JP2000155334A - Electro-optic device, drive substrate for electro-optic device and their production - Google Patents

Electro-optic device, drive substrate for electro-optic device and their production

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JP2000155334A
JP2000155334A JP33048598A JP33048598A JP2000155334A JP 2000155334 A JP2000155334 A JP 2000155334A JP 33048598 A JP33048598 A JP 33048598A JP 33048598 A JP33048598 A JP 33048598A JP 2000155334 A JP2000155334 A JP 2000155334A
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JP
Japan
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electro
optical device
substrate
gate
single crystal
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Application number
JP33048598A
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Japanese (ja)
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Hideo Yamanaka
英雄 山中
Hisayoshi Yamoto
久良 矢元
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing an active matrix substrate containing a high-performance driver by uniformly depositing a single crystal silicon thin film having high electron/positive hole mobility at relatively low temperature and an electro-optic device, such as thin-film semiconductor device for display using the same. SOLUTION: A material layer 50 having good lattice matching with a single crystal semiconductor on one main surface of a first substrate 1 and a semiconductor is deposited on the material layer 50. The semiconductor film is subjected to a irradiation treatment with a laser, by which a single crystal semiconductor layer 7 is heteroepitaxially grown with the material layer 50 as a seed. At least active elements among the active elements and passive elements are formed by subjecting the single crystal semiconductor layer 7 to a prescribed treatment.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学装置、電
気光学装置用の駆動基板、及びこれらの製造方法に係
り、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トップゲート型
の薄膜絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下、トッ
プゲート型MOSTFTと呼称する。なお、トップゲー
ト型にはスタガー型とコプラナー型とが含まれる)を有
した構造及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electro-optical device, a driving substrate for the electro-optical device, and a method for manufacturing the same, and more particularly, to using a single crystal silicon layer heteroepitaxially grown on an insulating substrate for an active region. The present invention relates to a structure having a top-gate thin-film insulated-gate field-effect transistor (hereinafter, referred to as a top-gate MOSTFT; a top-gate type includes a staggered type and a coplanar type) and a manufacturing method thereof.

【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7−131
030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. (Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-242433), and an integrated type of a display unit and a drive circuit using excimer laser-annealed polycrystalline silicon for a TFT (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-131)
030) is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
のアモルファスシリコンTFTでは、生産性は良いもの
の電子移動度が0.5〜1.0cm2 /v・sec前後
と低いため、pチャンネルのMOSTFT(以降、pM
OSTFTと呼称する。)を作ることができない。した
がって、表示部と同じガラス基板上に、このpMOST
FTを用いた周辺駆動部を形成することができず、ドラ
イバICを外付けにしてTAB方式等で実装しているこ
とから、コストダウンが困難になっており、また高精細
化にも限界がある。さらに、電子移動度が0.5〜1.
0cm2 /v・sec前後と低いため、十分なオン電流
がとれず、表示部に用いた場合にトランジスタサイズが
必然的に大きくなってしまい、画素を高開口率にするの
に不利になっている。
However, in the above-mentioned conventional amorphous silicon TFT, although the productivity is good, the electron mobility is as low as about 0.5 to 1.0 cm 2 / v · sec. (Hereafter, pM
It is called OSFT. ) Can not be made. Therefore, this pMOST is formed on the same glass substrate as the display unit.
Since a peripheral drive unit using FT cannot be formed, and a driver IC is mounted externally and mounted by a TAB method or the like, cost reduction is difficult, and there is a limit to high definition. is there. Furthermore, electron mobility is 0.5-1.
Since it is as low as about 0 cm 2 / v · sec, sufficient on-current cannot be obtained, and the transistor size is inevitably increased when used in a display portion, which is disadvantageous for increasing the pixel aperture ratio. I have.

【0004】また、前記した従来の多結晶シリコンTF
Tでは、その電子移動度が70〜100cm2 /v・s
ecであって高精細化に対応でき、したがって最近では
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。しかしながら、1
5インチ以上の大型LCDの場合では、多結晶シリコン
の電子移動度が70〜100cm2 /v・secである
ことから、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。
Further, the conventional polycrystalline silicon TF described above is used.
At T, the electron mobility is 70 to 100 cm 2 / v · s
ec, which can cope with high definition. Therefore, recently, an LCD using a polycrystalline silicon TFT integrated with a driving circuit has been developed.
(Liquid crystal display devices) are attracting attention. However, 1
In the case of a large LCD of 5 inches or more, since the electron mobility of polycrystalline silicon is 70 to 100 cm 2 / v · sec, the driving capability is insufficient, and eventually, an external driving circuit IC is required. ing.

【0005】また、固相成長法により成膜された多結晶
シリコンを用いるTFTでは、600℃以上で十数時間
のアニールと、約1000℃の熱酸化によるゲートSi
2の形成が必要なため、専用の半導体製造装置を使用
せざるを得ない。そのため、ウエハサイズについては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、コストダウンが困難になっ
ている。したがって、得られた製品は現在のところEV
Fやデータ/AVプロジェクタ用途に限定されてしまっ
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 O 2 needs to be formed, a dedicated semiconductor manufacturing apparatus must be used. Therefore, the wafer size is 8
Since the diameter is limited to 12 inches φ, high-heat-resistant and expensive quartz glass must be adopted, and it is difficult to reduce the cost. Therefore, the obtained product is currently EV
F and data / AV projector applications.

【0006】さらに、前記した従来のエキシマレーザア
ニールによる多結晶シリコンTFTでは、エキシマレー
ザ出力の安定性、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, stability of excimer laser output, increase in apparatus price due to increase in size, increase in yield /
Problems such as quality deterioration are piled up.

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

【0008】本発明の目的は、特に周辺駆動回路部にお
いて、高い電子/正孔移動度の単結晶シリコン薄膜を比
較的低温でかつ均一に成膜して、高性能ドライバ内蔵の
アクティブマトリクス基板と、これを用いた表示用薄膜
半導体装置等の電気光学装置の製造を可能とし、高いス
イッチング特性と低リーク電流を有するLDD構造(Li
ghtly doped drain 構造)のnチャンネルのMOSTF
T(以降、nMOSTFTと呼称する。)又はpMOS
TFT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と呼称する。)
の表示部と、このcMOSTFT又はnMOSTFT又
はpMOSTFT、ある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、さらに、しきい
値調整が容易であって低抵抗化による高速動作と大画面
化を可能にすることにある。
An object of the present invention is to provide an active matrix substrate with a built-in high-performance driver by forming a single-crystal silicon thin film having a high electron / hole mobility at a relatively low temperature and uniformly, particularly in a peripheral driving circuit portion. Enables the manufacture of electro-optical devices such as display thin film semiconductor devices using the same, and has an LDD structure (Li
ghtly doped drain structure) n-channel MOSTF
T (hereinafter referred to as nMOSTFT) or pMOS
TFT or complementary thin-film insulated gate field-effect transistor with high driving capability (hereinafter referred to as cMOSTFT)
And a peripheral drive circuit composed of this cMOSTFT, nMOSTFT, or pMOSTFT, or a mixture of these, enabling a high-quality, high-definition, narrow frame, high-efficiency, large-screen display panel. It can be used even with a large glass substrate having a relatively low strain point, has high productivity, does not require expensive manufacturing equipment, enables cost reduction, and has a threshold adjustment. An object of the present invention is to enable high-speed operation and a large screen by low resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明では、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)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(すなわち、駆動用の基板: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に
おいて、前記第1の基板の一方の面上に、単結晶半導体
(例えば単結晶シリコン)と格子整合の良い物質層が形
成され、この物質層を含む前記第1の基板上に、前記物
質層上に形成された半導体(例えばシリコン)からなる
膜が、レーザ照射処理によって加熱溶融されさらに冷却
固化されることにより、前記物質層をシードとしてヘテ
ロエピタキシャル成長することによってなる単結晶半導
体層(例えば単結晶シリコン)が形成され、この単結晶
半導体層が能動素子及び受動素子のうちの少なくとも能
動素子を構成していることを前記課題の解決手段として
いる。
According to the present invention, a pixel electrode (for example, a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix: the same applies hereinafter) and a peripheral drive circuit portion disposed around the display portion are provided as first components. An electro-optical device in which a predetermined optical material such as a liquid crystal is interposed between the first substrate and the driving substrate for the electro-optical device, and a driving substrate for the electro-optical device. A material layer having good lattice matching with a single crystal semiconductor (eg, single crystal silicon) is formed over one surface, and a semiconductor (eg, a semiconductor layer) formed over the material layer is formed over the first substrate including the material layer. A film made of silicon) is heated and melted by a laser irradiation treatment, and then cooled and solidified, whereby a single crystal semiconductor layer (for example, a single crystal silicon layer) formed by heteroepitaxial growth using the material layer as a seed. Con) is formed, the single crystal semiconductor layer is said solutions to problems that constitutes at least the active element of the active and passive components.

【0010】なお、本発明において単結晶半導体は、単
結晶シリコンはもちろん、単結晶化合物半導体、例えば
単結晶ガリウム・ヒ素(Ga・As)や単結晶シリコン
・ゲルマニウム(Si・Ge)をも含む概念である(以
下、同様)。また、本発明において単結晶とは、亜粒界
や転位を含有する単結晶についてもこれを含めた概念で
ある(以下、同様)。また、前記能動素子は、薄膜トラ
ンジスタやその他のダイオード等の素子を含む概念であ
り、前記受動素子は抵抗、インダクタンス、キャパシタ
等を含む概念である(以下、同様)。
In the present invention, the concept of a single crystal semiconductor includes not only single crystal silicon but also a single crystal compound semiconductor such as single crystal gallium arsenide (Ga.As) and single crystal silicon germanium (Si.Ge). (The same applies hereinafter). Further, in the present invention, a single crystal is a concept including a single crystal containing sub-grain boundaries and dislocations (the same applies hereinafter). The active element is a concept including a thin film transistor or another element such as a diode, and the passive element is a concept including a resistance, an inductance, a capacitor, and the like (the same applies hereinafter).

【0011】その代表例である薄膜トランジスタについ
ては、電界効果トランジスタ(FET)(これにはMO
S型と接合型があるが、いずれでもよい。)とバイポー
ラトランジスタとがあるが、本発明はいずれのトランジ
スタにも適用できる(以下、同様)。また、前記受動素
子として具体的には、低抵抗化した前記単結晶シリコン
層等(電極)によってシリコンナイトライド(以降Si
Nと呼称する。)等の高誘電体膜を挟み込んで形成し
た、キャパシタンスなどが挙げられる。
A typical example of such a thin film transistor is a field effect transistor (FET) (which includes an MO transistor).
There are S type and junction type, but either type is acceptable. ) And bipolar transistors, but the present invention can be applied to any of the transistors (the same applies hereinafter). More specifically, as the passive element, silicon nitride (hereinafter referred to as Si) is formed by using the single-crystal silicon layer or the like (electrode) having a reduced resistance.
Called N. ), Etc., formed by sandwiching a high dielectric film.

【0012】また、本発明は、前記電気光学装置及びそ
の駆動基板の製造方法において、前記第1の基板の一方
の面上に、単結晶半導体(例えば単結晶シリコン)と格
子整合の良い物質層を形成する工程と、前記物質層上に
半導体(例えばシリコン)を成膜する工程と、前記半導
体からなる膜にレーザ照射処理して該膜を加熱溶融しさ
らに冷却固化されることにより、前記物質層をシードと
して単結晶半導体層(例えば単結晶シリコン)をヘテロ
エピタキシャル成長させる工程と、この単結晶半導体層
に所定の処理を施して能動素子及び受動素子のうちの少
なくとも能動素子を形成する工程(例えば前記単結晶シ
リコン層の析出後に、この単結晶シリコン層に所定の処
理を施してチャンル領域、ソース領域、及びドレイン領
域を形成する工程と、前記チャネル領域の上部にゲート
絶縁膜及びゲート電極からなるゲート部、さらにはソー
ス及びドレイン電極を形成して、前記周辺駆動回路部の
少なくとも一部を構成するトップゲート型の第1の薄膜
トランジスタ〔特にMOSFET:以下、同様〕を能動
素子として形成する工程とを行う工程、又は、抵抗、キ
ャパシタンス、インダクタンス等の受動素子を形成する
工程)と、を有することを前記課題の解決手段してい
る。
Further, according to the present invention, in the method for manufacturing the electro-optical device and the driving substrate therefor, a material layer having good lattice matching with a single crystal semiconductor (for example, single crystal silicon) is formed on one surface of the first substrate. Forming a semiconductor (for example, silicon) on the material layer; and subjecting the film made of the semiconductor to a laser irradiation treatment to heat and melt the film, and then solidify the material by cooling. A step of heteroepitaxially growing a single-crystal semiconductor layer (for example, single-crystal silicon) using the layer as a seed, and a step of performing a predetermined process on the single-crystal semiconductor layer to form at least an active element of an active element and a passive element (for example, Forming a channel region, a source region, and a drain region by performing a predetermined process on the single crystal silicon layer after the deposition of the single crystal silicon layer Forming a gate portion including a gate insulating film and a gate electrode above the channel region, and further forming a source and drain electrode, and forming a first gate thin film transistor of at least a part of the peripheral driver circuit portion [ Particularly, a step of forming a passive element such as a resistor, a capacitance, an inductance, etc.).

【0013】本発明によれば、特に単結晶シリコンと格
子整合の良い前記物質層(例えば結晶性サファイア膜)
をシードにして、この物質層上に形成した半導体膜をレ
ーザ照射処理で加熱溶融しさらに冷却固化することによ
り、ヘテロエピタキシャル成長させて単結晶シリコン層
などの単結晶半導体層を形成し、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
辺駆動回路のトップゲート型MOSTFTや、表示部−
周辺駆動回路一体型のLCDなどの電気光学装置におけ
る周辺駆動回路のトップゲート型MOSTFTなどの能
動素子、さらには抵抗、インダクタンス、キャパシタン
ス等の受動素子のうちの少なくとも能動素子に用いてい
るので、以下の(A)〜(G)に示す顕著な作用を奏す
る。
According to the present invention, in particular, the material layer (for example, a crystalline sapphire film) having a good lattice matching with single crystal silicon
Is used as a seed, the semiconductor film formed on the material layer is heated and melted by laser irradiation treatment, and then cooled and solidified to form a single crystal semiconductor layer such as a single crystal silicon layer by heteroepitaxial growth. The top gate type MOSTFT of the peripheral drive circuit of the drive substrate such as the active matrix substrate and the display unit
Peripheral drive circuit In an electro-optical device such as an LCD integrated with a peripheral drive circuit, it is used as an active element such as a top gate type MOSTFT of the peripheral drive circuit and at least an active element among passive elements such as resistance, inductance, and capacitance. (A) to (G).

【0014】(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の如き単結晶半導体層が
得られるので、高性能ドライバ内蔵の表示用薄膜半導体
装置などの電気光学装置の製造が可能となる。
(A) A material layer (for example, a crystalline sapphire film) having good lattice matching with single crystal silicon is formed on a substrate,
By heteroepitaxially growing the material layer as a seed, a single crystal semiconductor layer such as a single crystal silicon layer having a high electron mobility of 540 cm 2 / v · sec or more can be obtained. And the like can be manufactured.

【0015】(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有す
るので、これから得られる単結晶シリコントップゲート
型MOSTFTは、高いスイッチング特性〔望ましくは
さらに、電界強度を緩和して低リーク電流化するLDD
(Lightly doped drain )構造〕を有するnMOS又は
pMOSTFT又はcMOSTFTからなる表示部と、
高い駆動能力のcMOS、nMOS、又はpMOSTF
T、あるいはこれらの混在からなる周辺回路と一体化し
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pM
OSTFTを形成するのは難しいが、本発明による単結
晶シリコン層では、正孔でも十分に高い移動度を示すた
め、電子と正孔とをそれぞれ単独に、あるいは双方を組
み合わせて駆動する周辺駆動回路を作製することがで
き、これをnMOS又はpMOS又はcMOSのLDD
構造の表示部用TFTと一体化したパネルを実現でき
る。また、小型〜中型パネルの場合には、周辺の一対の
垂直駆動回路の一方を省略できる可能性がある。
(B) In particular, the single-crystal silicon layer has 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 top gate type MOSTFT has a high switching characteristic [preferably, an LDD which reduces the electric field strength to reduce the leakage current.
(Lightly doped drain) structure], a display portion comprising an nMOS, pMOSTFT or cMOSTFT;
High drive capability cMOS, nMOS or pMOSTF
A configuration integrated with a peripheral circuit composed of T or a mixture of them becomes possible, and a display panel with high image quality, high definition, narrow frame, high efficiency, and large screen is realized. In particular, polycrystalline silicon has a high hole mobility pM for LCD TFTs.
Although it is difficult to form an OSTFT, in the single-crystal silicon layer according to the present invention, since a hole shows a sufficiently high mobility, a peripheral driving circuit for driving electrons and holes individually or in combination of both. Can be produced, and this is referred to as LDD of nMOS or pMOS or cMOS.
A panel integrated with a display-use TFT having a structure can be realized. In the case of a small to medium-sized panel, there is a possibility that one of a pair of peripheral vertical drive circuits can be omitted.

【0016】(C)そして、前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、半導体膜をレーザ照射処理することで単結晶シリ
コン層などの単結晶半導体層を形成できるから、基板上
に低温で単結晶シリコン層などを均一に形成することが
できる。したがって、歪点の比較的低いガラス基板や耐
熱性有機基板などの入手し易く、低コストで物性も良好
な基板を用いることができ、また基板の大型化も可能と
なる。
(C) Since a single crystal semiconductor layer such as a single crystal silicon layer can be formed by using the aforementioned material layer as a seed for heteroepitaxial growth and subjecting the semiconductor film to laser irradiation treatment on this material layer. In addition, a single-crystal silicon layer or the like can be uniformly formed on a substrate at a low temperature. Therefore, a glass substrate having a relatively low strain point, a heat-resistant organic substrate, or the like can be easily obtained, a low-cost substrate having good physical properties can be used, and the substrate can be enlarged.

【0017】(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
ウンが可能になる。
(D) Since annealing at a medium temperature for a long time (about 600 ° C., about ten and several hours) as in the case of the solid phase growth method is not required, productivity is high, and expensive manufacturing equipment is not required and cost is reduced. Becomes possible.

【0018】(E)このヘテロエピタキシャル成長で
は、結晶性サファイア等の物質層の結晶性、レーザの照
射エネルギーや照射時間など、さらには基板の加熱温度
や冷却速度等の調整により、広範囲のP型又はN型の導
電型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)調整が容易になり、また低抵抗
化による高速動作も可能になる。
(E) In this heteroepitaxial growth, a wide range of P-type or P-type is adjusted by adjusting the crystallinity of the material layer such as crystalline sapphire, the irradiation energy and irradiation time of the laser, and the heating temperature and cooling rate of the substrate. Since an N-type conductivity type and a high-mobility single-crystal silicon layer can be easily obtained, Vth (threshold) adjustment becomes easy, and high-speed operation by lowering resistance becomes possible.

【0019】(F)また、物質層上の半導体(アモルフ
ァスシリコン又は多結晶シリコン)膜、あるいはこれを
レーザ照射処理することによって得られる単結晶半導体
層(単結晶シリコン層)に、N型あるいはP型のキャリ
ア不純物(ボロン、リン、アンチモン、ヒ素、ビスマ
ス、アルミニウムなど)を混入(導入)すれば、単結晶
半導体層(単結晶シリコン層)の不純物種及び/又はそ
の濃度、すなわち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) A semiconductor (amorphous silicon or polycrystalline silicon) film on the material layer, or a single crystal semiconductor layer (single crystal silicon layer) obtained by subjecting the film to laser irradiation, is coated with an N-type or P-type film. Impurities (boron, phosphorus, antimony, arsenic, bismuth, aluminum, etc.) are mixed (introduced) into the single crystal semiconductor layer (single crystal silicon layer) and / or its concentration, that is, P-type / N The conductivity type such as the mold and / or the carrier concentration can be arbitrarily controlled.

【0020】(G)結晶性サファイア膜などの前記物質
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 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.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明においては、単結晶半導体層、特に単結晶シリコ
ン層に所定の処理を施してチャネル領域、ソース領域及
びドレイン領域を形成し、さらに、チャネル領域の上部
にゲート部を有するトップゲート型の第1の薄膜トラン
ジスタを、前記周辺駆動回路部の少なくとも一部を構成
するようにして形成配置するのが好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
In the present invention, a single crystal semiconductor layer, in particular, a single crystal silicon layer is subjected to a predetermined treatment to form a channel region, a source region, and a drain region, and further, a top-gate type having a gate portion above the channel region. It is preferable that one thin film transistor is formed and arranged so as to constitute at least a part of the peripheral drive circuit portion.

【0022】前記第1の薄膜トランジスタを形成する第
1の基板としては、絶縁基板が好適に用いられる。ま
た、前記物質層については、サファイア(Al
2 3 )、スピネル構造体(例えばMgO・Al
2 3 )、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
2 )、リン化ボロン(BP)、酸化イットリウム
((Y2 3 m )及び酸化ジルコニウム((Zr
2 1-m )等からなる群より選ばれた物質で形成する
のが好ましい。
An insulating substrate is preferably used as the first substrate on which the first thin film transistor is formed. The material layer is made of sapphire (Al
2 O 3 ), a spinel structure (eg, 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.

【0023】このような物質をシードとして、アモルフ
ァスシリコンや多結晶シリコンからなる半導体膜をレー
ザ照射処理することにより、前記単結晶シリコン層を形
成することができる。すなわち、アルゴンレーザやエキ
シマレーザ等のレーザで半導体膜を照射処理してこれを
加熱溶融し、さらにこれを冷却(好ましくは徐冷)する
ことにより、前記物質層(例えばサファイア結晶)をシ
ーズにして半導体(シリコン)をヘテロエピタキシャル
成長させ、単結晶シリコン層(5〜100nm厚、好ま
しくは30〜50nm厚)を形成することができるので
ある。レーザ照射処理に用いるレーザビームとしては、
ラインビーム(例えば275×0.3〜0.4mm2
およびエリアビーム(例えば100×100mm2 )の
いずれも使用可能である。
The single crystal silicon layer can be formed by subjecting a semiconductor film made of amorphous silicon or polycrystalline silicon to laser irradiation using such a material as a seed. That is, the semiconductor layer is irradiated with a laser such as an argon laser or an excimer laser, heated and melted, and further cooled (preferably gradually cooled), so that the material layer (for example, sapphire crystal) is seeded. The semiconductor (silicon) can be heteroepitaxially grown to form a single crystal silicon layer (5 to 100 nm thick, preferably 30 to 50 nm thick). As the laser beam used for the laser irradiation process,
Line beam (for example, 275 × 0.3 to 0.4 mm 2 )
And an area beam (for example, 100 × 100 mm 2 ) can be used.

【0024】レーザ照射処理に短波長パルレーザ光(例
えばエキシマレーザ)を用いる場合、そのレーザ波長を
100〜400(nm)、実用範囲を150〜350
(nm)(例えばXeCl;308nm波長)、パルス
幅を100nsec以下(好ましくは10〜50nse
c)、パルスのピーク強度を106 W/cm2 〜108
W/cm2 程度、フルーエンス(1回のパルスのエネル
ギー)を1J/cm2 以下(好ましくは50mJ/cm
2 〜500mJ/cm2 、より好ましくは200mJ/
cm2 〜500mJ/cm2 )とする。そして、このよ
うな短波長パルレーザ光を、95%以上のオーバーラッ
プスキャニングで照射を行うようにするのが好ましい。
なお、このようなレーザ照射処理による単結晶シリコン
層の形成については、全体でなく所定の場所のみ、すな
わちTFT形成領域のみを局部的にレーザ照射処理して
エピタキシャル成長させる、といった方法も採用可能で
ある。また、このようなレーザ照射処理による単結晶シ
リコン層の形成に際しては、基板温度を200〜500
℃に加熱するのが好ましい。
When a short-wavelength pal laser beam (for example, an excimer laser) is used for the laser irradiation process, the laser wavelength is 100 to 400 (nm), and the practical range is 150 to 350.
(Nm) (e.g., XeCl; 308 nm wavelength), and a pulse width of 100 nsec or less (preferably 10 to 50 nsec)
c), the peak intensity of the pulse is 10 6 W / cm 2 to 10 8
W / cm 2 , fluence (energy of one pulse) is 1 J / cm 2 or less (preferably 50 mJ / cm 2
2 to 500 mJ / cm 2 , more preferably 200 mJ / cm 2
cm 2 to 500 mJ / cm 2 ). Then, it is preferable to irradiate such a short-wavelength pulsed laser beam with an overlap scanning of 95% or more.
As for the formation of the single crystal silicon layer by such a laser irradiation treatment, a method of locally irradiating a laser irradiation treatment only on a predetermined place, that is, only on a TFT forming region, instead of the whole, and epitaxially growing the same can be adopted. . When forming a single crystal silicon layer by such a laser irradiation process, the substrate temperature is set to 200 to 500.
It is preferred to heat to ° C.

【0025】このようなレーザ照射処理にあっては、照
射エネルギー、照射時間、照射及びスキャニング方法、
低反射膜の有無、照射時の雰囲気(真空又は不活性ガス
中)等の条件によって溶融状態および冷却状態が影響を
受け、シリコン結晶性(例えば、電子/正孔移動度、リ
ーク電流等)が変化するので、予め実験等によって目的
とするシリコン結晶性を得る条件を決定しておく必要が
ある。また、アモルファスシリコンや多結晶シリコンか
らなる半導体膜に予めN型又はP型キャリア不純物を混
入しておくことにより、得られる単結晶シリコン層を任
意の濃度のN型又はP型キャリア不純物を含有するもの
に形成することができる。
In such laser irradiation processing, irradiation energy, irradiation time, irradiation and scanning method,
The melting state and the cooling state are affected by conditions such as the presence or absence of a low reflection film and the atmosphere (in a vacuum or an inert gas) at the time of irradiation, and silicon crystallinity (eg, electron / hole mobility, leak current, etc.) is affected. Therefore, it is necessary to determine conditions for obtaining the desired silicon crystallinity in advance by experiments and the like. Further, by mixing an N-type or P-type carrier impurity into a semiconductor film made of amorphous silicon or polycrystalline silicon in advance, the obtained single-crystal silicon layer contains an N-type or P-type carrier impurity at an arbitrary concentration. It can be formed into something.

【0026】また、本発明においては、上述したように
基板として絶縁基板が好適に用いられ、特に歪点の低い
ガラス基板や耐熱性有機基板が用いられる。よって、大
型ガラス基板(例えば1m2 以上)上に単結晶シリコン
層を作製することが可能であり、また、レーザ照射処理
による単結晶シリコン層形成時の基板温度を前記したよ
うに200〜500℃程度の低温にすることができるた
め、ガラス基板として、例えば歪点が470〜670℃
と低いガラスを用いることができる。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基
板にも作製可能である。したがって、このような長尺ロ
ール化ガラス板や耐熱性有機基板上に、前記手法によ
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 present invention, as described above, an insulating substrate is suitably used as the substrate, and particularly, a glass substrate having a low strain point or a heat-resistant organic substrate is used. Therefore, a single crystal silicon layer can be formed over a large glass substrate (for example, 1 m 2 or more), and the substrate temperature when forming the single crystal silicon layer by laser irradiation treatment is 200 to 500 ° C. as described above. Since the glass substrate can be kept at a low temperature of about 470 to 670 ° C.
And low glass can be used. Such a substrate is inexpensive, easily thinned, and can be manufactured on a long rolled substrate. Therefore, a single-crystal silicon layer formed by heteroepitaxial growth can be continuously or discontinuously formed on such a long rolled glass plate or a heat-resistant organic substrate by the above method.

【0027】なお、このような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、例えばシリコ
ンナイトライド(SiN)などの膜(厚さ例えば50〜
200nm程度)を形成するのが好ましい。
Since the constituent elements are easily diffused from the inside of the glass into the upper layer of the glass having a low strain point, a diffusion barrier layer such as silicon nitride (SiN) is used for the purpose of suppressing the diffusion. Membrane (thickness eg 50-
(About 200 nm) is preferable.

【0028】物質層上への半導体(例えばアモルファス
シリコン、多結晶シリコン)の成膜方法としては、スパ
ッタ法やプラズマCVD法等の公知の手法が採用可能で
あり、その際、ターゲットにPやBなどのN型あるいは
P型のキャリア不純物を添加しておき、あるいは供給ガ
ス中にPH3 やB2 6 などのドーピングガスを混合し
ておけば、単結晶シリコン層をN型あるいはP型化する
ことができる。そして、このように単結晶シリコン層を
N型あるいはP型化しておけば、nMOSTFT又はp
MOSTFTの作製を容易にすることができ、これによ
りcMOSTFTの作製も容易にすることができる。
As a method of forming a semiconductor (for example, amorphous silicon or polycrystalline silicon) on the material layer, a known method such as a sputtering method or a plasma CVD method can be adopted. By adding an N-type or P-type carrier impurity such as, for example, or mixing a doping gas such as PH 3 or B 2 H 6 into the supply gas, the single-crystal silicon layer can be converted into an N-type or P-type. can do. If the single crystal silicon layer is made N-type or P-type in this way, the nMOSTFT or p-type
The fabrication of the MOSTFT can be facilitated, and the fabrication of the cMOSTFT can also be facilitated.

【0029】このように、基板上にヘテロエピタキシャ
ル成長させて形成する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MOST
FTのチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域の形成
層とすることにより、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, a single-crystal silicon layer formed by heteroepitaxial growth on a substrate is replaced with a top-gate MOST constituting at least a part of a peripheral drive circuit.
By forming the channel region, the source region, and the drain region of the FT as a formation layer, the impurity species in each of these regions and / or the concentration thereof can be controlled.

【0030】前記周辺駆動回路部及び前記表示部の薄膜
トランジスタは、nチャネル型、pチャネル型又は相補
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チャネル型との組、相補型とpチャネル型と
の組、又は相補型とnチャネル型とpチャネル型との組
からなっている。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は、L
DD(Lightly dopeddrain )構造を有しているのが好
ましい。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と呼称する)。
The thin film transistors of the peripheral driver circuit section and the display section constitute an n-channel, p-channel or complementary insulated gate field-effect transistor. For example, a pair of a complementary type and an n-channel type, and a complementary type. It is composed of a set of a p-channel type or a set of a complementary type, an n-channel type and a p-channel type. In addition, at least a part of the thin film transistor of the peripheral driver circuit unit and / or the display unit has L
It preferably has a DD (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 referred to as a double LDD).

【0031】特に、前記MOSTFTについては、表示
部においてはnMOS又はpMOS又はcMOSのLD
D型TFTを構成し、周辺駆動回路部においては、cM
OS又はnMOS又はpMOSTFT又はこれらが混在
した状態を構成させるのが好ましい。
Particularly, regarding the MOSTFT, an nMOS, pMOS or cMOS LD
A D-type TFT is formed, and cM
It is preferable to configure OS, nMOS, pMOSTFT, or a state in which these are mixed.

【0032】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、この段差を前記物質層と共に、
単結晶シリコン層(単結晶半導体層)のエピタキシャル
成長時のシードとしてもよい。ここで、この段差として
は、断面視した状態で底面に対し側面が直角、もしくは
下端側へ(望ましくは)90°以下の底角をなす傾斜状
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(あるいはこれらの双方)に形成する。また、
この段差は、前記能動素子、例えば薄膜トランジスタの
前記チャネル領域、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のが
好ましい。さらに、前記受動素子、例えば抵抗が形成さ
れる素子領域の少なくとも一辺に沿って形成するように
してもよい。
In the present invention, a step is provided on the substrate and / or the film thereon, and the step is formed together with the material layer.
It may be used as a seed during epitaxial growth of a single crystal silicon layer (single crystal semiconductor layer). Here, the step may be a concave portion such that the side surface is perpendicular to the bottom surface in a cross-sectional view, or is inclined (preferably) forms a base angle of 90 ° or less toward the lower end side. SiN
Etc. (or both of them). Also,
The step is preferably formed along at least one side of an element region formed by the channel region, the source region, and the drain region of the active element, for example, the thin film transistor. Further, the passive element, for example, the element may be formed along at least one side of an element region where a resistor is formed.

【0033】この場合、前記基板としての絶縁基板上
に、エピタキシャル成長のシードとなる前記段差を所定
位置に形成し、この段差を含む前記絶縁基板上に前記物
質層を形成するようにしてもよく、あるいは、前記物質
層に前記段差を形成し、この段差を含む前記物質層上に
前記単結晶シリコン層(単結晶半導体層)を形成しても
よい。いずれの場合においても、下地の結晶方位を受け
継いで結晶成長させる、通常のヘテロエピタキシャル成
長のシードとなる前記物質層に加え、前記段差が、下地
の形状によって結晶成長させる、グラフォエピタキッシ
ャル成長の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 this case, the step as a seed for epitaxial growth may be formed at a predetermined position on the insulating substrate as the substrate, and the material layer may be formed on the insulating substrate including the step. Alternatively, the step may be formed in the material layer, and the single crystal silicon layer (single crystal semiconductor layer) may be formed over the material layer including the step. In any case, in addition to the material layer serving as a seed for normal heteroepitaxial growth in which crystal growth is performed while inheriting the crystal orientation of the base, the step is formed by crystal growth in accordance with the shape of the base. Since it acts as a seed, a single crystal silicon layer with higher crystallinity can be formed.

【0034】前記MOSTFT等からなる第1の薄膜ト
ランジスタを、前記段差によって形成された基板凹部内
に設けてもよいが、凹部近傍に位置する凹部外、あるい
は凹部内及び凹部外の双方に設けてもよい。前記段差に
ついては、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することができる。
The first thin film transistor comprising the MOSTFT or the like may be provided in the concave portion of the substrate formed by the step, but may be provided outside the concave portion located near the concave portion, or both inside the concave portion and outside the concave portion. Good. The step can be formed by dry etching such as reactive ion etching.

【0035】この場合、前記第1の基板の一方の面上に
前記の段差を形成し、さらにこの段差を含む前記基板上
に単結晶シリコン層、多結晶シリコン層、又はアモルフ
ァスシリコン層を形成する。そして、このようなシリコ
ン層から前記第2の薄膜トランジスタのチャネル領域、
ソース領域及びドレイン領域をそれぞれ形成し、前記チ
ャ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を形成してもよい。
In this case, the step is formed on one surface of the first substrate, and a single-crystal silicon layer, a polycrystalline silicon layer, or an amorphous silicon layer is formed on the substrate including the step. . And a channel region of the second thin film transistor from such a silicon layer;
Forming a source region and a drain region, respectively, having a gate portion above and / or below the channel region;
A top-gate, bottom-gate, or dual-gate thin film transistor may be formed.

【0036】この場合でも、断面視した状態で底面に対
し側面が直角、もしくは下端側へ(望ましくは)90°
以下の底角をなす傾斜状となるような凹部として前記と
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ことができ
る。
Also in this case, the side surface is perpendicular to the bottom surface in a cross-sectional view, or 90 ° (preferably) to the lower end side.
The step similar to that described above may be formed as a concave part having an inclined shape having the following base angle, and this step may be used as a seed during epitaxial growth of the single crystal silicon layer.

【0037】前記第2の薄膜トランジスタについては、
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、
さらにはヘテロ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、チャネルの各領
域を形成することができる。
With respect to the second thin film transistor,
The first substrate and / or the film formed thereon is provided inside and / or outside of the substrate recessed portion due to the step, and is formed by grapho-epitaxial growth similarly to the first thin film transistor.
Furthermore, the source, drain, and channel regions can be formed using a single crystal silicon layer formed by heteroepitaxial growth.

