから、多結晶シリコン膜形成(600〜65
0℃)は困難である。従って、プラズマCVDにより、
アモルファスシリコン膜5をインジウム膜6上に形成す
る。In this case, the temperature for forming the silicon film should not greatly exceed the melting point of the low-melting metal 6 (indium: 156 ° C., gallium: 29.77 ° C.). Crystalline silicon film formation (600-65
0 ° C.) is difficult. Therefore, by plasma CVD,
An amorphous silicon film 5 is formed on the indium film 6.
【0272】次いで、基板1を水素系雰囲気下で100
0℃以下(特に900〜930℃)に約5分間保持す
る。これによって、アモルファスシリコン膜5はインジ
ウムの溶融液に溶解する。Next, the substrate 1 was placed in a hydrogen-based atmosphere for 100 hours.
Hold at 0 ° C. or lower (particularly 900 to 930 ° C.) for about 5 minutes. Thereby, the amorphous silicon film 5 is dissolved in the indium melt.
【0273】次いで、徐々に冷却することによって、イ
ンジウム溶融液に溶解したシリコンは、結晶性サファイ
ア膜50をシード(種)として図51の(7)に示すよ
うにヘテロエピタキシャル成長し、厚さ例えば0.1μ
m程度の単結晶シリコン層7として析出する。Then, by gradually cooling, the silicon dissolved in the indium melt liquid is heteroepitaxially grown as shown in FIG. 51 (7) using the crystalline sapphire film 50 as a seed, and has a thickness of, for example, 0. .1μ
A single crystal silicon layer 7 having a thickness of about m is deposited.
【0274】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。In this case, the (100) plane of the single-crystal silicon layer 7 is epitaxially grown on the substrate in the same manner as described above.
【0275】こうして、ヘテロ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、上
述した第12の実施の形態と同様に、表面側のインジウ
ムを塩酸などによって溶解除去し、更に単結晶シリコン
層7に所定の処理を施す工程を経て表示部及び周辺駆動
回路部の各TFTの作製を行う。After the single crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by heteroepitaxial growth, indium on the surface side is dissolved and removed with hydrochloric acid or the like as in the twelfth embodiment. Through a step of performing a predetermined process on the silicon layer 7, each TFT of the display section and the peripheral drive circuit section is manufactured.
【0276】本実施の形態では、結晶性サファイア膜5
0上に低融点金属層6を形成し、この上にアモルファス
シリコン層5を形成した後、加熱溶融、冷却処理してい
るが、低融点金属の溶融液からの単結晶シリコンのヘテ
ロエピタキシャル成長は、既述した実施の形態と同様に
生じる。In this embodiment, the crystalline sapphire film 5
A low melting point metal layer 6 is formed on the substrate 0, an amorphous silicon layer 5 is formed thereon, and then heat melting and cooling are performed. However, heteroepitaxial growth of single crystal silicon from a low melting point metal melt is performed by: This occurs in the same manner as in the above-described embodiment.
【0277】<第14の実施の形態>図52は、本発明
の第14の実施の形態を示すものである。<Fourteenth Embodiment> FIG. 52 shows a fourteenth embodiment of the present invention.
【0278】本実施の形態は、上述の第12の実施の形
態と同様のアクティブマトリクス反射型LCDに関する
ものであるが、上述の第1の実施の形態と比べて、図4
5の(4)の工程後に、図52の(5)に示すように、
結晶性サファイア膜50上の全面に、所定量(例えば約
1重量%)のシリコンを含有する例えばインジウム膜6
Aをスパッタ法又は真空蒸着法で例えば10〜20μm
の厚みに形成する。This embodiment relates to an active matrix reflective LCD similar to the twelfth embodiment described above, but differs from the first embodiment in FIG.
After the step (4) of FIG. 5, as shown in FIG. 52 (5),
On the entire surface of the crystalline sapphire film 50, for example, an indium film 6 containing a predetermined amount (for example, about 1% by weight) of silicon.
A is sputtered or vacuum deposited, for example, 10 to 20 μm
Formed to a thickness of
【0279】次いで、基板1を水素系雰囲気下で100
0℃以下(特に900〜930℃)に約5分間保持す
る。これによって、上記のシリコンはインジウムの溶融
液に溶解する。Next, the substrate 1 was placed in a hydrogen-based atmosphere for 100 hours.
Hold at 0 ° C. or lower (particularly 900 to 930 ° C.) for about 5 minutes. Thereby, the silicon is dissolved in the indium melt.
【0280】次いで、徐々に冷却することによって、イ
ンジウム溶融液に溶解したシリコンは、結晶性サファイ
ア膜50をシード(種)として図52の(6)に示すよ
うにヘテロエピタキシャル成長し、厚さ例えば0.1μ
m程度の単結晶シリコン層7として析出する。Then, by gradually cooling, the silicon dissolved in the indium melt is heteroepitaxially grown as shown in FIG. 52 (6) using the crystalline sapphire film 50 as a seed, and has a thickness of, for example, 0%. .1μ
A single crystal silicon layer 7 having a thickness of about m is deposited.
【0281】この場合、単結晶シリコン層7は上述した
と同様に(100)面が基板上にヘテロエピタキシャル
成長したものである。In this case, the (100) plane of the single crystal silicon layer 7 is heteroepitaxially grown on the substrate in the same manner as described above.
【0282】こうして、ヘテロ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、上
述した第12の実施の形態と同様に、表面側のインジウ
ムを塩酸などによって溶解除去し、更に単結晶シリコン
層7に所定の処理を施す工程を経て表示部及び周辺駆動
回路部の各TFTの作製を行う。After depositing single-crystal silicon layer 7 on substrate 1 by heteroepitaxial growth, indium on the surface side is dissolved and removed with hydrochloric acid or the like as in the twelfth embodiment. Through a step of performing a predetermined process on the silicon layer 7, each TFT of the display section and the peripheral drive circuit section is manufactured.
【0283】本実施の形態では、結晶性サファイア膜5
0上にシリコンを含有する低融点金属層6Aを形成した
後、加熱溶融、冷却処理しているが、低融点金属の溶融
液からの単結晶シリコンのヘテロエピタキシャル成長
は、既述した実施の形態と同様に生じる。In this embodiment, the crystalline sapphire film 5
After the formation of the low-melting metal layer 6A containing silicon on the substrate 0, heat melting and cooling are performed. However, the heteroepitaxial growth of single-crystal silicon from the melt of the low-melting metal is performed according to the above-described embodiment. The same occurs.
【0284】<第15の実施の形態>図53〜図55に
ついて、本発明の第15の実施の形態を説明する。<Fifteenth Embodiment> A fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0285】本実施の形態は、上述の第12の実施の形
態と比べて、同様のトップゲート型MOSTFTを表示
部に、ボトムゲート型MOSTFTを周辺駆動回路部に
有するが、上述の第12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45の(1)
から図48の(17)に示す工程までは同様であるが、
その工程後に、図53の(18)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。In this embodiment, as compared with the twelfth embodiment, a similar top gate type MOSTFT is provided in a display portion and a bottom gate type MOSTFT is provided in a peripheral drive circuit portion. Unlike the embodiment, the present invention relates to a transmission type LCD. That is, (1) of FIG.
To the step shown in FIG. 48 (17) are the same,
After that step, as shown in FIG. 53 (18), a window 19 for contacting the drain portion of the display TFT is opened in the insulating films 25 and 36, and at the same time, unnecessary pixel openings are required to improve transmittance. The SiO 2 , PSG and SiN films are removed.
【0286】次いで、図53の(19)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. 53 (19),
A photosensitive acrylic transparent resin flattening film 28B having a thickness of 2 to 3 μm is formed on the entire surface by spin coating or the like, and a window is opened in the transparent resin 28B on the drain side of the display TFT by general-purpose photolithography. Let it cure.
【0287】次いで、図53の(20)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 (20) of FIG.
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.
【0288】そして、図54に示すように、対向基板3
2と組み合わせ、上述の第8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 transmission type LCD is assembled in the same manner as in the eighth 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.
【0289】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.
【0290】即ち、図44の(1)〜図48の(16)
までの工程は上記の工程に準じて行うが、その後、図5
5の(17)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。That is, (1) in FIG. 44 to (16) in FIG.
Are performed according to the above-described steps.
As shown in FIG. 5 (17), a drain portion of the PSG / SiO 2 insulating film 25 is also opened to form an aluminum buried layer 41A for a drain electrode, and then a SiN / PSG insulating film 36 is formed.
【0291】次いで、図55の(18)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55の(19)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は使用できない。Next, as shown in (18) of FIG.
After forming a photoresist 61 having a predetermined thickness (1 to 1.5 μm) in which each color of R, G, and B is dispersed in a pigment for each segment, as shown in (19) 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. An opaque ceramic substrate cannot be used.
【0292】次いで、図55の(19)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 FIG. 55 (19),
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).
【0293】次いで、図55の(20)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 FIG. 55 (20),
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.
【0294】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.
【0295】<第16の実施の形態>図56〜図64
は、本発明の第16の実施の形態を示すものである。<Sixteenth Embodiment> FIGS. 56 to 64
Shows a sixteenth embodiment of the present invention.
【0296】本実施の形態では、周辺駆動回路部は上述
した第12の実施の形態と同様のボトムゲート型のpM
OSTFT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 has a bottom gate pM similar to that of the twelfth embodiment.
It is composed of a CMOS drive circuit composed of an OSTFT and an nMOSTFT. The display section is of a reflection type, but has various combinations of TFTs having various gate structures.
