JP2000208778A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本願発明は薄膜トランジスタ
(以下、TFTという)で構成された回路を有する半導
体装置に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される
電気光学装置およびその様な電気光学装置を部品として
搭載した電子機器の構成に関する。なお、本明細書中に
おいて半導体装置とは、半導体特性を利用することで機
能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路お
よび電子機器も半導体装置である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a circuit composed of thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs). For example, the present invention relates to an electro-optical device represented by a liquid crystal display panel and a configuration of an electronic device having such an electro-optical device as a component. Note that in this specification, a semiconductor device generally means a device that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are also semiconductor devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ポリシリコン膜を利用したTFT
で回路を構成したアクティブマトリクス型液晶表示装置
が注目されている。これはマトリクス状に配置された複
数の画素によって液晶にかかる電界をマトリクス状に制
御し、高精細な画像表示を実現するものである。2. Description of the Related Art Recently, a TFT using a polysilicon film has been developed.
An active matrix type liquid crystal display device having a circuit constituted by the above has attracted attention. This is to realize a high-definition image display by controlling the electric field applied to the liquid crystal in a matrix by a plurality of pixels arranged in a matrix.
【0003】この様なアクティブマトリクス型液晶表示
装置は、解像度がXGA、SXGAと高精細になるに従い、画
素数だけでも100万個を超えるようになる。そしてそ
の全てを駆動するためのドライバー回路は非常に複雑か
つ多くのTFTによって形成される。In such an active matrix type liquid crystal display device, as the resolution becomes higher, such as XGA and SXGA, the number of pixels alone exceeds one million. A driver circuit for driving all of them is very complicated and formed by many TFTs.
【0004】実際の液晶表示装置(液晶パネルともい
う)に要求される仕様は厳しく、全ての画素が正常に動
作するためには画素、ドライバーともに高い信頼性が確
保されなければならない。特に、ドライバー回路で異常
が発生すると一列(または一行)の画素が全滅するとい
った線欠陥と呼ばれる不良を招くことにつながる。The specifications required for an actual liquid crystal display device (also called a liquid crystal panel) are strict, and high reliability is required for both pixels and drivers in order for all pixels to operate normally. In particular, when an abnormality occurs in the driver circuit, it leads to a defect called a line defect in which pixels in one column (or one row) are completely annihilated.
【0005】ところが、ポリシリコン膜を利用したTF
Tは信頼性の面でまだまだLSIなどに用いられるMO
SFET(単結晶半導体基板上に形成されたトランジス
タ)に及ばないとされている。そして、この弱点が克服
されない限り、TFTでLSI回路を形成することは困
難であるとの見方が強まっている。However, a TF using a polysilicon film is used.
T is an MO that is still used for LSIs etc. in terms of reliability.
It is said to be inferior to SFETs (transistors formed on a single crystal semiconductor substrate). Unless this weakness is overcome, it is becoming increasingly difficult to form an LSI circuit using TFTs.
【0006】本出願人は、MOSFETには信頼性の面
で三つの有利点があると考えた。そしてその理由として
次のような推論をした。図2(A)に示したのはMOS
FETの概略図である。201は単結晶シリコン基板に
形成されたドレイン領域、202はLDD(ライトドー
プトドレイン)領域である。また、203はフィールド
絶縁膜であり、ゲート配線204の直下はゲート絶縁膜
205である。[0006] Applicants have recognized that MOSFETs have three advantages in terms of reliability. And the reason was as follows. The MOS shown in FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram of an FET. 201 is a drain region formed on the single crystal silicon substrate, and 202 is an LDD (lightly doped drain) region. Reference numeral 203 denotes a field insulating film, and a gate insulating film 205 immediately below the gate wiring 204.
【0007】この時、信頼性の面で三つの有利点がある
と考えた。まず第1の有利点は、LDD領域202から
ドレイン領域201に向かって不純物濃度に勾配がみら
れる点である。図2(B)に示すように、従来のMOS
FETはLDD領域202からドレイン領域201に向
かうにつれて次第に不純物濃度が高くなる。この勾配が
信頼性を高めるのに効果があると考えた。At this time, it was considered that there were three advantages in terms of reliability. First, the first advantage is that the impurity concentration has a gradient from the LDD region 202 toward the drain region 201. As shown in FIG.
In the FET, the impurity concentration gradually increases from the LDD region 202 toward the drain region 201. We thought that this gradient was effective in increasing reliability.
【0008】次に第2の有利点は、LDD領域202と
ゲート配線204とがオーバーラップしている点であ
る。この構造はGOLD(gate-drain overlapped LDD)やL
ATID(large-tilt-angle implanted drain)などが知ら
れている。こうすることでLDD領域202の不純物濃
度を低減することが可能となり、電界の緩和効果が大き
くなってホットキャリア耐性が高まる。[0008] A second advantage is that the LDD region 202 and the gate wiring 204 overlap. This structure is called GOLD (gate-drain overlapped LDD) or L
ATID (large-tilt-angle implanted drain) is known. By doing so, the impurity concentration of the LDD region 202 can be reduced, the effect of relaxing the electric field is increased, and the hot carrier resistance is increased.