【0038】この第2の薄膜トランジスタについても、
前述した場合と同様に、前記単結晶、多結晶又はアモル
ファスシリコン層の形成時にN型あるいはP型を混入す
ることにより、これらN型あるいはP型の不純物種及び
/又はその濃度を制御することができる。また、前記段
差を、前記第2の薄膜トランジスタの前記チャネル領
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もよい。
The second thin film transistor also
As in the case described above, the N-type or P-type impurity species and / or the concentration thereof can be controlled by mixing N-type or P-type during the formation of the single-crystal, polycrystalline, or amorphous silicon layer. it can. Further, the step may be 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.

【0039】さらに、前記単結晶、多結晶又はアモルフ
ァスシリコン層の下のゲート電極を、その側端部にて台
形状にするのが好ましく、また、前記第1の基板と前記
単結晶、多結晶又はアモルファスシリコン層との間に拡
散バリア層を設けるのが好ましい。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好ましい。
Further, it is preferable that a gate electrode under the single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer is trapezoidal at a side end thereof, and that the first substrate and the single crystal or polycrystal are formed. Alternatively, it is preferable to provide a diffusion barrier layer between the diffusion barrier layer and the amorphous silicon layer. A source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor;
Preferably, it is formed on a region including the step.

【0040】前記第1の薄膜トランジスタを、チャネル
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うちの
トップゲート型とするのが好ましい。また、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、ボトムゲート型又はデュアルゲー
ト型のいずれかによって構成される、第2の薄膜トラン
ジスタとするのが好ましい。
It is preferable that the first thin film transistor is of a top gate type, a bottom gate type or a dual gate type having a gate portion above and / or below a channel region. Further, a switching element for switching a pixel electrode in the display unit is
It is preferable that the second thin film transistor be any of the top gate type, the bottom gate type, and the dual gate type.

【0041】この場合、チャ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することが
できる。
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. can do.

【0042】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
コン層をチャネル領域とし、このチャネル領域の上部及
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、
ある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 polycrystalline or amorphous silicon layer is used as a channel region, and a top gate type and a bottom gate type having a gate portion above and / or below the channel region. Or a dual-gate thin film transistor,
Alternatively, a diode using the single crystal silicon layer or the polycrystalline silicon layer or the amorphous silicon layer, a resistor,
A capacitance, an inductance element, or the like may be provided.

【0043】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。また、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チャネル型の場合)又は正電圧(pチャネル型の場
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。
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. When the n-channel or p-channel thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion is a dual gate type, the upper or lower gate electrode is electrically open or an arbitrary negative voltage (n channel Type) or a positive voltage (p-channel type). It is preferable to operate as a bottom-gate or top-gate thin film transistor.

【0044】前記周辺駆動回路部の薄膜トランジスタを
nチャネル型、pチャネル型又は相補型の前記第1の薄
膜トランジスタとする。また、前記表示部の薄膜トラン
ジスタを、単結晶シリコン層、多結晶シリコン層、アモ
ルファスシリコン層のいずれをチャネル領域とする場合
にも、nチャネル型、pチャネル型又は相補型とする。
The thin film transistor of the peripheral drive circuit section is the n-channel, p-channel or complementary first thin film transistor. The thin film transistor of the display portion is an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type, regardless of whether a single crystal silicon layer, a polycrystalline silicon layer, or an amorphous silicon layer is used as a channel region.

【0045】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周期律表第
3族又は第5族の不純物元素、すなわちN型又はP型の
不純物を導入し、前記チャネル領域、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. The channel region, the source region, and the drain region may be formed by introducing an impurity element belonging to Group 3 or Group 5 of the periodic table, that is, an N-type or P-type impurity into the layer.

【0046】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には、前記
チャ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
料で形成してもよい。
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 steps 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 may be formed of a common material.

【0047】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周期律
表第3族又は第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 of the periodic table is introduced into the single-crystal silicon layer to form source and drain regions. After that, an activation process can be performed.

【0048】また、前記単結晶シリコン層の形成後、レ
ジストをマスクにして不純物元素をイオン注入すること
により前記第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形成し、さらにイオン注入後活性化
処理を行い、ゲート絶縁膜の形成後、前記第1の薄膜ト
ランジスタのゲート電極と、必要であれば前記第2の薄
膜トランジスタの上部ゲート構造とを形成するようにし
てもよい。
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-implanting an impurity element using a resist as a mask. After forming the gate insulating film, the gate electrode of the first thin film transistor and, if necessary, the upper gate structure of the second thin film transistor may be formed.

【0049】前記薄膜トランジスタがトップゲート型の
とき、前記単結晶シリコン層の形成後、レジストをマス
クにして不純物元素をイオン注入することにより前記第
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
領域を形成し、さらにイオン注入後活性化処理を行い、
その後、前記第1及び第2の薄膜トランジスタのゲート
絶縁膜とゲート電極とからなる各ゲート部を形成するよ
うにしてもよい。
When the thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal silicon layer, each source and drain region of the first and second thin film transistors is formed by ion-implanting an impurity element using a resist as a mask. And then perform activation after ion implantation,
Thereafter, each gate portion including the gate insulating film and the gate electrode of the first and second thin film transistors may be formed.

【0050】あるいは、前記薄膜トランジスタがトップ
ゲートのとき、前記単結晶シリコン層の形成後、前記第
1及び第2の薄膜トランジスタの各ゲート絶縁膜と耐熱
性材料からなる各ゲート電極とを形成して各ゲート部を
形成し、さらに、これらのゲート部をマスクにして不純
物元素をイオン注入することで各ソース及びドレイン領
域を形成し、このイオン注入後に活性化処理を行っても
よい。
Alternatively, when the thin film transistor is a top gate, after forming the single crystal silicon layer, each gate insulating film of the first and second thin film transistors and each gate electrode made of a heat-resistant material are formed. A gate portion may be formed, and the source and drain regions may be formed by ion-implanting an impurity element using these gate portions as a mask, and an activation process may be performed after the ion implantation.

【0051】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
入を行うこともできる。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
極を設けてもよい。
Alternatively, ion implantation for forming a source region and a drain region may be performed using a resist mask that covers the resist mask used in forming the LDD structure. Further, the substrate may be made optically opaque or transparent, and a reflective or transmissive display pixel electrode may be provided.

【0052】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.

【0053】この場合、前記画素電極が反射電極である
ときには、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には、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
けるのが好ましい。
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, the pixel electrode is provided thereon, and the pixel electrode is transparent. When it is an electrode, it is preferable to flatten the surface with a transparent flattening film, and to provide a pixel electrode on this flattened surface.

【0054】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)、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 modulate light by being driven by the MOSTFT. For example, a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence display (E)
L), 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.

【0055】前記第1の基板上には、前記周辺駆動回路
部及び/又は表示部の動作を制御する制御部を設けるよ
うにしてもよい。この制御部は、CPU(マイクロプロ
セッサーを含む)、メモリ(SRAM、DRAM、フラ
ッシュ)、又はこれらを混載してなるシステムLSI等
によって形成される。また、このような制御部を第1の
基板上に設ける場合、前記単結晶半導体層に所定の処理
を施し、制御部を構成するための素子、例えばCMOS
TFT、nMOSTFT、pMOSTFT等の能動素子
や、抵抗、コンデンサ、インダクタンス等の受動素子を
形成する。なお、このような制御部については、周辺駆
動回路部となる垂直駆動回路や水平駆動回路と同じ領域
に形成してもよく、また別の領域に形成してもよい。
A control unit for controlling the operation of the peripheral drive circuit unit and / or the display unit may be provided on the first substrate. This control unit is formed by a CPU (including a microprocessor), a memory (SRAM, DRAM, flash), or a system LSI including a combination of these. In the case where such a control unit is provided on the first substrate, a predetermined process is performed on the single-crystal semiconductor layer, and an element for forming the control unit, for example, a CMOS.
Active elements such as TFT, nMOSTFT, and pMOSTFT, and passive elements such as resistors, capacitors, and inductances are formed. Note that such a control unit may be formed in the same region as a vertical drive circuit or a horizontal drive circuit serving as a peripheral drive circuit unit, or may be formed in another region.

【0056】次に、本発明の好ましい実施の形態につい
てさらに詳細に説明する。 <第1の実施の形態>図1〜図11を参照して、本発明
の第1の実施の形態を説明する。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. <First Embodiment> A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0057】本例の実施の形態は、耐熱性基板に設けた
上述した段差(凹部)を含む面上に、前記物質層(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
にして、この物質層上に形成したシリコン膜(半導体
膜)をレーザ照射処理で加熱溶融しさらに冷却固化する
ことにより単結晶シリコン層(単結晶半導体層)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 embodiment of the present invention, the 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. The silicon film (semiconductor film) formed on this material layer is heated and melted by laser irradiation treatment, and then cooled and solidified, whereby a single crystal silicon layer (single crystal semiconductor layer) is heteroepitaxially grown. The present invention relates to an active matrix reflective liquid crystal display (LCD) having a MOSTFT.

【0058】まず、この反射型LCDの全体のレイアウ
トを図9〜図11について説明する。このアクティブマ
トリクス反射型LCDは、図9に示すように、主基板1
(これはアクティブマトリクス基板、すなわち駆動基板
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のもので、こ
れら主基板1と対向基板32との間に液晶(図示せず)
が封入されてなるものである。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。
First, the overall layout of the reflection type LCD will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9, the active matrix reflection type LCD has a main substrate 1
(This forms an active matrix substrate, that is, a driving substrate) and a counter substrate 32 are spacers (not shown).
A liquid crystal (not shown) is provided between the main substrate 1 and the opposing substrate 32.
Is enclosed. 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.

【0059】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で構成されている。ま
た、周辺駆動回路部にも、回路要素として、本発明に基
づくトップゲート型MOSTFTのcMOS又はnMO
S又はpMOSTFTがそれぞれ単一種で、あるいは混
在した状態で形成されている。
The switching element of the display section is an nMOS, pMOS or cMOS according to the present invention, and is formed of a top gate type MOSTFT having an LDD structure. Also, in the peripheral drive circuit section, as a circuit element, a cMOS or nMO of a top gate type MOSTFT according to the present invention is used.
The S or p MOSTFTs are each formed as a single type or in a mixed state.

【0060】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
水平駆動回路である。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
れるようになっている。これらの駆動回路について、本
例においては点順次アナログ方式、線順次デジタル方式
のいずれにも構成することができる。
The one peripheral drive circuit section is a horizontal drive circuit that supplies a data signal and drives the TFT of each pixel for each horizontal line. Also, the other peripheral drive circuit section
This is a vertical drive circuit that drives the gate of the TFT of each pixel for each scanning line, and is usually provided on both sides of the display unit. In this example, these drive circuits can be configured in either a dot-sequential analog system or a line-sequential digital system.

【0061】図10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うようにする。
As shown in FIG. 10, 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. Image information is written to the liquid crystal capacitor (C LC ) via this TFT, and the next information Holds electric charge until comes. In this case, it is not enough to hold the channel resistance of the TFT 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. To do.

【0062】こうしたLCD用TFT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、表示部では、後述するようにLD
D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、チャネル領域にかか
る実効的な電界を低減してオフ電流を低減し、特性の変
化を小さくしている。しかしながら、このような構成を
得るには、プロセス的に複雑になり、素子サイズも大き
くなり、かつオフ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。
In such an LCD TFT, the required performance is different between the characteristics of the TFT used for the pixel portion (display portion) and the characteristics of the TFT used for the peripheral driving circuit. Securing current is an important issue. For this reason, as described later, the display unit
By providing a TFT having a D structure, a structure in which an electric field is hardly applied between a gate and a drain is provided, an effective electric field applied to a channel region is reduced, an off current is reduced, and a change in characteristics is reduced. However, in order to obtain such a configuration, there are problems in that the process becomes complicated, the element size increases, and the off-state current decreases. Therefore, it is necessary to optimize the design according to the intended use. is there.

【0063】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用いることができる。
Usable liquid crystals include TN liquid crystal (nematic liquid crystal used in the TN mode of active matrix drive), 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) can be used.

【0064】次に、周辺駆動回路部の回路方式とその駆
動方式の概略を、図11を参照して説明する。駆動回路
は、ゲート側駆動回路とデータ側駆動回路とに分けら
れ、ゲート側、データ側共に、シフトレジスタを構成す
る必要がある。シフトレジスタとしては、pMOSTF
TとnMOSTFTと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、cMOSTFT又はCMOS回路が一般的であ
る。
Next, the circuit system of the peripheral drive circuit unit and the outline of the drive system will be described with reference to FIG. The drive circuit is divided into a gate-side drive circuit and a data-side drive circuit, and it is necessary to form a shift register on both the gate side and the data side. As the shift register, pMOSTF
Although there are those using both T and nMOSTFT (so-called CMOS circuit) and those using only one of the MOSTFTs, cMOSTFT or CMOS circuits are generally used in terms of operation speed, reliability, and low power consumption. It is a target.

【0065】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
ある。図11に示した点順次方式は、回路の構成が比較
的簡単であり、アナログスイッチを通して表示信号をシ
フトレジスタで制御しながら直接各画素に、一水平走査
時間内にて順次書き込むようになっている(図中R、
G、Bは各色毎に画素を概略的に示している)。
The scanning drive circuit is composed of a shift register and a buffer, and sends a pulse synchronized with the horizontal scanning period to each line from the shift register. On the other hand, the data-side driving circuit has two driving methods, a dot sequential method and a line sequential method. In the dot sequential method shown in FIG. 11, the circuit configuration is relatively simple, and the display signal is directly written to each pixel sequentially within one horizontal scanning time while the display signal is controlled by a shift register through an analog switch. (R,
G and B schematically show pixels for each color).

【0066】次に、本実施の形態のアクティブマトリク
ス反射型LCDを、図1〜図8を参照してその製造方法
(工程)に基づいて説明する。なお、図1〜図5におい
ては、各図の左側は表示部の製造方法(工程)、右側は
周辺回路部の製造方法(工程)を示している。
Next, an active matrix reflective LCD according to the present embodiment will be described based on a manufacturing method (process) thereof with reference to FIGS. In FIGS. 1 to 5, the left side of each drawing shows the manufacturing method (step) of the display unit, and the right side shows the manufacturing method (step) of the peripheral circuit unit.

【0067】まず、図1の(1)に示すように、ほうけ
い酸ガラス、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、少なくともその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に
よるリアクティブイオンエッチング(RIE)を行うな
ど、汎用フォトリソグラフィ及びエッチング(フォトエ
ッチング)によって基板1に適当な形状及び寸法の段差
4を複数個形成する。
First, as shown in FIG. 1A, on one main surface of an insulating substrate 1 made of borosilicate glass, quartz glass, transparent crystallized glass or the like, a photoresist 2 is formed at least in a TFT forming region. The substrate 1 is formed into a predetermined pattern, and the substrate 1 is formed into an appropriate shape and dimensions by general-purpose photolithography and etching (photoetching), such as performing reactive ion etching (RIE) using F + ions 3 of CF 4 plasma using the mask as a mask. A plurality of steps 4 are formed.

【0068】この場合、絶縁基板1として石英ガラス、
透明性結晶ガラス、セラミックス等(ただし、後述の透
過型LCDでは、不透明のセラミックス基板や低透明性
の結晶化ガラスは使用できない。)の高耐熱性基板(8
〜12インチφ、700〜800μm厚)が使用可能で
ある。段差4は、後述の単結晶シリコンのエピタキシャ
ル成長時のシードとなるもので、深さdが0.1μm程
度、幅wが5〜10μm程度、長さ(紙面と直交する方
向)が10〜20μm程度とされ、また、底面と側面と
のなす角(底角)が略直角とされている。なお、基板1
の表面には、特に該基板1をガラス基板で構成した場合
に、該基板1自体からのNaイオンなどの拡散防止のた
め、予めSiN膜を例えば50〜200nm程度の厚さ
に形成し、さらに必要に応じてシリコン酸化膜(以後S
iO2 膜と呼称する。)を例えば100nm程度の厚さ
に形成しておくのが好ましい。
In this case, quartz glass is used as the insulating substrate 1,
Transparent crystal glass, ceramics, etc. (However, an opaque ceramic substrate or a low-transparency crystallized glass cannot be used in a transmission type LCD described later) (8).
1212 inches φ, 700-800 μm thick) can be used. The step 4 serves as a seed at the time of epitaxial growth of single crystal silicon, which will be described later, and has a depth d of about 0.1 μm, a width w of about 5 to 10 μm, and a length (in a direction perpendicular to the paper surface) of about 10 to 20 μm. The angle between the bottom surface and the side surface (base angle) is substantially a right angle. The substrate 1
In particular, when the substrate 1 is formed of a glass substrate, a SiN film is formed in advance to a thickness of, for example, about 50 to 200 nm in order to prevent diffusion of Na ions and the like from the substrate 1 itself, If necessary, a silicon oxide film (hereinafter S
It is called an iO 2 film. Is preferably formed to a thickness of, for example, about 100 nm.

【0069】次いで、図1の(2)に示すように、フォ
トレジスト2の除去後、絶縁基板1の一主面において、
段差4を含むTFT形成領域に結晶性サファイア膜50
を厚さ20〜200nm程度に形成する。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C
VD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、結晶化させて作製する。なお、こ
の結晶性サファイア膜50はNaイオンストッパの作用
を有するので、これの膜厚が十分に暑い場合には、前記
のSiN膜、さらにはSiO2 膜の形成を省略すること
ができる。
Next, as shown in FIG. 1B, after the photoresist 2 is removed, one main surface of the insulating substrate 1 is removed.
A crystalline sapphire film 50 is formed in the TFT forming region including the step 4.
Is formed to a thickness of about 20 to 200 nm. This crystalline sapphire film 50 is formed by high-density plasma CVD or catalyst C.
It is manufactured by oxidizing trimethylaluminum gas or the like with an oxidizing gas (oxygen / moisture) and crystallizing it by a VD method (see JP-A-63-40314). Since the crystalline sapphire film 50 has a function of a Na ion stopper, the formation of the SiN film and the SiO 2 film can be omitted when the film thickness is sufficiently hot.

【0070】次いで、スパッタ、プラズマCVD法等に
より、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンを10
〜100nm程度、好ましくは30〜70nm程度の厚
さに成膜し、シリコン膜(図示略)を形成する。このと
き、N型又はP型のキャリア不純物、例えばリン又はボ
ロンを適量(例えば0.1〜1.0ppm)ドーピング
した単結晶シリコンをターゲットとし、これを用いてス
パッタリングすることにより、キャリア不純物の種類及
び/又は濃度を調整したシリコン膜を形成するようにし
てもよい。また、プラズマCVDでは、モノシラン又は
ジシランガス等に、N型用のPH3 又はAsH3 を適量
(例えば0.1〜1.0ppm)混入したり、又はP型
用のB2 6 を適量(例えば0.1〜1.0ppm)混
入することにより、キャリア不純物の種類及び/又は濃
度を調整したシリコン膜を形成するようにしてもよい。
Next, amorphous silicon or polycrystalline silicon is removed by sputtering or plasma CVD.
A silicon film (not shown) is formed to a thickness of about 100 nm, preferably about 30 to 70 nm. At this time, the target is a single crystal silicon doped with an appropriate amount (for example, 0.1 to 1.0 ppm) of N-type or P-type carrier impurities, for example, phosphorus or boron, and sputtering is performed using the target to obtain the type of the carrier impurities. And / or a silicon film whose concentration is adjusted may be formed. In plasma CVD, an appropriate amount (for example, 0.1 to 1.0 ppm) of N 3 type PH 3 or AsH 3 is mixed into a monosilane or disilane gas or the like, or an appropriate amount of B 2 H 6 (for example, P type) is used. (0.1 to 1.0 ppm), a silicon film in which the type and / or concentration of carrier impurities is adjusted may be formed.

【0071】続いて、前記シリコン膜をレーザ照射処理
してこの膜を加熱溶融し、さらに冷却(徐冷)固化する
ことにより、前記結晶性サイファイア薄膜50および段
差4を共にシードとしてシリコンをヘテロエピタキシャ
ル成長させ、図1の(3)に示すように段差4を含む全
面に単結晶シリコン層7を厚さ5〜100nm程度、好
ましくは30〜50nm程度に形成する。
Subsequently, the silicon film is irradiated with a laser beam to heat and melt the film, and then cooled (slowly cooled) to be solidified, so that the crystalline sapphire thin film 50 and the step 4 are both used as seeds for heteroatomizing silicon. By epitaxial growth, a single-crystal silicon layer 7 is formed on the entire surface including the step 4 to a thickness of about 5 to 100 nm, preferably about 30 to 50 nm, as shown in FIG.

【0072】レーザ照射処理として、具体的にはアルゴ
ンレーザやエキシマレーザ等が用いられる。また、エキ
シマレーザ照射処理としては、例えばXeCl(308
nm波長)が用いられ、その場合に95%以上のオーバ
ーラップスキャニングで照射を行うようにする。なお、
このようなレーザ照射処理による単結晶シリコン層7の
形成については、前述したように全体でなく所定の場所
のみ、すなわちTFT形成領域のみを局部的にレーザ照
射処理してヘテロエピタキシャル成長させる、といった
方法も採用可能である。また、このようなレーザ照射処
理による単結晶シリコン層7の形成に際しては、基板温
度を200〜500℃に加熱調整するのが好ましい。こ
の基板1の加熱は、電気炉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。
As the laser irradiation treatment, specifically, an argon laser, an excimer laser, or the like is used. As the excimer laser irradiation process, for example, XeCl (308
nm wavelength), in which case the irradiation is performed with an overlap scanning of 95% or more. In addition,
As for the formation of the single crystal silicon layer 7 by such a laser irradiation process, as described above, a method of locally irradiating a laser irradiation process only at a predetermined place, that is, only a TFT forming region, and performing heteroepitaxial growth is also available. Can be adopted. In forming the single-crystal silicon layer 7 by such a laser irradiation process, it is preferable to heat and adjust the substrate temperature to 200 to 500 ° C. The heating of the substrate 1 may be performed by heating the entire substrate uniformly using an electric furnace, or by locally heating only a predetermined location, for example, only a TFT forming region, using an optical laser, an electron beam, or the like. It is possible.

【0073】このようなレーザ照射処理にあっては、照
射エネルギー、照射時間、照射及びスキャニング方法、
低反射膜の有無、照射時の雰囲気(真空又は不活性ガス
中)等の条件によって溶融状態および冷却状態が影響を
受け、シリコン結晶性(例えば、電子/正孔移動度、リ
ーク電流等)が変化するので、予め実験等によって目的
とするシリコン結晶性を得る条件を決定しておく必要が
ある。また、アモルファスシリコンや多結晶シリコンか
らなる半導体膜に予めN型又はP型キャリア不純物を混
入しておくことにより、得られる単結晶シリコン膜4を
任意の濃度のN型又はP型キャリア不純物を含有するも
のに形成することができる。
In such laser irradiation processing, irradiation energy, irradiation time, irradiation and scanning method,
The melting state and the cooling state are affected by conditions such as the presence or absence of a low reflection film and the atmosphere (in a vacuum or an inert gas) at the time of irradiation, and silicon crystallinity (eg, electron / hole mobility, leak current, etc.) is affected. Therefore, it is necessary to determine conditions for obtaining the desired silicon crystallinity in advance by experiments and the like. Further, by mixing an N-type or P-type carrier impurity into a semiconductor film made of amorphous silicon or polycrystalline silicon in advance, the obtained single-crystal silicon film 4 contains an arbitrary concentration of N-type or P-type carrier impurity. Can be formed.

【0074】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、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より、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
7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7(a)のようなランダムな面方位であっ
たものが図7(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
くするときには、上記段差の間隔を短くしなければなら
ない。
In the single-crystal silicon layer 7 deposited as described above, for example, the (100) plane is heteroepitaxially grown on the substrate because the crystalline sapphire film 50 shows good lattice matching with single-crystal silicon. In this case, the single crystal silicon layer 7 having higher crystallinity can be obtained by heteroepitaxial growth of the step 4 taking into account a known phenomenon called grapho-epitaxial growth. As shown in FIG. 7, when a vertical wall such as the above-described step 4 is formed on the amorphous substrate (glass) 1 and an epitaxy layer is formed thereon, as shown in FIG. 7B, 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 and shortened, the interval between the steps must be shortened.

【0075】また、上記段差の形状を図8(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
作製する場合には、(100)面が最も多く採用されて
いる。要するに、段差4の断面視形状は、底面角部の角
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、結晶成長が生じや
す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好ましい。
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 bottom corner (base angle) may be a right angle, or may be inclined inward or outward from the upper end to the lower end. It is sufficient if it has. 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.

【0076】このようにしてレーザ照射処理によるヘテ
ロエピタキシャル成長で基板1上に単結晶シリコン層7
を析出させたら、続いて、単結晶シリコン層7をチャネ
ル領域とするトップゲート型MOSTFTの作製を以下
のようにして行う。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では、その不純物濃度がばらつ
いているので、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形成領域のみに選択的にN型キャリ
ア不純物をドーピングし、N型ウエルを形成する。例え
ば、pMOSTFT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1の(4)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。
As described above, single-crystal silicon layer 7 is formed on substrate 1 by heteroepitaxial growth by laser irradiation.
Then, a top gate type MOS TFT using the single crystal silicon layer 7 as a channel region is manufactured as follows. First, since the impurity concentration of the single crystal silicon layer 7 formed by the epitaxial growth varies, the entire surface is doped with an appropriate amount of a P-type carrier impurity, for example, boron ions, to adjust the specific resistance. Further, only the pMOSTFT formation region is selectively doped with an N-type carrier impurity to form an N-type well. For example, the pMOSTFT portion is masked with a photoresist (not shown), and P-type impurity ions (for example, B + ) are
At a dose of 2.7 × 10 11 atoms / cm 2 to adjust the specific resistance. Further, as shown in FIG. 1 (4), 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 applied at 1 × 10 11 at 10 kV. Doping is performed at a dose of atoms / cm 2 to form an N-type well 7A.

【0077】次いで、図2の(5)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100n
m厚)とSiN(約200nm厚)とをこの順に連続成
膜してゲート絶縁膜8を形成し、さらに、モリブデン・
タンタル(Mo・Ta)合金のスパッタ膜9を厚さ50
0〜600nm程度に形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (5), SiO 2 (about 100 n) 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.
m thickness) and SiN (approximately 200 nm thickness) are successively formed in this order to form a gate insulating film 8.
A sputtered film 9 of a tantalum (Mo.Ta) alloy having a thickness of 50
It is formed to a thickness of about 0 to 600 nm.

【0078】次いで、図2の(6)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、および周辺駆動領域のTFT部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、
さらにこれをマスクにして連続してエッチングすること
により、Mo・Ta合金のゲート電極11と(SiN/
SiO2 )の積層構造からなるゲート絶縁膜12とを形
成し、単結晶シリコン層7を露出させる。なお、Mo・
Ta合金からなるスパッタ膜9は酸系エッチング液で処
理し、SiNはCF4 ガスのプラズマエッチング、Si
2 はフッ酸系エッチング液で処理する。
Next, as shown in FIG. 2 (6), the TFT in the display area is formed by a general-purpose photolithography technique.
Forming a photoresist pattern 10 in each step region (in the concave portion) of the TFT portion of the portion and the peripheral drive region,
Further, by successively etching using this as a mask, the gate electrode 11 of Mo / Ta alloy and (SiN /
A gate insulating film 12 having a laminated structure of SiO 2 ) is formed, and the single crystal silicon layer 7 is exposed. In addition, Mo ・
Sputtered film 9 made of Ta alloy were treated with acid-based etching solution, SiN is CF 4 gas plasma etching, Si
O 2 is treated with a hydrofluoric acid-based etchant.

【0079】次いで、図2の(7)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のゲート部とをフォトレジスト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10kVで1×10
13atoms/cm2 のドーズ量でドーピング(イオン
注入)し、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. 2 (7), 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 photoresist 13
Then, phosphorus ions 14 are applied to the exposed source / drain regions of the nMOS TFT at, for example, 1 × 10 kV at 10 kV.
Doping (ion implantation) is performed at a dose of 13 atoms / cm 2 to form an LDD portion 15 made of an N -type layer in a self-aligned (self-aligned) manner.

【0080】次いで、図3の(8)に示すように、周辺
駆動領域のpMOSTFT全部と、周辺駆動領域のnM
OSTFTのゲート部と、表示領域のnMOSTFTの
ゲート及びLDD部とをフォトレジスト16でカバー
し、露出した領域にリン又はヒ素イオン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、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1
5とを形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (8), all of the pMOS TFTs in the peripheral drive region and nM
The gate portion of the OSTFT and the gate and LDD portion of the nMOSTFT in the display area are covered with a photoresist 16 and the exposed area is doped with phosphorus or arsenic ions
Doping (ion implantation) is performed at 0 kv with a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , and the source 18 and the drain 19 and the LDD 1 made of the N + type layer of the nMOS TFT are formed.
5 is formed.

【0081】次いで、図3の(9)に示すように、周辺
駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOSTF
Tの全部と、pMOSTFTのゲート部とをフォトレジ
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
ドーズ量でドーピング(イオン注入)し、pMOSTF
TのP+ 層のソース部22及びドレイン部23を形成す
る。なお、この工程については、nMOS周辺駆動回路
の場合では、pMOSTFTが無いことから不要とな
る。
Next, as shown in FIG. 3 (9), the nMOSTFT in the peripheral drive area and the nMOSTF in the display area
T and the gate portion 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, for example, 10 kv, and pMOSTF
The source part 22 and the drain part 23 of the P + layer of T are formed. This step is unnecessary in the case of the nMOS peripheral drive circuit because there is no pMOSTFT.

【0082】次いで、図3の(10)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を形成する。そして、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7を、フッ酸系のエッチング液を用いて
エッチングし、除去する。
Next, as shown in FIG.
A photoresist 24 is formed 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. Then, the single crystal silicon layer 7 other than all the active element portions and the passive element portions in the peripheral drive region and the display region is removed by etching using a hydrofluoric acid-based etchant.

【0083】次いで、図4の(11)に示すように、プ
ラズマCVD、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等
によって全面に、SiO2 膜(約200nm厚)及びリ
ンシリケートガラス(PSG)膜(約300nm厚)を
この順に連続形成し、保護膜25を形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (11), an SiO 2 film (about 200 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film (about 200 nm thick) were formed on the entire surface by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like. (Thickness of 300 nm) is formed continuously in this order, and the protective film 25 is formed.

【0084】そして、この状態で単結晶シリコン層7を
活性化処理する。この活性化については、例えばハロゲ
ン等のランプを用い、そのアニール条件を約1000
℃、約10秒程度として行う。したがって、ゲート電極
材としてはこのようなアニール条件に耐え得るものが要
求されるが、前述したMo・Ta合金は高融点であり、
このようなアニール条件に耐え得るものとなっている。
また、このようにMo・Ta合金からなるゲート電極材
は高融点でありアニール条件に耐え得ることから、ゲー
ト部のみならず配線として広範囲に亘って引き回して形
成することができる。なお、エキシマレーザを用いてア
ニール処理する場合には、XeCl(308nm波長)
で全面に、又は能動素子部及び受動素子部のみを選択的
に、90%以上のオーバーラップスキャニングで照射処
理するのが望ましい。
Then, in this state, the single crystal silicon layer 7 is activated. For this activation, for example, a lamp of halogen or the like is used, and the annealing condition is set to about 1000.
C. for about 10 seconds. Therefore, a material that can withstand such annealing conditions is required as a gate electrode material, but the above-mentioned Mo / Ta alloy has a high melting point,
The structure can withstand such annealing conditions.
Further, since the gate electrode material made of the Mo.Ta alloy has a high melting point and can withstand annealing conditions, it can be formed not only as a gate portion but also as a wiring over a wide range. When annealing is performed using an excimer laser, XeCl (wavelength of 308 nm) is used.
It is desirable to perform irradiation processing on the entire surface or selectively only the active element portion and the passive element portion with 90% or more overlap scanning.

【0085】次いで、図4の(12)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. 4 (12), contact windows are opened in the source / drain portions of all the TFTs of the peripheral drive circuit and the source portion of the display TFT by general-purpose photolithography and etching techniques. .

【0086】そして、全面に、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厚さ5
00〜600nm程度に形成し、さらに、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と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、フォー
ミングガス(N2 +H2 )中において、約400℃/1
hでシンター処理する。
Then, aluminum or aluminum alloy (for example, aluminum containing 1% Si or 1 to 1)
Sputtered film of copper, aluminum, etc.
And a source electrode 26 of all the TFTs of the peripheral drive circuit and the display portion and a drain electrode 27 of the peripheral drive circuit portion by general-purpose photolithography and etching technology. Form a gate line. Thereafter, in a forming gas (N 2 + H 2 ), about 400 ° C./1
Sintering with h.

【0087】次いで、図4の(13)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 (13) of FIG. 4, an insulating film 36 made of a PSG film (about 300 nm thick) and a SiN film (about 300 nm thick) is formed by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like. Is formed on the entire surface.
Next, a contact window is opened in the drain portion of the display TFT. Note that SiO 2 , PSG and SiN in the pixel portion are used.
The film does not need to be removed.

【0088】ここで、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5の
(14)に示すように、全面にスピンコート等で厚さ2
〜3μm程度の感光性樹脂膜28を形成し、続いて、図
5の(15)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、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画素部に形成し、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。
Here, as a basic requirement of the reflection type liquid crystal display device, a function of reflecting incident light and a 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, as shown in (14) of FIG.
A photosensitive resin film 28 having a thickness of about 3 .mu.m is formed. Subsequently, as shown in FIG. 5 (15), a concavo-convex pattern for obtaining optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics is formed by general-purpose photolithography and etching technology. It is formed in the pixel portion and is reflowed to form a lower reflective surface made of the roughened surface 28A. At the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened.

【0089】次いで、図5の(16)に示すように、全
面に厚さ400〜500nm程度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、さら
に汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技術により、
画素部以外のスパッタ膜を除去し、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からな
る反射膜29を形成する。この反射膜29は、表示用の
画素電極としても機能するものとなる。その後、フォー
ミングガス中、約300℃/1hでシンター処理し、コ
ンタクトを十分にする。なお、反射率を高めるため、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。
Then, as shown in FIG. 5 (16), aluminum or aluminum having a thickness of about 400 to 500 nm is formed on the entire surface.
% Sputtered film such as aluminum containing Si, and by general-purpose photolithography and etching technology,
The sputtered film other than the pixel portion is removed, and a reflective film 29 made of, for example, aluminum having an uneven shape connected to the drain portion 19 of the display TFT is formed. This reflection film 29 also functions as a pixel electrode for display. Thereafter, sintering is performed in a forming gas at about 300 ° C. for 1 hour to make the contact sufficient. Note that silver or a silver alloy may be used instead of an aluminum-based material to increase the reflectance.

【0090】以上のようにして、レーザ照射処理により
結晶性サファイア膜50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−T
FT、pMOSTFT及びnMOSTFTで構成するC
MOS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 by laser irradiation using the crystalline sapphire film 50 and the step 4 as seeds for heteroepitaxial growth.
A display unit using the single-crystal silicon layer 7 and a peripheral drive circuit unit are respectively provided with a top gate type nMOSLDD-T.
C composed of FT, pMOSTFT and nMOSTFT
A display section-peripheral drive circuit section integrated type active matrix substrate 30 incorporating a MOS circuit can be manufactured.