【0297】即ち、図56(A)は、上述した第12の
実施の形態と同様のトップゲート型のnMOSLDD−
TFTを表示部に設けているが、図56(B)に示す表
示部にはボトムゲート型のnMOSLDD−TFT、図
56(C)に示す表示部にはデュアルゲート型のnMO
SLDD−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、周辺駆動回路部のボトムゲート型M
OSTFT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。That is, FIG. 56A shows a top gate type nMOS LDD-same as in the twelfth embodiment described above.
Although a TFT is provided in the display portion, a bottom gate type nMOS LDD-TFT is provided in the display portion shown in FIG. 56B, and a dual gate type nMO LD-TMO is provided in the display portion shown in FIG.
An SLDD-TFT is provided. As will be described later, the bottom gate type MFT of the peripheral drive circuit section is used for both of these bottom gate type and dual gate type MOS TFTs.
Although it can be manufactured in the same process as the OSTFT, especially in the case of the dual gate type, the driving capability is improved by the upper and lower gate portions, which is suitable for high-speed switching, and by selectively using one of the upper and lower gate portions. Depending on the case, it can be operated as a top gate type or a bottom gate type.
【0298】なお、図56(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5
6(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。It should be noted that 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.
In the dual gate type MOSTFT of FIG. 6C, the lower gate portion is the same as 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 an upper gate portion formed thereon. An electrode 74 is provided.
【0299】次に、上記のボトムゲート型MOSTFT
の製造方法を図57〜図61で、上記のデュアルゲート
型MOSTFTの製造方法を図62〜図64でそれぞれ
説明する。なお、周辺駆動回路部のボトムゲート型MO
STFTの製造方法は図44〜図49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
57 to 61, and a method of manufacturing the above-described dual gate type MOSTFT will be described with reference to FIGS. 62 to 64, respectively. In addition, the bottom gate type MO of the peripheral drive circuit section
The method of manufacturing the STFT is the same as that described with reference to FIGS. 44 to 49, and is not illustrated here.
【0300】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57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. 57A, a molybdenum / tantalum (Mo.Ta)
An alloy sputtered film 71 (500 to 600 nm thick) is formed.
【0301】次いで、図57の(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71をテーパエッチングし、側端
部71a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 (2) of FIG. 57, a photoresist 70 is formed in a predetermined pattern, and the Mo.Ta film 71 is taper-etched using the photoresist as a mask, so that the side end 71a has a trapezoidal shape. A gate electrode 71 that is gently inclined at an angle of about 45 degrees is formed.
【0302】次いで、図57の(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
200nm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. 57C, after removing the photoresist 71, an SiN film (about 100 nm thick) 72 is formed on the substrate 1 including the molybdenum-tantalum alloy film 71 by a plasma CVD method or the like. And a SiO 2 film (about 200 nm thick) 73 are laminated in this order to form a gate insulating film.
【0303】次いで、図58の(4)に示すように、図
45の(4)と同じ工程において、上述したと同様に絶
縁基板1の一主面において、少なくともTFT形成領域
に、結晶性サファイア膜(厚さ20〜200nm)50
を形成する。Next, as shown in (4) of FIG. 58, in the same step as (4) of FIG. 45, the crystalline sapphire is formed on at least the TFT formation region on one main surface of the insulating substrate 1 as described above. Film (thickness 20 to 200 nm) 50
To form
【0304】次いで、図58の(5)に示すように、図
45の(5)〜図46の(8)と同じ工程において、上
述したと同様に単結晶シリコンをヘテロエピタキシャル
成長し、厚さ例えば0.1μm程度の単結晶シリコン層
7として析出させる。この際、下地のゲート電極71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 (5) of FIG. 58, in the same step as (5) of FIG. 45 to (8) of FIG. It is deposited as a single crystal silicon layer 7 of about 0.1 μm. At this time, the side edge 71a of the underlying gate electrode 71 has a gentle slope, so that the single-crystal silicon layer 7 grows on this surface without interrupting the epitaxial growth due to the step 4. Will do.
【0305】次いで、図58の(6)に示すように、図
46の(9)〜(10)の工程を経た後、図46の(1
1)と同じ工程において、表示部のnMOSTFTのゲ
ート部をフォトレジスト13でカバーし、露出したnM
OSTFT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LD
D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
にくい。Next, as shown in FIG. 58 (6), after going through the steps (9) to (10) in FIG. 46, (1) in FIG.
In the same step as 1), the gate portion of the nMOSTFT in the display section is covered with the photoresist 13 and the exposed nM
The source / drain region of the OSTFT is doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14 to form an LD composed of an N − type layer.
The D portion 15 is formed 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 photoresist 13 can be easily positioned (mask-aligned), and alignment deviation hardly occurs.
【0306】次いで、図59の(7)に示すように、図
47の(12)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 (7) of FIG. 59, in the same step as (12) of FIG. 47, 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 ion. 17 is doped (ion-implanted) to form a source portion 18 and a drain portion 19 made of an N + type layer of the nMOS TFT.
【0307】次いで、図59の(8)に示すように、図
47の(13)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 (8) of FIG. 59, in the same step as (13) of FIG. 47, the entire nMOS TFT is covered with the photoresist 20 and boron ions 2
Doping (ion implantation) into the peripheral drive circuit
A source portion and a drain portion of the P + layer of the MOSTFT are formed.
【0308】次いで、図59の(9)に示すように、図
47の(14)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. 59 (9), in the same step as FIG. 47 (14), a photoresist 24 is provided to make the active element section and the passive element section into islands, and a single crystal silicon layer is formed. Is selectively removed by general-purpose photolithography and etching techniques.
【0309】次いで、図59の(10)に示すように、
図48の(15)と同じ工程において、プラズマCV
D、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等により、S
iO2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層を上述したと同様に活性化処理
する。Next, as shown in FIG. 59 (10),
In the same step as (15) in FIG.
D, S by high density plasma CVD, catalytic CVD, etc.
An iO 2 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 layer is activated in the same manner as described above.
【0310】次いで、図60の(11)に示すように、
図48の(16)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400〜500n
m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、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 (11) of FIG.
In the same step as (16) in FIG. 48, a contact window is opened in the source section by general-purpose photolithography and etching technology. And 400-500n on the whole surface
A m-thick sputtered film of aluminum or aluminum containing 1% Si 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.
After that, at about 400 ° C / 1h in forming gas,
Sinter.
【0311】次いで、図60の(12)に示すように、
図48の(17)と同じ工程において、高密度プラズマ
CVD、触媒CVD法等により、PSG膜(約300n
m厚)及びSiN膜(約300nm厚)からなる絶縁膜
36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. 60 (12),
In the same step as (17) in FIG. 48, a PSG film (about 300 nm) is formed by high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like.
An insulating film 36 made of a m-thick film and a SiN film (about 300 nm-thick) is formed on the entire surface, and a contact window is opened in the drain of the display TFT.
【0312】次いで、図60の(13)に示すように、
図49の(18)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60
の(14)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 (13) of FIG.
In the same step as (18) in FIG. 49, a photosensitive resin film 28 having a thickness of 2 to 3 μm is formed by spin coating or the like.
As shown in (14), by using general-purpose photolithography and etching techniques, an uneven pattern is formed at least in the pixel portion so as to obtain optimal reflection characteristics and viewing angle characteristics, and is reflowed to form a reflection formed of the uneven surface 28A. Form the lower surface. At the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened.
【0313】次いで、図60の(14)に示すように、
図49の(20)と同じ工程において、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、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 (14) of FIG.
In the same step as (20) in FIG.
A sputtered film made of aluminum or aluminum containing 1% Si having a thickness of 500 nm is formed, and a reflection portion 29 made of a concavo-convex shape aluminum or the like connected to the drain portion 19 of the display TFT by general-purpose photolithography and etching technology.
To form
【0314】以上のようにして、結晶性サファイア膜5
0を高温ヘテロ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nMOSLDD−TFT(周辺部ではボトムゲー
ト型のpMOSTFT及びnMOSTFTからなるCM
OS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 crystalline sapphire film 5
0 is a bottom gate type nMOSLDD-TFT in the display unit using the single crystal silicon layer 7 formed as a seed for high-temperature heteroepitaxial growth (CM including bottom gate type pMOSTFT and nMOSTFT in the peripheral part).
An active matrix substrate 30 integrated with a display portion and a peripheral drive circuit portion incorporating an OS drive circuit) can be manufactured.
【0315】図61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. 61 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 the Mo.Ta anodic oxidation method.
【0316】即ち、図57の(2)の工程後に、図61
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
a2O5 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) of FIG. 57, 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.
【0317】この後の工程は、図61の(4)に示すよ
うに、図58の(4)〜(5)の工程と同様にして結晶
性サファイア膜50を形成し、単結晶シリコン層7をヘ
テロエピタキシャル成長した後、図58の(6)〜図6
0の(14)の工程と同様にして図61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. 61 (4), a crystalline sapphire film 50 is formed in the same manner as in the steps (4) to (5) of FIG. After heteroepitaxial growth, (6) to (6) of FIG.
The active matrix substrate 30 is manufactured as shown in FIG. 61 (5) in the same manner as in the step (14) of FIG.
【0318】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57の(1)〜
図58の(5)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 (5) in FIG. 58 are performed in the same manner as described above.
【0319】即ち、図62の(6)に示すように、絶縁
膜72、73上に結晶性サファイア膜50を形成し、更
に、この結晶性サファイア膜50をシードとして単結晶
シリコン層7をヘテロエピタキシャル成長させる。次い
で、図46の(9)と同じ工程において、単結晶シリコ
ン層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100
nm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(500〜600nm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. 62- (6), a crystalline sapphire film 50 is formed on the insulating films 72 and 73, and the single-crystal silicon layer 7 is hetero-structured using the crystalline sapphire film 50 as a seed. Epitaxial growth is performed. Next, in the same step as (9) of FIG. 46, an SiO 2 film (about 200 nm thick) and a SiN film (about 100 nm thick) are formed on the entire surface of the single crystal silicon layer 7 by plasma CVD, catalytic CVD, or the like.