【0009】次に第3の有利点は、LDD領域202と
ゲート配線204との間にある程度の距離が存在する点
である。これはフィールド絶縁膜203がゲート配線直
下に潜り込むような形で形成されることによる。即ち、
オーバーラップ部分のみゲート絶縁膜の膜厚が厚くなっ
た状態となるので、効果的な電界緩和が期待できる。A third advantage is that a certain distance exists between the LDD region 202 and the gate wiring 204. This is due to the fact that the field insulating film 203 is formed in such a manner as to enter under the gate wiring. That is,
Since the thickness of the gate insulating film is increased only in the overlap portion, effective electric field relaxation can be expected.
【0010】このように、従来のMOSFETはTFT
と比較するといくつかの有利点をもち、その結果、高い
信頼性を有すると考えられる。Thus, the conventional MOSFET is a TFT
It has several advantages compared to and, as a result, is believed to have high reliability.
【0011】また、こういったMOSFETの利点をT
FTに応用しようという試みもなされている。例えば、
「M.Hatano,H.Akimoto,and T.Sakai,IEDM97 TECHNICAL
DIGEST,p523-526,1997」ではシリコンで形成したサイド
ウォールを用いてGOLD構造を実現している。Further, the advantage of such a MOSFET is T
Attempts have been made to apply it to FT. For example,
`` M.Hatano, H.Akimoto, and T.Sakai, IEDM97 TECHNICAL
In DIGEST, p523-526, 1997, a GOLD structure is realized using sidewalls made of silicon.
【0012】しかしながら、同論文に公開された構造で
は通常のLDD構造に比べてオフ電流(TFTがオフ状
態にある時に流れる電流)が大きくなってしまうという
問題があり、そのための対策が必要であった。However, the structure disclosed in the same paper has a problem that the off-state current (current flowing when the TFT is in an off-state) is larger than that of the normal LDD structure. Was.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】以上示してきたよう
に、本出願人はTFTとMOSFETとを比較した時
に、TFTの構造上の問題が信頼性(特にホットキャリ
ア耐性)に影響していると考えた。As described above, the applicant of the present invention has found that a TFT structural problem affects reliability (particularly hot carrier resistance) when comparing a TFT with a MOSFET. Thought.
【0014】本願発明はそのような問題点を克服するた
めの技術であり、MOSFETと同等またはそれ以上の
信頼性を誇るTFTを実現することを課題とする。そし
て、そのようなTFTで回路を形成した半導体回路を有
する信頼性の高い半導体装置を実現することを課題とす
るものである。The present invention is a technique for overcoming such a problem, and it is an object of the present invention to realize a TFT having a reliability equal to or higher than that of a MOSFET. It is another object of the present invention to realize a highly reliable semiconductor device including a semiconductor circuit in which a circuit is formed using such a TFT.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、活性層と、前記活性層に接した絶縁膜と、前
記絶縁膜に接した配線とを有するNTFT及びPTFT
でなるCMOS回路を含む半導体装置であって、前記N
TFTのみ前記配線の側部にサイドウォールを有し、前
記NTFTの活性層は、チャネル形成領域と、異なる濃
度で15族に属する元素を含む少なくとも三種類の不純
物領域とを含み、前記少なくとも三種類の不純物領域の
うち、前記チャネル形成領域と接する不純物領域は、前
記絶縁膜を介して前記サイドウォールと重なっており、
前記PTFTの活性層は、チャネル形成領域と、同一濃
度で13族に属する元素を含む二種類の不純物領域とを
含み、前記NTFT及び前記PTFTともに、前記チャ
ネル形成領域から最も遠い不純物領域には、前記活性層
の結晶化に用いた触媒元素が1×1017〜1×1020at
oms/cm3の濃度で存在することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention discloses an NTFT and PTFT having an active layer, an insulating film in contact with the active layer, and a wiring in contact with the insulating film.
A semiconductor device including a CMOS circuit comprising:
Only the TFT has a sidewall on the side of the wiring, and the active layer of the NTFT includes a channel formation region and at least three types of impurity regions containing elements belonging to Group 15 at different concentrations. Of the impurity regions, the impurity region in contact with the channel formation region overlaps with the sidewall via the insulating film,
The active layer of the PTFT includes a channel formation region and two types of impurity regions containing an element belonging to Group 13 at the same concentration. Both the NTFT and the PTFT have an impurity region furthest from the channel formation region. The catalyst element used for crystallization of the active layer is 1 × 10 17 to 1 × 10 20 at.
It is characterized by being present at a concentration of oms / cm 3 .