【0091】次に、このアクティブマトリクス基板(駆
動基板)30を用いて反射液晶表示装置(LCD)を製
造する方法を、図6を参照して説明する。なお、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, a method of manufacturing a reflective liquid crystal display (LCD) using the active matrix substrate (drive substrate) 30 will be described with reference to FIG. Hereinafter, this active matrix substrate is referred to as a TFT substrate.

【0092】このLCDの液晶セルを、2インチサイズ
以上の中/大型液晶パネルに適している面面組立で作製
する場合、まず、TFT基板30および全面ベタのIT
O(Indium tin oxide)電極31を設けた対向基板32
の素子形成面に、それぞれポリイミド系配向膜33、3
4を形成する。これらポリイミド系配向膜33、34に
ついては、ロールコート、スピンコート等によってポリ
イミドを厚さ50〜100nm程度に塗布し、その後、
180℃/2hで硬化キュアすることによって形成す
る。
When manufacturing the liquid crystal cell of this LCD by surface assembly suitable for a medium / large liquid crystal panel of 2 inches or more, first, the TFT substrate 30 and the entire solid IT
Opposite substrate 32 provided with O (Indium tin oxide) electrode 31
The polyimide-based alignment films 33, 3
4 is formed. For these polyimide-based alignment films 33 and 34, polyimide is applied to a thickness of about 50 to 100 nm by roll coating, spin coating, or the like, and thereafter,
It is formed by curing at 180 ° C. for 2 hours.

【0093】次いで、TFT基板30および対向基板3
2のそれぞれのポリイミド系配向膜33、34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、配向膜については、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り、高分
子配向膜を形成することもできる。このような高分子配
向膜を形成することのできる高分子化合物としては、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
高分子が挙げられる。
Next, the TFT substrate 30 and the counter substrate 3
Rubbing or optical alignment processing is performed on each of the polyimide-based alignment films 33 and 34 of No. 2. 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 to the rubbing, the polymer alignment film can be formed by obliquely incident polarized light or non-polarized light. As a polymer compound that can form such a polymer alignment film, for example, a polymethyl methacrylate-based polymer having azobenzene can be given.

【0094】次いで、ラビングバフかす除去のため、
水、又はIPA(イソプロピルアルコール)洗浄を行
い、その後、TFT基板30側にコモン剤を塗布し、一
方、対向基板32側にはシール剤を塗布する。コモン剤
としては、導電性フィラーを含有したアクリル、エポキ
シアクリレート、又はエポキシ系接着剤が用いられ、シ
ール剤としてはアクリル、エポキシアクリレート、又は
エポキシ系接着剤が用いられる。なお、これらコモン
剤、シール剤については、加熱硬化型、紫外線照射硬化
型、紫外線照射硬化+加熱硬化型のいずれのタイプのも
のも使用可能であるが、重ね合わせの精度と作業性か
ら、紫外線照射硬化+加熱硬化型のものを用いるのが好
ましい。
Next, in order to remove the rubbing buff residue,
After washing with water or IPA (isopropyl alcohol), a common agent is applied to the TFT substrate 30 side, and a sealing agent is applied to the counter substrate 32 side. Acrylic, epoxy acrylate, or epoxy adhesive containing a conductive filler is used as the common agent, and acrylic, epoxy acrylate, or epoxy adhesive is used as the sealant. As the common agent and the sealant, any of a heat curing type, an ultraviolet irradiation curing type, and an ultraviolet irradiation curing + heat curing type can be used. It is preferable to use a radiation curing + heat curing type.

【0095】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
の位置で重ね合わせる。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
度良く合わせた後に、紫外線照射してシール剤を仮硬化
させ、その後に一括して加熱硬化する。
Next, spacers for obtaining a predetermined gap are sprayed on the counter substrate 32 side, and are superposed on the TFT substrate 30 at a predetermined position. After the alignment marks on the counter substrate 32 and the TFT substrate 30 are precisely aligned, the sealant is temporarily cured by irradiating ultraviolet rays, and then heat-cured collectively.

【0096】次いで、スクライブブレークして、TFT
基板30と対向基板32とを重ね合わせた単個の液晶パ
ネルを作製する。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
した後、IPA洗浄する。液晶の種類については前述し
たように特に限定されないが、例えばネマスチック液晶
を用いた高速応答のTN(ツイストネマティック)モー
ドとするのが一般的である。次いで、加熱急冷処理し
て、液晶35を配向させる。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、さらに対向基板32に位相差板付
偏光板を貼り合わせる。
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 manufactured. Next, the liquid crystal 35 is applied to both substrates 30-32.
It is injected into the gap between them, and after the injection port is sealed with an ultraviolet adhesive, IPA cleaning is performed. Although the type of liquid crystal is not particularly limited as described above, for example, a high-speed TN (twisted nematic) mode using a nematic liquid crystal is generally used. Next, the liquid crystal 35 is oriented by heating and quenching. 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 with a retardation plate is bonded to the counter substrate 32.

【0097】また、液晶パネル(液晶セル)を、2イン
チサイズ以下の小型液晶パネルに適している面単組立で
作製する場合、前記と同様に、TFT基板30および対
向基板32の素子形成面にそれぞれポリイミド系配向膜
33、34を形成し、さらにこれらポリイミド系配向膜
33、34にラビング、又は非接触の線型偏光紫外線光
による配向処理を施す。
When a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is manufactured by a single surface assembly suitable for a small liquid crystal panel having a size of 2 inches or less, the TFT substrate 30 and the counter substrate 32 are formed on the element formation surface in the same manner as described above. Polyimide-based alignment films 33 and 34 are formed, respectively, and the polyimide-based alignment films 33 and 34 are subjected to rubbing or alignment treatment using non-contact linearly polarized ultraviolet light.

【0098】次いで、TFT基板30および対向基板3
2をそれぞれ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。続いて、TFT基板
30にはコモン剤を塗布し、対向基板32にはスペーサ
含有のシール剤を塗布する。そして、両基板を重ね合わ
せる。これ以降のプロセスは前記に準ずるので、説明を
省略する。
Next, the TFT substrate 30 and the counter substrate 3
2 is singly divided by dicing or scribe break, and washed with water or IPA. Subsequently, a common agent is applied to the TFT substrate 30, and a sealing agent containing a spacer is applied to the counter substrate 32. Then, the two substrates are overlapped. Subsequent processes are the same as described above, and a description thereof will be omitted.

【0099】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。
このような反射型LCDににあっては、対向基板32側
からの入射光が反射膜29で効率良く反射され、対向基
板32側から出射する。
In the reflection type LCD described above, the opposing substrate 32 is a CF (color filter) substrate, and the color filter layer 46 is provided below the ITO electrode 31.
In such a reflection type LCD, incident light from the counter substrate 32 side is efficiently reflected by the reflection film 29 and emitted from the counter substrate 32 side.

【0100】なお、前記例のように反射膜29を表示用
の画素電極としても機能させ、この上に直接ポリイミド
系配向膜33を形成した場合、該ポリイミド系配向膜3
3も下地となる反射膜29の凹凸形状を受けることによ
り、膜厚ムラが生じたり、ラビングムラが生じたり、さ
らにはラビングによりキズや剥がれ、色ムラが生じるお
それがある。
When the reflective film 29 is also used as a pixel electrode for display as in the above-described example, and the polyimide-based alignment film 33 is directly formed thereon,
In the case of No. 3, the unevenness of the reflective film 29 serving as a base may cause unevenness in film thickness, rubbing unevenness, and rubbing may cause scratches or peeling and color unevenness.

【0101】そこで、反射膜29をTFTのドレイン部
に導通しないように形成してこれを画素電極としては機
能しないようにし、画素電極としては別に透明電極(I
TO電極)を設けるようにしてもよい。その場合、TF
Tのドレイン部に導通しない反射膜29上に厚さ2〜3
μm程度の透明樹脂平坦化膜を形成し、この上に、厚さ
0.13〜0.15μm程度の透明電極(ITO電極)
を、TFTのドレイン部に導通した状態に形成する。
Therefore, the reflection film 29 is formed so as not to conduct to the drain of the TFT so that it does not function as a pixel electrode, and a transparent electrode (I
(A TO electrode). In that case, TF
A thickness of 2 to 3 on the reflection film 29 which does not conduct to the drain portion of T
A transparent resin flattening film of about μm is formed, and a transparent electrode (ITO electrode) having a thickness of about 0.13 to 0.15 μm is formed thereon.
Is formed in a state of being electrically connected to the drain portion of the TFT.

【0102】このように、透明樹脂平坦化膜を介して透
明電極を形成すれば、当然この透明電極表面も平坦にな
ることにより、これの上に形成されるポリイミド系配向
膜33も平坦になり、したがって膜厚ムラやラビングム
ラ、ラビングによるキズや剥がれ、色ムラなどが生じる
のが防止され、品質の向上や歩留向上が可能になる。
As described above, if a transparent electrode is formed via the transparent resin flattening film, the surface of the transparent electrode is naturally flattened, so that the polyimide alignment film 33 formed thereon is also flattened. Therefore, unevenness in film thickness, rubbing unevenness, scratches and peeling due to rubbing, color unevenness, and the like are prevented from occurring, and quality and yield can be improved.

【0103】また、TFT基板30を、図6に示した基
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)構造とすると
きには、対向基板32にはITO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、T
FT基板30にはカラーフィルタが設けられる。
When the TFT substrate 30 has an on-chip color filter (OCCF) structure in which a color filter is provided on the TFT substrate 30 in addition to the substrate structure shown in FIG. 6, the counter substrate 32 has a solid ITO electrode. (Or ITO electrode with black mask is solid) and T
The FT substrate 30 is provided with a color filter.

【0104】そして、この場合にもTFT基板30につ
いては、前記の、画素電極として反射膜29とは別に透
明電極(ITO電極)を設ける構造を採用することがで
きる。すなわち、TFTのドレイン部に導通しないよう
に形成した反射膜29上に厚さ2〜3μm程度の透明樹
脂平坦化膜を形成し、この上に、厚さ1〜2μm程度の
カラーフィルタ層を形成する。そして、さらにこの上に
厚さ1〜2μm程度の透明樹脂平坦化膜を形成し、この
上に、厚さ0.13〜0.15μm程度の透明電極(I
TO電極)を、TFTのドレイン部に導通した状態に形
成する。
Also in this case, for the TFT substrate 30, the above-mentioned structure in which a transparent electrode (ITO electrode) is provided separately from the reflective film 29 as a pixel electrode can be adopted. That is, a transparent resin flattening film having a thickness of about 2 to 3 μm is formed on the reflection film 29 formed so as not to conduct to the drain portion of the TFT, and a color filter layer having a thickness of about 1 to 2 μm is formed thereon. I do. Then, a transparent resin flattening film having a thickness of about 1 to 2 μm is further formed thereon, and a transparent electrode (I) having a thickness of about 0.13 to 0.15 μm is formed thereon.
TO electrode) is formed in a state of being electrically connected to the drain of the TFT.

【0105】このように、透明樹脂平坦化膜を介してカ
ラーフィルタ、透明電極を形成すれば、前記した場合と
同様にこの透明電極表面も平坦になり、よってポリイミ
ド系配向膜33も平坦になることから、膜厚ムラやラビ
ングムラ、ラビングによるキズや剥がれ、色ムラなどが
生じるのが防止され、品質の向上や歩留向上が可能にな
る。なお、図10に示した補助容量CS を画素部に組み
込む場合には、上記した基板1上に設けた静電体層(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。
As described above, when the color filter and the transparent electrode are formed via the transparent resin flattening film, the surface of the transparent electrode becomes flat as described above, and the polyimide alignment film 33 becomes flat. Therefore, it is possible to prevent unevenness in film thickness, uneven rubbing, scratches and peeling due to rubbing, uneven color, and the like, and to improve quality and yield. Incidentally, in the case of incorporating an auxiliary capacitance C S shown in FIG. 10 in the pixel portion, electrostatic collector layer provided on the substrate 1 described above (not shown) may be connected to the drain region 19 of monocrystalline silicon .

【0106】以上に説明したように、本実施の形態によ
れば、次のごとき顕著な作用効果が得られる。 (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レーザ
照射処理法によるヘテロエピタキシャル成長(ただし、
成長時の加熱温度は200〜800℃、好ましくは30
0〜400℃と比較的低温)させることにより、540
cm2 /v・sec以上の高い電子移動度の単結晶シリ
コン層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。また、段差4がこのエピタキシャ
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が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following remarkable effects can be obtained. (A) A crystalline sapphire film 50 is formed on a substrate 1 provided with a step 4 having a predetermined shape / dimension, and heteroepitaxial growth is performed by using this as a seed by a laser irradiation method (however,
The heating temperature during growth is 200 to 800 ° C., preferably 30 ° C.
0 to 400 ° C.).
Since a single-crystal silicon layer 7 having a high electron mobility of not less than cm 2 / v · sec can be obtained, an LCD with a built-in high-performance driver
Can be manufactured. In addition, since the step 4 promotes the epitaxial growth, a single crystal silicon layer 7 having higher crystallinity can be obtained.

【0107】(b)この単結晶シリコン層7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、これから得られる単結晶シリコントップゲート型
MOSTFTは、高いスイッチング特性と低リーク電流
のLDD構造を有するnMOS又はpMOS又はcMO
STFTの表示部と、高い駆動能力のcMOS、nMO
S、又はpMOSTFT、あるいはこれらの混在からな
る周辺駆動回路部と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。また、この単結晶シリコン層7は十分に高い正
孔移動度を有するため、電子と正孔とをそれぞれ単独
に、あるいは双方を組み合わせて駆動する周辺駆動回路
を作製することができ、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) The single-crystal silicon layer 7 has a smaller thickness than a conventional amorphous silicon layer or polycrystalline silicon layer.
Since it exhibits high electron and hole mobilities comparable to those of a single crystal silicon substrate, a single crystal silicon top gate type MOS TFT obtained therefrom has nMOS or pMOS or cMO having an LDD structure with high switching characteristics and low leakage current.
STFT display, high drive capability cMOS, nMO
A structure integrated with a peripheral driver circuit section made of S or pMOSTFT or a mixture of them becomes possible, and a display panel with high image quality, high definition, narrow frame, large screen, and high efficiency is realized. Further, since the single crystal silicon layer 7 has a sufficiently high hole mobility, a peripheral drive circuit for driving electrons and holes individually or in combination of both can be manufactured. Alternatively, a panel integrated with a display TFT having a pMOS or cMOS LDD structure can be realized. In the case of a small to medium-sized panel, there is a possibility that one of a pair of peripheral vertical drive circuits can be omitted.

【0108】(c)レーザ照射処理法を採用することに
より、シリコンエピタキシャル成長時の加熱処理温度を
800℃以下にすることができるので、絶縁基板上に比
較的低温(例えば200〜600℃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、セラミックス基板
などをはじめ、ほうけい酸ガラス(さらには耐熱性有機
基板)などのように歪点が低く、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。
(C) By adopting the laser irradiation treatment method, the heat treatment temperature during the silicon epitaxial growth can be made 800 ° C. or less, so that it can be formed on the insulating substrate at a relatively low temperature (for example, 200 to 600 ° C. or less). The single crystal silicon layer 7 can be formed uniformly. In addition, as the substrate, a substrate material having a low strain point, low cost, and good physical properties, such as quartz glass, crystallized glass, a ceramic substrate, and borosilicate glass (further, a heat-resistant organic substrate) is used. It can be arbitrarily selected, and the size of the substrate can be increased.

【0109】(d)固相成長法の場合のような中温で長
時間のアニールが不要となることから、生産性が高く、
また高価な製造設備が不要でコストダウンが可能にな
る。
(D) Since long-time annealing at an intermediate temperature as in the case of the solid phase growth method is not required, productivity is high, and
In addition, expensive manufacturing equipment is not required and cost can be reduced.

【0110】(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結晶性、レーザの照射エネ
ルギーや照射時間など、さらには段差の形状及び寸法、
基板の加熱温度や冷却速度、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N型又はP型
等の導電型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)調整が容易になり、また
低抵抗化による高速動作も可能になる。
(E) In this heteroepitaxial growth, the crystallinity of the crystalline sapphire film and the like, the irradiation energy and irradiation time of the laser, and the shape and size of the step,
By adjusting the heating temperature and cooling rate of the substrate, the concentration of the added N-type or P-type carrier impurities, etc., a wide range of N-type or P-type conductive type and high mobility single crystal silicon layers can be easily obtained. Vth (threshold) adjustment becomes easy, and high-speed operation by lowering the resistance becomes possible.

【0111】(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 the color filter substrate, improving productivity, and the like.

【0112】(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 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.

【0113】<第2の実施の形態>図12〜図14を参
照して、本発明の第2の実施の形態を説明する。
<Second Embodiment> A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0114】本例の実施の形態は、前述の第1の実施の
形態と同様に、トップゲート型MOSTFTを表示部及
び周辺駆動回路部に有するものの、該第1の実施の形態
と異なり、透過型LCDに関するものである。したがっ
て、その製造工程については、図1の(1)に示す工程
から図4の(13)に示す工程までは同様である。そし
て、本例の実施の形態では、これらの工程の後に、図1
2の(14)に示すように、保護膜25、絶縁膜36に
表示用TFTのドレイン部コンタクト用の窓開けを行う
と同時に、透過率向上のため、画素開口部の不要なSi
2 、PSG及びSiN膜を除去する。
In the present embodiment, the top gate type MOSTFT is provided in the display section and the peripheral drive circuit section in the same manner as in the first embodiment described above. It concerns a type LCD. Therefore, the manufacturing process is the same from the process shown in FIG. 1A to the process shown in FIG. Then, in the embodiment of this example, after these steps, FIG.
As shown in FIG. 2 (14), a window for contacting the drain portion of the display TFT is opened in the protective film 25 and the insulating film 36, and at the same time, in order to improve the transmittance, an unnecessary portion of the pixel opening portion of the Si is unnecessary.
The O 2 , PSG and SiN films are removed.

【0115】次いで、図12の(15)に示すように、
全面に、スピンコート等によって感光性アクリル系透明
樹脂の平坦化膜28Bを厚さ2〜3μm程度に形成し、
さらに汎用フォトリソグラフィ技術によって表示用TF
Tのドレイン側の平坦化膜28Bの窓開けを行い、所定
条件でこれを硬化させる。
Next, as shown in (15) of FIG.
On the entire surface, a flattening film 28B of a photosensitive acrylic transparent resin is formed to a thickness of about 2 to 3 μm by spin coating or the like,
TF for display by general-purpose photolithography technology
A window is opened in the flattening film 28B on the drain side of T, and this is cured under predetermined conditions.

【0116】次いで、図12の(16)に示すように、
全面に厚さ130〜150nm程度のITOスパッタ膜
を形成し、さらに汎用フォトリソグラフィ及びエッチン
グ技術によって表示用TFTのドレイン部19とコンタ
クトしたITOからなる透明電極(画素電極)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とのコンタクト抵抗の低減化、およびITO透明
度の向上を図る。
Next, as shown in (16) of FIG.
An ITO sputtered film having a thickness of about 130 to 150 nm is formed on the entire surface, and a transparent electrode (pixel electrode) 41 made of ITO in contact with the drain portion 19 of the display TFT is formed by general-purpose photolithography and etching technology. Then, heat treatment (in forming gas, 200
(250 ° C./1 h), the contact resistance between the drain of the display TFT and ITO is reduced, and the transparency of ITO is improved.

【0117】そして、図13に示すように対向基板32
と組み合わせ、前述の第1の実施の形態と同様にして透
過型LCDを組み立てる。ただし、TFT基板側にも偏
光板を貼り合わせる。この透過型LCDでは、実線の矢
印で示すように透過光が得られるが、一点鎖線の矢印で
示すように対向基板32側からの透過光が得られるよう
にも構成することができる。
Then, as shown in FIG.
And a transmission type 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 is obtained as indicated by a solid arrow, but it may be configured such that transmitted light from the counter substrate 32 side is obtained as indicated by an alternate long and short dashed arrow.

【0118】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.

【0119】すなわち、図1の(1)〜図4の(12)
までの工程は前述したのと同様にして行う。そして、こ
の後、図14の(13)に示すように、PSG/SiO
2 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め込み層41Aを形成した後、Si
N/PSGの絶縁膜36を形成する。
That is, (1) in FIG. 1 to (12) in FIG.
The steps up to are performed in the same manner as described above. Then, as shown in FIG. 14 (13), the PSG / SiO
After opening the drain portion of the second insulating film 25 to form an aluminum buried layer 41A for the drain electrode,
An N / PSG insulating film 36 is formed.

【0120】次いで、図14の(14)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)に形成
した後、図14の(15)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)のみを残してパ
ターニングし、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、この例では不透明なセラミックス基板や低透過率の
ガラス、及び耐熱性樹脂基板は使用できない。
Next, as shown in (14) of FIG. 14, a photoresist 61 in which each color of R, G, and B is dispersed in a pigment for each segment is formed to a predetermined thickness (1 to 1.5 μm). As shown in (15) of FIG. 14, patterning is performed by using a general-purpose photolithography technique, leaving only predetermined positions (each pixel portion), and each color filter layer 61 (R), 61
(G) and 61 (B) are formed (on-chip color filter structure). At this time, the window of the drain part is also opened. In this example, an opaque ceramic substrate, glass having low transmittance, and a heat-resistant resin substrate cannot be used.

【0121】次いで、図14の(15)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表示用TFTのブラッ
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、スパッタ法によってチタン又はモリブ
デンを厚さ200〜250nm程度に成膜し、続いて表
示用TFTを覆って遮光する所定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. 14 (15),
In a contact hole communicating with the drain of the display TFT, a light shielding layer 43 serving as a black mask layer of the display TFT is formed by metal patterning over the color filter layer. For example, a film of titanium or molybdenum is formed to a thickness of about 200 to 250 nm by a sputtering method, and then patterned into a predetermined shape that covers the display TFT and shields light (on-chip black structure).

【0122】次いで、図14の(16)に示すように、
透明樹脂の平坦化膜28Bを形成し、さらにこの平坦化
膜に設けたスルーホールに、遮光層43に接続した状態
となるようにして透明電極41を埋め込み形成する。
Next, as shown in FIG. 14 (16),
A flattening film 28B made of a transparent resin is formed, and a transparent electrode 41 is buried in a through hole provided in the flattening film so as to be connected to the light shielding layer 43.

【0123】このように、表示アレイ部上にカラーフィ
ルタ層61や遮光層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を実現すること
ができる。
As described above, by forming the color filter layer 61 and the light shielding layer 43 on the display array portion, 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. Can be realized.

【0124】<第3の実施の形態>図15〜図23を参
照して、本発明の第3の実施の形態を説明する。
<Third Embodiment> A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0125】本実施の形態では、周辺駆動回路部を、前
述した第1の実施の形態と同様のトップゲート型のpM
OSTFTとnMOSTFTとからなるCMOS駆動回
路で構成する。また、表示部については反射型とするも
のの、TFTを各種ゲート構造のものとし、種々の組み
合わせにする。
In the present embodiment, the peripheral drive circuit section is formed by the same top gate type pM as in the first embodiment.
It is composed of a CMOS drive circuit composed of an OSTFT and an nMOSTFT. In addition, although the display section is of a reflective type, the TFTs have various gate structures and various combinations.

【0126】すなわち、前述した第1の実施の形態では
図15(A)に示すように表示部にトップゲート型のn
MOSLDD−TFTを設けているのに対し、図15
(B)に示す例では、表示部にボトムゲート型のnMO
SLDD−TFTを設けており、また、図15(C)に
示す例では、表示部にデュアルゲート型のnMOSLD
D−TFTを設けている。これらボトムゲート型MOS
TFT、デュアルゲート型MOSTFTは、いずれも、
後述するように周辺駆動回路部のトップゲート型MOS
TFTと共通の工程で作製可能である。そして、このよ
うに表示部のTFTのゲート構造を代えた場合、特にデ
ュアルゲート型の場合では、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が
できる。
That is, in the first embodiment described above, as shown in FIG.
While the MOSLDD-TFT is provided, FIG.
In the example shown in (B), the display unit has a bottom gate type nMO.
An SLDD-TFT is provided, and in the example shown in FIG.
A D-TFT is provided. These bottom gate type MOS
Both TFT and dual-gate MOSTFT
Top gate type MOS of peripheral drive circuit section as described later
It can be manufactured in the same process as the TFT. In the case where the gate structure of the TFT of the display portion is changed in this way, especially in the case of a dual gate type, the driving capability is improved by the upper and lower gate portions, which is suitable for high-speed switching. It can be selectively used to operate as a top gate type or a bottom gate type depending on the case.

【0127】なお、図15(B)のボトムゲート型MO
STFTにおいて、図中の符号71はMo・Ta等から
なるゲート電極である。また、符号72はSiN膜、7
3はSiO2 膜であり、これらSiN膜とSiO2 膜と
によってゲート絶縁膜が形成されている。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7を用いたチャネル領域等が形成されて
いる。また、図15(C)のデュアルゲート型MOST
FTでは、下部ゲート部はボトムゲート型MOSTFT
と同様であるものの、上部ゲート部は、ゲート絶縁膜7
3をSiO2 膜とSiO2 膜で形成し、この上に上部ゲ
ート電極74を設けている。ただし、いずれにおいても
各ゲート部は、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膜の成長を促進し、その結
晶性を高める作用を有する段差4の外側に配設されてい
る。
The bottom gate type MO shown in FIG.
In the STFT, reference numeral 71 in the figure denotes a gate electrode made of Mo, Ta, or the like. Reference numeral 72 denotes an SiN film, 7
Reference numeral 3 denotes an SiO 2 film, and a gate insulating film is formed by the SiN film and the SiO 2 film. On this gate insulating film, a channel region and the like using a single crystal silicon layer 7 are formed similarly to the top gate type MOSTFT. Further, the dual gate type MOST shown in FIG.
In FT, the lower gate is a bottom gate type MOSTFT
Except that the upper gate portion has a gate insulating film 7
3 is formed of a SiO 2 film and a SiO 2 film, and an upper gate electrode 74 is provided thereon. However, in each case, each gate portion is provided 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 film and has an effect of increasing the crystallinity.

【0128】次に、前記のボトムゲート型MOSTFT
の製造方法を図16〜図20を参照して説明し、さら
に、前記のデュアルゲート型MOSTFTの製造方法を
図21〜図23を参照して説明する。なお、周辺駆動回
路部におけるトップゲート型MOSTFTの製造方法に
ついては、図1〜図5に示した工程と同じであることか
ら、ここでは図示およびその説明を省略する。
Next, the above-mentioned bottom gate type MOSTFT
The method of manufacturing the dual gate type MOSTFT will be described with reference to FIGS. 16 to 20. Since the method of manufacturing the top gate type MOSTFT in the peripheral drive circuit section is the same as the steps shown in FIGS. 1 to 5, illustration and description thereof are omitted here.

【0129】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16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71Aを厚さ300〜400nm程度
に形成する。
In the display section, a bottom gate type MOST
To manufacture the FT, first, as shown in FIG. 16A, a molybdenum / tantalum (Mo.Ta)
An alloy sputtered film 71A is formed to a thickness of about 300 to 400 nm.

【0130】次いで、図16(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
にしてスパッタ膜71Aをテーパエッチングし、側端面
71aが20〜45°でなだらかに傾斜した、横断面台
形状のゲート電極71を形成する。
Next, as shown in FIG. 16 (2), a photoresist 70 is formed in a predetermined pattern, and using this as a mask, the sputtered film 71A is taper-etched, and the side end surface 71a is gently inclined at 20 to 45 °. A gate electrode 71 having a trapezoidal cross section is formed.

【0131】次いで、フォトレジスト70を除去した
後、図16(3)に示すようにスパッタ膜71Aを含む
基板1上に、プラズマCVD法等により、SiN膜(約
200nm厚)72とSiO2 膜(約100nm厚)7
3とをこの順に成膜積層し、ゲート絶縁膜を形成する。
Next, after removing the photoresist 70, as shown in FIG. 16C, a SiN film (about 200 nm thick) 72 and a SiO 2 film are formed on the substrate 1 including the sputtered film 71A by a plasma CVD method or the like. (About 100 nm thick) 7
3 are stacked in this order to form a gate insulating film.

【0132】次いで、図1の(1)に示した工程と同様
にして、図17の(4)に示すように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
クにして基板1上のゲート絶縁膜に(さらには基板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、前述したように、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であると同時に結
晶性サファイア膜の成長を促進し、その結晶性を高める
作用を有するもので、深さdが0.3〜0.4μm程
度、幅wが2〜3μm程度、長さ(紙面に直交する方
向)が10〜20μm程度とされ、底面と側面とのなす
角(底角)が略直角とされる。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 1A, a photoresist 2 is formed in a predetermined pattern in the TFT formation region as shown in FIG. A plurality of steps 4 having an appropriate shape and dimensions are formed on the gate insulating film on 1 (and also on the substrate 1). As described above, the step 4 serves as a seed for heteroepitaxial growth of single crystal silicon, which will be described later, and at the same time, has the function of promoting the growth of the crystalline sapphire film and increasing its crystallinity. The width is about 0.3 to 0.4 μm, the width w is about 2 to 3 μm, the length (the direction perpendicular to the paper surface) is about 10 to 20 μm, and the angle (base angle) between the bottom surface and the side surface is substantially a right angle. You.

【0133】次いで、図1の(2)に示した工程と同様
にして、図17の(5)に示すようにフォトレジスト2
を除去した後、絶縁基板1の一主面において、段差4を
含むTFT形成領域に結晶性サファイア膜50を、厚さ
20〜200nm程度に形成する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 1B, the photoresist 2 is formed as shown in FIG.
Is removed, a crystalline sapphire film 50 is formed on one main surface of the insulating substrate 1 in a TFT formation region including the step 4 to a thickness of about 20 to 200 nm.

【0134】次いで、スパッタ、プラズマCVD法等に
より、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンを10
〜100nm程度の厚さに成膜し、シリコン膜(図示
略)を形成する。続いて、図1の(3)に示した工程と
同様にして、前記シリコン膜をレーザ照射処理してこの
膜を加熱溶融し、さらに冷却(徐冷)固化することによ
り、前記結晶性サイファイア薄膜50および段差4を共
にシードとしてシリコンをヘテロエピタキシャル成長さ
せ、図17(6)に示すように段差4を含む全面に単結
晶シリコン層7を厚さ5〜100nm程度、好ましくは
30〜50nm程度に形成する。このとき、下地のゲー
ト電極71の側端面71aがなだらかな傾斜面となって
いるので、この面上では段差4及び結晶性サファイア膜
50によるヘテロエピタキシャル成長が阻害されず、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, amorphous silicon or polycrystalline silicon is removed by sputtering, plasma CVD, or the like.
A film is formed to a thickness of about 100 nm to form a silicon film (not shown). Subsequently, in the same manner as in the step shown in FIG. 1C, the silicon film is irradiated with a laser, and the film is heated and melted, and then cooled (slowly cooled) and solidified, thereby obtaining the crystalline scifi. Silicon is heteroepitaxially grown using both the thin film 50 and the step 4 as seeds, and a single crystal silicon layer 7 is formed to a thickness of about 5 to 100 nm, preferably about 30 to 50 nm on the entire surface including the step 4 as shown in FIG. Form. At this time, since the side end surface 71a of the underlying gate electrode 71 is a gentle slope, heteroepitaxial growth by the step 4 and the crystalline sapphire film 50 is not hindered on this surface, and the single-crystal silicon Layer 7 will grow.

【0135】次いで、図1の(4)〜図2の(6)に示
した工程を経た後、図2の(7)に示した工程と同様に
して、図17の(7)に示すように表示部のnMOST
FT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の存在により表面高低差(又はパタ
ーン)が認識し易くなっており、したがってフォトレジ
スト13の位置合わせ(マスク合わせ)が行い易く、ア
ライメントずれが生じにくくなっている。
Then, after passing through the steps shown in FIGS. 1 (4) to 2 (6), the steps shown in FIG. 17 (7) are carried out in the same manner as in the step shown in FIG. 2 (7). NMOST of the display section
The gate portion of the FT is covered with a photoresist 13, and the exposed source / drain regions of the nMOS TFT are doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14 to form an LDD portion 15 made of an N -type layer in a self-aligned manner. At this time, the surface height difference (or pattern) is easily recognized due to the presence of the bottom gate electrode 71. Therefore, the alignment (mask alignment) of the photoresist 13 is easily performed, and alignment deviation hardly occurs.

【0136】次いで、図3の(8)に示した工程と同様
にして、図18(8)に示すように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ヒ素イオン17をドーピング
(イオン注入)し、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, in the same manner as in the step shown in FIG. 3 (8), the gate portion and the LDD portion of the nMOS TFT are covered with the photoresist 16 as shown in FIG.
The exposed region is doped with phosphorus or arsenic ions 17 (ion implantation) to form a source portion 18 and a drain portion 19 made of an N + type layer of the nMOS TFT.

【0137】次いで、図3の(9)に示した工程と同様
にして、図18の(9)に示すように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, in the same manner as in the step shown in FIG. 3D, the entire nMOS TFT is covered with the photoresist 20 as shown in FIG.
Doping (ion implantation) into the peripheral drive circuit
A source portion and a drain portion of the P + layer of the MOSTFT are formed.

【0138】次いで、図3の(10)に示した工程と同
様にして、図18の(10)に示すように能動素子部と
受動素子部をアイランド化するため、フォトレジスト2
4を設け、単結晶シリコン層7をエッチングによって選
択的に除去する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 3 (10), the photoresist 2 is formed to make the active element section and the passive element section into islands as shown in FIG. 18 (10).
4 is provided, and the single crystal silicon layer 7 is selectively removed by etching.

【0139】次いで、図4の(11)に示した工程と同
様にして、図18の(11)に示すようにプラズマCV
D、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等によって全
面に、SiO2 膜53(約300nm厚)及びリンシリ
ケートガラス(PSG)膜54(約300nm厚)をこ
の順に連続形成する。なお、SiO2 膜53とPSG膜
54は前述した保護膜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7を前述したと同様に
して活性化処理する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 4 (11), as shown in FIG.
D, a SiO 2 film 53 (thickness of about 300 nm) and a phosphosilicate glass (PSG) film 54 (thickness of about 300 nm) are continuously formed in this order on the entire surface by high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like. Note that 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 7 is activated in the same manner as described above.

【0140】次いで、図4の(12)に示した工程と同
様にして、図19の(12)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、ソース部のコン
タクト用窓開けを行う。そして、全面に厚さ400〜5
00nm程度のアルミニウム合金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、フォー
ミングガス中において、約400℃/1hでシンター処
理する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 4 (12), as shown in FIG. 19 (12), a contact window is opened in the source section by general-purpose photolithography and etching techniques. And the thickness of 400 to 5
A sputtered film of an aluminum alloy or the like having a thickness of about 00 nm is formed, and a data line and a gate line are formed at the same time when the source electrode 26 of the TFT is formed by general-purpose photolithography and etching technology. Thereafter, sintering is performed at about 400 ° C./1 h in a forming gas.

【0141】次いで、図4の(13)に示した工程と同
様にして、図19の(13)に示すように高密度プラズ
マCVD、触媒CVD法等により、PSG膜(約300
nm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, in the same manner as in the step shown in (13) of FIG. 4, as shown in (13) of FIG. 19, the PSG film (about 300
An insulating film 36 made of an SiN film (thickness: about 300 nm) 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.