Insulating film 80 (this corresponds to the above-mentioned insulating film 8) is formed successively in this order to form a sputtered film 81 of Mo.Ta alloy (500-600 nm thick) (this is the above-mentioned sputtered film). (Corresponding to the film 9).
【0320】次いで、図62の(7)に示すように、図
46の(10)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、単結晶シリコン層
7を露出させる。Next, as shown in (7) of FIG. 62, in the same step as (10) of FIG. 46, a photoresist pattern 10 is formed, and Mo ·
A Ta 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 layer 7.
【0321】次いで、図62の(8)に示すように、図
46の(11)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-
型層のLDD部15を形成する。Next, as shown in (8) of FIG. 62, in the same step as (11) of FIG. 46, the top gate portion of the nMOS TFT is covered with the photoresist 13 and the source / drain of the exposed nMOS TFT for display is exposed. The region is doped with phosphorus ions 14 (ion implantation) to form N −
The LDD part 15 of the mold layer is formed.
【0322】次いで、図62の(9)に示すように、図
47の(12)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 (9) of FIG. 62, in the same step as (12) of FIG. 47, 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 ion. 17 is doped (ion-implanted) to form a source portion 18 and a drain portion 19 made of an N + type layer of the nMOS TFT.
【0323】次いで、図63の(10)に示すように、
図47の(13)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 (10) of FIG.
In the same step as (13) in FIG.
Is covered with a photoresist 20 and boron ions 21 are doped (ion-implanted) in the exposed regions to form the source and drain portions of the P + layer of the pMOSTFT of the peripheral drive circuit portion.
【0324】次いで、図63の(11)に示すように、
図47の(14)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
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. 63 (11),
In the same step as (14) in FIG. 47, a photoresist 24 is formed to make the active element section and the passive element section into islands.
Is provided, and the single crystal silicon layer other than the active element portion and the passive element portion is selectively removed by general-purpose photolithography and etching techniques.
【0325】次いで、図63の(12)に示すように、
図48の(15)と同じ工程において、プラズマCV
D、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等により、S
iO2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 FIG.
In the same step as (15) in FIG.
D, S by high density plasma CVD, catalytic CVD, etc.
An iO 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.
【0326】次いで、図63の(13)に示すように、
図48の(16)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400〜500
nm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、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。Next, as shown in (13) of FIG.
In the same step as (16) in FIG. 48, a contact window is opened in the source portion. And 400-500 on the whole surface
A data line and a gate line are formed at the same time as the source electrode 26 is formed by a general-purpose photolithography and etching technique by forming a sputtered film of aluminum or aluminum containing 1% Si with a thickness of nm.
【0327】次いで、図64の(14)に示すように、
図48の(17)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. 64 (14),
In the same step as (17) in FIG. 48, the PSG film (about 300 nm
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.
【0328】次いで、図64の(15)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64の(16)に示すように、図4
9の(19)、(20)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ための凹凸形
状のアルミニウム等の反射部29を形成する。Next, as shown in FIG. 64 (15),
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.
In the same manner as in the steps (19) and (20) of No. 9, at least a lower portion of the reflection surface composed of the roughened surface 28A is formed in the pixel portion, and at the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened. A reflection portion 29 of aluminum or the like having a concave and convex shape for obtaining optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics is connected to the drain portion 19 of the display TFT.
【0329】以上のようにして、結晶性サファイア膜5
0をヘテロ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nMOSLDDTFTを、周辺駆動回路部にボトム
ゲート型のpMOSTFT及びnMOSTFT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 crystalline sapphire film 5
A display using a single-crystal silicon layer 7 formed with 0 as a seed for heteroepitaxial growth, a dual-gate nMOSLDDTFT in the display section, and a CMOS drive circuit composed of a bottom-gate pMOSTFT and nMOSTFT in the peripheral drive circuit section. The unit-peripheral drive circuit unit integrated type active matrix substrate 30 can be manufactured.
【0330】<第17の実施の形態>図65〜図67
は、本発明の第17の実施の形態を示すものである。<Seventeenth Embodiment> FIGS. 65 to 67
Shows a seventeenth embodiment of the present invention.
【0331】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
等の比較的耐熱性の低い材料で形成している。In this embodiment, different from the above-described embodiment, the gate electrode of the top gate portion is formed of a material having relatively low heat resistance such as aluminum.
【0332】まず、表示部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
12の実施の形態における図44の(1)〜図46の
(8)までの工程は同様に行って、図65の(10)に
示すように、周辺駆動回路部のpMOSTFT部にN型
ウエル7Aを形成する。First, when the top gate type MOSTFT is provided in both the display section and the peripheral drive circuit section, the steps from (1) to (8) in FIGS. 44 to 46 in the twelfth embodiment are the same. Then, as shown in FIG. 65 (10), an N-type well 7A is formed in the pMOSTFT portion of the peripheral drive circuit portion.
【0333】次いで、図65の(11)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1
3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5×10
13atoms/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. 65 (11),
All of the nMOS and pMOSTFTs in the peripheral drive region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are photoresist 1
3 and cover the exposed source / drain regions of the nMOS TFT with phosphorus ions 14 at, for example, 20 kV and 5 × 10 5
By doping (ion implantation) at a dose of 13 atoms / cm 2 , an LDD portion 15 made of an N − -type layer is formed in a self-aligned manner.
【0334】次いで、図66の(12)に示すように、
周辺駆動領域のpMOSTFT全部と、周辺駆動領域の
nMOSTFTのゲート部と、表示領域のnMOSTF
T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
20kV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+
型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 (12) of FIG.
All of the pMOSTFTs in the peripheral drive area, the gates of the nMOSTFTs in the peripheral drive area, and the nMOSTFs in the display area.
The gate of T and the LDD portion are covered with a photoresist 16, and the exposed region is doped (ion-implanted) with phosphorus or arsenic ion 17 at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 at, for example, 20 kV to form an nMOS TFT. N +
LDD with Source 18 and Drain 19 Made of Mold Layer
The part 15 is 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.
【0335】次いで、図66の(13)に示すように、
周辺駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOS
TFT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P+ 層のソース部22及びドレイン部23を形成す
る。Next, as shown in (13) of FIG.
NMOS TFT in peripheral drive area and nMOS in display area
The entirety of the TFT and the gate of the pMOSTFT are covered with a photoresist 20, and boron ions 21
(Ion implantation) at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 at 10 kV, for example,
The source part 22 and the drain part 23 of the P + layer are formed.
【0336】次いで、レジスト20の除去後に、図66
の(14)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
11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 (14), 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. The gate electrode material layer 11 can be formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method.
【0337】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67の(15)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.
【0338】次いで、図67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、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. 67 (16),
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.
【0339】そして、全面に500〜600nm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、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 sputtering film of aluminum or the like having a thickness of 500 to 600 nm is formed on the entire surface, and the source electrodes 26 of all the TFTs in the peripheral driving circuit and the display section and the drains of the peripheral driving circuit section are formed by general-purpose photolithography and etching techniques. At the same time as the formation of the electrode 27, a data line and a gate line are formed. Thereafter, sintering is performed in a forming gas (N 2 + H 2 ) at about 400 ° C. for 1 hour.
【0340】次いで、図48の(17)〜図49の(2
0)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%S
i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、ボトムゲート型のpMO
STFT及びnMOSTFT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, (17) in FIG. 48 to (2) in FIG.
In the same manner as in (0), the display section using the single crystal silicon layer 7 and the peripheral drive circuit section are made of aluminum or 1% S, respectively.
Top gate type nMOS LDD-TFT using i-containing aluminum or the like as a gate electrode, bottom gate type pMO
The display-peripheral drive circuit unit-integrated active matrix substrate 30 incorporating the CMOS drive circuit constituted by the STFT and the nMOSTFT can be manufactured.
【0341】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、トップ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、又は銅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M
OSTFT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, so that the influence of heat during the activation process is not affected by the gate electrode. Since it has no relation to the heat resistance of the material, the heat resistance is relatively low as the top gate electrode material, and low-cost aluminum or aluminum containing 1% Si or copper can be used. . This is because the display unit is a bottom gate type M
The same applies to the case of the OSTFT.
【0342】次に、表示部にデュアルゲート型MOST
FT、周辺駆動回路にボトムゲート型MOSTFTを設
ける場合には、上述した第8の実施の形態における図3
2の(10)〜図34の(17)で述べた工程と同様に
行って、表示部及び周辺駆動回路部にそれぞれ、アルミ
ニウム等をゲート電極とするデュアルゲート型のnMO
SLDD−TFT、ボトムゲート型のpMOSTFT及
びnMOSTFT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, a dual gate type MOST is provided in the display section.
In the case where a bottom gate type MOSTFT is provided in the FT and the peripheral drive circuit, the circuit shown in FIG.
2 (10) to (17) of FIG. 34, a dual-gate nMO using aluminum or the like as a gate electrode for each of the display unit and the peripheral drive circuit unit.
A display-peripheral drive circuit unit integrated active matrix substrate 30 incorporating a CMOS drive circuit composed of an SLDD-TFT, a bottom gate type pMOSTFT and an nMOSTFT can be manufactured.
【0343】<第18の実施の形態>図68〜図69
は、本発明の第18の実施の形態を示すものである。<Eighteenth Embodiment> FIGS. 68 to 69
Shows an eighteenth embodiment of the present invention.