【0016】また、他の発明の構成は、活性層と、前記
活性層に接した絶縁膜と、前記絶縁膜に接した配線とを
有するNTFT及びPTFTでなるCMOS回路を含む
半導体装置であって、前記NTFTのみ前記配線の側部
にサイドウォールを有し、前記NTFTの活性層は、チ
ャネル形成領域、第1不純物領域、第2不純物領域、第
3不純物領域の順に並んだ構造を有し、前記第1不純物
領域、前記第2不純物領域及び前記第3不純物領域は各
々異なる濃度で15族に属する元素を含み、前記第1不
純物領域は前記絶縁膜を介して前記サイドウォールと重
なっており、前記PTFTの活性層は、チャネル形成領
域、第4不純物領域及び第5不純物領域の順に並んだ構
造を有し、前記第4不純物領域及び第5不純物領域は各
々同一濃度で13族に属する元素を含み、前記第3不純
物領域及び前記第5不純物領域には、前記活性層の結晶
化に用いた触媒元素が1×1017〜1×1020atoms/cm
3の濃度で存在することを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a CMOS circuit including NTFT and PTFT having an active layer, an insulating film in contact with the active layer, and a wiring in contact with the insulating film. Only the NTFT has a sidewall on a side of the wiring, and the active layer of the NTFT has a structure in which a channel formation region, a first impurity region, a second impurity region, and a third impurity region are arranged in this order; The first impurity region, the second impurity region, and the third impurity region each include an element belonging to Group 15 at different concentrations, and the first impurity region overlaps the sidewall via the insulating film; The active layer of the PTFT has a structure in which a channel formation region, a fourth impurity region, and a fifth impurity region are arranged in this order, and the fourth impurity region and the fifth impurity region have the same concentration. Comprising an element belonging to, wherein the third impurity region and the fifth impurity regions, the catalytic element used for crystallization of the active layer is 1 × 10 17 ~1 × 10 20 atoms / cm
It is characterized by being present in a concentration of 3 .
【0017】また、他の発明の構成は、活性層と、前記
活性層に接した絶縁膜と、前記絶縁膜に接した配線とを
有するNTFT及びPTFTでなるCMOS回路を含む
半導体装置であって、前記NTFTのみ前記配線の側部
にサイドウォールを有し、前記NTFTの活性層は、チ
ャネル形成領域と、異なる濃度で15族に属する元素を
含む少なくとも三種類の不純物領域とを含み、前記少な
くとも三種類の不純物領域は、前記チャネル形成領域か
らの距離が遠いほど前記15族に属する元素の濃度が高
く、前記PTFTの活性層は、チャネル形成領域と、同
一濃度で13族に属する元素を含む二種類の不純物領域
とを含み、前記NTFT及び前記PTFTともに、前記
チャネル形成領域から最も遠い不純物領域には、前記活
性層の結晶化に用いた触媒元素が1×1017〜1×10
20atoms/cm3の濃度で存在することを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a CMOS circuit including an NTFT and a PTFT having an active layer, an insulating film in contact with the active layer, and a wiring in contact with the insulating film. Only the NTFT has a sidewall on a side portion of the wiring, and the active layer of the NTFT includes a channel formation region and at least three types of impurity regions containing elements belonging to Group 15 at different concentrations. In the three types of impurity regions, the concentration of the element belonging to Group 15 increases as the distance from the channel formation region increases, and the active layer of the PTFT includes the element belonging to Group 13 at the same concentration as the channel formation region. And the NTFT and the PTFT, both of which are located farthest from the channel formation region, are used for crystallization of the active layer. The catalytic element is 1 × 10 17 ~1 × 10 was
It is characterized by being present at a concentration of 20 atoms / cm 3 .
【0018】また、他の発明の構成は、活性層と、前記
活性層に接した絶縁膜と、前記絶縁膜に接した配線とを
有するNTFT及びPTFTでなるCMOS回路を含む
半導体装置であって、前記NTFTのみ前記配線の側部
にサイドウォールを有し、前記NTFTの活性層は、チ
ャネル形成領域、第1不純物領域、第2不純物領域、第
3不純物領域の順に並んだ構造を有し、前記第1不純物
領域、前記第2不純物領域及び前記第3不純物領域は各
々異なる濃度で同一の不純物を含み、前記第1不純物領
域、前記第2不純物領域、前記第3不純物領域の順に前
記不純物の濃度が高く、前記PTFTの活性層は、チャ
ネル形成領域、第4不純物領域及び第5不純物領域の順
に並んだ構造を有し、前記第4不純物領域及び第5不純
物領域は各々同一濃度で13族に属する元素を含み、前
記第3不純物領域及び前記第5不純物領域には、前記活
性層の結晶化に用いた触媒元素が1×1017〜1×10
20atoms/cm3の濃度で存在することを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a CMOS circuit including NTFT and PTFT having an active layer, an insulating film in contact with the active layer, and a wiring in contact with the insulating film. Only the NTFT has a sidewall on a side of the wiring, and the active layer of the NTFT has a structure in which a channel formation region, a first impurity region, a second impurity region, and a third impurity region are arranged in this order; The first impurity region, the second impurity region, and the third impurity region include the same impurity at different concentrations, respectively, and the first impurity region, the second impurity region, and the third impurity region in order of the impurity. The active layer of the PTFT has a high concentration, and has a structure in which a channel forming region, a fourth impurity region, and a fifth impurity region are arranged in this order, and the fourth impurity region and the fifth impurity region are the same. Comprising an element belonging to Group 13 in degrees, wherein the third impurity region and the fifth impurity regions, the catalytic element is 1 × 10 17 ~1 × 10 used for crystallization of the active layer
It is characterized by being present at a concentration of 20 atoms / cm 3 .