【0142】次いで、図5の(14)に示した工程と同
様にして、図19の(14)に示すようにスピンコート
等で2〜3μm厚みの感光性樹脂膜28を形成し、続い
て、図5の(15)に示した工程と同様にして、図19
の(15)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、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画素部に形成し、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, in the same manner as in the step shown in FIG. 5 (14), a photosensitive resin film 28 having a thickness of 2 to 3 μm is formed by spin coating or the like as shown in FIG. 19 (14). 19 in the same manner as the process shown in FIG.
As shown in (15), a concave / convex pattern for obtaining optimal reflection characteristics and viewing angle characteristics is formed in the pixel portion by general-purpose photolithography and etching techniques, and is reflowed to form a lower portion of the reflection surface including the concave / convex rough surface 28A. To form
At the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened.

【0143】次いで、図5の(16)に示した工程と同
様にして、図19の(15)に示すように全面に400
〜500nm厚のアルミニウム合金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
のアルミニウム反射膜29を形成する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 5 (16), 400
A sputtered film of an aluminum alloy or the like having a thickness of about 500 nm is formed, and an aluminum reflective film 29 having an uneven shape connected to the drain portion 19 of the display TFT is formed by general-purpose photolithography and etching technology.

【0144】以上のようにして、レーザ照射処理により
段差4を含む結晶性サファイア膜50をヘテロエピタキ
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を用いた表示部にボトムゲ
ート型のnMOSLDD−TFT(周辺部ではpMOS
TFT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, single crystal silicon layer 7 is formed by laser irradiation treatment using crystalline sapphire film 50 including step 4 as a seed for heteroepitaxial growth, and a bottom portion is formed on the display portion using single crystal silicon layer 7. Gate type nMOS LDD-TFT (pMOS at the periphery)
CMOS drive circuit composed of TFT and nMOS TFT)
The active matrix substrate 30 integrated with the display unit and the peripheral drive circuit unit incorporating the above can be manufactured.

【0145】図20に、表示部に設ける前記のボトムゲ
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. 20 shows an example in which the gate insulating film of the bottom gate type MOSTFT provided in the display portion is formed by an anodic oxidation method of Mo · Ta.

【0146】この例では、図16の(2)に示した工程
の後に、図20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Ta2 5 からなるゲート絶縁膜74を
100〜200nm厚に形成する。
In this example, after the step shown in FIG. 16B, the molybdenum-tantalum alloy film 71 is subjected to a known anodic oxidation treatment as shown in FIG. A gate insulating film 74 of 2 O 5 is formed to a thickness of 100 to 200 nm.

【0147】その後、図17の(4)〜(6)に示した
工程と同様にして、図20の(4)に示すように段差
4、さらには結晶性サファイア膜50を形成し、続いて
アモルファスシリコン又は多結晶シリコンを成膜してシ
リコン膜を形成する。次いで、レーザ照射処理法によっ
て該シリコン膜を加熱溶融し、さらに冷却(徐冷)固化
することにより、前記結晶性サファイア膜50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7を形成する。次いで、図17の(7)〜図19の
(15)に示した工程と同様にして、図20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。
Thereafter, steps 4 and a crystalline sapphire film 50 are formed as shown in FIG. 20 (4) in the same manner as the steps shown in FIGS. 17 (4) to (6). A silicon film is formed by forming amorphous silicon or polycrystalline silicon. Next, the silicon film is heated and melted by a laser irradiation method, and then cooled (slowly cooled) and solidified, whereby heteroepitaxial growth is performed using the crystalline sapphire film 50 as a seed to form the single crystal silicon layer 7. Next, the active matrix substrate 30 is manufactured as shown in FIG. 20 (5) in the same manner as in the steps shown in FIGS. 17 (7) to 19 (15).

【0148】表示部において、デュアルゲート型MOS
TFTを製造するには、まず、図16の(1)〜図17
の(6)に示した工程と同様の処理を行う。
In the display section, a dual gate type MOS
In order to manufacture a TFT, first, FIG.
A process similar to the process shown in (6) is performed.

【0149】次いで、図21の(7)に示すように、絶
縁膜72、73及び基板1に段差4を形成し、さらに、
結晶性サファイア膜50及び段差4上にアモルファスシ
リコン又は多結晶シリコンを成膜し、シリコン膜を(図
示略)を形成する。次いで、レーザ照射処理によって該
シリコン膜を加熱溶融し、さらに冷却(徐冷)固化する
ことにより、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2の(5)に示した工程と同様に
して、単結晶シリコン層7上の全面に、プラズマCV
D、触媒CVD等によりSiO2 膜(約100nm厚)
とSiN(約200nm厚)とをこの順に連続して成膜
し、絶縁膜80(これは前述のゲート絶縁膜8に相当)
を形成し、さらに、Mo・Ta合金からなるスパッタ膜
81(これは前述のスパッタ膜9に相当)を300〜4
00nm程度の厚さに形成する。
Next, as shown in FIG. 21 (7), a step 4 is formed on the insulating films 72 and 73 and the substrate 1, and furthermore,
Amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed on the crystalline sapphire film 50 and the step 4 to form a silicon film (not shown). Next, the silicon film is heated and melted by laser irradiation treatment, and further cooled (slowly cooled) and solidified, whereby the single crystal silicon layer 7 is heteroepitaxially grown using the crystalline sapphire film 50 and the step 4 as seeds. Next, in the same manner as in the step shown in FIG.
D, SiO 2 film (about 100 nm thick) by catalytic CVD, etc.
And SiN (about 200 nm thick) are successively formed in this order, and an insulating film 80 (this corresponds to the gate insulating film 8 described above)
And a sputtered film 81 (which corresponds to the above-described sputtered film 9) made of a Mo.Ta alloy
It is formed to a thickness of about 00 nm.

【0150】次いで、図2の(6)に示した工程と同様
にして、図21の(8)に示すよう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合金のトップゲート電極82と、ゲート絶縁層83
を形成し、単結晶シリコン層7を露出させる。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 2 (6), a photoresist pattern 10 is formed as shown in FIG. 21 (8), and Mo.multidot.
Top gate electrode 82 of Ta alloy and gate insulating layer 83
Is formed to expose the single crystal silicon layer 7.

【0151】次いで、図2の(7)に示した工程と同様
にして、図21の(9)に示すように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, in the same manner as in the step shown in FIG. 2 (7), the top gate portion of the nMOSTFT is covered with the photoresist 13 as shown in FIG. The source / drain regions are doped with phosphorus ions 14 (ion implantation) to form N
The LDD part 15 of the mold layer is formed.

【0152】次いで、図3の(8)に示した工程と同様
にして、図21(10)に示すように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ヒ素イオン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, in the same manner as in the step shown in FIG. 3 (8), the gate portion and the LDD portion of the nMOS TFT are covered with the photoresist 16 as shown in FIG. Arsenic ions 17 are doped (ion-implanted) to form a source portion 18 and a drain portion 19 made of an N + type layer of the nMOS TFT.

【0153】次いで、図3の(9)に示した工程と同様
にして、図22の(11)に示すように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, in the same manner as in the step shown in FIG. 3 (9), as shown 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.

【0154】次いで、図3の(10)に示した工程と同
様にして、図22の(12)に示すように能動素子部及
び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
で選択的に除去する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 3 (10), a photoresist 24 is provided for islanding the active element section and the passive element section as shown in FIG. The single crystal silicon layer other than the element portion and the passive element portion is selectively removed by general-purpose photolithography and etching techniques.

【0155】次いで、図4の(11)に示した工程と同
様にして、図22の(13)に示すようにプラズマ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は前述の保護膜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, in the same manner as in the step shown in FIG. 4 (11), as shown 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.

【0156】次いで、図4の(12)に示した工程と同
様にして、図22の(14)に示すようにソース部のコ
ンタクト用窓開けを行う。そして、全面に400〜50
0nm程度の厚さのアルミニウム合金等からなるスパッ
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, in the same manner as in the step shown in FIG. 4 (12), a contact window is opened in the source portion as shown in FIG. 22 (14). And 400 to 50 on the whole surface
A sputtered film made of an aluminum alloy or the like having a thickness of about 0 nm is formed, and the data line and the gate line are formed at the same time as the source electrode 26 is formed by general-purpose photolithography and etching technology.

【0157】次いで、図4の(13)に示した工程と同
様にして、図23の(15)に示すように、PSG膜
(約300nm厚)及びSiN膜(約300nm厚)か
らなる絶縁膜36を全面に形成し、さらに表示用のTF
Tのドレイン部のコンタクト用窓開けを行う。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 4 (13), as shown in FIG. 23 (15), an insulating film made of a PSG film (about 300 nm thick) and a SiN film (about 300 nm thick) 36 is formed on the entire surface, and TF for display is further formed.
A contact window is opened in the drain portion of T.

【0158】次いで、図23の(16)に示すように、
全面に、スピンコート等で厚さ2〜3μm程度の感光性
樹脂膜28を形成する。続いて、図5の(15)、(1
6)に示した工程と同様にして、図23の(17)に示
すように画素部に凹凸粗面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、さらに表示用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合金等の反射膜29を形
成する。
Next, as shown in FIG. 23 (16),
A photosensitive resin film 28 having a thickness of about 2 to 3 μm is formed on the entire surface by spin coating or the like. Subsequently, (15) and (1) in FIG.
In the same manner as in the step shown in 6), as shown in FIG. 23 (17), the lower part of the reflection surface composed of the rough surface 28A is formed in the pixel portion, and at the same time, the contact resin window of the drain portion of the display TFT is formed. Opening is performed, and a reflection film 29 made of a concavo-convex shape aluminum alloy or the like for obtaining optimum reflection characteristics and viewing angle characteristics is formed, which is connected to the drain portion 19 of the display TFT.

【0159】以上のようにして、レーザ照射処理により
結晶性サファイア膜50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を用いた表示部にデュアルゲー
ト型のnMOSLDDTFTを、周辺駆動回路部にpM
OSTFT及びnMOSTFTからなるCMOS駆動回
路をそれぞれ作り込んだ、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 by laser irradiation using the crystalline sapphire film 50 and the step 4 as seeds for heteroepitaxial growth.
A dual gate type nMOS LDDTFT is used for a display unit using the single crystal silicon layer 7 and a pM
The display-peripheral drive circuit unit integrated active matrix substrate 30 in which CMOS drive circuits each including an OSTFT and an nMOSTFT are built can be manufactured.

【0160】<第4の実施の形態>図24〜図29を参
照して、本発明の第4の実施の形態を説明する。
<Fourth Embodiment> A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0161】本例の実施の形態では、前述した実施の形
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, unlike 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.

【0162】まず、表示部、周辺駆動回路部共に、トッ
プゲート型MOSTFTを設ける場合について説明す
る。この例では、まず、前述した第1の実施の形態にお
ける図1の(1)〜(4)に示した工程と同様にして行
い、続いて、図24の(4)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, the case where a top gate type MOSTFT is provided in both the display section and the peripheral drive circuit section will be described. In this example, first, the steps are performed in the same manner as the steps (1) to (4) of FIG. 1 in the first embodiment described above, and then the peripheral driving is performed as shown in (4) of FIG. An N-type well 7A is formed in the pMOSTFT portion of the circuit portion.

【0163】次いで、図24の(5)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のゲート部とをフォトレジスト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10kVで1×10
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 (5) of FIG. 24, all of the nMOS and pMOSTFTs in the peripheral drive region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are connected to the photoresist 1.
3, phosphorus ions 14 are applied to the exposed source / drain regions of the nMOS TFT at, for example, 1 × 10 kV at 10 kV.
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.

【0164】次いで、図25の(6)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ヒ素イオン17を例えば2
0kVで5×1015atoms/cm2 のドーズ量でド
ーピング(イオン注入)して、nMOSTFTのN+
層からなるソース部18及びドレイン部19とLDD部
15とを形成する。この場合、図中一点鎖線で示すよう
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13を目安にしてレジスト16形
成時のマスクの位置合わせを行うことができ、これによ
りマスク合わせが容易となり、アライメントずれも少な
くなる。
Next, as shown in FIG. 25 (6), 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
And the LDD portion are covered with a photoresist 16 and phosphorus or arsenic ions 17
By doping (ion implantation) at 0 kV and a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , the source 18 and the drain 19 and the LDD 15 made of the N + type layer of the nMOS TFT are formed. In this case, the resist 13 is left as shown by a dashed line in FIG.
Is provided, it is possible to perform the mask alignment at the time of forming the resist 16 using the resist 13 as a guide, thereby facilitating the mask alignment and reducing the misalignment.

【0165】次いで、図25の(7)に示すように、周
辺駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOST
FTん全部とpMOSTFTのゲート部とをフォトレジ
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、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. 25 (7), the nMOSTFT in the peripheral driving region and the nMOST in the display region are used.
The entirety of the FT and the gate portion of the pMOS TFT 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.

【0166】次いで、レジスト20を除去し、続いて、
図25の(8)に示すように単結晶シリコン層7、7A
を前述したと同様に活性化処理し、さらに表面にゲート
絶縁膜12、ゲート電極材料(アルミニウム又は1%S
i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, the resist 20 is removed.
As shown in FIG. 25 (8), the single crystal silicon layers 7, 7A
Is activated in the same manner as described above, and a gate insulating film 12 and a gate electrode material (aluminum or 1% S
i-containing aluminum or the like) 11 is formed. The gate electrode material layer 11 can be formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0167】次いで、前述したのと同様にして各ゲート
部をパターニングし、その後、能動素子部と受動素子部
とをアイランド化し、さらに図26の(9)に示すよう
に、全面に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
に連続形成し、保護膜25を形成する。
[0167] Then, by patterning the respective gate portion in the same manner as described above, then, an island and an active element portion and the passive element portion, further as shown in (9) in FIG. 26, SiO 2 film on the entire surface (Approximately 200 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film (approximately 300 nm thick) are successively formed in this order to form a protective film 25.

【0168】次いで、図26の(10)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 (10) 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.

【0169】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
において、約400℃/1hでシンター処理する。
Then, a sputtering film of aluminum or aluminum containing 1% Si having a thickness of 500 to 600 nm is formed on the entire surface, and the peripheral drive circuit and the source electrodes 26 of all TFTs in the display section are formed by general-purpose photolithography and etching technology. A data line and a gate line are formed at the same time as the formation of the drain electrode 27 of the peripheral driving circuit. Thereafter, sintering is performed in a forming gas (N 2 + H 2 ) at about 400 ° C. for 1 hour.

【0170】次いで、図4の(13)〜図5の(16)
に示した工程と同様にして行うことにより、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−TF
T、pMOSTFT及びnMOSTFTで構成する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。
Next, (13) in FIG. 4 to (16) in FIG.
In the same manner as in the step shown in FIG. 1, a top gate type nMOSLDD-TF having a gate electrode of aluminum or aluminum containing 1% Si is provided for the display section using the single crystal silicon layer 7 and the peripheral drive circuit section, respectively.
CM composed of T, pMOSTFT and nMOSTFT
An active matrix substrate 30 integrated with a display unit and a peripheral driving circuit unit, in which an OS driving circuit is built, can be manufactured.

【0171】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 this embodiment, since 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, the influence of the heat during the activation process is reduced. 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.

【0172】次に、表示部にデュアルゲート型MOST
FT、周辺駆動回路にトップゲート型MOSTFTを設
ける場合について説明する。この例では、まず、前述し
た第3の実施の形態における図16の(1)〜図17の
(6)に示した工程と同様にして行い、続いて、図27
の(6)に示すように、周辺駆動回路部のpMOSTF
T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.
A case where a top gate type MOSTFT is provided in the FT and the peripheral driving circuit will be described. In this example, first, the process is performed in the same manner as the processes shown in (1) of FIG. 16 to (6) of FIG. 17 in the above-described third embodiment.
As shown in (6), pMOSTF of the peripheral drive circuit section
An N-type well 7A is formed in the T portion.

【0173】次いで、図24の(5)に示した工程と同
様にして、図27の(7)に示すように表示部のTFT
部にリンイオン14をドープし、LDD部15を形成す
る。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 24 (5), as shown in FIG.
The portion is doped with phosphorus ions 14 to form an LDD portion 15.

【0174】次いで、図25の(6)に示した工程と同
様にして、図28の(8)に示すように表示部及び周辺
駆動回路部のnMOSTFT部にリンイオン17をドー
プし、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, in the same manner as in the step shown in FIG. 25 (6), as shown in FIG. 28 (8), the display section and the nMOSTFT section of the peripheral drive circuit section are doped with phosphorus ions 17 to form an N + type. A source region 18 and a drain region 19 are formed.

【0175】次いで、図25の(7)に示した工程と同
様にして、図28の(9)に示すように周辺駆動回路部
のpMOSTFT部にボロンイオン21をドープし、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, in the same manner as in the step shown in FIG. 25 (7), as shown in FIG. 28 (9), the pMOSTFT part of the peripheral drive circuit section is doped with boron ions 21 and
A + type source region 22 and a drain region 23 are respectively formed.

【0176】次いで、レジスト20を除去し、続いて、
図28の(10)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、その後、図29の(11)に示すように、単結晶シ
リコン層7、7Aを前述したと同様に活性化処理し、さ
らに表示部においてその表面にゲート絶縁膜80を形成
し、一方周辺駆動回路部においてはその表面にゲート絶
縁膜12を形成する。
Next, the resist 20 is removed.
As shown in FIG. 28 (10), the single crystal silicon layer 7 is patterned to make the active element portion and the passive element portion into islands. Thereafter, as shown in FIG. 29 (11), the single crystal silicon layers 7, 7A are formed. Is activated in the same manner as described above, and a gate insulating film 80 is formed on the surface of the display portion, while a gate insulating film 12 is formed on the surface of the peripheral drive circuit portion.

【0177】次いで、図29の(12)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合金等をパタ
ーニングし、表示部の各上部ゲート電極83、周辺駆動
回路部の各ゲート電極11を形成する。
Next, as shown in FIG. 29 (12),
An aluminum alloy or the like formed on the entire surface by sputtering is patterned to form each upper gate electrode 83 of the display section and each gate electrode 11 of the peripheral drive circuit section.

【0178】次いで、図29の(13)に示すように、
全面にSiO2 膜(約200nm厚)及びリンシリケー
トガラス(PSG)膜(約300nm厚)をこの順に連
続形成し、保護膜25を形成する。
Next, as shown in FIG. 29 (13),
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, and a protective film 25 is formed.

【0179】次いで、前述したのと同様にして周辺駆動
回路及び表示部の全てのTFTのソース電極26と周辺
駆動回路部のドレイン電極27とを形成することによ
り、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合金等をゲート電極とす
るデュアルゲート型のnMOSLDD−TFT、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, the source electrode 26 of all the TFTs in the peripheral driving circuit and the display section and the drain electrode 27 of the peripheral driving circuit section were formed in the same manner as described above, so that the single crystal silicon layer 7 was used. A dual gate type nMOS LDD-TFT, pMO using an aluminum alloy or the like as a gate electrode for the display section and the peripheral drive circuit section, respectively
A display-peripheral drive circuit unit integrated active matrix substrate 30 incorporating a CMOS drive circuit composed of STFTs and nMOS TFTs can be manufactured.

【0180】本実施の形態でも、単結晶シリコン層7の
活性化処理後にアルミニウム等のゲート電極11、83
を形成しているので、その活性化処理時の熱の影響はゲ
ート電極材料の耐熱性とは無関係になるため、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
ルミニウム合金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29の(11)の工程でソース
電極26を(さらにはドレイン電極も)同時に形成する
ことができるが、この場合には製造工程上有利となる。
Also in the present embodiment, after the activation treatment of single crystal silicon layer 7, gate electrodes 11, 83 of aluminum or the like are formed.
Because the effect of heat during the activation process has no relation to the heat resistance of the gate electrode material, it is used as a top gate electrode material with relatively low heat resistance and even for low-cost aluminum alloys. As a result, the range of choice of electrode materials is expanded. Although the source electrode 26 (and the drain electrode) can be formed simultaneously in the step (11) of FIG. 29, this is advantageous in the manufacturing process.

【0181】なお、前述したいずれの実施の形態におい
ても、例えばボトムゲート型又はトップゲート型MOS
TFTを作製するに際して、図30(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30(B)、(C)に示すように、段差4を含む領域
上に電極を配置するのが望ましい。
In any of the above embodiments, for example, a bottom gate type or a top gate type MOS
When a TFT is manufactured, as shown in FIG. 30A, when a step 4 is provided, the single crystal silicon film 7 grown thereon is thin, so that the step is disconnected (poor connection) or thinned (increased resistance). ) May occur, the source electrode 26
(Or drain electrode)
As shown in FIGS. 30B and 30C, it is desirable to dispose electrodes on a region including the step 4.

【0182】なお、図24の(5)に示した工程、又は
図27の(7)に示した工程において、単結晶シリコン
層7上にトップゲート絶縁膜の形成し、さらにイオン注
入、活性化処理を順次行った後、トップゲート電極、ソ
ース、ドレイン電極をアルミニウム合金等で同時に形成
してもよい。
In the step shown in FIG. 24 (5) or the step shown in FIG. 27 (7), a top gate insulating film is formed on the single crystal silicon layer 7, and ion implantation and activation are performed. After the processing is sequentially performed, the top gate electrode, the source, and the drain electrode may be simultaneously formed using an aluminum alloy or the like.

【0183】また、前記段差4については、前述したご
とく、図31(A)に示すように基板1に(さらにはそ
の上のSiN等の膜にも)形成したが、例えば、図31
(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
もある。)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、あるいはこの結晶性サファイア
膜の下にゲート絶縁膜73を設け、これに段差4を形成
してもよい。図31(C)、(D)、(E)に、それぞ
れ結晶性サファイア膜50に段差4を設けた例を示す。
As described above, the step 4 is formed on the substrate 1 (and also on a film of SiN or the like thereon) as shown in FIG.
As shown in (B), the crystalline sapphire film 50 on the substrate 1
(This also has a function of stopping diffusion of ions from the glass substrate 1). Instead of the crystalline sapphire film 50 or under the crystalline sapphire film, a gate insulating film 73 may be provided, and the step 4 may be formed thereon. 31 (C), (D), and (E) show examples in which the crystalline sapphire film 50 is provided with a step 4.

【0184】<第5の実施の形態>図32〜図34を参
照して、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 with reference to FIGS.

【0185】本実施の形態では、前述した段差4の外側
に(すなわち、段差以外の基板1上に)各TFTを形成
した場合の各種例を示す。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 will be described in which each TFT is formed outside the above-described step 4 (ie, on the substrate 1 other than the step). Note that the single-crystal silicon layer 7 and the gate / source / drain electrodes 26 and 27 are schematically illustrated.

【0186】まず、図32にトップゲート型MOSTF
Tを示す。図32(a)では、段差4による凹部をソー
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、図32(b)では、段差4による凹部をソース領域
のみならず、チャネル長方向に沿ってドレイン領域端ま
で、すなわち2辺に亘ってL字パターンに形成してい
る。図32(c)では、段差4による凹部を、TFT能
動領域を囲むように4辺に亘って矩形状に形成してい
る。図32(d)では、段差4による凹部を、3辺に亘
って形成している。ただし、隣り合う凹部と凹部との間
は連続していない。図32(e)では、段差4による凹
部を、2辺に亘ってL字パターンに形成している。ただ
し、隣り合う凹部と凹部との間は連続していない。
First, FIG. 32 shows a top gate type MOSTF.
T is shown. 32A, a recess due to the step 4 is formed on one side of the source along the source region, and the gate insulating film 12 and the gate electrode 11 are formed on the single crystal silicon layer 7 on the flat surface of the substrate other than the recess. Is formed. Similarly, in FIG. 32B, the concave portion due to the step 4 is formed in an L-shaped pattern not only in the source region but also in the channel length direction to the end of the drain region, that is, over two sides. In FIG. 32 (c), the concave portion due to the step 4 is formed in a rectangular shape over four sides so as to surround the TFT active region. In FIG. 32 (d), a concave portion due to the step 4 is formed over three sides. However, adjacent concave portions are not continuous. In FIG. 32 (e), the concave portion due to the step 4 is formed in an L-shaped pattern over two sides. However, adjacent concave portions are not continuous.

【0187】このように、各種パターンの段差4による
凹部が形成可能であると共に、TFTを凹部以外の平坦
面上に設けているので、TFTの作製自由度が高まり、
作製自体が容易になる。
As described above, it is possible to form the concave portions due to the steps 4 of the various patterns, and since the TFT is provided on a flat surface other than the concave portions, the degree of freedom in manufacturing the TFT is increased.
The fabrication itself becomes easier.

【0188】次に、図33にボトムゲート型MOSTF
Tを示す。図33(a)〜(d)に示したように、ボト
ムゲート型MOSTFTにおいても、図32に示した各
種パターンの段差4(又は凹部)を同様に形成すること
ができる。すなわち、図33(a)は図32(a)に対
応した例であり、ボトムゲート型MOSTFTを段差4
による凹部以外の平坦面上に形成したものである。同様
に、図33(b)は図32(b)に対応し、図33
(c)は図32(c)や(d)に対応した例である。ま
た、図33(d)は結晶性サファイア膜50に段差4を
設けた場合の例である。
Next, FIG. 33 shows a bottom gate type MOSTF.
T is shown. As shown in FIGS. 33A to 33D, the steps 4 (or concave portions) of various patterns shown in FIG. 32 can be similarly formed in the bottom gate type MOSTFT. That is, FIG. 33A is an example corresponding to FIG. 32A,
Formed on a flat surface other than the recessed portion. Similarly, FIG. 33B corresponds to FIG.
(C) is an example corresponding to FIGS. 32 (c) and (d). FIG. 33D shows an example in which a step 4 is provided in the crystalline sapphire film 50.

【0189】次いで、図34にデュアルゲート型MOS
TFTを示す。図32(a)、(b)に示したように、
デュアルゲート型MOSTFTにおいても、図32に示
した各種パターンの段差4(又は凹部)を同様に形成す
ることができ、例えば図32(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。
Next, FIG. 34 shows a dual gate type MOS.
3 shows a TFT. As shown in FIGS. 32A and 32B,
Also in the dual gate type MOSTFT, steps 4 (or recesses) of various patterns shown in FIG. 32 can be formed in the same manner. For example, on the flat surface inside the step 4 shown in FIG. A dual-gate MOSTFT can be manufactured.

【0190】<第6の実施の形態>図35〜図37を参
照して、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 with reference to FIGS.

【0191】本実施の形態において図35に示した例
は、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M
OSTFTに関するものである。すなわち、この例で
は、図35に示したようにゲート電極11を2つに分岐
させ、一方を第1のゲートとしての第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(ただし、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
うことができ、信頼性の高いデバイスとなる。
In this embodiment, the example shown in FIG. 35 is a double gate type TFT in which a plurality of TFTs having a self-aligned LDD structure, for example, a plurality of top gate type LDD-TFTs are connected.
It relates to the OSTFT. That is, in this example, as shown in FIG. 35, the gate electrode 11 is branched into two, one of which is a first LDD-TF as a first gate.
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 the resistance). In this case, a different voltage may be applied to each gate, and even if one of the gates becomes inoperable for some reason, carriers are transferred between the source and the drain by using the remaining gates. Can be a reliable device.

【0192】また、第1のLDD−TFTと第2のLD
D−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、オフ状態の
とき、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することができる。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、前記LDD−TFT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前
記2つのLDD−TFT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、LDD−TFT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、前記の第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
ることもできる。
The first LDD-TFT and the second LDD-TFT
Since two thin film transistors for driving each pixel are formed by connecting two D-TFTs in series, the voltage applied between the source and the drain of each thin film transistor in the off state can be greatly reduced. it can. 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-TFTs are connected by using only the same semiconductor layer as that of the low-concentration drain region in the LDD-TFT, the connection distance between the transistors can be reduced, and the LDD-TFT can be reduced. Can be prevented from increasing the required area even if two are connected. The first,
The second gates may be completely separate from each other and operate independently.

【0193】図36(A)に示した例は、ボトムゲート
型MOSTFTをダブルゲート構造としたものであり、
図36(B)に示した例は、デュアルゲート型MOST
FTをダブルゲート構造としたものである。
In the example shown in FIG. 36A, the bottom gate type MOSTFT has a double gate structure.
The example shown in FIG. 36B is a dual gate type MOST.
The FT has a double gate structure.

【0194】これらのダブルゲート型MOSTFTにあ
っても、前記のトップゲート型と同様の利点を有する。
また、特にデュアルゲート型では、上下のゲート部のい
ずれか一方が動作不能となっても、他方のゲート部を使
用できる利点がある。
These double gate type MOS TFTs have the same advantages as the above-mentioned top gate type.
In particular, the dual gate type has an advantage that even if one of the upper and lower gate portions becomes inoperable, the other gate portion can be used.

【0195】図37に、前記の各ダブルゲート型MOS
TFTの等価回路図を示す。なお、前記においては、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も、チャネル領域内に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するように構成する
ことができる。
FIG. 37 shows each of the aforementioned double-gate MOSs.
1 shows an equivalent circuit diagram of a TFT. In the above description, the gate is branched into two, but the gate may be branched or divided into three or more. Even in these double-gate or multi-gate structures, the channel region can be configured to have two or more branched gate electrodes having the same potential or to have divided gate electrodes having different potentials or the same potential. .

【0196】<第7の実施の形態>図38を参照して、
本発明の第7の実施の形態を説明する。本実施の形態で
は、nMOSTFTのデュアルゲート型構造のTFTに
おいて、上下のゲート部のいずれか一方をトランジスタ
動作させるものの、他方のゲート部は次のように動作さ
せている。
<Seventh Embodiment> Referring to FIG.
A seventh embodiment of the present invention will be described. In this embodiment mode, one of the upper and lower gate portions is operated as a transistor in the dual gate type TFT of the nMOSTFT, but the other gate portion is operated as follows.

【0197】すなわち、図38(A)に示す例では、n
MOSTFT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、バックチャネルのリーク電
流を低減させている。トップゲート電極をオープンにす
ることにより、ボトムゲート型として使用することもで
きる。また、図38(B)に示す例では、ボトムゲート
電極に常に任意の負電圧を印加し、バックチャネルのリ
ーク電流を低減させている。この場合も、ボトムゲート
電極をオープンにすることにより、トップゲート型とし
て使用することができる。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ることに
より、バックチャネルのリーク電流を減らすことができ
る。
That is, in the example shown in FIG.
In the MOSTFT, an arbitrary negative voltage is always applied to the gate electrode on the top gate side to reduce the back channel leakage current. By opening the top gate electrode, it can be used as a bottom gate type. In the example shown in FIG. 38B, an arbitrary negative voltage is always applied to the bottom gate electrode to reduce the leakage current of the back channel. Also in this case, by opening the bottom gate electrode, it can be used as a top gate type. Note that in the case of a pMOSTFT, the back channel leakage current can be reduced by always applying an arbitrary positive voltage to the gate electrode.

【0198】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、前
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.

【0199】<第8の実施の形態>図39〜図44を参
照して、本発明の第8の実施の形態を説明する。
<Eighth Embodiment> An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0200】本例の実施の形態では、基板には前記した
段差(凹部)を設けず、基板の平坦面上に前述した物質
層(例えば結晶性サファイア膜)を形成し、この物質層
をシードとしてレーザ照射処理法によって単結晶シリコ
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 embodiment of this example, the above-mentioned step (recess) is not provided on the substrate, and the above-mentioned material layer (for example, a crystalline sapphire film) is formed on the flat surface of the substrate, and this material layer is seeded. The present invention relates to an active matrix reflective liquid crystal display (LCD) in which a single-crystal silicon layer is heteroepitaxially grown by a laser irradiation method and a top-gate type MOSTFT is formed using the single-crystal silicon layer.

【0201】このアクティブマトリクス反射型LCDに
ついて、その製造工程にしたがって説明する。なお、図
39〜図43において、各図の左側は表示部の製造方法
(工程)、右側は周辺駆動回路部の製造方法(工程)を
示している。
The active matrix reflective LCD will be described in accordance with the manufacturing process. In FIGS. 39 to 43, the left side of each drawing shows the manufacturing method (step) of the display section, and the right side shows the manufacturing method (step) of the peripheral drive circuit section.

【0202】まず、図39の(1)に示すように、ほう
けい酸ガラス、石英ガラス、透明性結晶化ガラス、さら
には高耐熱性ガラス(8〜12インチφ、700〜80
0μm厚)などからなる絶縁基板1の一主面において、
TFT形成領域に結晶性サファイア膜50を厚さ20〜
200nm程度に形成する。この結晶性サファイア膜5
0は、高密度プラズマCVD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、結晶化させて作製する。
First, as shown in FIG. 39 (1), borosilicate glass, quartz glass, transparent crystallized glass, and high heat resistant glass (8 to 12 inch φ, 700 to 80
0 μm thickness) on one main surface of the insulating substrate 1.
A crystalline sapphire film 50 having a thickness of 20 to
It is formed to a thickness of about 200 nm. This crystalline sapphire film 5
No. 0 is manufactured by oxidizing trimethylaluminum gas or the like with an oxidizing gas (oxygen or moisture) and crystallizing the same by a high-density plasma CVD method or a catalytic CVD method (see JP-A-63-40314). .

【0203】次いで、図1の(3)に示した工程と同様
にして、図39の(2)に示すようにアモルファスシリ
コン又は多結晶シリコンを成膜し、続いてこれにレーザ
照射処理を施して該シリコン膜を加熱溶融しさらに冷却
固化することにより、前記結晶性サファイア膜50をシ
ードとして単結晶シリコン膜7を数μm〜0.005μ
m(例えば0.1μm)の厚みにヘテロエピタキシャル
成長させる。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 1 (3), amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed as shown in FIG. 39 (2), followed by laser irradiation. The silicon film is heated and melted, and then cooled and solidified, so that the single-crystal silicon film 7 is formed from the crystalline sapphire film 50 as a seed to several μm to 0.005 μm.
Heteroepitaxial growth is performed to a thickness of m (for example, 0.1 μm).

【0204】前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、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 because the crystalline sapphire film 50 shows good lattice matching with single-crystal silicon.

【0205】このようにして、レーザ照射処理によるヘ
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、前述した工程と同様にして、
単結晶シリコン層7をチャネル領域とするトップゲート
型MOSTFTを以下のようにして作製する。
Thus, after the single-crystal silicon layer 7 is deposited on the substrate 1 by heteroepitaxial growth by laser irradiation, the same procedure as described above is performed.
A top gate type MOS TFT using the single crystal silicon layer 7 as a channel region is manufactured as follows.

【0206】まず、前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、pMOSTFT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10k
V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39の(3)
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10k
V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 ions, 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 pMOSTFT portion is formed by a photoresist (not shown).
And p-type impurity ions (eg, B + )
V is doped at a dose of 2.7 × 10 11 atoms / cm 2 to adjust the specific resistance. Also, (3) in FIG.
As shown in ( 1 ), 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
Doping with V is performed at a dose of 1 × 10 11 atoms / cm 2 to form an N-type well 7A.

【0207】次いで、図40の(4)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100
nm厚)とSiN(約200nm厚)をこの順に連続形
成してゲート絶縁膜8を形成し、さらに、モリブデン・
タンタル(Mo・Ta)合金のスパッタ膜9(300〜
400nm厚)を形成する。
Next, as shown in (4) of FIG. 40, SiO 2 (about 100) 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 (about 200 nm thick) are sequentially formed in this order to form a gate insulating film 8.
Sputtered film 9 of tantalum (Mo.Ta) alloy (300 to
(Thickness: 400 nm).