【0344】図68の例は、上述の第12の実施の形態
において、自己整合型LDD構造のTFT、例えばトッ
プゲート型LDD−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。The example of FIG. 68 relates to a TFT having a self-aligned LDD structure, for example, a double-gate MOSTFT in which a plurality of top-gate LDD-TFTs are connected in the twelfth embodiment.
【0345】図69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. 69 shows an example of a bottom gate type MOSTF.
T has a double-gate structure (A) and dual-gate MOSTFT has a double-gate structure (B).
【0346】これらのダブルゲート型MOSTFTも、
上述した図40〜図42で述べたと同様の利点を有す
る。These double-gate MOSTFTs also
It has the same advantages as those described with reference to FIGS.
【0347】<第19の実施の形態>図70〜図78
は、本発明の第19の実施の形態を示すものである。<Nineteenth Embodiment> FIGS. 70 to 78
Shows a nineteenth embodiment of the present invention.
【0348】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, so that 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.
【0349】例えば、図70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
ともボトム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. 70, 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.
At least a bottom gate type of the TFT and the dual gate type MOSTFT may be adopted, or both may 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.
【0350】図71及び図72は表示部のMOSTFT
がLDD構造でないとき、図73及び図74は表示部の
MOSTFTがLDD構造であるとき、図75及び図7
6は周辺駆動回路部のMOSTFTがLDD構造のTF
Tを含むとき、図77及び図78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. 71 and 72 show the MOSTFT of the display section.
73 and FIG. 74 show the case where the MOSTFT of the display section has the LDD structure when FIG.
Reference numeral 6 denotes a TF having an LDD structure in which the MOSTFT of the peripheral drive circuit section
77 and FIG. 78, when both the peripheral drive circuit section and the display section include the MOSD having the LDD structure, the MOSTs of the peripheral drive circuit section and the display section are respectively shown.
Various examples (No. 1 to No. 216) showing combinations of FTs by channel conductivity type are shown.
【0351】このように、図70に示したゲート構造別
の組み合わせは、具体的には図71〜図78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70
〜図78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 combination of each gate structure shown in FIG. 70 is specifically as shown in FIGS. 71 to 78. 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. FIG. 70
The various combinations of the TFTs shown in FIGS. 78 to 78 are not limited to the case where the TFT channel region and the like are formed of single crystal silicon, but are similarly applied to the case where the TFTs are formed of polycrystalline silicon or amorphous silicon (only the display portion). It is possible.
【0352】<第20の実施の形態>図79〜図80
は、本発明の第20の実施の形態を示すものである。<Twentieth Embodiment> FIGS. 79 to 80
Shows a twentieth embodiment of the present invention.
【0353】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、これはボトムゲート型
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 the active matrix drive LCD, the peripheral drive circuit section is provided with the TFT using the above-described single crystal silicon layer based on the present invention in view of improvement of the drive capability. However, this is not limited to the bottom 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.
【0354】図79には、各部間でのMOSTFTの各
種組み合わせ例(A)、(B)、(C)を示し、図80
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. 79 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.
【0355】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、キャパシタンス、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, a capacitance, an inductance and the like are integrated may be integrally formed on an insulating substrate (a glass substrate or the like).
【0356】<第21の実施の形態>図81は、本発明
の第21の実施の形態を示すものである。<Twenty-first Embodiment> FIG. 81 shows a twenty-first embodiment of the present invention.
【0357】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 the present 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.
【0358】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、有機又は無機
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)、LED(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 or inorganic ELs (electroluminescent display devices), FEDs (field emission display devices), LEPDs (light emitting polymer display devices), LEDs (light emitting diodes). Display element).
【0359】<第22の実施の形態>図82は、本発明
の第22の実施の形態を示すものである。<Twenty-second Embodiment> FIG. 82 shows a twenty-second embodiment of the present invention.
【0360】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)素子やFED(電界放出型表示素子)、LEP
D(発光ポリマー表示素子)、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 the present embodiment, the present invention is applied to an electro-optical device other than an LCD, such as an organic or inorganic EL (electroluminescence) element, an FED (field emission display element), and an LEP.
It is applied to D (light emitting polymer display element), LED (light emitting diode display element) and the like.
【0361】即ち、図82(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. 82A 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.
【0362】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
の結晶性サファイア膜50及び段差4をシードとしてヘ
テロ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、n
MOSLDD−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, the present invention uses a single-crystal silicon layer heteroepitaxially grown using the crystalline sapphire film 50 and the step 4 on the substrate 1 as seeds. Single-crystal silicon MOSTFT (ie, n
MOSLDD-TFT) is formed on the substrate 1. A similar TFT is provided in a peripheral driving circuit. This EL element is a MOSLDD-type using a single crystal silicon layer.
Since it is driven by TFT, the switching speed is fast,
Also, the leakage current is small. The above filter 61
Can be omitted as long as the EL layer 90 emits a specific color.
【0363】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).
【0364】図82(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. 82B 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.
【0365】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.
【0366】なお、図82(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82(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。In the device shown in FIG. 82A, EL
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. 82B 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.
【0367】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 concept of the present invention.
【0368】例えば、上述した多結晶シリコン膜5の成
膜時に、溶解度が大きい3族又は5族元素を、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、ビスマスなどを多結晶シリコン又はア
モルファスシリコン膜5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-described polycrystalline silicon film 5 is formed, a Group 3 or Group 5 element having high solubility, for example, boron, phosphorus, antimony, arsenic, aluminum, gallium, indium, bismuth, etc. If the amorphous silicon film 5 is appropriately doped, the P-type or N-type channel conductivity type of the silicon epitaxial growth layer 7 to be grown and the carrier concentration thereof can be arbitrarily controlled.
【0369】また、上述した第5の実施の形態(インジ
ウム・ガリウム又は金属ガリウムを使用)に、上述した
第2又は第3の実施の形態の手法を適用してよい。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100nm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
法などによっても形成可能である。また、上述したよう
に、段差4を基板1に形成する以外にも、結晶性サファ
イア膜又はサファイア基板自体の厚み内に段差4を形成
してもよいことは勿論である。The method of the second or third embodiment may be applied to the fifth embodiment (using indium gallium or metal gallium). Further, a SiN film (for example, 50 to 200 nm thick) and, if necessary, a SiO 2 film (for example, 100 nm thick) may be provided on the substrate surface to prevent diffusion of ions from the glass substrate. The step 4 as described above may be formed. The above-described steps can be formed by ion milling or the like in addition to RIE. Further, as described above, it is a matter of course that the step 4 may be formed within the thickness of the crystalline sapphire film or the sapphire substrate itself other than forming the step 4 on the substrate 1.
【0370】また、上述したサファイア(Al2 O3 )
に代えて、単結晶シリコンと格子整合の良好なスピネル
構造体(例えばマグネシアスピネル)(MgO・Al2
O3)や、CaF2 、SrF2 、BaF2 、BP、(Y
2 O3 )m 、(ZrO2 )1-m等が使用可能である。The sapphire (Al 2 O 3 )
Instead, a spinel structure (eg, magnesia spinel) having good lattice matching with single crystal silicon (MgO.Al 2
O 3 ), CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , BP, (Y
2 O 3 ) m , (ZrO 2 ) 1-m and the like can be used.
【0371】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。Although the present invention is suitable for a TFT of a peripheral driving circuit, 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.
【0372】[0372]
【発明の作用効果】本発明によれば、単結晶シリコンと
格子整合の良い結晶性サファイア膜などの物質層をシー
ドにして多結晶シリコン又はアモルファスシリコン又は
シリコンを溶解した低融点金属層から、単結晶シリコン
をヘテロエピタキシャル成長させ、得られた単結晶シリ
コン層を表示部−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ボトムゲート型MOST
FTなどに用いているので、次の(A)〜(G)に示す
顕著な作用効果を得ることができる。According to the present invention, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or a low-melting metal layer in which silicon is dissolved is used as a seed with a material layer such as a crystalline sapphire film having good lattice matching with single crystal silicon as a seed. Crystal silicon is heteroepitaxially grown, and the obtained single crystal silicon layer is used as a bottom gate type MOST for a peripheral drive circuit of an electro-optical device such as an LCD integrated with a display unit and a peripheral drive circuit.
Since it is used for FT and the like, the following remarkable functions and effects shown in (A) to (G) can be obtained.
【0373】(A)単結晶シリコンと格子整合の良い物
質層(例えば結晶性サファイア膜)を基板に形成し、そ
の物質層をシードとしてヘテロエピタキシャル成長させ
ることにより、540cm2 /v・sec以上の高い電
子移動度の単結晶シリコン層が得られるので、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 material layer having good lattice matching with single crystal silicon (for example, a crystalline sapphire film) is formed on a substrate, and heteroepitaxial growth is performed using the material layer as a seed, whereby a high layer of 540 cm 2 / v · sec or more is obtained. Since a single-crystal silicon layer having electron mobility can be obtained, it is possible to manufacture an electro-optical device such as a display thin-film semiconductor device with a built-in high-performance driver.
【0374】(B)特にこの単結晶シリコン層による単
結晶シリコンボトムゲート型TFTは、高いスイッチン
グ特性を有し、LDD構造を有するnMOS又はpMO
S又はcMOSTFTの表示部と、高い駆動能力のcM
OS、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
ネルが実現することになる。(B) In particular, the single-crystal silicon bottom gate type TFT using the single-crystal silicon layer has high switching characteristics, and has an nMOS or pMO having an LDD structure.
S or cMOSTFT display and high drive capability cM
A configuration in which an OS, an nMOS, a pMOSTFT, or a peripheral drive circuit composed of a mixture thereof is integrated becomes possible, and a high-quality, high-definition, narrow frame, high-efficiency, large-screen display panel is realized.