【0019】また、本願発明では活性層の構造(特にN
チャネル型TFTの場合)に大きな特徴があり、そのた
め作製方法にも特徴がある。本願発明を実施するための
作製方法に関する発明の構成は、絶縁表面を有する基板
上に触媒元素を用いて結晶を含む半導体膜を形成する第
1工程と、前記結晶を含む半導体膜をパターニングして
第1活性層及び第2活性層を形成する第2工程と、前記
第1活性層及び前記第2活性層の上に絶縁膜を形成する
第3工程と、前記絶縁膜の上に配線を形成する第4工程
と、前記配線をマスクとして、前記第1活性層及び前記
第2活性層に15族に属する元素を添加する第5工程
と、前記配線の側部にサイドウォールを形成する第6工
程と、前記配線及び前記サイドウォールをマスクとし
て、前記第1活性層及び前記第2活性層に15族に属す
る元素を添加する第7工程と、前記第1活性層の上にレ
ジストマスクを形成し、前記第2活性層に13族に属す
る元素を添加する第8工程と、前記第1活性層及び前記
第2活性層の上にレジストマスクを形成し、前記第1活
性層の一部及び前記第2活性層の一部に15族に属する
元素を添加する第9工程と、窒化シリコン膜を形成する
第10工程と、熱処理により、前記第1活性層の一部及
び前記第2活性層の一部に前記触媒元素を移動させる第
11工程と、を有することを特徴とする。In the present invention, the structure of the active layer (particularly, N
There is a great feature in the case of a channel type TFT, and therefore, there is also a feature in the manufacturing method. The structure of the invention relating to a manufacturing method for carrying out the present invention includes a first step of forming a semiconductor film including a crystal on a substrate having an insulating surface using a catalytic element, and patterning the semiconductor film including the crystal. A second step of forming a first active layer and a second active layer, a third step of forming an insulating film on the first active layer and the second active layer, and forming a wiring on the insulating film A fourth step of adding an element belonging to Group 15 to the first active layer and the second active layer using the wiring as a mask, and a sixth step of forming a sidewall on a side portion of the wiring. Forming a resist mask on the first active layer by adding a group 15 element to the first active layer and the second active layer using the wiring and the sidewall as a mask; And the second active layer is made of group 13 An eighth step of adding an element to be formed, forming a resist mask on the first active layer and the second active layer, and forming a group 15 group on a part of the first active layer and a part of the second active layer. A ninth step of adding an element belonging to, a tenth step of forming a silicon nitride film, and a heat treatment for moving the catalytic element to a part of the first active layer and a part of the second active layer by heat treatment. And 11 steps.
【0020】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上に、結晶化を助長する触媒元素を含む活性層を
形成する第1工程と、前記活性層の上に第1絶縁膜を形
成する第2工程と、前記第1絶縁膜の上に配線を形成す
る第3工程と、前記配線をマスクとして、前記活性層に
15族に属する元素を添加する第4工程と、前記配線の
側部にサイドウォールを形成する第5工程と、前記配線
及び前記サイドウォールをマスクとして、前記活性層に
15族に属する元素を添加する第6工程と、前記第1絶
縁膜の一部を除去し、前記第6工程で形成された前記活
性層の一部を露呈させる第7工程と、前記第7工程で露
呈した活性層に15族に属する元素を添加する第8工程
と、前記配線の上部に接して第2絶縁膜を形成する第9
工程と、前記活性層中の触媒元素の濃度を低減する熱処
理を施す第10工程と、を有することを特徴とする。According to another aspect of the invention, there is provided a first step of forming an active layer containing a catalytic element for promoting crystallization on a substrate having an insulating surface, and forming a first insulating film on the active layer. A second step of forming, a third step of forming a wiring on the first insulating film, a fourth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer using the wiring as a mask, A fifth step of forming a sidewall on a side portion, a sixth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer using the wiring and the sidewall as a mask, and removing a part of the first insulating film A seventh step of exposing a part of the active layer formed in the sixth step, an eighth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer exposed in the seventh step, Ninth forming the second insulating film in contact with the upper part
And a tenth step of performing a heat treatment for reducing the concentration of the catalytic element in the active layer.