【0208】次いで、図40の(5)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、および、周辺駆動領域のTFT部のそれぞれの段差
領域(凹部内)にフォトレジストパターン10を形成
し、さらにこれをマスクにして連続してエッチングする
ことにより、Mo・Ta合金のゲート電極11と(Si
N/SiO2 )の積層構造からなるゲート絶縁膜12と
を形成し、単結晶シリコン層7を露出させる。なお、M
o・Ta合金からなるスパッタ膜9は酸系エッチング液
で処理し、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 (5) of FIG. 40, the TFT in the display area is formed by a general-purpose photolithography technique.
The photoresist pattern 10 is formed in each step region (in the concave portion) of the TFT portion in the peripheral portion and the peripheral drive region, and the photoresist pattern 10 is used as a mask for continuous etching to form the gate electrode 11 of the Mo.Ta alloy. And (Si
A gate insulating film 12 having a laminated structure of (N / SiO 2 ) is formed, and the single crystal silicon layer 7 is exposed. Note that M
The sputtered film 9 made of an o-Ta alloy is treated with an acid-based etchant, and SiN is plasma-etched with CF 4 gas.
SiO 2 is treated with a hydrofluoric acid-based etchant.

【0209】次いで、図40の(6)に示すように、周
辺駆動領域のnMOS及びpMOSTFT全部と、表示
領域のnMOSTFTのゲート部とをフォトレジスト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5×1
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 (6) of FIG. 40, all of the nMOS and pMOSTFT in the peripheral drive region and the gate portion of the nMOSTFT in the display region are formed by 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 × 1.
By doping (ion implantation) at a dose of 0 13 atoms / cm 2, the LDD portion 15 made of an N -type layer is formed in a self-aligned (self-aligned) manner.

【0210】次いで、図41の(7)に示すように、周
辺駆動領域のpMOSTFT全部と、周辺駆動領域のn
MOSTFTのゲート部と、表示領域のnMOSTFT
のゲート及びLDD部とをフォトレジスト16でカバー
し、露出した領域にリン又はヒ素イオン17を例えば2
0kVで5×1015atoms/cm2 のドーズ量でド
ーピング(イオン注入)して、nMOSTFTのN+
層からなるソース部18及びドレイン部19とLDD部
15とを形成する。
Next, as shown in FIG. 41 (7), all of the pMOS TFTs in the peripheral drive region and n in the peripheral drive region
Gate portion of MOSTFT and nMOSTFT in display area
And the LDD portion are covered with a photoresist 16 and phosphorus or arsenic ions 17
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.

【0211】次いで、図41の(8)に示すように、周
辺駆動領域のnMOSTFT及び表示領域のnMOST
FTの全部と、pMOSTFTのゲート部とをフォトレ
ジスト20でカバーし、露出した領域にボロンイオン2
1を、例えば10kVで5×1015atoms/cm2
のドーズ量をドーピング(イオン注入)してpMOST
FTのP+ 層のソース部22及びドレイン部23を形成
する。なお、この工程については、nMOS周辺駆動回
路の場合では、pMOSTFTが無いことから不要とな
る。
Next, as shown in FIG. 41 (8), the nMOSTFT in the peripheral drive region and the nMOSTT in the display region are used.
The entirety of the FT and the gate of the pMOSTFT are covered with a photoresist 20 and boron ions 2
1 at 5 × 10 15 atoms / cm 2 at 10 kV, for example.
Doping (ion implantation) at a dose of pMOST
The source part 22 and the drain part 23 of the P + layer of the FT are formed. This step is unnecessary in the case of the nMOS peripheral drive circuit because there is no pMOSTFT.

【0212】次いで、図41の(9)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を形成する。そして、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7を、フッ酸系のエッチング液を用いて
除去する。
Next, as shown in (9) of FIG.
A photoresist 24 is formed 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. Then, the single crystal silicon layer 7 other than all the active element portions and the passive element portions in the peripheral drive region and the display region is removed using a hydrofluoric acid-based etchant.

【0213】次いで、図42の(10)に示すように、
プラズマCVD、高密度プラズマCVD、触媒CVD法
等によって全面に、SiO2 膜(約200nm厚)及び
リンシリケートガラス(PSG)膜(約300nm厚)
をこの順に連続形成し、保護膜25を形成する。
Next, as shown in FIG. 42 (10),
An SiO 2 film (about 200 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film (about 300 nm thick) are entirely formed by plasma CVD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like.
Are successively formed in this order, and the protective film 25 is formed.

【0214】そして、この状態で単結晶シリコン層7を
活性化処理する。この活性化については、例えばハロゲ
ン等のランプを用い、そのアニール条件を約1000
℃、約10秒程度として行う。したがって、ゲート電極
材としてはこのようなアニール条件に耐え得る、高融点
のMo・Ta合金が用いられる。また、このゲート電極
材は、ゲート部のみならず配線として広範囲に亘って引
き回して設けられる。なお、エキシマレーザを用いてア
ニール処理する場合には、XeCl(308nm波長)
で全面、又は能動素子部及び受動素子部のみを選択的
に、90%以上のオーバーラップスキャニングで照射処
理するのが望ましい。
Then, in this state, the single crystal silicon layer 7 is activated. For this activation, for example, a lamp of halogen or the like is used, and the annealing condition is set to about 1000.
C. for about 10 seconds. Therefore, a high melting point Mo / Ta alloy that can withstand such annealing conditions is used as the gate electrode material. The gate electrode material is provided not only as a gate portion but also as a wiring over a wide range. When annealing is performed using an excimer laser, XeCl (wavelength of 308 nm) is used.
It is preferable to selectively irradiate the entire surface or only the active element portion and the passive element portion with 90% or more overlap scanning.

【0215】次いで、図42の(11)に示すように、
汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技術により、周
辺駆動回路の全TFTのソース/ドレイン部、及び表示
用TFTのソース部のコンタクト用窓開けを行う。
Next, as shown in FIG. 42 (11),
By general-purpose photolithography and etching technology, contact windows are opened in the source / drain portions of all the TFTs of the peripheral drive circuit and the source portions of the display TFT.

【0216】そして、全面に、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厚さ500〜60
0nm程度に形成し、さらに、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と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、フォーミングガス
(N2 +H2 )中において、約400℃/1hでシンタ
ー処理する。
Then, aluminum or 1% S
a sputtered film of aluminum containing i with a thickness of 500 to 60
It is formed to a thickness of about 0 nm. Further, by using general-purpose photolithography and etching techniques, the source electrodes 26 of all the TFTs in the peripheral driving circuit and the display section and the drain electrodes 27 of the peripheral driving circuit section are formed, and at the same time, the data line and the gate line are formed. To form Thereafter, sintering is performed at about 400 ° C. for 1 hour in a forming gas (N 2 + H 2 ).

【0217】次いで、図42の(12)に示すように、
プラズマCVD、高密度プラズマCVD、触媒CVD法
等により、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 FIG. 42 (12),
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.

【0218】次いで、図5の(14)で述べたと同様の
目的で、図43の(13)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43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 FIG. 5 (14), as shown in FIG. 43 (13), 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. As shown in (14) of FIG. 43, an uneven pattern for obtaining optimal reflection characteristics and viewing angle characteristics is formed at least in the pixel portion by general-purpose photolithography and etching techniques, and reflowed to form an uneven 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.

【0219】次いで、図43の(15)に示すように、
全面に厚さ400〜500nm程度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、さ
らに汎用フォトリソグラフィ及びエッチング技術によ
り、画素部以外のスパッタ膜を除去し、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反射
部29を形成する。この反射膜29は、表示用の画素電
極としても機能するものとなる。その後、フォーミング
ガス中、約300℃/1hでシンター処理し、コンタク
トを十分にする。なお、反射率を高めるため、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. 43 (15),
A sputtered film of aluminum or aluminum containing 1% Si having a thickness of about 400 to 500 nm is formed on the entire surface, and the sputtered film other than the pixel portion is removed by general-purpose photolithography and etching techniques. An aluminum reflection portion 29 having an uneven shape connected to the aluminum reflection portion 29 is formed. This reflection film 29 also functions as a pixel electrode for display. Thereafter, sintering is performed in a forming gas at about 300 ° C. for 1 hour to make the contact sufficient. Note that silver or a silver alloy may be used instead of an aluminum-based material to increase the reflectance.

【0220】以上のようにして、レーザ照射処理法によ
り結晶性サファイア膜50を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、p
MOSTFT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 by the laser irradiation process using the crystalline sapphire film 50 as a seed for heteroepitaxial growth, and the display unit and the peripheral drive circuit unit using the single-crystal silicon layer 7 are formed. Respectively, a top gate type nMOS LDD-TFT, p
A display section-peripheral drive circuit section integrated type active matrix substrate 30 incorporating a CMOS circuit composed of a MOSTFT and an nMOSTFT can be manufactured.

【0221】また、このアクティブマトリクス基板(駆
動基板)30を用いて、図6を参照して説明したのと同
様にして、反射型液晶表示装置(LCD)を製造する。
Using this active matrix substrate (drive substrate) 30, a reflection type liquid crystal display (LCD) is manufactured in the same manner as described with reference to FIG.

【0222】本実施の形態では、前述した第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.

【0223】<第9の実施の形態>図45〜図47を参
照して、本発明の第9の実施の形態を説明する。
<Ninth Embodiment> A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0224】本実施の形態は、前述の第8の実施の形態
と同様に、トップゲート型MOSTFTを表示部及び周
辺駆動回路部に有するものの、前記第8の実施の形態と
は異なり、透過型LCDに関するものである。したがっ
て、その製造工程については、図39の(1)に示す工
程から図42の(12)に示す工程までは同様である。
そして、本例の実施の形態では、これらの工程後に、図
45の(13)に示すように、保護膜25、絶縁膜36
に表示用TFTのドレイン部コンタクト用の窓開けを行
うと同時に、透過率向上のため、画素開口部の不要なS
iO2 、PSG及びSiN膜を除去する。
This embodiment has a top gate type MOSTFT in the display section and the peripheral drive circuit section, as in the above-described eighth embodiment. It is related to LCD. Therefore, the manufacturing steps are the same from the step shown in FIG. 39A to the step shown in FIG.
Then, in the embodiment of this example, after these steps, as shown in FIG.
At the same time, a window for contacting the drain of the display TFT is opened, and at the same time, in order to improve the transmittance, unnecessary S pixels are not formed in the pixel opening.
The iO 2 , PSG and SiN films are removed.

【0225】次いで、図45の(14)に示すように、
全面に、スピンコート等によって感光性アクリル系透明
樹脂の平坦化膜28Bを厚さ2〜3μm程度に形成し、
さらに汎用フォトリソグラフィ技術によって表示用TF
Tのドレイン側の平坦化膜28Bの窓開けを行い、所定
条件で硬化させる。
Next, as shown in FIG. 45 (14),
On the entire surface, a flattening film 28B of a photosensitive acrylic transparent resin is formed to a thickness of about 2 to 3 μm by spin coating or the like,
TF for display by general-purpose photolithography technology
A window of the flattening film 28B on the drain side of T is opened and cured under predetermined conditions.

【0226】次いで、図45の(15)に示すように、
全面に厚さ130〜150nm程度のITOスパッタ膜
を形成し、さらに汎用フォトリソグラフィ及びエッチン
グ技術によって表示用TFTのドレイン部19とコンタ
クトしたITO透明電極(画素電極)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、およびITO透明度の向上を
図る。
Next, as shown in FIG. 45 (15),
An ITO sputtered film having a thickness of about 130 to 150 nm is formed on the entire surface, and an ITO transparent electrode (pixel electrode) 41 that is in contact with the drain portion 19 of the display TFT is formed by general-purpose photolithography and etching technology.
And heat treatment (200-250 in forming gas)
C./1 h), the contact resistance between the drain of the display TFT and ITO is reduced, and the transparency of ITO is improved.

【0227】そして、図46に示すように対向基板32
と組み合わせ、前述の第8の実施の形態と同様にして透
過型LCDを組み立てる。ただし、TFT基板側にも偏
光板を貼り合わせる。この透過型LCDでは、実線の矢
印で示すように透過光が得られるが、一点鎖線の矢印で
示すように対向基板32側からの透過光が得られるよう
に構成することができる。
Then, as shown in FIG.
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 a solid line arrow, but it can be configured such that transmitted light from the counter substrate 32 side can be obtained as shown by an alternate long and short dash line arrow.

【0228】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.

【0229】すなわち、図39の(1)〜図42の(1
1)までの工程は前述したのと同様にして行う。そし
て、この後、図47の(12)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め込み層41Aを形成した
後、SiN/PSGの絶縁膜36を形成する。
That is, (1) in FIG. 39 to (1) in FIG.
The steps up to 1) are performed in the same manner as described above. Then, as shown in FIG. 47 (12), the PSG /
After opening the drain portion of the SiO 2 insulating film 25 to form an aluminum buried layer 41A for the drain electrode, an insulating film 36 of SiN / PSG is formed.

【0230】次いで、図47の(13)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47の(14)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)のみを残してパタ
ーニングし、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、
この例では不透明なセラミックス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 FIG. 47 (13),
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 (14) of FIG. 47, a general-purpose photolithography technique is used. The color filter layers 61 (R) and 61 (R) are patterned while leaving only predetermined positions (each pixel portion).
(G) Form 61 (B) (on-chip color filter structure). At this time, the window of the drain part is also opened. In addition,
In this example, an opaque ceramic substrate, glass having low transmittance, and a heat-resistant resin substrate cannot be used.

【0231】次いで、図47の(14)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、スパッタ法によってチタン又はモリブデンを厚さ2
00〜250nm程度に成膜し、続いて表示用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 (14) 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, titanium or molybdenum is deposited to a thickness of 2 by sputtering.
A film is formed to a thickness of about 100 to 250 nm, and then patterned into a predetermined shape that covers the display TFT and shields light (on-chip black structure).

【0232】次いで、図47の(15)に示すように、
透明樹脂の平坦化膜28Bを形成し、さらにこの平坦化
膜に設けたスルーホールに、遮光層43に接続した状態
となるようにして透明電極41を埋め込み形成する。
Next, as shown in (15) of FIG.
A flattening film 28B made of a transparent resin is formed, and a transparent electrode 41 is buried in a through hole provided in the flattening film so as to be connected to the light shielding layer 43.

【0233】このように、表示アレイ部上に、カラーフ
ィルタ61や遮光層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を実現すること
ができる。
As described above, by forming the color filter 61 and the light shielding layer 43 on the display array portion, the aperture ratio of the liquid crystal display panel is improved, and the power consumption of the display module including the backlight is reduced. Can be realized.

【0234】<第10の実施の形態>図48〜図56を
参照して、本発明の第10の実施の形態を説明する。
<Tenth Embodiment> A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0235】本実施の形態では、周辺駆動回路部を、前
述した第8の実施の形態と同様のトップゲート型のpM
OSTFTとnMOSTFTとからなるCMOS駆動回
路で構成する。また、表示部については反射型とするも
のの、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 the present embodiment, the peripheral drive circuit section is provided with the same top gate type pM as the eighth embodiment.
It is composed of a CMOS drive circuit composed of an OSTFT and an nMOSTFT. Further, although the display section is of a reflection type, the TFTs have various gate structures and various combinations.

【0236】すなわち、前述した第8の実施の形態では
図48(A)に示すように表示部にトップゲート型のn
MOSLDD−TFTを設けているのに対し、図48
(B)に示す例では、表示部にボトムゲート型のnMO
SLDD−TFTを設けており、また、図48(C)に
示す例では、表示部にデュアルゲート型のnMOSLD
D−TFTを設けている。これらボトムゲート型MOS
TFT、デュアルゲート型MOSTFTは、いずれも、
後述するように周辺駆動回路部のトップゲート型MOS
TFTと共通の工程で作製可能である。そして、このよ
うに表示部のTFTのゲート構造を代えた場合、特にデ
ュアルゲート型の場合では、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が
できる。
That is, in the above-described eighth embodiment, as shown in FIG. 48A, a top gate type n
While the MOSLDD-TFT is provided, FIG.
In the example shown in (B), the display unit has a bottom gate type nMO.
An SLDD-TFT is provided, and in the example shown in FIG.
A D-TFT is provided. These bottom gate type MOS
Both TFT and dual-gate MOSTFT
Top gate type MOS of peripheral drive circuit section as described later
It can be manufactured in the same process as the TFT. In the case where the gate structure of the TFT of the display portion is changed in this way, especially in the case of a dual gate type, the driving capability is improved by the upper and lower gate portions, which is suitable for high-speed switching. It can be selectively used to operate as a top gate type or a bottom gate type depending on the case.

【0237】なお、図48(B)のボトムゲート型MO
STFTにおいて、図中の符号71はMo・Ta等のゲ
ート電極である。また、符号72はSiN膜及び73は
SiO2 膜であり、これらSiN膜とSiO2 膜とによ
ってゲート絶縁膜が形成されている。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7を用いたチャネル領域等が形成されてい
る。また、図48(C)のデュアルゲート型MOSTF
Tでは、下部ゲート部はボトムゲート型MOSTFTと
同様であるものの、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。
The bottom gate type MO shown in FIG.
In the STFT, reference numeral 71 in the figure denotes a gate electrode such as Mo / Ta. Reference numeral 72 denotes an SiN film and reference numeral 73 denotes an SiO 2 film, and the SiN film and the SiO 2 film form a gate insulating film. On this gate insulating film, a channel region and the like using a single crystal silicon layer 7 are formed similarly to the top gate type MOSTFT. Also, the dual gate type MOSTF shown in FIG.
In T, the lower gate portion is the same as the bottom gate type MOSTFT, but the upper gate portion is the gate insulating film 73.
Is formed of a SiO 2 film and a SiN film, and an upper gate electrode 74 is provided thereon.

【0238】次に、前記のボトムゲート型MOSTFT
の製造方法を図49〜図53を参照して説明し、さら
に、前記のデュアルゲート型MOSTFTの製造方法を
図54〜図56を参照して説明する。なお、周辺駆動回
路部におけるトップゲート型MOSTFTの製造方法に
ついては、図39〜図43に示した工程と同じであるこ
とから、ここでは図示およびその説明を省略する。
Next, the above-mentioned bottom gate type MOSTFT
49 will be described with reference to FIGS. 49 to 53, and further, a method of manufacturing the dual gate type MOSTFT will be described with reference to FIGS. 54 to 56. Note that the method of manufacturing the top gate type MOSTFT in the peripheral drive circuit section is the same as the steps shown in FIGS. 39 to 43, and thus illustration and description thereof are omitted here.

【0239】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49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71Aを厚さ500〜600nm程度
に形成する。
In the display section, a bottom gate type MOST
To manufacture the FT, first, as shown in FIG. 49A, a molybdenum / tantalum (Mo.Ta)
An alloy sputtered film 71A is formed to a thickness of about 500 to 600 nm.

【0240】次いで、図49(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
にしてスパッタ膜71Aをテーパエッチングし、側端面
71aが20〜45°でなだらかに傾斜した、横断面台
形状のゲート電極71を形成する。
Next, as shown in FIG. 49 (2), a photoresist 70 is formed in a predetermined pattern, and using this as a mask, the sputtered film 71A is taper-etched, and the side end surface 71a is gently inclined at 20 to 45 °. A gate electrode 71 having a trapezoidal cross section is formed.

【0241】次いで、フォトレジスト70を除去した
後、図49(3)に示すようにスパッタ膜71Aを含む
基板1上に、プラズマCVD法等により、SiN膜(約
200nm厚)72とSiO2 膜(約100nm厚)7
3とをこの順に成膜積層し、ゲート絶縁膜を形成する。
Next, after removing the photoresist 70, as shown in FIG. 49 (3), a SiN film (about 200 nm thick) 72 and a SiO 2 film are formed on the substrate 1 including the sputtered film 71A by a plasma CVD method or the like. (About 100 nm thick) 7
3 are stacked in this order to form a gate insulating film.

【0242】次いで、図39の(1)に示した工程と同
様にして、図50の(4)に示すように絶縁基板1の一
主面において、TFT形成領域に結晶性サファイア膜5
0を、厚さ20〜200nm程度に形成する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 39A, the crystalline sapphire film 5 is formed on the TFT forming region on one main surface of the insulating substrate 1 as shown in FIG.
0 is formed to a thickness of about 20 to 200 nm.

【0243】次いで、図39の(2)に示した工程と同
様にして、図50(5)に示すようにこの結晶性サファ
イア膜50上にアモルファスシリコン又は多結晶シリコ
ンを成膜してシリコン膜(図示略)を形成する。続い
て、前述したのと同様にレーザ照射処理によって該シリ
コン膜を加熱溶融し、さらに冷却(徐冷)固化して単結
晶シリコンを結晶性サファイア膜50上にヘテロエピタ
キシャル成長させ、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及び結晶性サファイア膜50をシードとするエピタキ
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, in the same manner as in the step shown in FIG. 39B, amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed on the crystalline sapphire film 50 as shown in FIG. (Not shown) is formed. Subsequently, the silicon film is heated and melted by laser irradiation treatment as described above, and further cooled (slowly cooled) to be solidified, whereby single-crystal silicon is heteroepitaxially grown on the crystalline sapphire film 50. To be precipitated. At this time, the side edge 71a of the underlying gate electrode 71 has a gentle slope. Without this, the single crystal silicon layer 7 grows.

【0244】次いで、図39の(3)〜図40の(5)
の工程を経た後、図40の(6)に示した工程と同様に
して、図50の(6)に示すように表示部のnMOST
FT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の存在により表面高低差(又はパタ
ーン)が認識し易くなっており、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
ずれが生じにくくなっている。
Next, (3) in FIG. 39 to (5) in FIG.
After the step shown in FIG. 40, in the same manner as in the step shown in FIG.
The gate portion of the FT is covered with a photoresist 13, and the exposed source / drain regions of the nMOS TFT are doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14 to form an LDD portion 15 made of an N -type layer in a self-aligned manner. At this time, the surface height difference (or pattern) is easily recognized by the presence of the bottom gate electrode 71, and the alignment (mask alignment) of the photoresist 13 is easily performed, so that misalignment hardly occurs.

【0245】次いで、図41の(7)に示した工程と同
様にして、図51(7)に示すように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ヒ素イオン17をドーピン
グ(イオン注入)し、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, in the same manner as in the step shown in FIG. 41 (7), the gate portion and the LDD portion of the nMOS TFT are covered with the photoresist 16 as shown in FIG. Arsenic ions 17 are doped (ion-implanted) to form a source portion 18 and a drain portion 19 made of an N + type layer of the nMOS TFT.

【0246】次いで、図41の(8)に示した工程と同
様にして、図51の(8)に示すようにnMOSTFT
の全部をフォトレジスト20でカバーし、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, in the same manner as in the step shown in FIG. 41 (8), as shown in FIG.
Is covered with a photoresist 20, and boron ions 21 are doped (ion-implanted) to form a source portion and a drain portion of a P + layer of a pMOS TFT of a peripheral drive circuit portion.

【0247】次いで、図41の(9)に示した工程と同
様にして、図51の(9)に示すように能動素子部と受
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7をエッチングによって選択
的に除去する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 41 (9), as shown in FIG. 51 (9), the photoresist 24
Is provided, and the single crystal silicon layer 7 is selectively removed by etching.

【0248】次いで、図42の(10)に示した工程と
同様にして、図51の(10)に示すようにプラズマC
VD、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等によって
全面に、SiO2 膜53(約300nm厚)及びリンシ
リケートガラス(PSG)膜54(約300nm厚)を
この順に連続形成する。なお、SiO2 膜53とPSG
膜54は前述した保護膜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7を前述したのと同
様にして活性化処理する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 42 (10), as shown in FIG.
A SiO 2 film 53 (about 300 nm thick) and a phosphosilicate glass (PSG) film 54 (about 300 nm thick) are continuously formed in this order on the entire surface by VD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, or the like. Note that the SiO 2 film 53 and the PSG
The film 54 corresponds to the protective film 25 described above. Then, in this state, the single crystal silicon layer 7 is activated in the same manner as described above.

【0249】次いで、図42の(11)に示した工程と
同様にして、図52の(11)に示すように、汎用フォ
トリソグラフィ及びエッチング技術によってソース部の
コンタクト用窓開けを行う。そして、全面に厚さ400
〜500nm程度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。その後に、フォーミングガス中において、
約400℃/1hでシンター処理する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 42 (11), as shown in FIG. 52 (11), a contact window is opened in the source portion by general-purpose photolithography and etching techniques. And the thickness 400
A sputtered film of aluminum or aluminum containing 1% Si is formed to a thickness of about 500 nm, and the source electrode 2 of the TFT is formed by general-purpose photolithography and etching technology.
At the same time as forming 6, a data line and a gate line are formed. Then, in the forming gas,
Sinter at about 400 ° C. for 1 hour.

【0250】次いで、図42の(12)に示した工程と
同様にして、図52の(12)に示すように高密度プラ
ズマCVD、触媒CVD法等により、PSG膜(約30
0nm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, in the same manner as in the step shown in FIG. 42 (12), as shown in FIG. 52 (12), the PSG film (about 30
An insulating film 36 of 0 nm thick 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.

【0251】次いで、図43の(13)に示した工程と
同様にして、図52の(13)に示すようにスピンコー
ト等で厚さ2〜3μm程度の感光性樹脂膜28を形成
し、続いて、図43の(14)に示した工程と同様にし
て、図52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、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画素部に形成
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, in the same manner as in the step shown in FIG. 43 (13), a photosensitive resin film 28 having a thickness of about 2 to 3 μm is formed by spin coating or the like as shown in FIG. 52 (13). Subsequently, in the same manner as in the step shown in FIG. 43 (14), as shown in FIG. 52 (14), by using general-purpose photolithography and etching techniques, an uneven shape for obtaining optimal reflection characteristics and viewing angle characteristics is obtained. A pattern is formed in the pixel portion, and reflow is performed to form a lower reflective surface made of the roughened surface 28A. At the same time, a resin window for contact of the drain portion of the display TFT is opened.

【0252】次いで、図43の(15)に示した工程と
同様にして、図52の(14)に示すように全面に40
0〜500nm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反射部29
を形成する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 43 (15), the entire surface is formed as shown in FIG. 52 (14).
A sputtered film of aluminum or aluminum containing 1% Si having a thickness of 0 to 500 nm is formed, and an uneven aluminum reflection portion 29 connected to the drain portion 19 of the display TFT is formed by general-purpose photolithography and etching technology.
To form

【0253】以上のようにして、レーザ照射処理により
結晶性サファイア膜50を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を用いた表示部にボトムゲート型のnMO
SLDD−TFT(周辺部ではpMOSTFT及びnM
OSTFT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, single crystal silicon layer 7 is formed by laser irradiation treatment using crystalline sapphire film 50 as a seed for heteroepitaxial growth, and a bottom gate type nMO is formed on a display portion using this single crystal silicon layer 7.
SLDD-TFT (pMOSTFT and nM in peripheral area)
A display unit-peripheral drive circuit unit integrated active matrix substrate 30 incorporating a CMOS drive circuit comprising OSTFTs) can be manufactured.

【0254】図53に、表示部に設ける前記のボトムゲ
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. 53 shows an example in which the gate insulating film of the bottom gate type MOSTFT provided in the display portion is formed by an anodic oxidation method of Mo · Ta.

【0255】この例では、図49の(2)に示した工程
の後に、図53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Ta2 5 からなるゲート絶縁膜74を
100〜200nm厚に形成する。
In this example, the molybdenum-tantalum alloy film 71 is subjected to a known anodic oxidation treatment as shown in FIG. 53 (3) after the process shown in FIG. A gate insulating film 74 of 2 O 5 is formed to a thickness of 100 to 200 nm.

【0256】その後、図50の(4)〜(5)の工程と
同様にして、図53の(4)に示すように結晶性サファ
イア膜50を形成し、続いてこれの上にアモルファスシ
リコン又は多結晶シリコンを成膜し、シリコン膜(図示
略)を形成する。次いで、レーザ照射処理して該シリコ
ン膜を加熱溶融し、さらに冷却(徐冷)固化することに
より、前記結晶性サファイア膜50上にヘテロエピタキ
シャル成長させて単結晶シリコン膜7を形成する。次い
で、図50の(6)〜図52の(14)に示した工程と
同様にして、図53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。
Thereafter, a crystalline sapphire film 50 is formed as shown in FIG. 53 (4) in the same manner as in the steps (4) to (5) of FIG. Polycrystalline silicon is formed to form a silicon film (not shown). Next, the silicon film is heated and melted by laser irradiation treatment, and further cooled (slowly cooled) to be solidified, thereby heteroepitaxially growing on the crystalline sapphire film 50 to form the single crystal silicon film 7. Next, the active matrix substrate 30 is manufactured as shown in FIG. 53 (5) in the same manner as the steps shown in FIGS. 50 (6) to 52 (14).

【0257】表示部において、デュアルゲート型MOS
TFTを製造するには、まず、図49の(1)〜図50
の(5)に示した工程と同様の処理を行う。
In the display section, a dual gate type MOS
In order to manufacture a TFT, first, FIG.
The same processing as the step (5) is performed.

【0258】次いで、図54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、
続いてこの結晶性サファイア膜50上にアモルファスシ
リコン又は多結晶シリコンを成膜してシリコン膜を形成
する。次いで、レーザ照射処理によって該シリコン膜を
加熱溶融し、さらに冷却(徐冷)することにより、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40の
(4)に示した工程と同様にして、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Si
2 膜(約100nm厚)とSiN膜(約200nm
厚)とをこの順に連続して成膜し、絶縁膜80(これは
前述の絶縁膜8に相当)を形成し、さらに、Mo・Ta
合金からなるスパッタ膜81(これは前述のスパッタ膜
9に相当)を500〜600nm程度の厚さに形成す
る。
Next, as shown in FIG. 54 (6), a crystalline sapphire film 50 is formed on the insulating films 72 and 73.
Subsequently, amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed on the crystalline sapphire film 50 to form a silicon film. Next, the silicon film is heated and melted by a laser irradiation process, and further cooled (slowly cooled), so that the single-crystal silicon layer 7 is formed using the crystalline sapphire film 50 as a seed.
Is heteroepitaxially grown. Next, in the same manner as in the step shown in FIG.
Si over the entire upper surface by plasma CVD, catalytic CVD, etc.
O 2 film (about 100 nm thick) and SiN film (about 200 nm thick)
Are sequentially formed in this order to form an insulating film 80 (which corresponds to the above-described insulating film 8).
A sputtered film 81 made of an alloy (this corresponds to the aforementioned sputtered film 9) is formed to a thickness of about 500 to 600 nm.

【0259】次いで、図40の(5)に示した工程と同
様にして、図54の(7)に示すようにフォトレジスト
パターン10を形成し、連続したエッチングによりMo
・Ta合金のトップゲート電極82と、ゲート絶縁膜8
3を形成し、単結晶シリコン層7を露出させる。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 40 (5), a photoresist pattern 10 is formed as shown in FIG.
-Top gate electrode 82 of Ta alloy and gate insulating film 8
3 is formed to expose the single crystal silicon layer 7.

【0260】次いで、図40の(6)に示した工程と同
様にして、図54の(8)に示すように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
- 型層をLDD部15を形成する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 40 (6), as shown in FIG.
Is covered with a photoresist 13, and the source / drain regions of the exposed nMOSTFT for display are doped (ion-implanted) with phosphorus ions 14, and N
- -type layer to form the LDD portion 15.

【0261】次いで、図41の(7)に示した工程と同
様にして、図54(9)に示すように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ヒ素イオン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, in the same manner as in the step shown in FIG. 41 (7), the gate portion and the LDD portion of the nMOS TFT are covered with the photoresist 16 as shown in FIG. Arsenic ions 17 are doped (ion-implanted) to form a source portion 18 and a drain portion 19 made of an N + type layer of the nMOS TFT.

【0262】次いで、図41の(8)に示した工程と同
様にして、図55の(10)に示すようにpMOSTF
T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, in the same manner as in the step shown in FIG. 41 (8), as shown in FIG.
The gate portion of T is covered with a photoresist 20 and the exposed region is doped with boron ions 21 (ion implantation).
Then, the source portion and the drain portion of the P + layer of the pMOSTFT of the peripheral drive circuit portion are formed.

【0263】次いで、図41の(9)に示した工程と同
様にして、図55の(11)に示すように能動素子部及
び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
で選択的に除去する。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 41 (9), a photoresist 24 is provided for islanding the active element portion and the passive element portion as shown in FIG. The single crystal silicon layer other than the element portion and the passive element portion is selectively removed by general-purpose photolithography and etching techniques.

【0264】次いで、図42の(10)に示した工程と
同様にして、図55の(12)に示すようにプラズマC
VD、高密度プラズマCVD、触媒CVD法等により、
SiO2 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は前述の保護膜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, in the same manner as in the step shown in FIG. 42 (10), as shown in FIG.
VD, high-density plasma CVD, catalytic CVD, etc.
An SiO 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.

【0265】次いで、図42の(11)に示した工程と
同様にして、図55の(13)に示すようにソース部の
コンタクト用窓開けを行う。そして、全面に400〜5
00nm程度の厚さのアルミニウム又は1%Si入りア
ルミニウム等からなる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, in the same manner as in the step shown in FIG. 42 (11), a contact window is opened in the source portion as shown in FIG. 55 (13). And 400 to 5 on the whole surface
A sputtered film made of aluminum having a thickness of about 00 nm or aluminum containing 1% Si 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.

【0266】次いで、図43の(13)に示した工程と
同様にして、図56の(14)に示すようにPSG膜
(約300nm厚)及びSiN膜(約300nm厚)か
らなる絶縁膜36を全面に形成し、さらに表示用のTF
Tのドレイン部のコンタクト用窓開けを行う。
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 43 (13), as shown in FIG. 56 (14), an insulating film 36 consisting of a PSG film (about 300 nm thick) and a SiN film (about 300 nm thick). Is formed on the entire surface, and TF for display is further formed.
A contact window is opened in the drain portion of T.

【0267】次いで、図56の(15)に示すように、
全面に、スピンコート等で厚さ2〜3μm程度の感光性
樹脂膜28を形成する。続いて、図43の(14)、
(15)に示した工程と同様にして、図56の(16)
に示すように画素部に凹凸粗面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、さらに表示用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合金等の反射部29
を形成する。
Next, as shown in (15) of FIG.
A photosensitive resin film 28 having a thickness of about 2 to 3 μm is formed on the entire surface by spin coating or the like. Subsequently, (14) in FIG.
Similarly to the process shown in (15), (16) in FIG.
As shown in (1), the lower part of the reflective surface composed of the roughened surface 28A is formed in the pixel part, and at the same time, the resin window for the contact of the drain part of the display TFT is opened and further connected to the drain part 19 of the display TFT. Reflection portion 29 made of an aluminum alloy or the like having an uneven shape for obtaining excellent reflection characteristics and viewing angle characteristics.
To form

【0268】以上のようにして、レーザ照射処理により
結晶性サファイア膜50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を形成し、
この単結晶シリコン層7を用いた表示部にデュアルゲー
ト型のnMOSLDD−TFTを、周辺駆動回路部にp
MOSTFT及びnMOSTFTからなるCMOS駆動
回路をそれぞれ作り込んだ、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 formed by using the crystalline sapphire film 50 as a seed for heteroepitaxial growth by laser irradiation is formed.
A dual gate type nMOS LDD-TFT is used for a display unit using the single crystal silicon layer 7 and a p-type transistor is used for a peripheral drive circuit unit.
The display-peripheral drive circuit unit integrated type active matrix substrate 30 in which CMOS drive circuits each including a MOSTFT and an nMOSTFT are built can be manufactured.