【0375】(C)上記した物質層をヘテロエピタキシ
ャル成長のシードとして用い、かつこの物質層上に、上
記した多結晶又はアモルファスシリコン層などをプラズ
マ又は減圧CVD(化学的気相成長:基板温度100〜
400℃)などの方法で形成でき、上記した低融点金属
層は真空蒸着法又はスパッタ法などの方法で形成でき、
更に、上記したシリコン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400〜450℃)で単結晶シリコ
ン層を均一に形成することができる。(C) The above-mentioned material layer is used as a seed for heteroepitaxial growth, and the above-mentioned polycrystalline or amorphous silicon layer or the like is formed on the material layer by plasma or low pressure CVD (chemical vapor deposition: substrate temperature of 100 to 100 ° C.).
400 ° C.) and the like, and the low melting point metal layer can be formed by a method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method.
Furthermore, since the heat treatment temperature during the above-described silicon epitaxial growth can be 930 ° C. or lower, a single-crystal silicon layer can be uniformly formed at a relatively low temperature (eg, 400 to 450 ° C.) on an insulating substrate.
【0376】(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. .
【0377】(E)このヘテロエピタキシャル成長で
は、結晶性サファイア膜等の物質層の結晶性、多結晶又
はアモルファスシリコンと低融点金属との組成比、基板
の加熱温度、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層が容易に得られる
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 heteroepitaxial growth, a wide range is adjusted by adjusting the crystallinity of a material layer such as a crystalline sapphire film, the composition ratio of polycrystalline or amorphous silicon to a low melting point metal, the heating temperature of the substrate, and the cooling rate. Since a single-crystal silicon layer having a P-type impurity concentration and high mobility can be easily obtained, Vth (threshold) can be easily adjusted, and high-speed operation can be performed by lowering the resistance.
【0378】(F)また、多結晶又はアモルファスシリ
コン又はシリコン含有低融点金属層の成膜時に、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、ヘテロエピタキシャル成長による単結晶シリ
コン層の不純物種及び/又はその濃度、即ちP型/N型
等の導電型及び/又はキャリア濃度を任意に制御するこ
とができる。(F) When forming a polycrystalline or amorphous silicon or silicon-containing low melting point metal layer, an appropriate amount of a Group III or Group V impurity element (boron, phosphorus, antimony, arsenic, bismuth, aluminum, etc.) is separately added. By doping, it is possible to arbitrarily control the impurity species and / or the concentration thereof, that is, the conductivity type such as P-type / N-type and / or the carrier concentration of the single crystal silicon layer formed by heteroepitaxial growth.
【0379】(G)結晶性サファイア膜などの上記物質
層は、様々な原子の拡散バリアになるため、ガラス基板
からの不純物の拡散を抑制することができる。(G) The material layer such as a crystalline sapphire film serves as a diffusion barrier for various atoms, so that diffusion of impurities from the glass substrate can be suppressed.
【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の製造プロセスを工程順に示す断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.
【図8】同、LCDの要部断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a main part of the LCD.
【図9】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. 9 is a schematic perspective view for explaining the state of silicon crystal growth on an amorphous substrate.
【図10】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. 10 is a schematic cross-sectional view showing various step shapes and a silicon growth crystal orientation in the grapho-epitaxial growth technique.
【図11】Si−In状態図(A)及びSi−Ga状態
図(B)である。11A and 11B are a Si-In phase diagram (A) and a Si-Ga phase diagram (B).
【図12】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. 12 is a perspective view showing an overall schematic layout of the LCD according to the first embodiment of the present invention.
【図13】同、LCDの等価回路図である。FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the LCD.
【図14】同、LCDの概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the same LCD.
【図15】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. 15 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16】本発明の第3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. 16 is a cross-sectional view showing a process of manufacturing an LCD according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.
【図17】本発明の第4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. 17 is a sectional view illustrating the manufacturing process of the LCD according to the fourth embodiment of the present invention in the order of steps.
【図18】同、LCDの要部断面図である。FIG. 18 is a sectional view of a main part of the LCD.
【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】本発明の第7の実施の形態によるLCDの要
部断面図である。FIG. 20 is a sectional view of a main part of an LCD according to a seventh embodiment of the present invention.
【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】同、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 cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD 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】本発明の第8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. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD according to the eighth embodiment of the present invention 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の製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 32 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.
【図33】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 33 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図34】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 34 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.
【図35】同、LCDの製造時の要部断面図である。FIG. 35 is a fragmentary cross-sectional view of the same at the time of manufacturing the LCD;
【図36】同、LCDの製造時の要部断面図である。FIG. 36 is a fragmentary cross-sectional view of the same at the time of manufacturing the LCD;
【図37】本発明の第9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. 37 is a plan view or a sectional view showing various TFTs of an LCD according to a ninth embodiment of the present invention.
【図38】同、LCDの製造時の各種TFTを示す断面
図である。FIG. 38 is a cross-sectional view showing various TFTs at the time of manufacturing the LCD.
【図39】同、LCDの要部断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view of main parts of the LCD.
【図40】本発明の第10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. 40 is a sectional view or plan view of a main part of an LCD according to a tenth embodiment of the present invention.
【図41】同、LCDの各種TFTの要部断面図であ
る。FIG. 41 is a cross-sectional view of a principal part of various TFTs of the LCD.
【図42】同、LCDのTFTの等価回路図である。FIG. 42 is an equivalent circuit diagram of a TFT of the LCD.
【図43】本発明の第11の実施の形態によるLCDの
TFTの要部断面図である。FIG. 43 is a sectional view showing a main part of a TFT of an LCD according to an eleventh embodiment of the present invention;
【図44】本発明の第12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. 44 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD according to the twelfth embodiment of the present invention in the order of steps;
【図45】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 45 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図46】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 46 is a cross-sectional view showing an LCD manufacturing process in the order of steps;
【図47】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 47 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図48】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 48 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図49】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 49 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図50】同、LCDの要部断面図である。FIG. 50 is a cross-sectional view of main parts of the LCD.
【図51】本発明の第13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. 51 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD according to the thirteenth embodiment of the present invention in the order of steps;
【図52】本発明の第14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. 52 is a cross sectional view showing the manufacturing process of the LCD according to the fourteenth embodiment of the present invention in the order of steps;
【図53】本発明の第15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. 53 is a cross sectional view showing the manufacturing process of the LCD according to the fifteenth embodiment of the present invention in the order of steps;
【図54】同、LCDの要部断面図である。FIG. 54 is a cross-sectional view of a main part of the same LCD.
【図55】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 55 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図56】本発明の第16の実施の形態によるLCDの
要部断面図である。FIG. 56 is a cross-sectional view of a principal part of an LCD according to a sixteenth embodiment of the present invention.
【図57】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 57 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図58】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 58 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図59】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 59 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図60】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 60 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図61】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 61 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図62】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 62 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図63】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 63 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図64】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 64 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図65】本発明の第17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. 65 is a sectional view showing the manufacturing process of the LCD according to the seventeenth embodiment of the present invention in the order of steps;
【図66】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 66 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図67】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。FIG. 67 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;
【図68】本発明の第18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. 68 is a fragmentary cross-sectional view or plan view of an LCD according to an eighteenth embodiment of the present invention.
【図69】同、LCDの各種TFTの要部断面図であ
る。FIG. 69 is a cross-sectional view of a principal part of various TFTs of the LCD.
【図70】本発明の第19の実施の形態によるLCDの
各部TFTの組み合せを示す図である。FIG. 70 is a view showing a combination of TFTs of each part of the LCD according to the nineteenth embodiment of the present invention.
【図71】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 71 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.
【図72】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 72 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.
【図73】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 73 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.
【図74】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 74 is a view showing a combination of TFTs in each part of the LCD.
【図75】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 75 is a view showing a combination of TFTs of each part of the LCD.
【図76】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 76 is a view showing a combination of TFTs of each part of the LCD.
【図77】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 77 is a diagram showing a combination of TFTs of each part of the LCD.
【図78】同、LCDの各部TFTの組み合せを示す図
である。FIG. 78 is a view showing a combination of TFTs of each part of the LCD.
【図79】本発明の第20の実施の形態によるLCDの
概略レイアウト図である。FIG. 79 is a schematic layout diagram of an LCD according to a twentieth embodiment of the present invention;
【図80】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。FIG. 80 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.
【図81】本発明の第21の実施例によるデバイスの概
略レイアウト図である。FIG. 81 is a schematic layout diagram of a device according to a twenty-first embodiment of the present invention.