【0021】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上に、結晶化を助長する触媒元素を含む第1活性
層及び第2活性層を形成する第1工程と、前記第1活性
層及び前記第2活性層の上に第1絶縁膜を形成する第2
工程と、前記第1絶縁膜の上に配線を形成する第3工程
と、前記配線をマスクとして、前記第1活性層及び前記
第2活性層に15族に属する元素を添加する第4工程
と、前記配線の側部にサイドウォールを形成する第5工
程と、前記配線及び前記サイドウォールをマスクとし
て、前記第1活性層及び前記第2活性層に15族に属す
る元素を添加する第6工程と、前記第1絶縁膜を選択的
に除去し、前記第6工程で形成された前記第1活性層の
一部及び前記第2活性層の一部を露呈させる第7工程
と、前記第7工程で露呈した前記第1活性層及び前記第
2活性層に15族に属する元素を添加する第8工程と、
前記配線の上部に接して第2絶縁膜を形成する第9工程
と、前記第1活性層及び前記第2活性層中の触媒元素の
濃度を低減する熱処理を施す第10工程と、前記第2絶
縁膜を選択的に除去し、第10工程で形成された第2活
性層の一部を露呈させる第11工程と、前記第11工程
で露呈した前記第2活性層を除去する第12工程と、前
記1絶縁膜を選択的に除去し、前記第2活性層の一部を
露呈させる第13工程と、前記第13工程で露呈した前
記第2活性層に13族に属する元素を添加する第14工
程と、を有することを特徴とする。According to another aspect of the present invention, a first step of forming a first active layer and a second active layer containing a catalytic element for promoting crystallization on a substrate having an insulating surface; Forming a first insulating film on the layer and the second active layer;
A step of forming a wiring on the first insulating film, and a fourth step of adding an element belonging to Group 15 to the first active layer and the second active layer using the wiring as a mask. A fifth step of forming a sidewall on a side portion of the wiring, and a sixth step of adding an element belonging to Group 15 to the first active layer and the second active layer using the wiring and the sidewall as a mask. A seventh step of selectively removing the first insulating film and exposing a part of the first active layer and a part of the second active layer formed in the sixth step; An eighth step of adding an element belonging to Group 15 to the first active layer and the second active layer exposed in the step,
A ninth step of forming a second insulating film in contact with the upper part of the wiring, a tenth step of performing a heat treatment for reducing the concentration of a catalytic element in the first active layer and the second active layer, and An eleventh step of selectively removing the insulating film and exposing a part of the second active layer formed in the tenth step; and a twelfth step of removing the second active layer exposed in the eleventh step. A thirteenth step of selectively removing the first insulating film and exposing a part of the second active layer; and a thirteenth step of adding an element belonging to Group 13 to the second active layer exposed in the thirteenth step. And 14 steps.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】本願発明の一実施形態について図
1を用いて説明する。なお、図1では断面図を示し、上
面からみた図を図11に示す。図1において、101は
絶縁表面を有する基板である。例えば酸化シリコン膜を
設けたガラス基板、石英基板、ステンレス基板、金属基
板、セラミックス基板またはシリコン基板を用いること
ができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 1 shows a cross-sectional view, and FIG. 11 shows a view from above. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a substrate having an insulating surface. For example, a glass substrate provided with a silicon oxide film, a quartz substrate, a stainless steel substrate, a metal substrate, a ceramic substrate, or a silicon substrate can be used.
【0023】本願発明の特徴は、Nチャネル型TFT
(以下、NTFTという)の活性層の構成にある。NT
FTの活性層は、チャネル形成領域102、一対の第1
不純物領域103、一対の第2不純物領域104及び一
対の第3不純物領域105を含んで形成されている。な
お、各不純物領域に添加されている不純物とは15族に
属する元素(代表的にはリン又は砒素)である。The present invention is characterized by an N-channel TFT.
(Hereinafter referred to as NTFT) active layer. NT
The FT active layer includes a channel forming region 102 and a pair of first
An impurity region 103, a pair of second impurity regions 104, and a pair of third impurity regions 105 are formed. Note that the impurity added to each impurity region is an element belonging to Group 15 (typically, phosphorus or arsenic).
【0024】この時、チャネル形成領域102(110
も同様)は真性半導体層又は1×1016〜5×1018at
oms/cm3の濃度でボロンが添加された半導体層でなる。
ボロンはしきい値電圧の制御用やパンチスルー防止用の
不純物であり、同様の効果を生むものであれば他の元素
で代用することもできる。その場合も濃度はボロンと同
程度に添加される。At this time, the channel forming region 102 (110
Is the same as the intrinsic semiconductor layer or 1 × 10 16 to 5 × 10 18 at
It is a semiconductor layer to which boron is added at a concentration of oms / cm 3 .
Boron is an impurity for controlling the threshold voltage and preventing punch-through, and can be replaced with another element as long as it produces the same effect. Also in that case, the concentration is added to the same degree as that of boron.