【0269】<第11の実施の形態>図57〜図59を
参照して、本発明の第11の実施の形態を説明する。
<Eleventh Embodiment> The eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0270】本実施の形態では、前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
合金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 embodiments, the gate electrode of the top gate portion is formed of a material having relatively low heat resistance such as an aluminum alloy.

【0271】まず、表示部及び周辺駆動回路部共にトッ
プゲート型MOSTFTを設ける場合について説明す
る。この例では、まず、前述した第8の実施の形態にお
ける図39の(1)〜(3)に示した工程と同様にして
行い、続いて、図57の(3)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, a case where a top gate type MOSTFT is provided in both the display portion and the peripheral drive circuit portion will be described. In this example, first, the steps are performed in the same manner as the steps shown in (1) to (3) of FIG. 39 in the above-described eighth embodiment, and then, as shown in (3) of FIG. An N-type well 7A is formed in the pMOSTFT portion of the circuit portion.

【0272】次いで、図57の(4)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のゲート部とをフォトレジスト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 (4) of FIG. 57, 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 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.

【0273】次いで、図58の(5)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ヒ素イオン17を例えば2
0kVで5×1015atoms/cm2 のドーズ量でド
ーピング(イオン注入)して、nMOSTFTのN+
層からなるソース部18及びドレイン部19とLDD部
15とを形成する。この場合、図中一点鎖線で示すよう
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13を目安にしてレジスト16形
成時のマスクの位置合わせを行うことができ、これによ
りマスク合わせが容易となり、アライメントずれも少な
くなる。
Next, as shown in FIG. 58 (5), all the pMOS TFTs in the peripheral drive region and n in the peripheral drive region
Gate portion of MOSTFT and nMOSTFT in display area
And the LDD portion are covered with a photoresist 16 and phosphorus or arsenic ions 17
By doping (ion implantation) at 0 kV and a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , the source 18 and the drain 19 and the LDD 15 made of the N + type layer of the nMOS TFT are formed. In this case, the resist 13 is left as shown by a dashed line in FIG.
Is provided, it is possible to perform the mask alignment at the time of forming the resist 16 using the resist 13 as a guide, thereby facilitating the mask alignment and reducing the misalignment.

【0274】次いで、図58の(6)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、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. 58 (6), the nMOSTFT in the peripheral drive region and the nMOST in the display region are used.
The entire FT and the gate portion of the pMOSTFT are covered with a photoresist 20, and the exposed region is doped (ion-implanted) with boron ions 21 at, for example, 10 kV and at a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , and the PMOS TFT P
The source part 22 and the drain part 23 of the + layer are formed.

【0275】次いで、レジスト20を除去し、続いて、
図58の(7)に示すように単結晶シリコン層7、7A
を前述したと同様に活性化処理し、さらに表面にゲート
絶縁膜12、ゲート電極材料(アルミニウム又は1%S
i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, the resist 20 is removed.
As shown in FIG. 58 (7), the single-crystal silicon layers 7, 7A
Is activated in the same manner as described above, and a gate insulating film 12 and a gate electrode material (aluminum or 1% S
i-containing aluminum or the like) 11 is formed. The gate electrode material layer 11 can be formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0276】次いで、前述したのと同様にして各ゲート
部をパターニングし、その後、能動素子部と受動素子部
とをアイランド化し、さらに図59の(8)に示すよう
に、全面にSiO2 膜(約200nm厚)及びリンシリ
ケートガラス(PSG)膜(約300nm)をこの順に
連続形成し、保護膜25を形成する。
[0276] Then, by patterning the respective gate portion in the same manner as described above, then, an island and an active element portion and the passive element portion, further as shown in (8) in FIG. 59, SiO 2 film on the entire surface (About 200 nm thick) and a phosphor silicate glass (PSG) film (about 300 nm) are successively formed in this order to form a protective film 25.

【0277】次いで、図59の(9)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. 59 (9), contact windows are opened in the source / drain portions of all the TFTs of the peripheral drive circuit and the source portion of the display TFT by general-purpose photolithography and etching techniques. .

【0278】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
において、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 driving circuit and the display section are formed by general-purpose photolithography and etching technology. A data line and a gate line are formed at the same time as the formation of the drain electrode 27 of the peripheral driving circuit. Thereafter, sintering is performed in a forming gas (N 2 + H 2 ) at about 400 ° C. for 1 hour.

【0279】次いで、図42の(12)〜図43の(1
5)に示した工程と同様にして行うことにより、単結晶
シリコン層7を用いた表示部及び周辺駆動回路部にそれ
ぞれ、アルミニウムをゲート電極とするトップゲート型
のnMOSLDD−TFT、pMOSTFT及びnMO
STFTで構成するCMOS駆動回路を作り込んだ、表
示部−周辺駆動回路部一体型のアクティブマトリクス基
板30を作製することができる。
Next, (12) in FIG. 42 to (1) in FIG.
By performing in the same manner as in the step shown in 5), a top gate type nMOS LDD-TFT, pMOSTFT and nMOT using aluminum as a gate electrode are respectively provided in the display section using the single crystal silicon layer 7 and the peripheral drive circuit section.
It is possible to manufacture an active matrix substrate 30 incorporating a display section and a peripheral drive circuit section, in which a CMOS drive circuit constituted by an STFT is built.

【0280】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MO
STFT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 limited to 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 low-cost aluminum or aluminum or copper containing 1% Si can be used. This is because the display unit is a bottom gate type MO
The same is true for the STFT.

【0281】次に、表示部にデュアルゲート型MOST
FT、周辺駆動回路にトップゲート型MOSTFTを設
ける場合について説明する。この例では、まず、前述し
た第3の実施の形態における図27の(6)〜図29の
(13)に示した工程と同様にして行い、表示部及び周
辺駆動回路部にそれぞれ、アルミニウム合金等をゲート
電極とするデュアルゲート型のnMOSLDD−TF
T、pMOSTFT及びnMOSTFTで構成する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。
Next, a dual gate type MOST is provided in the display section.
A case where a top gate type MOSTFT is provided in the FT and the peripheral driving circuit will be described. In this example, first, the same processes as those shown in FIGS. 27 (6) to 29 (13) in the third embodiment are performed, and the display portion and the peripheral drive circuit portion are respectively made of aluminum alloy. -Gate type nMOSLDD-TF with gate electrode etc.
CM composed of T, pMOSTFT and nMOSTFT
An active matrix substrate 30 integrated with a display unit and a peripheral driving circuit unit, in which an OS driving circuit is built, can be manufactured.

【0282】<第12の実施の形態>図60〜図61を
参照して、本発明の第12の実施の形態を説明する。
<Twelfth Embodiment> A twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0283】図60に示した例は、前述の第8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 shown in FIG. 60 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 eighth embodiment.

【0284】図61(A)に示した例は、ボトムゲート
型MOSTFTをダブルゲート構造としたものであり、
図61(B)に示した例は、デュアルゲート型MOST
FTをダブルゲート構造としたものである。
In the example shown in FIG. 61A, the bottom gate type MOSTFT has a double gate structure.
The example shown in FIG. 61B is a dual gate type MOST.
The FT has a double gate structure.

【0285】これらのダブルゲート型MOSTFTにあ
っても、前記の図35〜図37に示したものと同様の利
点を有する。
These double-gate MOSTFTs have the same advantages as those shown in FIGS. 35 to 37.

【0286】<第13の実施の形態>図62〜図70を
参照して、本発明の第13の実施の形態を説明する。
<Thirteenth Embodiment> A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0287】前述したように、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には、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との両方に設ける場合に、こ
れらの各部間でTFTを種々に組み合わせて設けること
が有利になることがことがある。
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. In some cases, it may be advantageous to provide various combinations of TFTs between these components.

【0288】例えば、図62に示すように、表示部にト
ップゲート型、ボトムゲート型、デュアルゲート型のい
ずれかのMOSTFTを採用した場合、周辺駆動回路に
はトップゲート型MOSTFT、ボトムゲート型MOS
TFT、デュアルゲート型MOSTFTのうち、少なく
ともトップゲート型を採用するか、あるいはそれらを混
在させることも可能である。この組み合わせについては
12通り(No.1〜No.12 )挙げられる。特に、周辺駆動
回路のMOSTFT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が必要な場合には、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の有機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. 62, when any one of a top gate type, a bottom gate type, and a dual gate type MOSTFT is adopted for the display portion, the top gate type MOSTFT and the bottom gate type MOSTFT are used for the peripheral driving circuit.
Of the TFT and the dual gate type MOSTFT, it is possible to employ at least a top gate type or to mix them. There are twelve (No. 1 to No. 12) combinations. In particular, when a dual gate structure is used for the MOSTFT of the peripheral drive circuit,
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, and a TFT having a large driving capability is required in a part of the peripheral driving circuit. In some cases, a dual gate type may be required. For example, it is considered necessary when the present invention is applied to the organic EL or FED of the present invention as an electro-optical device other than the LCD.

【0289】図63及び図64は表示部のMOSTFT
がLDD構造でないとき、図65及び図66は表示部の
MOSTFTがLDD構造であるとき、図67及び図6
8は周辺駆動回路部のMOSTFTがLDD構造のTF
Tを含むとき、図69及び図70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、チャネル導電型別に示した各種の
例(No.1〜No.216)を示す図である。
FIGS. 63 and 64 show the MOSTFT of the display section.
65 and FIG. 66 show the case where the MOSTFT of the display section has the LDD structure when FIG.
Reference numeral 8 denotes a TF having an LDD structure in which a MOSTFT in a peripheral drive circuit section has an LDD structure.
69, FIG. 69 and FIG. 70 show respective MOSTs of the peripheral drive circuit unit and the display unit when both the peripheral drive circuit unit and the display unit include the MOSD with the LDD structure.
It is a figure which shows the various examples (No.1-No.216) which showed the combination of FT according to channel conductivity type.

【0290】このように、図62に示したゲート構造別
の組み合わせは、具体的には図63〜図70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の
他のゲート型との混在したMOSTFTからなっている
場合でも、同様の組み合わせが可能である。なお、図6
2〜図70に示したTFTの各種組み合わせは、TFT
のチャ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(ただ
し、表示部のみ)で形成する場合にも同様に適用可能で
ある。
As described above, the combination of each gate structure shown in FIG. 62 is specifically as shown in FIGS. In this case, the same combination is possible even when the peripheral drive circuit section is made of a MOS TFT mixed with other gate types of the top gate type. FIG.
The various combinations of the TFTs shown in FIGS.
The present invention is not limited to the case where the channel region or the like is formed of single-crystal silicon, but is similarly applicable to the case where the channel region is formed of polycrystalline silicon or amorphous silicon (however, only the display portion).

【0291】<第14の実施の形態>図71〜図72を
参照して、本発明の第14の実施の形態を説明する。
<Fourteenth Embodiment> A fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0292】本実施の形態では、アクティブマトリクス
駆動LCDにおいてその周辺駆動回路部に、駆動能力の
向上の点から、本発明に基づいた前述の単結晶シリコン
層を用いてなるTFTを設けている。ただし、これはト
ップゲート型に限らず、他のゲート型が混在していても
よく、チャネル導電型も種々であってよく、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MOSTF
Tが含まれていてもよい。これに対し、表示部のMOS
TFTについては、単結晶シリコン層を用いるのが望ま
しいものの、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、あるいは3
種のシリコン層のうちの2種が混在したものであっても
よい。ただし、表示部をnMOSTFTで形成する場
合、アモルファスシリコン層を用いて形成しても実用的
なスイッチング速度が得られるものの、単結晶シリコン
又は多結晶シリコンの方がTFT面積を小さくすること
でき、画素欠陥の低減についてもアモルファスシリコン
より有利になる。なお、既述したヘテロエピタキシャル
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(Continuous grain silic
on)構造も含まれることもあるが、これも能動素子や受
動素子の形成に利用することができる。
In the present embodiment, in the active matrix drive LCD, a TFT using the above-described single crystal silicon layer based on the present invention is provided in a peripheral drive circuit portion thereof in order to improve the drive capability. However, this is not limited to the top gate type, other gate types may be mixed, the channel conductivity type may be various, and a MOSTF using a polycrystalline silicon layer other than a single crystal silicon layer may be used.
T may be included. On the other hand, the MOS
Although it is desirable to use a single crystal silicon layer for the TFT, the present invention is not limited to this, and a TFT using a polycrystalline silicon or amorphous silicon layer may be used.
A mixture of two types of silicon layers may be used. However, when the display portion is formed of an nMOS TFT, a practical switching speed can be obtained even if the display portion is formed using an amorphous silicon layer, but the TFT area can be reduced in single crystal silicon or polycrystalline silicon, and the pixel area can be reduced. It is more advantageous than amorphous silicon in reducing defects. In the above-described heteroepitaxial growth, not only single-crystal silicon but also polycrystalline silicon is produced at the same time, so-called CGS (Continuous grain silicide).
On) structures may be included, but can also be used to form active and passive devices.

【0293】図71に、各部間でのMOSTFTの各種
組み合わせ例(A)、(B)、(C)を示し、図72に
その具体例を示す。単結晶シリコンを用いると、電流能
力が向上するため素子を小さくでき、高精細下、大画面
化が可能となり、表示部では開口率が向上し、輝度が向
上する。
FIG. 71 shows examples (A), (B) and (C) of various combinations of MOSTFTs between the parts, and FIG. 72 shows specific examples. When single crystal silicon is used, the current capability is improved, so that the element can be made smaller, a high definition and a large screen can be realized, and the aperture ratio and the luminance in the display portion can be improved.

【0294】なお、周辺駆動回路部では、前記のMOS
TFTだけでなく、ダイオード、キャパシタンス、抵
抗、インダクタンス等を集積した電子回路が絶縁基板
(ガラス基板等)に一体形成されてよいのはもちろんで
ある。
In the peripheral drive circuit section, the above-described MOS is used.
It goes without saying that not only the TFT but also an electronic circuit in which a diode, a capacitance, a resistance, an inductance and the like are integrated may be integrally formed on an insulating substrate (a glass substrate or the like).

【0295】<第15の実施の形態>図73を参照し
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 FIG.

【0296】本例の実施の形態は、前述した各実施の形
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 embodiment of this embodiment, the embodiments described above are applied to the passive matrix drive, while the embodiments described above relate to the example of the active matrix drive.

【0297】すなわち、本実施形態においてその表示部
は、前述したMOSTFTのような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
が調光されるようになっている。こうした調光素子に
は、反射型、透過型のLCDをはじめ、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, in the present embodiment, the display section is provided with no switching element such as the MOSTFT described above, and the incident light of the display section is determined only by the potential difference caused by the voltage applied between the pair of electrodes formed on the opposing substrate. Alternatively, the reflected light is dimmed. Such dimming elements include reflective and transmissive LCDs, ELs (electroluminescent display elements), FEDs (field emission display elements), LEPDs (light emitting polymer display elements), and LEDs (light emitting diode display elements). Also included.

【0298】<第16の実施の形態>図74を参照し
て、本発明の第16の実施の形態を説明する。
<Sixteenth Embodiment> Referring to FIG. 74, a sixteenth embodiment of the present invention will be described.

【0299】本例の実施の形態は、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)、
LEPD(発光ポリマー表示素子)、LED(発光ダイ
オード表示素子)などに適用したものである。
In this embodiment, the present invention is applied to an electro-optical device other than an LCD, such as an organic or inorganic EL (electroluminescence element), an FED (field emission display element), or the like.
It is applied to LEPD (light emitting polymer display element), LED (light emitting diode display element) and the like.

【0300】図74(A)には、アクティブマトリクス
駆動のEL素子を示す。このEL素子は、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:M
n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を形成してなるもので、これら両極間の電圧印
加によって所定色の発光がカラーフィルタ層61を通し
て得られるようになっている。
FIG. 74A shows an active matrix driven EL element. This EL element is, for example, an organic EL layer (or ZnS: M) using an amorphous organic compound.
An inorganic EL layer using n) 90 is provided on the substrate 1, the transparent electrode (ITO) 41 described above is formed below the substrate 1, and the cathode 91 is formed above the same. Thus, light of a predetermined color can be obtained through the color filter layer 61.

【0301】このEL素子においては、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、MOSTFTを基板1上に作り込んでいるが、こ
のMOSTFTは、基板1上のサファイア膜50(及び
段差4)をシードとしてレーザ照射処理法によりヘテロ
エピタキシャル成長させて得られた単結晶シリコン層を
用いてなる、本発明による単結晶シリコンMOSTFT
(すなわち、nMOSLDD−TFT)である。また、
同様のTFTは周辺駆動回路にも設けられる。このよう
な構成からなる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。
In this EL element, a MOSTFT is formed on the substrate 1 in order to apply a data voltage to the transparent electrode 41 by active matrix driving. This MOSTFT is formed by a sapphire film 50 (and a step) on the substrate 1. 4) Single-crystal silicon MOSTFT according to the present invention using a single-crystal silicon layer obtained by heteroepitaxial growth by laser irradiation using seed as a seed
(That is, nMOSLDD-TFT). Also,
A similar TFT is provided in a peripheral driving circuit. Since the EL element having such a configuration is driven by a MOSLDD-TFT using a single crystal silicon layer, the switching speed is high and the leakage current is small.

【0302】なお、前記のフィルタ61については、E
L層90が特定色を発光するものであれば省略可能であ
る。また、EL素子の場合、駆動電圧が高いため、周辺
駆動回路部には、前記の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。
[0302] The above filter 61
If the L layer 90 emits a specific color, it can be omitted. In the case of an EL element, since a driving voltage is high, it is advantageous to provide a high-withstand-voltage driver element (such as a high-withstand-voltage cMOSTFT and a bipolar element) in addition to the MOSTFT in the peripheral drive circuit portion.

【0303】図74(B)には、パッシブマトリクス駆
動のFEDを示す。このFEDは、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蛍光体層96へ入射
させ、所定色の発光を得るものである。
FIG. 74B shows an FED driven by passive matrix. In this FED, electrons emitted from the cold cathode 94 by the voltage applied between the electrodes 92 and 93 are incident on the opposing phosphor layer 96 by selecting the gate line 95 in a vacuum portion between the opposing glass substrates 1-32. Thus, light emission of a predetermined color is obtained.

【0304】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、本発明に基づいて形成された単結晶シリコ
ン層によるMOSTFTが設けられ、エミッタライン9
2の高速駆動に寄与している。なお、このFEDは、各
画素に前記の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になっている。
Here, the emitter line 92 is led to a peripheral drive circuit and driven by a data voltage. The peripheral drive circuit is provided with a MOSTFT made of a single crystal silicon layer formed according to the present invention. , Emitter line 9
2 which contributes to high-speed driving. The FED can be driven in an active matrix by connecting the MOSTFT to each pixel.

【0305】なお、図74(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74(B)の素子において、ダイヤモン
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・ヒ素など)の膜からなる発光部を駆動で
きる。あるいは、本発明のエピタキシャル成長法で発光
部の膜を単結晶成長させることも考えられる。
In the element shown in FIG.
If a known light emitting polymer is used instead of the layer 90, a passive matrix or active matrix driven light emitting polymer display device (LEPD) can be formed. In addition, a device similar to the FED using the diamond thin film on the cathode side in the element of FIG. 74B can also be configured. Further, in a light emitting diode, for example, a gallium-based (gallium.
A light-emitting portion made of a film of aluminum, arsenic, etc.) can be driven. Alternatively, it is conceivable to grow the film of the light emitting portion by single crystal by the epitaxial growth method of the present invention.

【0306】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づいて種々の変形が可能である。
The embodiments of the present invention described above can be variously modified based on the technical concept of the present invention.

【0307】例えば、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50〜200n
m厚)、さらには必要に応じてSiO2 膜(例えば10
0nm厚)を設けてもよく、またこれらの膜に既述した
段差4を形成してもよい。前述した段差はRIE以外に
もイオンミリンダ法などによっても形成可能である。ま
た、前述したように、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もちろんである。
For example, to prevent diffusion of ions from a glass substrate, a SiN film (for example, 50 to 200 nm) is formed on the substrate surface.
m thick) and, if necessary, a SiO 2 film (for example, 10
(Thickness of 0 nm), or the step 4 described above may be formed in these films. The above-described step can be formed by an ion milling method 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.

【0308】また、前述したサファイア(Al2 3
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
3)や、CaF2 、SrF2 、BaF2 、BP、(Y
2 3 m 、(ZrO2 1-m 等が使用可能である。
The sapphire (Al 2 O 3 )
Instead, a spinel structure (for example, 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.

【0309】また、本発明は周辺駆動回路及び表示部の
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 peripheral drive circuit and a TFT of a display unit, the present invention also provides an active region of an element such as a diode and a passive region such as a resistor, a capacitor, and an inductance according to the present invention. It is also possible to form with a single crystal silicon layer.

【0310】[0310]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、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、この物質層上に
形成した半導体膜をレーザ照射処理で加熱溶融しさらに
冷却固化することにより、ヘテロエピタキシャル成長さ
せて単結晶シリコン層などの単結晶半導体層を形成し、
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トップゲート型MO
STFTや、表示部−周辺駆動回路一体型のLCDなど
の電気光学装置における周辺駆動回路のトップゲート型
MOSTFTなどの能動素子、さらには抵抗、インダク
タンス、キャパシタンス等の受動素子のうちの少なくと
も能動素子に用いているので、以下の(A)〜(G)に
示す顕著な効果を有する。
As described above, according to the present invention, a semiconductor film formed on a material layer (for example, a crystalline sapphire film) having good lattice matching with single crystal silicon is used as a seed. By heating and melting by laser irradiation treatment and further solidifying by cooling, heteroepitaxial growth is performed to form a single crystal semiconductor layer such as a single crystal silicon layer,
This epitaxial growth layer is used as a top gate type MO for a peripheral drive circuit of a drive substrate such as an active matrix substrate.
Active elements such as STFT and a top gate type MOSTFT of a peripheral drive circuit in an electro-optical device such as an LCD integrated with a display unit and a peripheral drive circuit, and at least an active element among passive elements such as resistance, inductance, and capacitance. Since it is used, it has the following remarkable effects (A) to (G).

【0311】(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の如き単結晶半導体層が
得られるので、高性能ドライバ内蔵の表示用薄膜半導体
装置などの電気光学装置の製造が可能となる。
(A) A material layer (for example, a crystalline sapphire film) having good lattice matching with single crystal silicon is formed on a substrate,
By heteroepitaxially growing the material layer as a seed, a single crystal semiconductor layer such as a single crystal silicon layer having a high electron mobility of 540 cm 2 / v · sec or more can be obtained. And the like can be manufactured.

【0312】(B)特に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有するの
で、これから得られる単結晶シリコントップゲート型M
OSTFTは、高いスイッチング特性〔望ましくはさら
に、電界強度を緩和して低リーク電流化するLDD(Li
ghtly doped drain )構造〕を有するnMOS又はpM
OSTFT又はcMOSTFTからなる表示部と、高い
駆動能力のcMOS、nMOS、又はpMOSTFT、
あるい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p
MOSTFTを形成するのは難しいが、本発明による単
結晶シリコン層では、正孔でも十分に高い移動度を示す
ため、電子と正孔とをそれぞれ単独に、あるいは双方を
組み合わせて駆動する周辺駆動回路を作製することがで
き、これをnMOS又はpMOS又はcMOSのLDD
構造の表示部用TFTと一体化したパネルを実現でき
る。また、小型〜中型パネルの場合には、周辺の一対の
垂直駆動回路の一方を省略できる可能性がある。
(B) In particular, the single crystal silicon layer has high electron and hole mobilities comparable to those of a single crystal silicon substrate as compared with a conventional amorphous silicon layer or a polycrystalline silicon layer. Gate type M
The OSTFT has a high switching characteristic [preferably, an LDD (Li
ghtly doped drain) structure] nMOS or pM
A display unit composed of an OSTFT or a cMOSTFT, a cMOS, an nMOS, or a pMOSTFT having a high driving capability;
Alternatively, it becomes possible to integrate a peripheral drive circuit section composed of a mixture of these, and a display panel with high image quality, high definition, narrow frame, high efficiency, and large screen is realized. In particular, polycrystalline silicon has a high hole mobility p as a TFT for LCD.
Although it is difficult to form a MOSTFT, in the single-crystal silicon layer according to the present invention, since a hole shows a sufficiently high mobility, a peripheral driving circuit for driving electrons and holes individually or in combination of both. Can be produced, and this is referred to as LDD of nMOS or pMOS or cMOS.
A panel integrated with a display-use TFT having a structure can be realized. In the case of a small to medium-sized panel, there is a possibility that one of a pair of peripheral vertical drive circuits can be omitted.

【0313】(C)そして、前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、半導体膜をレーザ照射処理することで単結晶シリ
コン層などの単結晶半導体層を形成できるから、基板上
に低温で単結晶シリコン層などを均一に形成することが
できる。したがって、歪点の比較的低いガラス基板や耐
熱性有機基板などの入手し易く、低コストで物性も良好
な基板を用いることができ、また基板の大型化も可能と
なる。
(C) A single crystal semiconductor layer such as a single crystal silicon layer can be formed by using the material layer as a seed for heteroepitaxial growth and subjecting the semiconductor film to laser irradiation on the material layer. In addition, a single-crystal silicon layer or the like can be uniformly formed on a substrate at a low temperature. Therefore, a glass substrate having a relatively low strain point, a heat-resistant organic substrate, or the like can be easily obtained, a low-cost substrate having good physical properties can be used, and the substrate can be enlarged.

【0314】(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
ウンが可能になる。
(D) Since annealing at a medium temperature for a long time (about 600 ° C., more than ten hours) as in the case of the solid phase growth method is not required, productivity is high, and expensive manufacturing equipment is not required and cost is reduced. Becomes possible.

【0315】(E)このヘテロエピタキシャル成長で
は、結晶性サファイア等の物質層の結晶性、レーザの照
射エネルギーや照射時間など、さらには基板の加熱温度
や冷却速度等の調整により、広範囲のP型又はN型の導
電型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)調整が容易になり、低抵抗化に
よる高速動作も可能になる。
(E) In this heteroepitaxial growth, a wide range of p-type or p-type is adjusted by adjusting the crystallinity of the material layer such as crystalline sapphire, the irradiation energy and irradiation time of the laser, and the heating temperature and cooling rate of the substrate. Since an N-type conductivity type and a high-mobility single-crystal silicon layer can be easily obtained, Vth (threshold) adjustment becomes easy, and high-speed operation can be performed by lowering the resistance.

【0316】(F)また、物質層上の半導体(アモルフ
ァスシリコン又は多結晶シリコン)膜、あるいはこれを
レーザ照射処理することによって得られる単結晶半導体
層(単結晶シリコン層)に、N型あるいはP型のキャリ
ア不純物(ボロン、リン、アンチモン、ヒ素、ビスマ
ス、アルミニウムなど)を混入(導入)すれば、単結晶
半導体層(単結晶シリコン層)の不純物種及び/又はそ
の濃度、すなわち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) In addition, a semiconductor (amorphous silicon or polycrystalline silicon) film on the material layer, or a single crystal semiconductor layer (single crystal silicon layer) obtained by irradiating the film with a laser, is n-type or p-type. Impurities (boron, phosphorus, antimony, arsenic, bismuth, aluminum, etc.) are mixed (introduced) into the single crystal semiconductor layer (single crystal silicon layer) and / or its concentration, that is, P-type / N The conductivity type such as the mold and / or the carrier concentration can be arbitrarily controlled.

【0317】(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.

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

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

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

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

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

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

【図6】同、LCDの要部断面図である。FIG. 6 is a sectional view of an essential part of the LCD.

【図7】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. 7 is a schematic perspective view for explaining the state of silicon crystal growth on an amorphous substrate.

【図8】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方位を示す概略断面図。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing various step shapes and a silicon growth direction in the grapho-epitaxial growth technique.

【図9】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. 9 is a perspective view showing an overall schematic layout of the LCD according to the first embodiment of the present invention.

【図10】同、LCDの等価回路図である。FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the LCD.

【図11】同、LCDの概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the same LCD.

【図12】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. 12 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13】同、LCDの要部断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of the LCD.

【図14】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図15】本発明の第3の実施の形態によるLCDの要
部断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a main part of an LCD according to a third embodiment of the present invention.

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

【図17】同、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 cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

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

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

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

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

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

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

【図24】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. 24 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】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps.

【図30】同、LCDの製造時の要部断面図である。FIG. 30 is a fragmentary cross-sectional view of the same at the time of manufacturing the LCD;

【図31】同、LCDの製造時の要部断面図である。FIG. 31 is a fragmentary cross-sectional view of the same at the time of manufacturing the LCD;

【図32】本発明の第5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. 32 is a plan view or a sectional view showing various TFTs of an LCD according to a fifth embodiment of the present invention.

【図33】同、LCDの製造時の各種TFTを示す断面
図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view showing various TFTs at the time of manufacturing the LCD.

【図34】同、LCDの要部断面図である。FIG. 34 is a cross-sectional view of a main part of the same LCD.

【図35】本発明の第6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. 35 is a sectional view or a plan view of a main part of an LCD according to a sixth embodiment of the present invention.

【図36】同、LCDの各種TFTの要部断面図であ
る。
FIG. 36 is a sectional view of a principal part of various TFTs of the LCD.

【図37】同、LCDのTFTの等価回路図である。FIG. 37 is an equivalent circuit diagram of a TFT of the LCD.

【図38】本発明の第7の実施の形態によるLCDのT
FTの要部断面図である。
FIG. 38 shows T of the LCD according to the seventh embodiment of the present invention.
It is principal part sectional drawing of FT.

【図39】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. 39 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40】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 40 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図41】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 41 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図42】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 42 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図43】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 43 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図44】同、LCDの要部断面図である。FIG. 44 is a cross-sectional view of a main part of the same LCD.

【図45】本発明の第9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. 45 is a sectional view showing the manufacturing process of the LCD according to the ninth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図46】同、LCDの要部断面図である。FIG. 46 is a cross-sectional view of a main part of the LCD.

【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】本発明の第10の実施の形態によるLCDの
要部断面図である。
FIG. 48 is a cross-sectional view of a main part of an LCD according to a tenth embodiment of the present invention.

【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の製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 50 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図51】同、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 in the order of steps;

【図52】同、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 a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図53】同、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 a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図54】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 54 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【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】同、LCDの製造プロセスを工程順に示す断
面図である。
FIG. 56 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD in the order of steps;

【図57】本発明の第11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. 57 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the LCD according to the eleventh embodiment of the present invention 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】本発明の第12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. 60 is a sectional view or plan view of a main part of an LCD according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図61】同、LCDの各種TFTの要部断面図であ
る。
FIG. 61 is a cross-sectional view of a principal part of various TFTs of the LCD.

【図62】本発明の第13の実施の形態によるLCDの
各部TFTの組み合わせを示す図である。
FIG. 62 is a diagram showing a combination of TFTs of each part of the LCD according to the thirteenth embodiment of the present invention.

【図63】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 63 is a diagram showing combinations of TFTs of each part of the LCD.

【図64】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 64 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図65】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 65 is a diagram showing combinations of TFTs of each part of the LCD.

【図66】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 66 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図67】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 67 is a diagram showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図68】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 68 is a view showing a combination of TFTs of each part of the LCD.

【図69】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 69 is a view showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図70】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 70 is a diagram showing combinations of TFTs of each part of the LCD.

【図71】本発明の第14の実施の形態によるLCDの
概略レイアウト図である。
FIG. 71 is a schematic layout diagram of an LCD according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図72】同、LCDの各部TFTの組み合わせを示す
図である。
FIG. 72 is a view showing a combination of TFTs in each part of the LCD.