【図82】本発明の第22の実施の形態によるEL及び
FEDの要部断面図である。FIG. 82 is a cross-sectional view of a main part of an EL and FED according to a twenty-second embodiment of the present invention;
1…ガラス(又は石英)基板、4…段差、7…単結晶シ
リコン層、9…Mo・Ta層、11、71…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+ 型ソース又はド
レイン領域、21…P型不純物イオン、22、23…P
+ 型ソース又はドレイン領域、25、36…絶縁膜、2
6、27、31、41…電極、28…平坦化膜、28A
…粗面(凹凸)、29…反射膜(又は電極)、30…L
CD(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、50…結晶性サファイア膜、72…SiN膜、
73…SiO2 膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass (or quartz) substrate, 4 ... Step, 7 ... Single crystal silicon layer, 9 ... Mo.Ta layer, 11, 71 ... Gate electrode, 12 ... Gate oxide film, 14, 17 ... N-type impurity ion, 15 ... LDD portions, 18, 19 ... N + type source or drain regions, 21 ... P type impurity ions, 22, 23 ... P
+ Type source or drain region, 25, 36 ... insulating film, 2
6, 27, 31, 41: electrode, 28: flattening film, 28A
... Rough surface (irregularity), 29 ... Reflective film (or electrode), 30 ... L
CD (TFT) substrate, 33, 34: alignment film, 35: liquid crystal, 37, 46: color filter layer, 43: black mask layer, 50: crystalline sapphire film, 72: SiN film,
73 ... SiO 2 film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 JA02 JA24 JA25 JA26 JA27 JA34 JA37 JB52 JB69 KA03 KA04 KA05 MA04 MA05 MA06 MA07 MA13 MA17 MA22 MA29 MA30 NA05 NA19 NA27 NA29 PA01 PA08 QA07 QA08 QA10 QA11 QA13 QA14 QA15 5F110 AA01 AA06 AA08 AA09 AA18 AA30 BB02 BB04 CC02 CC08 DD01 DD03 DD04 DD07 DD13 DD14 DD17 DD21 DD24 EE04 EE06 EE23 EE28 EE30 EE43 EE44 FF02 FF03 FF09 FF24 FF29 FF30 GG02 GG12 GG13 GG15 GG32 GG45 GG47 GG52 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL03 HL06 HL23 HM15 NN23 NN24 NN25 NN35 NN44 NN47 NN73 PP23 PP24 PP31 PP34 QQ09 QQ11 QQ19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuichi Sato 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Hajime Yagi 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F term (reference) 2H092 JA02 JA24 JA25 JA26 JA27 JA34 JA37 JB52 JB69 KA03 KA04 KA05 MA04 MA05 MA06 MA07 MA13 MA17 MA22 MA29 MA30 NA05 NA19 NA27 NA29 PA01 PA08 QA07 QA08 QA10 QA11 QA13 A11A AA18 AA30 BB02 BB04 CC02 CC08 DD01 DD03 DD04 DD07 DD13 DD14 DD17 DD21 DD24 EE04 EE06 EE23 EE28 EE30 EE43 EE44 FF02 FF03 FF09 FF24 FF29 FF30 NN02NN12 NN NN73 PP23 PP24 PP31 PP34 QQ09 QQ11 QQ19
Claims (92)
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ゲート電極とゲート絶縁
膜とからなるゲート部を形成する工程と、 前記第1の基板の前記一方の面上に、単結晶シリコンと
格子整合の良い物質層を形成する工程と、 この物質層及び前記ゲート部を含む前記第1の基板上に
多結晶又はアモルファスシリコン層を所定厚さに形成し
た後に前記第1の基板上であって前記多結晶又はアモル
ファスシリコン層上又は下に低融点金属層を形成する
か、或いは、前記物質層を含む前記第1の基板上にシリ
コンを含有する低融点金属層を形成する工程と、 加熱処理によって前記多結晶又はアモルファスシリコン
層又は前記シリコンを前記低融点金属層に溶解させる工
程と、 次いで冷却処理(望ましくは徐冷処理)によって、前記
多結晶又はアモルファスシリコン層のシリコン又は前記
低融点金属層のシリコンを前記物質層をシードとしてヘ
テロエピタキシャル成長させ、単結晶シリコン層を析出
させる工程と、 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下部に前記ゲート部を有し、前記
周辺駆動回路部の少なくとも一部を構成するボトムゲー
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. A method of manufacturing an electro-optical device having a predetermined optical material interposed therebetween, wherein a step of forming a gate portion comprising a gate electrode and a gate insulating film on one surface of the first substrate; Forming a material layer having good lattice matching with single crystal silicon on the one surface of one substrate; and forming a polycrystalline or amorphous silicon layer on the first substrate including the material layer and the gate portion. After forming to a predetermined thickness, a low melting point metal layer is formed on or below the polycrystalline or amorphous silicon layer on the first substrate, or on the first substrate including the material layer. Step of forming low melting point metal layer containing silicon Dissolving the polycrystalline or amorphous silicon layer or the silicon in the low-melting metal layer by a heat treatment; and then cooling the silicon (or silicon) of the polycrystalline or amorphous silicon layer by a cooling treatment (preferably a gradual cooling treatment). A step of heteroepitaxially growing silicon of the low melting point metal layer using the material layer as a seed to deposit a single crystal silicon layer; and performing predetermined processing on the single crystal silicon layer to form a channel region, a source region, and a drain region. And a step of forming a bottom-gate first thin film transistor having the gate portion below the channel region and forming at least a part of the peripheral driver circuit portion. A method for manufacturing an optical device.
を低温成膜技術で形成し、この上又は下に前記低融点金
属層を堆積させるか、或いは、前記シリコン含有の低融
点金属層を堆積させ、前記加熱処理及び前記冷却処理
(望ましくは徐冷処理)を行う、請求項1に記載した電
気光学装置の製造方法。2. The polycrystalline or amorphous silicon layer is formed by a low-temperature deposition technique, and the low-melting metal layer is deposited on or below the polycrystalline or amorphous silicon layer, or the silicon-containing low-melting metal layer is deposited, The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein the heating process and the cooling process (preferably, a slow cooling process) are performed.
熱性有機基板を使用し、前記物質層をサファイア、スピ
ネル構造体、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウ
ム、フッ化バリウム、リン化ボロン、酸化イットリウム
及び酸化ジルコニウムからなる群より選ばれた物質で形
成し、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種で形成する、請
求項1に記載した電気光学装置の製造方法。3. A glass substrate or a heat-resistant organic substrate is used as the first substrate, and the material layer is made of sapphire, spinel structure, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, boron phosphide, yttrium oxide. And the low melting point metal layer is formed of 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.
るときには前記加熱処理を水素系雰囲気下、850〜1
100℃で行い、前記低融点金属層をインジウム・ガリ
ウム又はガリウムで形成するときには前記加熱処理を水
素系雰囲気下、300〜1100℃又は400〜110
0℃で行う、請求項3に記載した電気光学装置の製造方
法。4. When the low melting point metal layer is formed of indium, the heat treatment is performed in a hydrogen-based atmosphere at 850-1.
When the low melting point metal layer is formed of indium gallium or gallium, the heat treatment is performed at 300 to 1100 ° C. or 400 to 110 in a hydrogen atmosphere.
The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 3, wherein the method is performed at 0 ° C.
し、この上に前記多結晶又はアモルファスシリコン層又
は前記シリコンを含有する低融点金属層を形成する、請
求項1に記載した電気光学装置の製造方法。5. The electric device according to claim 1, wherein a diffusion barrier layer is formed on the first substrate, and the polycrystalline or amorphous silicon layer or the low melting point metal layer containing silicon is formed thereon. A method for manufacturing an optical device.
層、又は前記シリコン含有の低融点金属層の成膜時に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。6. The method according to claim 6, wherein said polycrystalline or amorphous silicon layer or said silicon-containing low melting point metal layer is formed at a time.
The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein an impurity element and / or concentration of the single crystal silicon layer is controlled by mixing an impurity element belonging to Group 5 or Group 5.
がその側端部にて台形状となっている、請求項1に記載
した電気光学装置の製造方法。7. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein said gate portion under said single-crystal silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
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を
設ける、請求項1に記載した電気光学装置の製造方法。8. The method according to claim 1, wherein the peripheral drive circuit section includes the first drive circuit.
Top gate type, bottom gate type or dual gate type thin film transistor having a polycrystalline or amorphous silicon layer as a channel region and a gate portion above and / or below the channel region, or the single crystal silicon The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein a diode, a resistor, a capacitance, an inductance element, or the like using a layer, a polycrystalline silicon layer, or an amorphous silicon layer is provided.
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1に記載した電気光学装置の製造方
法。9. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein a switching element for switching the pixel electrode in the display unit is provided on the first substrate.
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ボトムゲート型とし、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9に記載した電気光
学装置の製造方法。10. The first thin film transistor is at least a bottom 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 of manufacturing an electro-optical device according to claim 9, wherein the top gate type, the bottom gate type, or the dual gate type second thin film transistor is formed as the switching element.
たゲート電極を耐熱性材料で形成する、請求項10に記
載した電気光学装置の製造方法。11. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 10, wherein a gate electrode provided below the channel region is formed of a heat-resistant material.
ゲート型又はデュアルゲート型とするときは、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、前記物質層の形成工程を含め
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10に記載
した電気光学装置の製造方法。12. 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. 11. The manufacturing of the electro-optical device according to claim 10, 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 a process of forming the material layer. Method.
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12に記載し
た電気光学装置の製造方法。13. After forming the single-crystal silicon layer on the lower gate portion, introducing a Group 3 or 5 group impurity element into the single-crystal silicon layer to form source and drain regions, and then activating the single-crystal silicon layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 12, wherein the processing is performed.
ストをマスクとして前記第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2の薄膜トランジスタの
上部ゲート電極を形成する、請求項13に記載した電気
光学装置の製造方法。14. After the formation of the single crystal silicon layer, each source and drain region of the second thin film transistor is formed by ion implantation of the impurity element using a resist as a mask, and the activation process is performed after the ion implantation. 14. The method according to claim 13, wherein an upper gate electrode of the second thin film transistor is formed after the formation of the gate insulating film.
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ゲート部を形成する、請求項10
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 top gate type, after forming the single crystal silicon layer, each source and drain region of the first and second thin film transistors is ion-implanted using a resist as a mask. 11. The method according to claim 10, wherein an activation process is performed after the ion implantation, and then a gate portion including a gate insulating film and a gate electrode of the second thin film transistor is formed.
2. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 1.
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
らなるゲート電極を形成してゲート部を形成し、このゲ
ート部及び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
処理を行う、請求項10に記載した電気光学装置の製造
方法。16. When the second thin film transistor is of a top gate type, a gate portion is formed by forming a gate insulating film of the second thin film transistor and a gate electrode made of a heat resistant material after forming the single crystal silicon layer. 11. The method according to claim 10, wherein the source and drain regions of the first and second thin film transistors are formed by ion implantation of an impurity element using the gate portion and the resist as a mask, and an activation process is performed after the ion implantation. A method for manufacturing an electro-optical device.