【0025】なお、本願発明で用いることのできる半導
体層とはシリコン層又はシリコンゲルマニウム層など、
シリコンを主成分とする半導体層だけでなく、ガリウム
砒素などの化合物半導体層やゲルマニウム単層を用いる
ことも可能である。また、本願発明は活性層に非晶質半
導体(アモルファスシリコンなど)を用いたTFTにも
結晶を含む半導体(単結晶半導体薄膜、多結晶半導体薄
膜、微結晶半導体薄膜を含む)を用いたTFTにも適用
できる。The semiconductor layer that can be used in the present invention includes a silicon layer or a silicon germanium layer.
In addition to a semiconductor layer containing silicon as a main component, a compound semiconductor layer such as gallium arsenide or a germanium single layer can be used. In addition, the present invention is applicable to a TFT using an amorphous semiconductor (such as amorphous silicon) for the active layer as well as a TFT using a semiconductor containing a crystal (including a single crystal semiconductor thin film, a polycrystalline semiconductor thin film, and a microcrystalline semiconductor thin film). Can also be applied.
【0026】また、NTFTの第1不純物領域103は
0.1〜1μm(代表的には0.1〜0.5μm、好まし
くは0.1〜0.2μm)の長さを有し、1×1015〜
1×1017atoms/cm3(代表的には5×1015〜5×1
016atoms/cm3、好ましくは1×1016〜2×1016ato
ms/cm3)の濃度で15族に属する元素(代表的にはリ
ン)を含む。なお、この時の不純物濃度を(n-)で表す
ことにする(本明細書ではn-領域を第1不純物領域とい
う)。The first impurity region 103 of the NTFT has a length of 0.1 to 1 μm (typically 0.1 to 0.5 μm, preferably 0.1 to 0.2 μm) and has a length of 1 × 10 15 ~
1 × 10 17 atoms / cm 3 (typically 5 × 10 15 to 5 × 1
0 16 atoms / cm 3 , preferably 1 × 10 16 to 2 × 10 16 ato
ms / cm 3 ) and contains an element belonging to Group 15 (typically phosphorus). Note that the impurity concentration at this time is represented by (n − ) (in this specification, the n − region is referred to as a first impurity region).
【0027】なお、本明細書中において、特に指定がな
い限り「不純物」とは13族または15族に属する元素
を指して用いる。また、各不純物領域は作製プロセスの
過程で領域の大きさ(面積)が変化するが、本明細書中
では面積が変化しても濃度が変化しない限りは同一の符
号で説明するものとする。In this specification, the term “impurity” refers to an element belonging to Group 13 or Group 15 unless otherwise specified. In addition, the size (area) of each impurity region changes in the course of the manufacturing process, but in this specification, the same reference numerals will be used unless the concentration changes even if the area changes.
【0028】また、第2不純物領域104は、0.5〜
2μm(代表的には1〜1.5μm)の長さを有し、1×
1016〜1×1019atoms/cm3(代表的には1×1017
〜5×1018atoms/cm3、好ましくは5×1017〜1×
1018atoms/cm3)の濃度で15族に属する元素を含
む。この第2不純物領域に含まれる不純物濃度は第1不
純物領域に含まれる不純物濃度の5〜10倍となるよう
に調節すれば良い。なお、この時の不純物濃度を(n)
で表すことにする(本明細書ではn領域を第2不純物領
域という)。The second impurity region 104 has a thickness of 0.5 to
It has a length of 2 μm (typically 1 to 1.5 μm) and 1 ×
10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 (typically 1 × 10 17 atoms / cm 3
5 × 10 18 atoms / cm 3 , preferably 5 × 10 17 to 1 ×
Contains elements belonging to Group 15 at a concentration of 10 18 atoms / cm 3 ). The concentration of the impurity contained in the second impurity region may be adjusted to be 5 to 10 times the concentration of the impurity contained in the first impurity region. The impurity concentration at this time is (n)
(In this specification, the n region is referred to as a second impurity region.)
【0029】また、第3不純物領域105は、2〜20
μm(代表的には3〜10μm)の長さを有し、1×10
19〜1×1021atoms/cm3(代表的には1×1020〜5
×1020atoms/cm3)の濃度で15族に属する元素を含
む。この第3不純物領域105はソース配線又はドレイ
ン配線とTFTとを電気的に接続させるためのソース領
域またはドレイン領域となる。なお、この時の不純物濃
度を(n+)で表すことにする(本明細書ではn+領域を第
3不純物領域という)。Further, the third impurity region 105 has
μm (typically 3 to 10 μm) and 1 × 10
19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 (typically 1 × 10 20 to 5
It contains elements belonging to Group 15 at a concentration of × 10 20 atoms / cm 3 ). The third impurity region 105 becomes a source region or a drain region for electrically connecting the source wiring or the drain wiring to the TFT. Note that the impurity concentration at this time is represented by (n + ) (in this specification, the n + region is referred to as a third impurity region).
【0030】さらに、本願発明では、この第3不純物領
域105がチャネル形成領域102の内部から、チャネ
ル形成領域の結晶化に用いた触媒元素をゲッタリングす
る上で非常に重要な役割を果たす。その効果について簡
単に説明する。Further, in the present invention, the third impurity region 105 plays a very important role in gettering the catalyst element used for crystallization of the channel formation region from inside the channel formation region 102. The effect will be briefly described.