【図73】本発明の第15の実施の形態によるデバイス
の概略レイアウト図である。
FIG. 73 is a schematic layout diagram of a device according to a fifteenth embodiment of the present invention;

【図74】本発明の第16の実施の形態によるEL及び
FEDの要部断面図である。
FIG. 74 is a sectional view of a main part of an EL and FED according to a sixteenth embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、4…段差、7…単結晶シリコン層、9…スパ
ッタ膜、11…ゲート電極、12…ゲート酸化膜、1
4,17…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+ ソース又はドレイン領域、
25,36…絶縁膜、26,27,31,41…電極、
29…反射膜、30…LCD(TFT)基板、50…結
晶性サファイア膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 4 ... Step, 7 ... Single crystal silicon layer, 9 ... Sputtered film, 11 ... Gate electrode, 12 ... Gate oxide film, 1
4, 17 ... N-type impurity ions, 15 ... LDD part, 18,
19 ... N + type source or drain region, 21 ... P type impurity ion, 22, 23 ... P + source or drain region,
25, 36 ... insulating films, 26, 27, 31, 41 ... electrodes,
29: reflective film, 30: LCD (TFT) substrate, 50: crystalline sapphire film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/786 H01L 29/78 612B 5F110 21/336 613A 616A 616M 617N 627G Fターム(参考) 2H090 HA03 HB03X HB07X HD02 HD03 HD05 HD06 JA02 JB03 JB04 JC01 JD01 KA05 KA06 KA08 KA09 KA11 KA14 KA15 LA04 LA15 2H091 FA02Y FA11Z FA35Y FD04 GA07 GA13 GA16 HA07 HA08 HA10 HA11 HA12 LA11 LA15 2H092 GA59 HA28 JA24 JA25 JA26 JA35 JA36 JA38 JA39 JB03 JB44 JB52 JB56 JB58 KA03 KA04 KA05 KA10 KA12 KA18 KA19 MA04 MA05 MA07 MA08 MA18 MA19 MA24 MA27 MA30 MA37 MA41 NA04 NA07 NA19 NA21 NA27 PA01 PA06 PA08 PA09 PA10 PA11 PA13 2H093 NA16 NA42 NA43 NC22 NC28 NC29 NC33 NC34 NC50 ND17 NE06 NF05 NF06 NF11 NF13 NF14 NF19 NF20 5F052 AA02 BB01 BB07 DA02 GA01 GB06 HA08 JA01 JA10 5F110 AA01 AA06 AA08 AA17 AA18 BB02 BB04 CC02 CC06 CC08 DD01 DD02 DD04 DD07 DD12 DD13 DD14 DD17 DD21 DD24 EE03 EE04 EE06 EE23 EE28 EE30 EE44 FF01 FF02 FF03 FF09 FF10 FF29 FF30 GG01 GG02 GG04 GG12 GG13 GG15 GG17 GG25 GG32 GG43 GG45 GG52 HJ01 HJ13 HJ23 HL03 HL06 HL07 HL11 HL23 HL27 HM12 HM15 NN03 NN04 NN23 NN24 NN25 NN27 NN35 NN46 NN54 NN71 NN72 NN73 NN78 PP03 PP04 PP06 PP08 PP23 PP27 PP36 QQ04 QQ05 QQ09 QQ11 QQ12 QQ19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/786 H01L 29/78 612B 5F110 21/336 613A 616A 616M 617N 627G F-term (Reference) 2H090 HA03 HB03X HB07X HD02 HD03 HD05 HD06 JA02 JB03 JB04 JC01 JD01 KA05 KA06 KA08 KA09 KA11 KA14 KA15 LA04 LA15 2H091 FA02Y FA11Z FA35Y FD04 GA07 GA13 GA16 HA07 HA08 HA10 HA11 HA12 LA11 LA15 2H092 GA59 J28 JA24 JA25 J26 JA26 JA26 KA05 KA10 KA12 KA18 KA19 MA04 MA05 MA07 MA08 MA18 MA19 MA24 MA27 MA30 MA37 MA41 NA04 NA07 NA19 NA21 NA27 PA01 PA06 PA08 PA09 PA10 PA11 PA13 2H093 NA16 NA42 NA43 NC22 NC28 NC29 NC33 NC34 NC50 ND17 NE06 NF05 NF13 NF05 NF13 NF05 A5 BB07 DA02 GA01 GB06 HA08 JA01 JA10 5F110 AA01 AA06 AA08 AA17 AA18 BB02 BB04 CC02 CC06 CC08 DD01 DD02 DD04 DD07 DD12 DD13 DD14 DD17 DD21 DD24 EE03 EE04 EE06 EE23 EE28 EE30 EE44 FF01 FF02 FF03 FF09 FF10 FF29 FF30 GG01 GG02 GG13 GG13 GG13 GG04 HL11 HL23 HL27 HM12 HM15 NN03 NN04 NN23 NN24 NN25 NN27 NN35 NN46 NN54 NN71 NN72 NN73 NN78 PP03 PP04 PP06 PP08 PP23 PP27 PP36 QQ04 QQ05 QQ09 QQ11 QQ12 QQ19