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10に記載した電気光学装置の製造方法。17. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 10, 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.
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17に記載した電
気光学装置の製造方法。18. The thin film transistor of the peripheral drive circuit section 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 17, wherein
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
10に記載した電気光学装置の製造方法。19. At least a part of the thin film transistor of the peripheral driver 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. 10. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 10.
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19に記載した電気光学装置の製造方
法。20. The electro-optic device according to claim 19, 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.
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17に記載した電気光学装置
の製造方法。21. A single crystal, polycrystalline, or amorphous silicon layer is formed on one surface of the first substrate, and the single crystal, polycrystalline, or amorphous silicon layer is used as a channel region, a source region, and a drain region. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 17, wherein the second thin film transistor having a gate portion at an upper portion and / or a lower portion thereof is formed.
タを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とし、前記表示部の薄膜トラン
ジスタを、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とし、
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とし、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とする、請求項2
1に記載した電気光学装置の製造方法。22. When the thin film transistor of the peripheral driver circuit portion is the first thin film transistor of an n-channel type, a p-channel type or a complementary type, and the thin film transistor of the display portion is a single-crystal silicon layer in a channel region, n Channel type, p channel type or complementary type,
3. An n-channel type, a p-channel type or a complementary type when a polycrystalline silicon layer is used as a channel region, and an n-channel type, a p-channel type or a complementary type when an amorphous silicon layer is used as a channel region.
2. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 1.
の段差を含む前記第1の基板上に前記物質層を形成し、
この物質層上に前記単結晶シリコン層を形成する、請求
項1に記載した電気光学装置の製造方法。23. forming a step on the first substrate, forming the material layer on the first substrate including the step,
2. The method according to claim 1, wherein the single crystal silicon layer is formed on the material layer.
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
差が形成され、この段差を前記物質層と共に前記単結晶
シリコン層のエピタキシャル成長時のシードとする、請
求項23に記載した電気光学装置の製造方法。24. The step is formed as a concave portion whose side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end in a cross section, and the step is formed together with the material layer as a seed during epitaxial growth of the single crystal silicon layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 23, wherein
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/又は外に設ける、請求項23に記
載した電気光学装置の製造方法。25. The electro-optical device according to claim 23, 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.
スタのチャンネル領域、ソース領域及びドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って形成す
る、請求項23に記載した電気光学装置の製造方法。26. The method according to claim 23, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by a channel region, a source region, and a drain region of the first thin film transistor. .
を含む前記物質層上に前記単結晶シリコン層を形成す
る、請求項1に記載した電気光学装置の製造方法。27. The method according to claim 1, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal silicon layer is formed on the material layer including the step.
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、この段差を前記物質層と共に前記単結晶シ
リコン層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項27に記載した電気光学装置の製造方法。28. The step is formed as a concave portion whose side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end in a cross section, and the step is formed together with the material layer as a seed during epitaxial growth of the single crystal silicon layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 27, wherein
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/又は外に設ける、請求項27に記
載した電気光学装置の製造方法。29. The electro-optical device according to claim 27, 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.
スタのチャンネル領域、ソース領域及びドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って形成す
る、請求項27に記載した電気光学装置の製造方法。30. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 27, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by a channel region, a source region, and a drain region of the first thin film transistor. .
差を形成し、この段差を含む前記第1の基板上に単結
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、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前記
第2の薄膜トランジスタを形成する、請求項21に記載
した電気光学装置の製造方法。31. A step is formed on the one surface of the first substrate, and a single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer is formed on the first substrate including the step, and the single crystal, 22. The electro-optical device according to claim 21, wherein the second thin film transistor having a gate portion above and / or below the channel region is formed by using a polycrystalline or amorphous silicon layer as a channel region, a source region, and a drain region. Production method.
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エピタ
キシャル成長時のシードとする、請求項31に記載した
電気光学装置の製造方法。32. 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 epitaxial growth of the single crystal silicon layer. 31. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 31.
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31に記載した電気光学装置の製
造方法。33. The method according to claim 31, wherein a source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.
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/又は外に設けられている、請求
項31に記載した電気光学装置の製造方法。34. The method according to claim 31, wherein the second thin film transistor is provided in and / or outside a substrate recess formed by the step formed in the first substrate and / or a film thereon. A method for manufacturing an electro-optical device.
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31に記載した電気光学装置の製
造方法。35. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 31, wherein an impurity species of Group 3 or Group 5 and / or a concentration thereof is controlled in the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer.
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
って形成する、請求項31に記載した電気光学装置の製
造方法。36. The electro-optical device according to claim 31, 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. Manufacturing method.
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31に記載した電気光学装置の製造方法。37. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 31, wherein the gate electrode under the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
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37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 37, wherein a diffusion barrier layer is provided between the first substrate and the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer.
性有機基板とする、請求項1に記載した電気光学装置の
製造方法。39. The method according to claim 1, wherein the first substrate is a glass substrate or a heat-resistant organic substrate.
する、請求項1に記載した電気光学装置の製造方法。40. The method according to claim 1, wherein the substrate is optically opaque or transparent.
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。41. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein the pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display unit.
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。42. 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.
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。43. When the pixel electrode is a reflective electrode, 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.
よる駆動で発光又は調光を行うように構成する、請求項
9に記載した電気光学装置の製造方法。44. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 9, wherein the display section is configured to emit light or modulate light by being driven by the switching element.
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9に記載した電
気光学装置の製造方法。45. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 9, 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.
ス表示装置、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構成する、請求
項1に記載した電気光学装置の製造方法。46. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, comprising a liquid crystal display device, an electroluminescence display device, a field emission display device, a light emitting polymer display device, a light emitting diode display device, or the like.
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ゲート電極とゲート絶縁膜とか
らなるゲート部を形成する工程と、 前記基板の前記一方の面上に、単結晶シリコンと格子整
合の良い物質層を形成する工程と、 この物質層及び前記ゲート部を含む前記基板上に多結晶
又はアモルファスシリコン層を所定厚さに形成した後に
前記基板上であって前記多結晶又はアモルファスシリコ
ン層上又は下に低融点金属層を形成するか、或いは、前
記物質層を含む前記基板上にシリコンを含有する低融点
金属層を形成する工程と、 加熱処理によって前記多結晶又はアモルファスシリコン
層又は前記シリコンを前記低融点金属層に溶解させる工
程と、 次いで冷却処理(望ましくは徐冷処理)によって、前記
多結晶又はアモルファスシリコン又は前記低融点金属層
のシリコンを前記物質層をシードとしてヘテロエピタキ
シャル成長させ、単結晶シリコン層を析出させる工程
と、 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下部に前記ゲート部を有し、前記
周辺駆動回路部の少なくとも一部を構成するボトムゲー
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。47. 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 gate portion including a gate electrode and a gate insulating film on one surface; forming a material layer having good lattice matching with single crystal silicon on the one surface of the substrate; After forming a polycrystalline or amorphous silicon layer to a predetermined thickness on the substrate including a layer and the gate portion, a low melting point metal layer is formed on the substrate and on or below the polycrystalline or amorphous silicon layer. Or a step of forming a low-melting metal layer containing silicon on the substrate including the material layer; and heating the polycrystalline or amorphous silicon layer or the silicon with the low melting point by heat treatment. A step of dissolving the polycrystalline or amorphous silicon or the silicon of the low melting point metal layer by heteroepitaxial growth using the material layer as a seed by a step of dissolving the single crystal silicon layer in a metal layer; Depositing; performing a predetermined process on the single-crystal silicon layer to form a channel region, a source region, and a drain region; and having the gate portion below the channel region; Forming a first bottom-gate thin film transistor that forms at least a part of the driving substrate for the electro-optical device.
層を低温成膜技術で形成し、この上又は下に前記低融点
金属層を堆積させるか、或いは、前記シリコン含有の低
融点金属層を堆積させ、前記加熱処理及び前記冷却処理
(望ましくは徐冷処理)を行う、請求項47に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。48. The polycrystalline or amorphous silicon layer is formed by a low-temperature deposition technique, and the low-melting metal layer is deposited on or below the polycrystalline or amorphous silicon layer, or the silicon-containing low-melting metal layer is deposited. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein the heating process and the cooling process (preferably, a slow cooling process) are performed.
有機基板を使用し、前記物質層をサファイア、スピネル
構造体、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フ
ッ化バリウム、リン化ボロン、酸化イットリウム及び酸
化ジルコニウムからなる群より選ばれた物質で形成し、
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種で形成する、請求項47
に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。49. A glass substrate or a heat-resistant organic substrate is used as the substrate, and the material layer is sapphire, spinel structure, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, boron phosphide, yttrium oxide, and zirconium oxide. Formed of a substance selected from the group consisting of
48. The low melting point metal layer is formed of at least one selected from the group consisting of indium, gallium, tin, bismuth, lead, zinc, antimony and aluminum.
3. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 1.
するときには前記加熱処理を水素系雰囲気下、850〜
1100℃で行い、前記低融点金属層をインジウム・ガ
リウム又はガリウムで形成するときには前記加熱処理を
水素系雰囲気下、300〜1100℃又は400〜11
00℃で行う、請求項49に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。50. When the low melting point metal layer is formed of indium, the heat treatment is performed in a hydrogen-based atmosphere at 850 to 850.
When the low melting point metal layer is formed of indium gallium or gallium, the heat treatment is performed at 300 to 1100 ° C. or 400 to 11 in a hydrogen atmosphere.
50. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 49, wherein the method is performed at 00C.