【0031】本願発明では非晶質半導体膜の結晶化にお
いて、結晶化を助長するための触媒元素(代表的にはニ
ッケル)を用いる。しかし、ニッケルは金属元素である
ため、チャネル形成領域に残存してしまうとリーク電流
の要因ともなりうる。即ち、触媒元素を用いた後で、そ
の触媒元素を少なくともチャネル形成領域内から除去す
るための工程を設けることが望ましい。In the present invention, a catalyst element (typically, nickel) for promoting crystallization is used in crystallization of the amorphous semiconductor film. However, since nickel is a metal element, if nickel remains in the channel formation region, it may cause a leak current. That is, it is desirable to provide a step for removing the catalyst element from at least the inside of the channel formation region after using the catalyst element.
【0032】本願発明は触媒元素を除去するためにソー
ス領域及びドレイン領域に存在する15族に属する元素
(好ましくはリン)を用いることに特徴がある。即ち、
ソース領域及びドレイン領域(第3不純物領域105)
を形成した後で、熱処理を行うことによりチャネル形成
領域内に残存するニッケルを第3不純物領域105にゲ
ッタリング(捕獲)させるのである。こうしてチャネル
形成領域102内から結晶化に用いた触媒元素を除去す
ることができる。The present invention is characterized in that an element belonging to Group 15 (preferably phosphorus) existing in the source region and the drain region is used for removing the catalytic element. That is,
Source region and drain region (third impurity region 105)
Is formed, heat treatment is performed so that nickel remaining in the channel formation region is gettered (captured) in the third impurity region 105. Thus, the catalyst element used for crystallization can be removed from inside the channel formation region 102.
【0033】従って、第3不純物領域105にはゲッタ
リングされた触媒元素が集まって高濃度に存在する。本
出願人がSIMS(質量二次イオン分析)で調べた結
果、1×1018〜1×1021atoms/cm3(代表的には5
×1018〜5×1019atoms/cm3)の濃度で触媒元素が
存在することが分かった。ただし、第3不純物領域10
5は電極としての機能を果たせば良いので、触媒元素が
大量に存在していても何ら問題は生じない。Therefore, gettered catalytic elements are gathered and exist in the third impurity region 105 at a high concentration. As a result of an examination by SIMS (Mass Secondary Ion Analysis), the applicant has found that 1 × 10 18 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 (typically 5 × 10 21 atoms / cm 3 )
It was found that the catalyst element was present at a concentration of × 10 18 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 ). However, the third impurity region 10
Since the element 5 only has to function as an electrode, no problem occurs even if a large amount of the catalytic element is present.
【0034】その一方で、チャネル形成領域102中の
触媒元素の濃度はゲッタリング作用により大幅に低減
(または除去)された。本出願人がSIMSで調べた結
果、チャネル形成領域102中の触媒元素の濃度は2×
1017atoms/cm3以下(代表的には1×1014〜5×1
016atoms/cm3)にまで低減されていることが分かっ
た。このように、同一活性層内であっても位置によって
触媒元素の濃度に大きな差(100〜1000倍の差)
が見られる点も本願発明の特徴となる。On the other hand, the concentration of the catalytic element in the channel forming region 102 was greatly reduced (or removed) by the gettering action. As a result of an examination by SIMS performed by the present applicant, the concentration of the catalyst element in the channel formation region 102 is 2 ×
10 17 atoms / cm 3 or less (typically 1 × 10 14 to 5 × 1
0 16 atoms / cm 3 ). As described above, even in the same active layer, there is a large difference in the concentration of the catalytic element depending on the position (a difference of 100 to 1000 times).
Is also a feature of the present invention.
【0035】以上のように本願発明のNTFTの活性層
は、最終的に、チャネル形成領域以外に異なる濃度で同
一の不純物を含む少なくとも三種類の不純物領域を含む
点に特徴がある。このような構造とすることによってチ
ャネル形成領域102から第1不純物領域103、第2
不純物領域104、第3不純物領域105と遠ざかるに
つれて(チャネル形成領域からの距離が遠いほど)不純
物(15族に属する元素)濃度が次第に高くなるような
構成を実現できる。As described above, the active layer of the NTFT of the present invention is characterized in that it finally includes at least three types of impurity regions containing the same impurity at different concentrations in addition to the channel formation region. With such a structure, the channel formation region 102 to the first impurity region 103 and the second
It is possible to realize a configuration in which the impurity (element belonging to Group 15) concentration gradually increases as the distance from the impurity region 104 and the third impurity region 105 increases (the distance from the channel formation region increases).
【0036】本出願人の意図するところは、従来例に述
べたようなMOSFETにみられるLDD部での濃度勾
配を、複数の不純物領域で意図的に形成することで実現
することにある。従って、不純物領域が三つ以上存在し
ても構わない。The intention of the present applicant is to realize the concentration gradient in the LDD portion seen in the MOSFET as described in the conventional example by intentionally forming a plurality of impurity regions. Therefore, three or more impurity regions may exist.