Claims (190)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画素電極が配された表示部と、この表示
部の周辺に配された周辺駆動回路部とを第1の基板上に
有し、この第1の基板と第2の基板との間に所定の光学
材料を介在させてなる電気光学装置において、 前記第1の基板の一方の面上に、単結晶半導体と格子整
合の良い物質層が形成され、 この物質層を含む前記第1の基板上に、前記物質層上に
形成された半導体からなる膜が、レーザ照射処理によっ
て加熱溶融されさらに冷却固化されることにより、前記
物質層をシードとしてヘテロエピタキシャル成長するこ
とによってなる単結晶半導体層が形成され、 この単結晶半導体層が能動素子及び受動素子のうちの少
なくとも能動素子を構成していることを特徴とする電気
光学装置。
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. An electro-optical device having a predetermined optical material interposed therebetween, wherein a material layer having good lattice matching with a single crystal semiconductor is formed on one surface of the first substrate; A single-crystal semiconductor formed by heteroepitaxially growing a film made of a semiconductor formed on the material layer on a substrate by heating and melting by laser irradiation treatment and further cooling and solidifying the film using the material layer as a seed; An electro-optical device, wherein a layer is formed, and the single crystal semiconductor layer forms at least an active element of an active element and a passive element.
【請求項2】 前記半導体からなる膜がアモルファスシ
リコン又は多結晶シリコンであり、前記単結晶半導体層
が単結晶シリコン層である、請求項1記載の電気光学装
置。
2. The electro-optical device according to claim 1, wherein the film made of the semiconductor is amorphous silicon or polycrystalline silicon, and the single crystal semiconductor layer is a single crystal silicon layer.
【請求項3】 前記単結晶半導体層は、N型あるいはP
型のキャリア不純物が混入されたことによってその比抵
抗が調整されてなる、請求項2記載の電気光学装置。
3. The method according to claim 1, wherein the single crystal semiconductor layer is an N-type or P-type semiconductor layer.
3. The electro-optical device according to claim 2, wherein the specific resistance is adjusted by mixing the type of carrier impurity.
【請求項4】 前記単結晶半導体層をチャネル領域、ソ
ース領域、及びドレイン領域とし、前記チャネル領域の
上部にゲート部を有する、トップゲート型の第1の薄膜
トランジスタが前記周辺駆動回路部の少なくとも一部を
構成している、請求項2記載の電気光学装置。
4. A top-gate first thin film transistor having a single crystal semiconductor layer as a channel region, a source region, and a drain region and having a gate portion above the channel region, wherein at least one of the peripheral driver circuit portions is provided. The electro-optical device according to claim 2, which constitutes a part.
【請求項5】 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、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アか
らなる群より選ばれた物質で形成されている、請求項2
記載の電気光学装置。
5. An insulating substrate is used as the first substrate, and the material layer is sapphire, spinel structure, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride,
3. A material formed from a material selected from the group consisting of boron phosphide, yttrium oxide and zirconia.
An electro-optical device according to claim 1.
【請求項6】 前記第1の基板と前記単結晶半導体層と
の間に拡散バリア層が設けられてなる、請求項2記載の
電気光学装置。
6. The electro-optical device according to claim 2, wherein a diffusion barrier layer is provided between the first substrate and the single crystal semiconductor layer.
【請求項7】 前記単結晶シリコン層下の前記ゲート部
が、その側端部にて台形状になっている、請求項2記載
の電気光学装置。
7. The electro-optical device according to claim 2, wherein the gate portion below the single-crystal silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項8】 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
リコン層をチャネル領域とし、このチャネル領域の上部
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、あるいは、前記単結晶シリコン層又は多結晶シリコ
ン層又はアモルファスシリコン層を用いたダイオード、
抵抗、キャパシタンス、インダクタンス素子などが設け
られている、請求項4記載の電気光学装置。
8. The method according to claim 1, wherein the peripheral drive circuit section includes the first drive circuit.
A top-gate, bottom-gate or dual-gate 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 Diode using a layer or a polycrystalline silicon layer or an amorphous silicon layer,
5. The electro-optical device according to claim 4, wherein a resistance, a capacitance, an inductance element, and the like are provided.
【請求項9】 前記表示部において、前記画素電極をス
イッチングするためのスイッチング素子が前記第1の基
板上に設けられている、請求項4記載の電気光学装置。
9. The electro-optical device according to claim 4, wherein a switching element for switching the pixel electrode is provided on the first substrate in the display unit.
【請求項10】 前記第1の薄膜トランジスタが、チャ
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
うちのトップゲート型であり、かつ、前記スイッチング
素子が、チャ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
ルゲート型の第2の薄膜トランジスタである、請求項9
記載の電気光学装置。
10. The first thin film transistor is 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 switching is performed. The device is a top gate type, bottom gate type, or dual gate type second thin film transistor having a gate portion above and / or below a channel region.
An electro-optical device according to claim 1.
【請求項11】 前記チャネル領域の下部に設けられた
ゲート電極は耐熱性材料で形成されている、請求項10
記載の電気光学装置。
11. The gate electrode provided below the channel region is made of a heat-resistant material.
An electro-optical device according to claim 1.
【請求項12】 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チャネル型、pチャネル型、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てい
る、請求項10記載の電気光学装置。
12. The electro-optical device according to claim 10, wherein the thin film transistors in the peripheral driver circuit portion and the display portion constitute an n-channel, p-channel, or complementary insulated gate field-effect transistor.
【請求項13】 前記周辺駆動回路部の前記薄膜トラン
ジスタが相補型とnチャネル型との組、相補型とpチャ
ネル型との組、又は相補型とnチャネル型とpチャネル
型との組からなる、請求項12記載の電気光学装置。
13. The thin film transistor of the peripheral drive circuit section comprises 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 electro-optical device according to claim 12, wherein:
【請求項14】 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構造
を有し、このLDD構造がゲートとソースあるいはドレ
インとの間にLDD部を有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それぞれLDD部を
有するダブルタイプである、請求項10記載の電気光学
装置。
14. A single type in which at least a part of the thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion has an LDD structure, and the LDD structure has an LDD portion between a gate and a source or a drain, or The electro-optical device according to claim 10, wherein the electro-optical device is of a double type having an LDD portion between a gate, a source, and a drain.
【請求項15】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記表
示部の薄膜トランジスタが、シングルゲート又はマルチ
ゲートに構成され、マルチゲートの場合には、チャネル
領域内に2以上の分岐した同電位の、又は分割された異
電位又は同電位のゲート電極を有する、請求項10記載
の電気光学装置。
15. The thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion is configured as a single gate or a multi-gate, and in the case of a multi-gate, two or more branched same potentials in a channel region, or The electro-optical device according to claim 10, further comprising divided gate electrodes having different potentials or the same potential.
【請求項16】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記表
示部のn又はpチャネル型の薄膜トランジスタがデュア
ルゲート型であるときには、上部又は下部ゲート電極が
電気的にオープンとされるかあるいは任意の負電圧(n
チャネル型の場合)又は正電圧(pチャネル型の場合)
が印加され、ボトムゲート型又はトップゲート型の薄膜
トランジスタとして動作される、請求項10記載の電気
光学装置。
16. When the n-channel or p-channel thin film transistor of the peripheral driver circuit section and / or the display section is a dual gate type, an upper or lower gate electrode is electrically open or an arbitrary negative electrode is provided. Voltage (n
Channel type) or positive voltage (p-channel type)
11. The electro-optical device according to claim 10, wherein is applied to operate as a bottom gate type or top gate type thin film transistor.
【請求項17】 前記周辺駆動回路部の薄膜トランジス
タがnチャネル型、pチャネル型、又は相補型の前記第
1の薄膜トランジスタであり、前記表示部の薄膜トラン
ジスタが、単結晶シリコン層をチャネル領域とするとき
にはnチャネル型、pチャネル型、又は相補型であり、
多結晶シリコン層をチャネル領域とするときにはnチャ
ネル型、pチャネル型、又は相補型であり、アモルファ
スシリコン層をチャネル領域とするときにはnチャネル
型、pチャネル型、又は相補型である、請求項12記載
の電気光学装置。
17. 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 has a single crystal silicon layer as a channel region, n-channel, p-channel, or complementary;
13. An n-channel type, a p-channel type or a complementary type when the polycrystalline silicon layer is used as a channel region, and an n-channel type, a p-channel type or a complementary type when the amorphous silicon layer is used as a channel region. An electro-optical device according to claim 1.
【請求項18】 前記第1の基板及び/又はその上の膜
に段差が形成され、この段差を形成した第1の基板上に
前記物質層が形成され、この物質層上に前記単結晶半導
体層が形成されている、請求項2記載の電気光学装置。
18. A step is formed on the first substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the first substrate having the step formed thereon, and the single crystal semiconductor is formed on the material layer. 3. The electro-optical device according to claim 2, wherein a layer is formed.
【請求項19】 断面において底面に対し側面が直角状
も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18記載の電気光学装置。
19. The step is formed as a concave portion whose side surface is perpendicular to the bottom surface in the cross section or inclined toward the lower end, and the step serves as a seed for epitaxial growth of the single crystal silicon layer together with the material layer. 19. The electro-optical device according to claim 18, wherein
【請求項20】 前記第1の基板及び/又はその上の膜
に段差が形成され、この段差を形成した第1の基板上に
前記物質層が形成され、この物質層上に前記単結晶半導
体層が形成されている、請求項4記載の電気光学装置。
20. A step is formed on the first substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the first substrate having the step formed thereon, and the single crystal semiconductor is formed on the material layer. The electro-optical device according to claim 4, wherein a layer is formed.
【請求項21】 前記第1の薄膜トランジスタが、前記
第1の基板及び/又はその上の膜に形成された前記段差
による基板凹部内及び/又は外に設けられている、請求
項20記載の電気光学装置。
21. The electric device according to claim 20, wherein the first 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. Optical device.
【請求項22】 前記段差が、前記能動素子である薄膜
トランジスタのチャネル領域、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
成されている、請求項20記載の電気光学装置。
22. The electro-optical device according to claim 20, 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 thin film transistor as the active element.
【請求項23】 前記物質層に段差が形成され、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶シリコン層が形成さ
れている、請求項2記載の電気光学装置。
23. The electro-optical device according to claim 2, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal silicon layer is formed on the material layer including the step.
【請求項24】 断面において底面に対し側面が直角状
も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21記載の電気光学装置。
24. The step is formed as a concave part whose side surface is perpendicular to the bottom surface in the cross section or inclined toward the lower end, and this step serves as a seed for epitaxial growth of the single crystal silicon layer together with the material layer. 22. The electro-optical device according to claim 21, wherein
【請求項25】 前記物質層に段差が形成され、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶シリコン層が形成さ
れている、請求項4記載の電気光学装置。
25. The electro-optical device according to claim 4, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal silicon layer is formed on the material layer including the step.
【請求項26】 前記第1の薄膜トランジスタが、前記
第1の基板及び/又はその上の膜に形成された前記段差
による基板凹部内及び/又は外に設けられている、請求
項25記載の電気光学装置。
26. The electric device according to claim 25, 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. Optical device.
【請求項27】 前記段差が、前記能動素子である薄膜
トランジスタのチャネル領域、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
成されている、請求項23記載の電気光学装置。
27. The electro-optical device 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 thin film transistor as the active element.
【請求項28】 前記第1の基板及び/又はその上の膜
に段差が形成され、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が形成さ
れ、前記第2の薄膜トランジスタが、前記単結晶、多結
晶又はアモルファスシリコン層をチャネル領域、ソース
領域及びドレイン領域とし、前記チャネル領域の上部及
び/又は下部にゲート部を有する、請求項10記載の電
気光学装置。
28. A step is formed on the first substrate and / or a film thereon, and a single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer is formed on the first substrate including the step, and 11. The electro-optical device according to claim 10, wherein the thin film transistor includes the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer as a channel region, a source region, and a drain region, and has a gate portion above and / or below the channel region.
【請求項29】 断面において底面に対し側面が直角状
も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
半導体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28記載の電気光学装置。
29. 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 semiconductor layer. 29. The electro-optical device according to claim 28, wherein:
【請求項30】 前記第1及び/又は第2の薄膜トラン
ジスタのソース又はドレイン電極が前記段差を含む領域
上に形成されている、請求項28記載の電気光学装置。
30. The electro-optical device according to claim 28, wherein a source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.
【請求項31】 前記第2の薄膜トランジスタが、前記
第1の基板及び/又はその上の膜に形成された前記段差
による基板凹部内及び/又は外に設けられている、請求
項28記載の電気光学装置。
31. The electric device according to claim 28, 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. Optical device.
【請求項32】 前記段差が、前記第2の薄膜トランジ
スタの前記チャネル領域、前記ソース領域、及び前記ド
レイン領域で形成される素子領域の少なくとも一辺に沿
って形成されている、請求項28記載の電気光学装置。
32. The electric device according to claim 28, 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. Optical device.
【請求項33】 前記単結晶、多結晶、又はアモルファ
スシリコン層下のゲート電極がその側端部にて台形状に
なっている、請求項28記載の電気光学装置。
33. The electro-optical device according to claim 28, wherein the gate electrode under the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項34】 前記第1の基板と前記単結晶、多結
晶、又はアモルファスシリコン層との間に拡散バリア層
が設けられている、請求項28記載の電気光学装置。
34. The electro-optical device according to claim 28, wherein a diffusion barrier layer is provided between the first substrate and the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer.
【請求項35】 前記第1の基板がガラス基板又は耐熱
性有機基板である、請求項2記載の電気光学装置。
35. The electro-optical device according to claim 2, wherein the first substrate is a glass substrate or a heat-resistant organic substrate.
【請求項36】 前記第1の基板が光学的に不透明又は
透明である、請求項2記載の電気光学装置。
36. The electro-optical device according to claim 2, wherein the first substrate is optically opaque or transparent.
【請求項37】 前記画素電極が反射型又は透過型の表
示部用として設けられている、請求項2記載の電気光学
装置。
37. The electro-optical device according to claim 2, wherein the pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display unit.
【請求項38】 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、請求項2記載の電
気光学装置。
38. The electro-optical device according to claim 2, wherein the display section has a laminated structure of the pixel electrode and a color filter layer.
【請求項39】 前記画素電極が反射電極であるときに
は、樹脂膜に凹凸が形成され、この上に画素電極が設け
られ、また前記画素電極が透明電極であるときには、透
明平坦化膜によって表面が平坦化され、この平坦化面上
に前記画素電極が設けられている、請求項2記載の電気
光学装置。
39. When the pixel electrode is a reflective electrode, irregularities are formed on the resin film, and the pixel electrode is provided thereon. When the pixel electrode is a transparent electrode, the surface is formed by a transparent flattening film. The electro-optical device according to claim 2, wherein the pixel electrode is planarized, and the pixel electrode is provided on the planarized surface.
【請求項40】 前記表示部が前記スイッチング素子に
よる駆動で発光又は調光を行うように構成された、請求
項9記載の電気光学装置。
40. The electro-optical device according to claim 9, wherein the display unit emits light or modulates light when driven by the switching element.
【請求項41】 前記表示部に複数の前記画素電極がマ
トリクス状に配列され、これらの画素電極のそれぞれに
前記スイッチング素子が接続されている、請求項9記載
の電気光学装置。
41. The 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.
【請求項42】 液晶表示装置、エレクトロルミネセン
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された、請
求項2記載の電気光学装置。
42. The electro-optical device according to claim 2, configured as a liquid crystal display, an electroluminescence display, a field emission display, a light emitting polymer display, a light emitting diode display, or the like.
【請求項43】 前記第1の基板上には、前記周辺駆動
回路部及び/又は表示部の動作を制御する制御部が設け
られている、請求項1記載の電気光学装置。
43. The electro-optical device according to claim 1, wherein a control unit that controls an operation of the peripheral drive circuit unit and / or the display unit is provided on the first substrate.
【請求項44】 前記制御部は、CPU、メモリ、又は
これらを混載してなるシステムLSIから構成されてな
る、請求項43記載の電気光学装置。
44. The electro-optical device according to claim 43, wherein the control unit is configured by a CPU, a memory, or a system LSI in which these are mounted.
【請求項45】 画素電極が配された表示部と、この表
示部の周辺に配された周辺駆動回路部とを基板上に有す
る、電気光学装置用の駆動基板において、 前記基板の一方の面上に、単結晶半導体と格子整合の良
い物質層が形成され、 この物質層を含む前記基板上に、前記物質層上に形成さ
れた半導体からなる膜が、レーザ照射処理によって加熱
溶融されさらに冷却固化されることにより、前記物質層
をシードとしてヘテロエピタキシャル成長することによ
ってなる単結晶半導体層が形成され、 この単結晶半導体層が能動素子及び受動素子のうちの少
なくとも能動素子を構成していることを特徴とする電気
光学装置用の駆動基板。
45. A driving substrate for an electro-optical device, comprising a display portion on which a pixel electrode is disposed and a peripheral driving circuit portion disposed around the display portion on the substrate, wherein one surface of the substrate is provided. A material layer having good lattice matching with the single crystal semiconductor is formed thereon, and a film made of the semiconductor formed on the material layer is heated and melted by a laser irradiation process on the substrate including the material layer, and further cooled. By being solidified, a single crystal semiconductor layer is formed by heteroepitaxial growth using the material layer as a seed, and the single crystal semiconductor layer constitutes at least the active element of the active element and the passive element. A driving substrate for an electro-optical device, which is a feature of the present invention.
【請求項46】 前記半導体からなる膜がアモルファス
シリコン又は多結晶シリコンであり、前記単結晶半導体
層が単結晶シリコン層である、請求項45記載の電気光
学装置用の駆動基板。
46. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 45, wherein the film made of the semiconductor is amorphous silicon or polycrystalline silicon, and the single crystal semiconductor layer is a single crystal silicon layer.
【請求項47】 前記単結晶半導体層は、N型あるいは
P型のキャリア不純物が混入されたことによってその比
抵抗が調整されてなる、請求項46記載の電気光学装置
用の駆動基板。
47. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein the specific resistance of the single crystal semiconductor layer is adjusted by mixing N-type or P-type carrier impurities.
【請求項48】 前記単結晶半導体層をチャネル領域、
ソース領域、及びドレイン領域とし、前記チャネル領域
の上部にゲート部を有する、トップゲート型の第1の薄
膜トランジスタが前記周辺駆動回路部の少なくとも一部
を構成している、請求項46記載の電気光学装置用の駆
動基板。
48. The single crystal semiconductor layer may include a channel region,
47. The electro-optical device according to claim 46, wherein a top-gate first thin film transistor having a gate portion above the channel region as a source region and a drain region forms at least a part of the peripheral driver circuit portion. Driving board for equipment.
【請求項49】 前記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、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アからな
る群より選ばれた物質で形成されている、請求項46記
載の電気光学装置用の駆動基板。
49. An insulating substrate is used as the substrate,
The method according to claim 46, wherein the material layer is formed of a material selected from the group consisting of sapphire, spinel structure, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, boron phosphide, yttrium oxide and zirconia. Drive substrate for electro-optical devices.
【請求項50】 前記基板と前記単結晶半導体層との間
に拡散バリア層が設けられてなる、請求項46記載の電
気光学装置用の駆動基板。
50. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein a diffusion barrier layer is provided between the substrate and the single crystal semiconductor layer.
【請求項51】 前記単結晶シリコン層下の前記ゲート
部が、その側端部にて台形状になっている、請求項46
記載の電気光学装置用の駆動基板。
51. The gate portion under the single-crystal silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
A driving substrate for the electro-optical device according to the above.
【請求項52】 前記周辺駆動回路部において、前記第
1の薄膜トランジスタ以外に、多結晶又はアモルファス
シリコン層をチャネル領域とし、このチャネル領域の上
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、あるいは、前記単結晶シリコン層又は多結晶シリコ
ン層又はアモルファスシリコン層を用いたダイオード、
抵抗、キャパシタンス、インダクタンス素子などが設け
られている、請求項48記載の電気光学装置用の駆動基
板。
52. In the peripheral driver circuit portion, 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 using the single-crystal silicon layer or the polycrystalline silicon layer or the amorphous silicon layer,
49. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 48, further comprising a resistor, a capacitance, an inductance element, and the like.
【請求項53】 前記表示部において、前記画素電極を
スイッチングするためのスイッチング素子が前記基板上
に設けられている、請求項48記載の電気光学装置用の
駆動基板。
53. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 48, wherein a switching element for switching the pixel electrode is provided on the substrate in the display unit.
【請求項54】 前記第1の薄膜トランジスタが、チャ
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
うちのトップゲート型であり、かつ、前記スイッチング
素子が、チャ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
ルゲート型の第2の薄膜トランジスタである、請求項5
3記載の電気光学装置用の駆動基板。
54. The first thin-film transistor is 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 switching is performed. The element is a top gate type, bottom gate type, or dual gate type second thin film transistor having a gate portion above and / or below a channel region.
4. A drive substrate for an electro-optical device according to claim 3.
【請求項55】 前記チャネル領域の下部に設けられた
ゲート電極は耐熱性材料で形成されている、請求項54
記載の電気光学装置用の駆動基板。
55. The gate electrode provided below the channel region is made of a heat-resistant material.
A driving substrate for the electro-optical device according to the above.
【請求項56】 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チャネル型、pチャネル型、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てい
る、請求項54記載の電気光学装置用の駆動基板。
56. The electro-optical device according to claim 54, wherein the thin film transistors of the peripheral driver circuit portion and the display portion form an n-channel, p-channel, or complementary insulated gate field-effect transistor. Drive board.
【請求項57】 前記周辺駆動回路部の前記薄膜トラン
ジスタが相補型とnチャネル型との組、相補型とpチャ
ネル型との組、又は相補型とnチャネル型とpチャネル
型との組からなる、請求項56記載の電気光学装置用の
駆動基板。
57. The thin film transistor of the peripheral drive circuit portion is formed of a set of a complementary type and an n-channel type, a set of a complementary type and a p-channel type, or a set of a complementary type, an n-channel type and a p-channel type. A driving substrate for an electro-optical device according to claim 56.
【請求項58】 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構造
を有し、このLDD構造がゲートとソースあるいはドレ
インとの間にLDD部を有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それぞれLDD部を
有するダブルタイプである、請求項54記載の電気光学
装置用の駆動基板。
58. A single type in which at least a part of the thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion has an LDD structure, and the LDD structure has an LDD portion between a gate and a source or a drain, or 55. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, wherein the driving substrate is of a double type having an LDD portion between a gate, a source, and a drain.
【請求項59】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記表
示部の薄膜トランジスタが、シングルゲート又はマルチ
ゲートに構成され、マルチゲートの場合には、チャネル
領域内に2以上の分岐した同電位の、又は分割された異
電位又は同電位のゲート電極を有する、請求項54記載
の電気光学装置用の駆動基板。
59. The thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion is configured as a single gate or a multi-gate, and in the case of a multi-gate, two or more branched and equal potentials in a channel region, or 55. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, further comprising divided gate electrodes having different potentials or the same potential.
【請求項60】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記表
示部のn又はpチャネル型の薄膜トランジスタがデュア
ルゲート型であるときには、上部又は下部ゲート電極が
電気的にオープンとされるかあるいは任意の負電圧(n
チャネル型の場合)又は正電圧(pチャネル型の場合)
が印加され、ボトムゲート型又はトップゲート型の薄膜
トランジスタとして動作される、請求項54記載の電気
光学装置用の駆動基板。
60. 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, an upper or lower gate electrode is electrically opened or an arbitrary negative electrode is provided. Voltage (n
Channel type) or positive voltage (p-channel type)
55. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, wherein the driving substrate is operated as a bottom gate type or top gate type thin film transistor.
【請求項61】 前記周辺駆動回路部の薄膜トランジス
タがnチャネル型、pチャネル型、又は相補型の前記第
1の薄膜トランジスタであり、前記表示部の薄膜トラン
ジスタが、単結晶シリコン層をチャネル領域とするとき
にはnチャネル型、pチャネル型、又は相補型であり、
多結晶シリコン層をチャネル領域とするときにはnチャ
ネル型、pチャネル型、又は相補型であり、アモルファ
スシリコン層をチャネル領域とするときにはnチャネル
型、pチャネル型、又は相補型である、請求項56記載
の電気光学装置用の駆動基板。
61. 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 uses a single crystal silicon layer as a channel region. n-channel, p-channel, or complementary;
57. An n-channel type, a p-channel type, or a complementary type when the polycrystalline silicon layer is used as a channel region, and an n-channel type, a p-channel type, or a complementary type when the amorphous silicon layer is used as a channel region. A driving substrate for the electro-optical device according to the above.
【請求項62】 前記基板及び/又はその上の膜に段差
が形成され、この段差を形成した基板上に前記物質層が
形成され、この物質層上に前記単結晶半導体層が形成さ
れている、請求項46記載の電気光学装置用の駆動基
板。
62. A step is formed on the substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the substrate on which the step is formed, and the single crystal semiconductor layer is formed on the material layer. A driving substrate for an electro-optical device according to claim 46.
【請求項63】 断面において底面に対し側面が直角状
も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62記載の電気光学装置用の駆動基板。
63. 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. 63. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 62, wherein the driving substrate is formed.
【請求項64】 前記基板及び/又はその上の膜に段差
が形成され、この段差を形成した基板上に前記物質層が
形成され、この物質層上に前記単結晶半導体層が形成さ
れている、請求項48記載の電気光学装置用の駆動基
板。
64. A step is formed on the substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the substrate on which the step is formed, and the single crystal semiconductor layer is formed on the material layer. A driving substrate for an electro-optical device according to claim 48.
【請求項65】 前記第1の薄膜トランジスタが、前記
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64
記載の電気光学装置用の駆動基板。
65. The method according to claim 64, wherein the first thin film transistor is provided in and / or outside a substrate recess formed by the step formed on the substrate and / or a film thereon.
A driving substrate for the electro-optical device according to the above.
【請求項66】 前記段差が、前記能動素子である薄膜
トランジスタのチャネル領域、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
成されている、請求項64記載の電気光学装置用の駆動
基板。
66. The electro-optical device according to claim 64, 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 thin film transistor as the active element. Drive board.
【請求項67】 前記物質層に段差が形成され、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶シリコン層が形成さ
れている、請求項46記載の電気光学装置用の駆動基
板。
67. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal silicon layer is formed on the material layer including the step.
【請求項68】 断面において底面に対し側面が直角状
も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65記載の電気光学装置用の駆動基板。
68. The step is formed as a concave portion whose side surface is perpendicular to the bottom surface in the cross section or inclined toward the lower end, and this step serves as a seed during epitaxial growth of the single crystal silicon layer together with the material layer. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 65, wherein the driving substrate is formed.
【請求項69】 前記物質層に段差が形成され、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶シリコン層が形成さ
れている、請求項48記載の電気光学装置用の駆動基
板。
69. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 48, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal silicon layer is formed on the material layer including the step.
【請求項70】 前記第1の薄膜トランジスタが、前記
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69
記載の電気光学装置用の駆動基板。
70. The method 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.
A driving substrate for the electro-optical device according to the above.
【請求項71】 前記段差が、前記能動素子である薄膜
トランジスタのチャネル領域、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
成されている、請求項67記載の電気光学装置用の駆動
基板。
71. The electro-optical device according to claim 67, 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 thin film transistor as the active element. Drive board.
【請求項72】 前記基板及び/又はその上の膜に段差
が形成され、この段差を含む前記基板上に単結晶、多結
晶又はアモルファスシリコン層が形成され、前記第2の
薄膜トランジスタが、前記単結晶、多結晶又はアモルフ
ァスシリコン層をチャネル領域、ソース領域及びドレイ
ン領域とし、前記チャネル領域の上部及び/又は下部に
ゲート部を有する、請求項54記載の電気光学装置用の
駆動基板。
72. A step is formed on the substrate and / or a film thereon, and a single crystal, polycrystalline or amorphous silicon layer is formed on the substrate including the step, and the second thin film transistor is 55. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 54, wherein a crystalline, polycrystalline or amorphous silicon layer is used as a channel region, a source region, and a drain region, and a gate portion is provided above and / or below the channel region.
【請求項73】 断面において底面に対し側面が直角状
も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
半導体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72記載の電気光学装置用の駆動基板。
73. The step is formed as a concave portion whose side surface is perpendicular to the bottom surface in the cross section or inclined toward the lower end, and this step serves as a seed for epitaxial growth of the single crystal semiconductor layer together with the material layer. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 72, wherein the driving substrate is formed.
【請求項74】 前記第1及び/又は第2の薄膜トラン
ジスタのソース又はドレイン電極が前記段差を含む領域
上に形成されている、請求項72記載の電気光学装置用
の駆動基板。
74. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 72, wherein a source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.
【請求項75】 前記第2の薄膜トランジスタが、前記
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72
記載の電気光学装置用の駆動基板。
75. The second thin film transistor is provided inside and / or outside a substrate recess due to the step formed on the substrate and / or a film thereon.
A driving substrate for the electro-optical device according to the above.
【請求項76】 前記段差が、前記第2の薄膜トランジ
スタの前記チャネル領域、前記ソース領域、及び前記ド
レイン領域で形成される素子領域の少なくとも一辺に沿
って形成されている、請求項72記載の電気光学装置用
の駆動基板。
76. The electric device according to claim 72, 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. Driving substrate for optical devices.
【請求項77】 前記単結晶、多結晶、又はアモルファ
スシリコン層下のゲート電極がその側端部にて台形状に
なっている、請求項72記載の電気光学装置用の駆動基
板。
77. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 72, wherein a gate electrode under the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項78】 前記基板と前記単結晶、多結晶、又は
アモルファスシリコン層との間に拡散バリア層が設けら
れている、請求項72記載の電気光学装置用の駆動基
板。
78. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 72, wherein a diffusion barrier layer is provided between the substrate and the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer.
【請求項79】 前記基板がガラス基板又は耐熱性有機
基板である、請求項46記載の電気光学装置用の駆動基
板。
79. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein the substrate is a glass substrate or a heat-resistant organic substrate.
【請求項80】 前記基板が光学的に不透明又は透明で
ある、請求項46記載の電気光学装置用の駆動基板。
80. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein the substrate is optically opaque or transparent.
【請求項81】 前記画素電極が反射型又は透過型の表
示部用として設けられている、請求項46記載の電気光
学装置用の駆動基板。
81. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein the pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display unit.
【請求項82】 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、請求項46記載の
電気光学装置用の駆動基板。
82. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein the display section has a laminated structure of the pixel electrode and a color filter layer.
【請求項83】 前記画素電極が反射電極であるときに
は、樹脂膜に凹凸が形成され、この上に画素電極が設け
られ、また前記画素電極が透明電極であるときには、透
明平坦化膜によって表面が平坦化され、この平坦化面上
に前記画素電極が設けられている、請求項46記載の電
気光学装置用の駆動基板。
83. When the pixel electrode is a reflective electrode, irregularities are formed on the resin film, and the pixel electrode is provided thereon. When the pixel electrode is a transparent electrode, the surface is formed by a transparent flattening film. 47. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 46, wherein the pixel electrode is planarized and the pixel electrode is provided on the planarized surface.
【請求項84】 前記表示部が前記スイッチング素子に
よる駆動で発光又は調光を行うように構成された、請求
項53記載の電気光学装置用の駆動基板。
84. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 53, wherein the display section emits light or modulates light when driven by the switching element.
【請求項85】 前記表示部に複数の前記画素電極がマ
トリクス状に配列され、これらの画素電極のそれぞれに
前記スイッチング素子が接続されている、請求項53記
載の電気光学装置用の駆動基板。
85. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 53, 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.
【請求項86】 液晶表示装置、エレクトロルミネセン
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の駆動基板として構成
された、請求項46記載の電気光学装置用の駆動基板。
86. The drive for an electro-optical device according to claim 46, wherein the drive is configured as a drive substrate for a liquid crystal display, an electroluminescence display, a field emission display, a light emitting polymer display, a light emitting diode display, or the like. substrate.
【請求項87】 前記基板上には、前記周辺駆動回路部
及び/又は表示部の動作を制御する制御部が設けられて
いる、請求項45記載の電気光学装置用の駆動基板。
87. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 45, wherein a control unit for controlling an operation of the peripheral driving circuit unit and / or the display unit is provided on the substrate.
【請求項88】 前記制御部は、CPU、メモリ、又は
これらを混載してなるシステムLSIから構成されてな
る、請求項87記載の電気光学装置用の駆動基板。
88. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 87, wherein the control unit is configured by a CPU, a memory, or a system LSI in which these are mounted.
【請求項89】 画素電極が配された表示部と、この表
示部の周辺に配された周辺駆動回路部とを第1の基板上
に有し、この第1の基板と第2の基板との間に所定の光
学材料を介在させてなる電気光学装置の製造方法におい
て、 前記第1の基板の一方の面上に、単結晶半導体と格子整
合の良い物質層を形成する工程と、 前記物質層上に半導体を成膜する工程と、 前記半導体からなる膜にレーザ照射処理して該膜を加熱
溶融しさらに冷却固化することにより、前記物質層をシ
ードとして単結晶半導体層をヘテロエピタキシャル成長
させる工程と、 この単結晶半導体層に所定の処理を施して能動素子及び
受動素子のうちの少なくとも能動素子を形成する工程
と、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方
法。
89. A display unit on which a pixel electrode is provided, and a peripheral drive circuit unit provided around the display unit on a first substrate, wherein the first substrate, the second substrate, A method of manufacturing an electro-optical device having a predetermined optical material interposed therebetween, wherein a step of forming a material layer having good lattice matching with a single crystal semiconductor on one surface of the first substrate; A step of forming a semiconductor on the layer; and a step of subjecting the film made of the semiconductor to laser irradiation treatment, heating and melting the film, and further cooling and solidifying the film to heteroepitaxially grow a single crystal semiconductor layer using the material layer as a seed. And performing a predetermined process on the single crystal semiconductor layer to form at least an active element of an active element and a passive element.
【請求項90】 前記半導体からなる膜がアモルファス
シリコン又は多結晶シリコンであり、前記単結晶半導体
層が単結晶シリコン層である、請求項89記載の電気光
学装置の製造方法。
90. The method according to claim 89, wherein the semiconductor film is amorphous silicon or polycrystalline silicon, and the single crystal semiconductor layer is a single crystal silicon layer.
【請求項91】 前記半導体の成膜時に、N型あるいは
P型のキャリア不純物を混入することによって得られる
半導体膜の不純物種及び/又はその濃度を制御する、請
求項90記載の電気光学装置の製造方法。
91. The electro-optical device according to claim 90, wherein an impurity type and / or a concentration of the semiconductor film obtained by mixing an N-type or P-type carrier impurity during the formation of the semiconductor is controlled. Production method.
【請求項92】 前記単結晶半導体層をヘテロエピタキ
シャル成長させる際の、第1の基板の温度を200〜5
00℃とする、請求項90記載の電気光学装置の製造方
法。
A temperature of the first substrate is 200 to 5 when the single crystal semiconductor layer is heteroepitaxially grown.
The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein the temperature is set to 00 ° C.
【請求項93】 前記単結晶半導体層に前記所定の処理
を行うに先立ち、該単結晶半導体層にN型あるいはP型
のキャリア不純物を混入してその比抵抗を調整する、請
求項90記載の電気光学装置の製造方法。
93. The specific resistance of the single crystal semiconductor layer is adjusted by mixing an N-type or P-type carrier impurity into the single crystal semiconductor layer prior to performing the predetermined treatment on the single crystal semiconductor layer. A method for manufacturing an electro-optical device.
【請求項94】 前記単結晶半導体層の成長後に、 この単結晶半導体層に所定の処理を施してチャネル領
域、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、 前記チャネル領域の上部にゲート部を有し、前記周辺駆
動回路部の少なくとも一部を構成するトップゲート型の
第1の薄膜トランジスタを形成する工程と、を有する請
求項90記載の電気光学装置の製造方法。
94. After growing the single crystal semiconductor layer, performing a predetermined process on the single crystal semiconductor layer to form a channel region, a source region, and a drain region; and forming a gate portion above the channel region. 90. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 90, further comprising: forming a top-gate first thin film transistor that forms at least a part of the peripheral drive circuit unit.
【請求項95】 前記第1の基板として絶縁基板を用
い、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アか
らなる群より選ばれた物質で形成する、請求項90記載
の電気光学装置の製造方法。
95. An insulating substrate is used as the first substrate, and the material layer is made of sapphire, spinel structure, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride,
The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein the method is formed using a material selected from the group consisting of boron phosphide, yttrium oxide, and zirconia oxide.
【請求項96】 前記第1の基板上に拡散バリア層を形
成し、この上に前記単結晶半導体層を形成する、請求項
90記載の電気光学装置の製造方法。
96. The method according to claim 90, wherein a diffusion barrier layer is formed on the first substrate, and the single crystal semiconductor layer is formed thereon.
【請求項97】 前記単結晶半導体層下の前記ゲート部
をその側端部にて台形状とする、請求項90記載の電気
光学装置の製造方法。
97. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein the gate portion under the single-crystal semiconductor layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項98】 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
シリコン層をチャネル領域とし、このチャネル領域の上
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、あるいは、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94記載の電気光学装置の製造方法。
98. In the peripheral driver circuit portion, in addition to the first thin film transistor, a top gate type in which a polycrystalline or amorphous silicon layer is used as a channel region and a gate portion is provided above and / or below the channel region.
A bottom-gate or dual-gate thin film transistor, or a diode using the single-crystal silicon layer or the polycrystalline silicon layer or the amorphous silicon layer,
The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 94, further comprising providing a resistance, a capacitance, an inductance element, and the like.
【請求項99】 前記表示部において、前記画素電極を
スイッチングするためのスイッチング素子を前記第1の
基板上に設ける、請求項94記載の電気光学装置の製造
方法。
99. The method according to claim 94, wherein a switching element for switching the pixel electrode is provided on the first substrate in the display unit.
【請求項100】 前記第1の薄膜トランジスタを、チ
ャ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
のうちのトップゲート型とし、 前記スイッチング素子として、チャ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第2の薄膜トランジ
スタを形成する、請求項99記載の電気光学装置の製造
方法。
100. The first thin film transistor is a top gate type having a gate portion above and / or below a channel region, a bottom gate type, or a top gate type of a dual gate type. 100. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 99, wherein a second thin film transistor of a top gate type, a bottom gate type, or a dual gate type having a gate portion above and / or below the channel region is formed.
【請求項101】 前記チャ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する、請求項100記
載の電気光学装置の製造方法。
101. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 100, wherein a gate electrode provided below said channel region is formed of a heat-resistant material.
【請求項102】 前記第2の薄膜トランジスタをボト
ムゲート型又はデュアルゲート型とするときには、前記
チャ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100記
載の電気光学装置の製造方法。
102. 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. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 100, wherein after forming the lower gate portion by performing a common step with the first thin film transistor including a step of forming the material layer, the second thin film transistor is formed.
【請求項103】 前記下部ゲート部上に前記単結晶半
導体層を形成した後、この単結晶半導体層にN型あるい
はP型のキャリア不純物を導入してソース及びドレイン
領域を形成し、その後活性化処理を行う、請求項102
記載の電気光学装置の製造方法。
103. After forming the single-crystal semiconductor layer on the lower gate portion, an N-type or P-type carrier impurity is introduced into the single-crystal semiconductor layer to form source and drain regions, and then activated. 102. Perform processing.
The manufacturing method of the electro-optical device according to the above.
【請求項104】 前記単結晶半導体層の形成後にレジ
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のイオン注入で形成
し、このイオン注入後に前記活性化を行い、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103記載の電気光学装置の
製造方法。
104. After the formation of the single crystal semiconductor layer, each source and drain region of the second thin film transistor is formed by ion implantation of the impurity using a resist as a mask, and the activation is performed after the ion implantation. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 103, wherein an upper gate electrode of the second thin film transistor is formed after forming the film.
【請求項105】 前記第2の薄膜トランジスタがトッ
プゲート型である場合に、前記単結晶半導体層の形成後
にレジ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不純物のイオン注入で形
成し、このイオン注入後に活性化処理を行い、その後前
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100記載の電
気光学装置の製造方法。
105. In the case where the second thin film transistor is a top gate type, after forming the single crystal semiconductor layer, each source and drain region of the second thin film transistor is formed by ion implantation of impurities using a resist as a mask. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 100, 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.
【請求項106】 前記第2の薄膜トランジスタがトッ
プゲート型である場合に、前記単結晶半導体層の形成後
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100記載の電気光学装置の製造方法。
106. In the case where the second thin film transistor is a top-gate type, after forming the single crystal semiconductor 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
The manufacturing of the electro-optical device according to claim 100, 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 as a mask, and an activation process is performed after the ion implantation. Method.
【請求項107】 前記周辺駆動回路部及び前記表示部
の薄膜トランジスタとして、nチャネル型、pチャネル
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100記載の電気光学装置の製造方法。
107. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 100, wherein an n-channel, p-channel, or complementary insulated gate field effect transistor is formed as the thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and the display portion. .
【請求項108】 前記周辺駆動回路部の前記薄膜トラ
ンジスタを相補型とnチャネル型との組、相補型とpチ
ャネル型との組、又は相補型とnチャネル型とpチャネ
ル型との組で形成する、請求項107記載の電気光学装
置の製造方法。
108. The thin film transistor of the peripheral driver circuit portion is formed of a set of a complementary type and an n-channel type, a set of a complementary type and a p-channel type, or a set of a complementary type, an n-channel type and a p-channel type. 108. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 107, wherein
【請求項109】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記
表示部の薄膜トランジスタの少なくとも一部をLDD構
造とし、このLDD構造をゲートとソースあるいはドレ
インとの間にLDD部を有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それぞれLDD部を
有するダブルタイプとする、請求項102記載の電気光
学装置の製造方法。
109. At least a part of the thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion has an LDD structure, and the LDD structure is a single type having an LDD portion between a gate and a source or a drain, or has 103. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 102, wherein the device is of a double type having an LDD portion between the source and the drain.
【請求項110】 前記LDD構造を形成する際に用い
たレジストマスクを残して、これを覆うレジストマスク
を用いてソース領域及びドレイン領域形成用のイオン注
入を行う、請求項109記載の電気光学装置の製造方
法。
110. The electro-optical device according to claim 109, 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. Manufacturing method.
【請求項111】 前記第1の基板の一方の面上に単結
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107記載の電気光学装置の
製造方法。
111. A single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer is formed on one surface of the first substrate, and the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer is used as a channel region, a source region, and a drain region. 108. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 107, wherein the second thin film transistor having a gate portion above and / or below the second thin film transistor is formed.
【請求項112】 前記周辺駆動回路部の薄膜トランジ
スタをnチャネル型、pチャネル型、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ネル領域とするとき
にはnチャネル型、pチャネル型、又は相補型とし、多
結晶シリコン層をチャネル領域とするときにはnチャネ
ル型、pチャネル型、又は相補型とし、アモルファスシ
リコン層をチャネル領域とするときにはnチャネル型、
pチャネル型、又は相補型とする、請求項111記載の
電気光学装置の製造方法。
112. 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 A channel type, a p-channel type, or a complementary type; 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 when an amorphous silicon layer is used as a channel region.
112. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 111, wherein the method is a p-channel type or a complementary type.
【請求項113】 前記第1の基板及び/又はその上の
膜に段差を形成し、この段差を形成した第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半導体
層を形成する、請求項90記載の電気光学装置の製造方
法。
113. A step is formed on the first substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the first substrate having the step formed thereon, and the single crystal semiconductor is formed on the material layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein the layer is formed.
【請求項114】 断面において底面に対し側面が直角
状も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
半導体層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項113記載の電気光学装置の製造方法。
114. 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 semiconductor layer. 114. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 113.
【請求項115】 前記第1の基板及び/又はその上の
膜に段差を形成し、この段差を形成した第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半導体
層を形成する、請求項94記載の電気光学装置の製造方
法。
115. A step is formed on the first substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the first substrate having the step formed thereon, and the single crystal semiconductor is formed on the material layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 94, wherein a layer is formed.
【請求項116】 前記第1の薄膜トランジスタを、前
記第1の基板及び/又はその上の膜に形成された前記段
差による基板凹部内及び/又は外に設ける、請求項11
5記載の電気光学装置の製造方法。
116. The first thin film transistor is provided inside and / or outside a substrate recess due to the step formed on the first substrate and / or a film thereon.
6. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 5.
【請求項117】 前記段差を、前記能動素子である薄
膜トランジスタのチャネル領域、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115記載の電気光学装置の製造方
法。
117. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 115, 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 thin film transistor as the active element. Method.
【請求項118】 前記物質層に段差を形成し、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶半導体層を形成す
る、請求項90記載の電気光学装置の製造方法。
118. The method according to claim 90, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal semiconductor layer is formed over the material layer including the step.
【請求項119】 断面において底面に対し側面が直角
状も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
半導体層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項118記載の電気光学装置の製造方法。
119. The step is formed as a concave portion whose side surface is perpendicular to the bottom surface in the cross section or inclined toward the lower end, and the step is formed together with the material layer as a seed during epitaxial growth of the single crystal semiconductor layer. 119. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 118, wherein:
【請求項120】 前記物質層に段差を形成し、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶半導体層を形成す
る、請求項94記載の電気光学装置の製造方法。
120. The method according to claim 94, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal semiconductor layer is formed on the material layer including the step.
【請求項121】 前記第1の薄膜トランジスタを、前
記第1の基板及び/又はその上の膜に形成された前記段
差による基板凹部内及び/又は外に設ける、請求項12
0記載の電気光学装置の製造方法。
121. The first thin film transistor is provided in and / or outside a substrate recess due to the step formed in the first substrate and / or a film thereon.
0. A method for manufacturing an electro-optical device according to item 0.
【請求項122】 前記段差を、前記能動素子である薄
膜トランジスタのチャネル領域、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118記載の電気光学装置の製造方
法。
122. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 118, 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 thin film transistor as the active element. Method.
【請求項123】 前記第1の基板及び/又はその上の
膜に段差を形成し、この段差を形成した第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
をチャネル領域、ソース領域、及びドレイン領域とし、
前記チャ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1
00記載の電気光学装置の製造方法。
123. A step is formed on the first substrate and / or a film thereon, and a single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer is formed on the first substrate having the step formed thereon. Crystal, polycrystalline, or amorphous silicon layer as a channel region, a source region, and a drain region,
The second thin film transistor having a gate portion above and / or below the channel region is formed.
00. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 00.
【請求項124】 断面において底面に対し側面が直角
状も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
半導体層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項123記載の電気光学装置の製造方法。
124. 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 semiconductor layer. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 123, wherein
【請求項125】 前記第1及び/又は第2の薄膜トラ
ンジスタのソース又はドレイン電極を前記段差を含む領
域上に形成する、請求項123記載の電気光学装置の製
造方法。
125. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 123, wherein a source or drain electrode of said first and / or second thin film transistor is formed on a region including said step.
【請求項126】 前記第2の薄膜トランジスタを、前
記第1の基板及び/又はその上の膜に形成された前記段
差による基板凹部内及び/又は外に設ける、請求項12
3記載の電気光学装置の製造方法。
126. The second thin film transistor is provided in and / or outside a substrate recess due to the step formed in the first substrate and / or a film thereon.
4. The method for manufacturing an electro-optical device according to item 3.
【請求項127】 前記段差を、前記第2の薄膜トラン
ジスタの前記チャネル領域、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123記載の電気光学装置の製
造方法。
127. The electro-optical device according to claim 123, 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.
【請求項128】 前記単結晶、多結晶、又はアモルフ
ァスシリコン層下のゲート電極をその側端部にて台形状
にする、請求項123記載の電気光学装置の製造方法。
128. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 123, wherein the gate electrode under the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項129】 前記第1の基板と前記単結晶、多結
晶、又はアモルファスシリコン層との間に拡散バリア層
を設ける、請求項123記載の電気光学装置の製造方
法。
129. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 123, wherein a diffusion barrier layer is provided between said first substrate and said single crystal, polycrystal or amorphous silicon layer.
【請求項130】 前記第1の基板をガラス基板又は耐
熱性有機基板とする、請求項90記載の電気光学装置の
製造方法。
130. The method according to claim 90, wherein the first substrate is a glass substrate or a heat-resistant organic substrate.
【請求項131】 前記第1の基板を光学的に不透明又
は透明とする、請求項90記載の電気光学装置の製造方
法。
131. The method according to claim 90, wherein the first substrate is optically opaque or transparent.
【請求項132】 前記画素電極を反射型又は透過型の
表示部用として設ける、請求項90記載の電気光学装置
の製造方法。
132. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein the pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display unit.
【請求項133】 前記表示部に前記画素電極とカラー
フィルタ層との積層構造を設ける、請求項90記載の電
気光学装置の製造方法。
133. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein a laminated structure of the pixel electrode and a color filter layer is provided in the display unit.
【請求項134】 前記画素電極が反射電極であるとき
には、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には、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90記載の電気光学装置の
製造方法。
134. When the pixel electrode is a reflective electrode, an unevenness is formed on a resin film, and a pixel electrode is provided thereon. When the pixel electrode is a transparent electrode, the surface is flattened by a transparent flattening film. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein the pixel electrode is provided on the flattened surface.
【請求項135】 前記表示部が前記スイッチング素子
による駆動で発光又は調光を行うように構成する、請求
項99記載の電気光学装置の製造方法。
135. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 99, wherein said display unit is configured to emit light or adjust light when driven by said switching element.
【請求項136】 前記表示部に複数の前記画素電極を
マトリクス状に配列し、これらの画素電極のそれぞれに
前記スイッチング素子を接続する、請求項99記載の電
気光学装置の製造方法。
136. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 99, wherein the plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix on the display section, and the switching element is connected to each of the pixel electrodes.
【請求項137】 液晶表示装置、エレクトロルミネセ
ンス表示装置、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90記載の電気光学装置の製造方法。
137. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 90, wherein the method is configured as a liquid crystal display, an electroluminescence display, a field emission display, a light emitting polymer display, a light emitting diode display, or the like.
【請求項138】 前記単結晶半導体層に所定の処理を
施し、前記周辺駆動回路部及び/又は表示部の動作を制
御する制御部を構成するための素子を形成する工程を有
する、請求項89記載の電気光学装置の製造方法。
138. A step of performing a predetermined process on the single crystal semiconductor layer to form an element for constituting a control unit for controlling an operation of the peripheral driver circuit unit and / or the display unit. The manufacturing method of the electro-optical device according to the above.
【請求項139】 前記制御部を構成するための素子
が、CMOSTFT、nMOSTFT、pMOSTFT
等の能動素子や、抵抗、コンデンサ、インダクタンス等
の受動素子からなる、請求項138記載の電気光学装置
の製造方法。
139. An element for forming the control unit is a CMOSTFT, an nMOSTFT, or a pMOSTFT.
139. The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 138, comprising an active element such as a passive element such as a resistor, a capacitor, and an inductance.
【請求項140】 画素電極が配された表示部と、この
表示部の周辺に配された周辺駆動回路部とを基板上に有
する、電気光学装置用の駆動基板の製造方法において、 前記基板の一方の面上に、単結晶半導体と格子整合の良
い物質層を形成する工程と、 前記物質層上に半導体を成膜する工程と、 前記半導体からなる膜にレーザ照射処理して該膜を加熱
溶融しさらに冷却固化することにより、前記物質層をシ
ードとして単結晶半導体層をヘテロエピタキシャル成長
させる工程と、 この単結晶半導体層に所定の処理を施して能動素子及び
受動素子のうちの少なくとも能動素子を形成する工程
と、を有することを特徴とする電気光学装置用の駆動基
板の製造方法。
140. A method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device, comprising: a display portion on which a pixel electrode is disposed; and a peripheral driving circuit portion disposed around the display portion on the substrate. Forming a material layer having good lattice matching with the single crystal semiconductor on one surface; forming a semiconductor film over the material layer; heating the film made of the semiconductor by laser irradiation; Melting and further solidifying by cooling, a step of heteroepitaxially growing a single-crystal semiconductor layer using the material layer as a seed, and performing a predetermined treatment on the single-crystal semiconductor layer to form at least the active element of the active element and the passive element. Forming a driving substrate for an electro-optical device.
【請求項141】 前記半導体からなる膜がアモルファ
スシリコン又は多結晶シリコンであり、前記単結晶半導
体層が単結晶シリコン層である、請求項140記載の電
気光学装置用の駆動基板の製造方法。
141. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 140, wherein the film made of the semiconductor is amorphous silicon or polycrystalline silicon, and the single crystal semiconductor layer is a single crystal silicon layer.
【請求項142】 前記半導体の成膜時に、N型あるい
はP型のキャリア不純物を混入することによって得られ
る半導体膜の不純物種及び/又はその濃度を制御する、
請求項141記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方
法。
142. An impurity species and / or a concentration of the semiconductor film obtained by mixing an N-type or P-type carrier impurity during the film formation of the semiconductor,
A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 141.
【請求項143】 前記単結晶半導体層をヘテロエピタ
キシャル成長させる際の、基板の温度を200〜500
℃とする、請求項141記載の電気光学装置用の駆動基
板の製造方法。
143. The temperature of the substrate when heteroepitaxially growing the single crystal semiconductor layer is set to 200 to 500.
142. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein the temperature is set to ° C.
【請求項144】 前記単結晶半導体層に前記所定の処
理を行うに先立ち、該単結晶半導体層にN型あるいはP
型のキャリア不純物を混入してその比抵抗を調整する、
請求項141記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方
法。
144. An N-type or P-type semiconductor layer is formed on the single crystal semiconductor layer before the predetermined processing is performed on the single crystal semiconductor layer.
Adjust the specific resistance by mixing the carrier impurities of the mold,
A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 141.
【請求項145】 前記単結晶半導体層の成長後に、 この単結晶半導体層に所定の処理を施してチャネル領
域、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、 前記チャネル領域の上部にゲート部を有し、前記周辺駆
動回路部の少なくとも一部を構成するトップゲート型の
第1の薄膜トランジスタを形成する工程と、を有する請
求項141記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方
法。
145. a step of performing a predetermined process on the single crystal semiconductor layer to form a channel region, a source region, and a drain region after the growth of the single crystal semiconductor layer; and forming a gate portion above the channel region. 142. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 141, further comprising: forming a top gate type first thin film transistor that forms at least a part of the peripheral driving circuit unit.
【請求項146】 前記基板として絶縁基板を用い、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アからなる
群より選ばれた物質で形成する、請求項141記載の電
気光学装置用の駆動基板の製造方法。
146. An insulating substrate as the substrate, wherein the material layer is selected from the group consisting of sapphire, spinel structure, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, boron phosphide, yttrium oxide and zirconia. 142. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein the drive substrate is formed of a material.
【請求項147】 前記基板上に拡散バリア層を形成
し、この上に前記単結晶半導体層を形成する、請求項1
41記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
147. The diffusion barrier layer is formed on the substrate, and the single crystal semiconductor layer is formed thereon.
42. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to 41.
【請求項148】 前記単結晶半導体層下の前記ゲート
部をその側端部にて台形状とする、請求項141記載の
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
148. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein said gate portion under said single crystal semiconductor layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項149】 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ネル領域とし、このチャネル領域の
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、あるいは、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145記載の電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
149. In the peripheral driver circuit portion, in addition to the first thin film transistor, a polycrystalline or amorphous silicon layer is used as a channel region, and a top gate type and a bottom type having a gate portion above and / or below the channel region. 148. An electro-optical device according to claim 145, wherein a gate, a dual-gate 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. A method for manufacturing a drive substrate.
【請求項150】 前記表示部において、前記画素電極
をスイッチングするためのスイッチング素子を前記基板
上に設ける、請求項145記載の電気光学装置用の駆動
基板の製造方法。
150. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 145, wherein in the display unit, a switching element for switching the pixel electrode is provided on the substrate.
【請求項151】 前記第1の薄膜トランジスタを、チ
ャ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
のうちのトップゲート型とし、 前記スイッチング素子として、チャ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第2の薄膜トランジ
スタを形成する、請求項150記載の電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。
151. The first thin film transistor is a top gate type having a gate portion above and / or below a channel region, a bottom gate type, or a top gate type of a dual gate type. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 150, wherein a second thin film transistor of a top gate type, a bottom gate type, or a dual gate type having a gate portion above and / or below the channel region is formed.
【請求項152】 前記チャ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する、請求項151記
載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
152. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 151, wherein a gate electrode provided below said channel region is formed of a heat-resistant material.
【請求項153】 前記第2の薄膜トランジスタをボト
ムゲート型又はデュアルゲート型とするときには、前記
チャ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151記
載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
153. 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. 154. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 151, 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. Manufacturing method.
【請求項154】 前記下部ゲート部上に前記単結晶半
導体層を形成した後、この単結晶半導体層にN型あるい
はP型のキャリア不純物を導入してソース及びドレイン
領域を形成し、その後活性化処理を行う、請求項153
記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
154. After forming the single-crystal semiconductor layer on the lower gate portion, an N-type or P-type carrier impurity is introduced into the single-crystal semiconductor layer to form source and drain regions, and then activated. 153. Perform processing.
A method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to the above.
【請求項155】 前記単結晶半導体層の形成後にレジ
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のイオン注入で形成
し、このイオン注入後に前記活性化を行い、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154記載の電気光学装置用
の駆動基板の製造方法。
155. After the formation of the single crystal semiconductor layer, each source and drain region of the second thin film transistor is formed by ion implantation of the impurity using a resist as a mask, and after the ion implantation, the activation is performed to form a gate insulating layer. 157. The method according to claim 154, further comprising: forming an upper gate electrode of the second thin film transistor after forming the film.
【請求項156】 前記第2の薄膜トランジスタがトッ
プゲート型である場合に、前記単結晶半導体層の形成後
にレジ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不純物のイオン注入で形
成し、このイオン注入後に活性化処理を行い、その後前
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151記載の電
気光学装置用の駆動基板の製造方法。
156. In the case where the second thin film transistor is a top-gate type, after forming the single crystal semiconductor layer, each source and drain region of the second thin film transistor is formed by ion implantation of impurities using a resist as a mask. 152. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 151, wherein an activation process is performed after the ion implantation, and thereafter, a gate portion including a gate insulating film and a gate electrode of the second thin film transistor is formed.
【請求項157】 前記第2の薄膜トランジスタがトッ
プゲート型である場合に、前記単結晶半導体層の形成後
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151記載の電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。
157. In the case where the second thin film transistor is of a top-gate type, a gate insulating film of the second thin film transistor and a gate electrode made of a heat-resistant material are formed after the formation of the single crystal semiconductor layer to form a gate portion. To form
153. The electro-optical device according to claim 151, wherein each of the source and drain regions of the first and second thin film transistors is formed by ion implantation of an impurity element using the gate portion as a mask, and an activation process is performed after the ion implantation. A method for manufacturing a drive substrate.
【請求項158】 前記周辺駆動回路部及び前記表示部
の薄膜トランジスタとして、nチャネル型、pチャネル
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151記載の電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
158. The driving device for an electro-optical device according to claim 151, 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 portion and the display portion. Substrate manufacturing method.
【請求項159】 前記周辺駆動回路部の前記薄膜トラ
ンジスタを相補型とnチャネル型との組、相補型とpチ
ャネル型との組、又は相補型とnチャネル型とpチャネ
ル型との組で形成する、請求項158記載の電気光学装
置用の駆動基板の製造方法。
159. The thin film transistor of the peripheral driver circuit portion is formed of a set of a complementary type and an n-channel type, a set of a complementary type and a p-channel type, or a set of a complementary type, an n-channel type and a p-channel type. 158. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 158.
【請求項160】 前記周辺駆動回路部及び/又は前記
表示部の薄膜トランジスタの少なくとも一部をLDD構
造とし、このLDD構造をゲートとソースあるいはドレ
インとの間にLDD部を有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それぞれLDD部を
有するダブルタイプとする、請求項153記載の電気光
学装置用の駆動基板の製造方法。
160. At least a part of the thin film transistor of the peripheral driver circuit portion and / or the display portion has an LDD structure, and the LDD structure is a single type having an LDD portion between a gate and a source or a drain, or a gate type. 153. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 153, wherein the driving substrate is a double type having an LDD portion between the source and the drain.
【請求項161】 前記LDD構造を形成する際に用い
たレジストマスクを残して、これを覆うレジストマスク
を用いてソース領域及びドレイン領域形成用のイオン注
入を行う、請求項160記載の電気光学装置用の駆動基
板の製造方法。
161. The electro-optical device according to claim 160, 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. Of manufacturing a driving substrate for a semiconductor device.
【請求項162】 前記基板の一方の面上に単結晶、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161記載の電気光学装置用の駆
動基板の製造方法。
162. A single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer is formed on one surface of the substrate, and the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer is used as a channel region, a source region, and a drain region. as well as/
162. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 161, wherein the second thin film transistor having a gate portion below is formed.
【請求項163】 前記周辺駆動回路部の薄膜トランジ
スタをnチャネル型、pチャネル型、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ネル領域とするとき
にはnチャネル型、pチャネル型、又は相補型とし、多
結晶シリコン層をチャネル領域とするときにはnチャネ
ル型、pチャネル型、又は相補型とし、アモルファスシ
リコン層をチャネル領域とするときにはnチャネル型、
pチャネル型、又は相補型とする、請求項162記載の
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
163. 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 n when a single crystal silicon layer is used as a channel region. A channel type, a p-channel type, or a complementary type; 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 when an amorphous silicon layer is used as a channel region.
163. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 162, wherein the driving substrate is a p-channel type or a complementary type.
【請求項164】 前記基板及び/又はその上の膜に段
差を形成し、この段差を形成した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半導体層を形成す
る、請求項141記載の電気光学装置用の駆動基板の製
造方法。
164. A step is formed on the substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the substrate on which the step is formed, and the single crystal semiconductor layer is formed on the material layer. 146. A method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to item 141.
【請求項165】 断面において底面に対し側面が直角
状も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
半導体層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項164記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
165. In the cross section, the step is formed as a concave part whose side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end, and the step is formed together with the material layer as a seed during epitaxial growth of the single crystal semiconductor layer. 164. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 164.
【請求項166】 前記基板及び/又はその上の膜に段
差を形成し、この段差を形成した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半導体層を形成す
る、請求項145記載の電気光学装置用の駆動基板の製
造方法。
166. A step is formed on the substrate and / or a film thereon, the material layer is formed on the substrate on which the step is formed, and the single crystal semiconductor layer is formed on the material layer. 145. A method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to item 145.
【請求項167】 前記第1の薄膜トランジスタを、前
記基板及び/又はその上の膜に形成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166記載
の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
167. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 166, wherein the first thin film transistor is provided in and / or outside a substrate recess formed by the step formed on the substrate and / or a film thereon. Manufacturing method.
【請求項168】 前記段差を、前記能動素子である薄
膜トランジスタのチャネル領域、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166記載の電気光学装置用の駆動
基板の製造方法。
168. The electro-optical device according to claim 166, 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 thin film transistor as the active element. A method for manufacturing a drive substrate.
【請求項169】 前記物質層に段差を形成し、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶半導体層を形成す
る、請求項141記載の電気光学装置用の駆動基板の製
造方法。
169. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein a step is formed in said material layer, and said single crystal semiconductor layer is formed on said material layer including said step.
【請求項170】 断面において底面に対し側面が直角
状も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
半導体層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項169記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
170. 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 semiconductor layer. 170. The method of manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 169.
【請求項171】 前記物質層に段差を形成し、この段
差を含む前記物質層上に前記単結晶半導体層を形成す
る、請求項145記載の電気光学装置用の駆動基板の製
造方法。
171. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 145, wherein a step is formed in the material layer, and the single crystal semiconductor layer is formed on the material layer including the step.
【請求項172】 前記第1の薄膜トランジスタを、前
記基板及び/又はその上の膜に形成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171記載
の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
172. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 171, wherein the first thin film transistor is provided inside and / or outside a substrate recess formed by the step formed on the substrate and / or a film thereon. Manufacturing method.
【請求項173】 前記段差を、前記能動素子である薄
膜トランジスタのチャネル領域、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169記載の電気光学装置用の駆動
基板の製造方法。
173. The electro-optical device according to claim 169, 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 thin film transistor as the active element. A method for manufacturing a drive substrate.
【請求項174】 前記基板及び/又はその上の膜に段
差を形成し、この段差を形成した基板上に単結晶、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ネル領
域、ソース領域、及びドレイン領域とし、前記チャネル
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151記載の電
気光学装置用の駆動基板の製造方法。
174. A step is formed on the substrate and / or a film thereon, and a single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer is formed on the substrate on which the step is formed, and the single crystal, polycrystal, or The second region having an amorphous silicon layer as a channel region, a source region, and a drain region, and having a gate portion above and / or below the channel region;
The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 151, wherein the thin film transistor is formed.
【請求項175】 断面において底面に対し側面が直角
状も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
半導体層のエピタキシャル成長時のシードとする、請求
項174記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
175. In the cross section, the step is formed as a concave portion such that the side surface is perpendicular to the bottom surface or inclined toward the lower end, and the step is formed together with the material layer as a seed during epitaxial growth of the single crystal semiconductor layer. 175. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 174.
【請求項176】 前記第1及び/又は第2の薄膜トラ
ンジスタのソース又はドレイン電極を前記段差を含む領
域上に形成する、請求項174記載の電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。
176. The method according to claim 174, wherein the source or drain electrode of the first and / or second thin film transistor is formed on a region including the step.
【請求項177】 前記第2の薄膜トランジスタを、前
記基板及び/又はその上の膜に形成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174記載
の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
177. The driving substrate for an electro-optical device according to claim 174, wherein the second thin film transistor is provided inside and / or outside a substrate recess formed by the step formed on the substrate and / or a film thereon. Manufacturing method.
【請求項178】 前記段差を、前記第2の薄膜トラン
ジスタの前記チャネル領域、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174記載の電気光学装置用の
駆動基板の製造方法。
178. The electro-optical device according to claim 174, 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.
【請求項179】 前記単結晶、多結晶、又はアモルフ
ァスシリコン層下のゲート電極をその側端部にて台形状
にする、請求項174記載の電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
179. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 174, wherein the gate electrode under the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer has a trapezoidal shape at a side end thereof.
【請求項180】 前記基板と前記単結晶、多結晶、又
はアモルファスシリコン層との間に拡散バリア層を設け
る、請求項174記載の電気光学装置用の駆動基板の製
造方法。
180. The method according to claim 174, wherein a diffusion barrier layer is provided between the substrate and the single crystal, polycrystal, or amorphous silicon layer.
【請求項181】 前記基板をガラス基板又は耐熱性有
機基板とする、請求項141記載の電気光学装置用の駆
動基板の製造方法。
181. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein said substrate is a glass substrate or a heat-resistant organic substrate.
【請求項182】 前記基板を光学的に不透明又は透明
とする、請求項141記載の電気光学装置用の駆動基板
の製造方法。
182. The method according to claim 141, wherein the substrate is optically opaque or transparent.
【請求項183】 前記画素電極を反射型又は透過型の
表示部用として設ける、請求項141記載の電気光学装
置用の駆動基板の製造方法。
183. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein said pixel electrode is provided for a reflective or transmissive display portion.
【請求項184】 前記表示部に前記画素電極とカラー
フィルタ層との積層構造を設ける、請求項141記載の
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
184. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein a laminated structure of the pixel electrode and a color filter layer is provided in the display unit.
【請求項185】 前記画素電極が反射電極であるとき
には、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には、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141記載の電気光学装置
用の駆動基板の製造方法。
185. When the pixel electrode is a reflective electrode, an unevenness is formed on a resin film, and a pixel electrode is provided thereon. When the pixel electrode is a transparent electrode, the surface is flattened by a transparent flattening film. 142. The method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein the pixel electrode is provided on the flattened surface.
【請求項186】 前記表示部が前記スイッチング素子
による駆動で発光又は調光を行うように構成する、請求
項150記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
186. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 150, wherein said display unit is configured to emit light or adjust light when driven by said switching element.
【請求項187】 前記表示部に複数の前記画素電極を
マトリクス状に配列し、これらの画素電極のそれぞれに
前記スイッチング素子を接続する、請求項150記載の
電気光学装置用の駆動基板の製造方法。
187. The method of manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to claim 150, wherein a plurality of said pixel electrodes are arranged in a matrix on said display section, and said switching element is connected to each of said pixel electrodes. .
【請求項188】 液晶表示装置、エレクトロルミネセ
ンス表示装置、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141記載の電気光学装置用の駆動基板の製造方
法。
188. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 141, wherein the method is configured as 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. .
【請求項189】 前記単結晶半導体層に所定の処理を
施し、前記周辺駆動回路部及び/又は表示部の動作を制
御する制御部を構成するための素子を形成する工程を有
する、請求項140記載の電気光学装置用の駆動基板の
製造方法。
189. A step of performing a predetermined process on the single crystal semiconductor layer to form an element for constituting a control unit for controlling an operation of the peripheral driver circuit unit and / or the display unit. A method for manufacturing a driving substrate for an electro-optical device according to the above.
【請求項190】 前記制御部を構成するための素子
が、CMOSTFT、nMOSTFT、pMOSTFT
等の能動素子や、抵抗、コンデンサ、インダクタンス等
の受動素子からなる、請求項189記載の電気光学装置
用の駆動基板の製造方法。
190. An element for constituting the control unit is a CMOSTFT, an nMOSTFT, or a pMOSTFT.
189. The method for manufacturing a drive substrate for an electro-optical device according to claim 189, comprising an active element such as a passive element such as a resistor, a capacitor, and an inductance.
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