この上に前記多結晶又はアモルファスシリコン層又は前
記シリコンを含有する低融点金属層を形成する、請求項
47に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。51. A diffusion barrier layer is formed on the substrate,
48. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein the polycrystalline or amorphous silicon layer or the low-melting-point metal layer containing silicon is formed thereon.
層、又は前記シリコン含有の低融点金属層の成膜時に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47に記載した電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。52. When forming the polycrystalline or amorphous silicon layer or the silicon-containing low melting point metal layer,
48. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein an impurity element and / or concentration of the single crystal silicon layer is controlled by mixing an impurity element belonging to Group V or Group V.
部をその側端部にて台形状とする、請求項47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 of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein the gate portion below the single-crystal silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
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を
設ける、請求項47に記載した電気光学装置用の駆動基
板の製造方法。54. In the peripheral driver circuit section, 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 and a bottom portion having a gate portion above and / or below the channel region. 48. An electro-optical device according to claim 47, wherein a gate type or dual gate type thin film transistor, or 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. Method for manufacturing a drive substrate.
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47に記載した電気光学装置用の駆動基
板の製造方法。55. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein a switching element for switching the pixel electrode in the display unit is provided on the substrate.
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ボトムゲート型とし、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 first thin film transistor is at least a bottom 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 55, wherein the top gate type, the bottom gate type, or the dual gate type second thin film transistor is formed as the switching element.
たゲート電極を耐熱性材料で形成する、請求項56に記
載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。57. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 56, wherein a gate electrode provided below the channel region is formed of a heat-resistant material.
ゲート型又はデュアルゲート型とするときは、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、前記物質層の形成工程を含め
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56に記載
した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。58. 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. 57. The electro-optical device according to claim 56, 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 a process of forming the material layer. A method for manufacturing a drive substrate.
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58に記載し
た電気光学装置用の駆動基板の製造方法。59. 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 a source and drain region, The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 58, wherein the processing is performed.
ストをマスクとして前記第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2の薄膜トランジスタの
上部ゲート電極を形成する、請求項59に記載した電気
光学装置用の駆動基板の製造方法。60. After the single crystal silicon layer is formed, each source and drain region of the second thin film transistor is formed by ion implantation of the impurity element using a resist as a mask, and the activation process is performed after the ion implantation. 60. The method according to claim 59, wherein an upper gate electrode of the second thin film transistor is formed after forming the gate insulating film.
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ゲート部を形成する、請求項56
に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。61. When the second thin film transistor is a top gate type, each source and drain region of the first and second thin film transistors is ion-implanted with an impurity element using a resist as a mask after the formation of the single crystal silicon layer. 57. An activation process is performed after the ion implantation, and then a gate portion including a gate insulating film and a gate electrode of the second thin film transistor is formed.
3. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 1.
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
らなるゲート電極を形成してゲート部を形成し、このゲ
ート部及び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
処理を行う、請求項56に記載した電気光学装置用の駆
動基板の製造方法。62. When the second thin film transistor is a top gate type, a gate portion is formed by forming a gate insulating film of the second thin film transistor and a gate electrode made of a heat-resistant material after forming the single crystal silicon layer. 57. The method according to claim 56, wherein the source and drain regions of the first and second thin film transistors are formed by ion implantation of an impurity element using the gate portion and the resist as a mask, and an activation process is performed after the ion implantation. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device.
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56に記載した電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。63. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 56, wherein an n-channel, p-channel or complementary insulated gate field-effect transistor is formed as the thin film transistor of the peripheral driving circuit section and the display section. Manufacturing method.
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 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. 64. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 63.
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
56に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。65. 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. 56. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to 56.
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 electro-optical device according to claim 65, 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.
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63に記載した電気光学装置用の駆動
基板の製造方法。67. A single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer is formed on one surface of the substrate, and the single crystal,
A polycrystalline or amorphous silicon layer in the channel region,
64. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 63, wherein the second thin film transistor is formed as a source region and a drain region and has a gate portion above and / or below the second thin film transistor.
タを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とし、前記表示部の薄膜トラン
ジスタを、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とし、
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とし、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とする、請求項6
7に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。68. When the thin film transistor of the peripheral driver circuit portion is the n-channel, p-channel or complementary first thin film transistor, and the thin film transistor of the display portion is a single crystal silicon layer as a channel region, n Channel type, p channel type or complementary type,
7. An n-channel type, a p-channel type or a complementary type when a polycrystalline silicon layer is used as a channel region, and an n-channel type, a p-channel type or a complementary type when an amorphous silicon layer is used as a channel region.
8. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to item 7.
を含む前記基板上に前記物質層を形成し、この物質層上
に前記単結晶シリコン層を形成する、請求項47に記載
した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。69. The electric device according to claim 47, wherein a step is formed on the substrate, the material layer is formed on the substrate including the step, and the single-crystal silicon layer is formed on the material layer. A method for manufacturing a drive substrate for an optical device.
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
差が形成され、この段差が前記物質層と共に前記単結晶
シリコン層のエピタキシャル成長時のシードとなってい
る、請求項69に記載した電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。70. The step is formed as a concave portion whose side surface is at right angles to the bottom surface or inclined toward the lower end in the cross section, and the step forms a seed together with the material layer during epitaxial growth of the single crystal silicon layer. 70. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 69, wherein:
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/又は外に設ける、請求項69に記載し
た電気光学装置用の駆動基板の製造方法。71. The driving device for an electro-optical device according to claim 69, 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. Substrate manufacturing method.
スタのチャンネル領域、ソース領域及びドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って形成す
る、請求項69に記載した電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。72. The drive for an electro-optical device according to claim 69, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by a channel region, a source region, and a drain region of the first thin film transistor. Substrate manufacturing method.
を含む前記物質層上に前記単結晶シリコン層を形成す
る、請求項47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 of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal silicon layer is formed on the material layer including the step.
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、この段差を前記物質層と共に前記単結晶シ
リコン層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項73に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方
法。74. 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 the step is formed together with the material layer as a seed during epitaxial growth of the single crystal silicon layer. 74. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 73.
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/又は外に設ける、請求項73に記
載した電気光学装置用の駆動基板の製造方法。75. The electro-optical device according to claim 73, wherein the first thin film transistor is provided inside and / or outside the substrate recess due to the step formed on the first substrate and / or a film thereon. Method for manufacturing a drive substrate.
スタのチャンネル領域、ソース領域及びドレイン領域で
形成される素子領域の少なくとも一辺に沿って形成す
る、請求項73に記載した電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。76. The driving device for an electro-optical device according to claim 73, wherein the step is formed along at least one side of an element region formed by a channel region, a source region, and a drain region of the first thin film transistor. Substrate manufacturing method.
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、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前記第2の薄膜トラ
ンジスタを形成する、請求項67に記載した電気光学装
置用の駆動基板の製造方法。77. A step is formed on the one surface of the 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 layer is formed. 70. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 67, wherein the second thin film transistor having a gate portion above and / or below the channel region is formed as a channel region, a source region, and a drain region. .
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エピタ
キシャル成長時のシードとする、請求項77に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。78. 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 the step is used as a seed during epitaxial growth of the single crystal silicon layer. 77. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to 77.
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77に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。79. The method according to claim 77, wherein a source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.
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/又は外に設けられている、請求
項77に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方
法。80. The method according to claim 77, wherein the second thin film transistor is provided inside and / or outside a concave portion of the substrate formed by the step formed on the first substrate and / or a film thereon. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device.
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77に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。81. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 77, wherein the impurity species of Group 3 or Group 5 and / or the concentration of the single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer is controlled.
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
って形成する、請求項77に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。82. The electro-optical device according to claim 77, 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. Of manufacturing a driving substrate for a semiconductor device.
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77に記載した電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。83. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 77, wherein the gate electrode under the single-crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
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77に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造
方法。84. providing a diffusion barrier layer between said substrate and said single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer;
A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 77.
基板とする、請求項47に記載した電気光学装置用の駆
動基板の製造方法。85. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein the substrate is a glass substrate or a heat-resistant organic substrate.
する、請求項47に記載した電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。86. The method according to claim 47, wherein the substrate is optically opaque or transparent.
示部用として設ける、請求項47に記載した電気光学装
置用の駆動基板の製造方法。87. The method according to claim 47, wherein the pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display unit.
ィルタ層との積層構造を設ける、請求項47に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。88. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, wherein a laminated structure of the pixel electrode and a color filter layer is provided in the display unit.
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47に記載した電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。89. When the pixel electrode is a reflective electrode, unevenness is formed on the resin film, and the pixel electrode is provided thereon.
48. The method according to claim 47, 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. .
よる駆動で発光又は調光を行うように構成する、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。90. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 55, wherein the display section is configured to emit light or adjust light by driving the switching element.
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55に記載した
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。91. The manufacturing of the driving substrate for an electro-optical device according to claim 55, wherein a plurality of the pixel electrodes are arranged in a matrix on the display section, and the switching element is connected to each of the pixel electrodes. Method.
ス表示装置、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構成する、請
求項47に記載した電気光学装置用の駆動基板の製造方
法。92. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 47, which is configured for a liquid crystal display device, an electroluminescence display device, a field emission display device, a light emitting polymer display device, a light emitting diode display device, or the like. Production method.
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-
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- 1998-10-13 JP JP29117998A patent/JP2000122087A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109417022A (en) * | 2016-06-28 | 2019-03-01 | 应用材料公司 | The more structures of the oxide-metal based on CVD for 3D NAND memory device |
CN109417022B (en) * | 2016-06-28 | 2023-08-11 | 应用材料公司 | CVD-based oxide-metal multi-structure for 3D NAND memory devices |
US11817320B2 (en) | 2016-06-28 | 2023-11-14 | Applied Materials, Inc. | CVD based oxide-metal multi structure for 3D NAND memory devices |
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