【0037】こうして形成された活性層の上にはゲート
絶縁膜106が形成されている。また、ゲート絶縁膜1
06上にはゲート配線107が設けられている。ゲート
配線107の材料としては、タンタル(Ta)、窒化タン
タル(TaN)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、タングス
テン(W)、窒化タングステン(WN)、モリブデン(M
o)、シリコン(Si)、アルミニウム(Al)又は銅(C
u)などの単体金属層、或いはこれらを組み合わせた積
層構造を用いれば良い。A gate insulating film 106 is formed on the active layer thus formed. Also, the gate insulating film 1
The gate wiring 107 is provided on 06. As a material of the gate wiring 107, tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), titanium (Ti), chromium (Cr), tungsten (W), tungsten nitride (WN), molybdenum (M
o), silicon (Si), aluminum (Al) or copper (C
A single metal layer such as u) or a laminated structure combining these may be used.
【0038】積層構造の代表例としてはTa/Al、Ta/Ta
N、Ti/Al、Cu/W、Al/W、W/WNまたはW/Moの積層構造
などが挙げられる。また、金属シリサイドを設けた構造
(具体的にはSi/WSix、Si/TiSix、Si/CoSixまたはSi/Mo
Sixなど導電性を持たせたシリコンと金属シリサイドと
を組み合わせた構造)としても良い。Typical examples of the laminated structure include Ta / Al and Ta / Ta
N, Ti / Al, Cu / W, Al / W, W / WN or W / Mo laminated structure. In addition, a structure provided with a metal silicide (specifically, Si / WSix, Si / TiSix, Si / CoSix or Si / MoSix
A structure in which conductive silicon such as Six and metal silicide are combined) may be used.
【0039】ただし、シリコンでなるサイドウォールを
形成する際に、シリコンとのエッチングの選択比の高い
材料が上面に現れるようにしておくことが好ましい。こ
れはサイドウォールの形成時にゲート配線までもエッチ
ングされてしまうのを防ぐためである。さもなければ、
サイドウォールの形成に際して、ストッパーとして上面
を保護膜で保護しておくことが必要となる。However, when forming the sidewall made of silicon, it is preferable that a material having a high etching selectivity with respect to silicon appears on the upper surface. This is to prevent the gate wiring from being etched during the formation of the sidewall. Otherwise,
When forming the sidewall, it is necessary to protect the upper surface with a protective film as a stopper.
【0040】また、後述するが本願発明のCMOS回路
ではPTFTにはサイドウォールを設けない構造が有効
である。従って、後にサイドウォールのみを除去する工
程を含むため、サイドウォールの除去時にゲート配線が
エッチングされないような材料選択が必要である。その
点、従来例に述べた論文ではシリコンゲートとシリコン
サイドウォールとが直接接する構造を有しているため、
同論文の構造をそのまま用いても本願発明のCMOS回
路を実現することはできない。As will be described later, in the CMOS circuit of the present invention, a structure in which the PTFT is not provided with a sidewall is effective. Therefore, since a step of removing only the sidewall is included later, it is necessary to select a material so that the gate wiring is not etched when the sidewall is removed. In that regard, the paper described in the conventional example has a structure in which the silicon gate and the silicon sidewall are in direct contact with each other.
The CMOS circuit of the present invention cannot be realized by using the structure of the same paper as it is.
【0041】また、前述したゲッタリング工程の熱処理
の際、ゲート配線107(または113)の耐熱性等に
注意が必要である。アルミニウムなどの低融点金属を含
む場合には熱処理温度に制限が生じる。また、タンタル
は非常に酸化されやすいので窒化シリコン膜などの保護
膜を設け、熱処理雰囲気にタンタルが触れないように保
護しておく必要がある。At the time of the heat treatment in the gettering step, attention must be paid to the heat resistance of the gate wiring 107 (or 113). When a low melting point metal such as aluminum is included, the heat treatment temperature is limited. Further, since tantalum is very easily oxidized, it is necessary to provide a protective film such as a silicon nitride film to protect the tantalum from contact with the heat treatment atmosphere.
【0042】図1に示した窒化シリコン膜108はその
ために設けてある保護膜である。この窒化シリコン膜1
08に微量のボロンを添加しておくことは有効である。
こうすることで熱伝導性が高まり、放熱効果を付与する
ことができる。The silicon nitride film 108 shown in FIG. 1 is a protective film provided for that purpose. This silicon nitride film 1
It is effective to add a small amount of boron to 08.
By doing so, the thermal conductivity is increased, and a heat radiation effect can be provided.
【0043】このゲート配線107の側壁(側部)には
サイドウォール109が設けられている。本願発明では
サイドウォール109としてシリコンを主成分とする層
(具体的にはシリコン層又はシリコンゲルマニウム層)
を用いる。特に真性なシリコン層を用いることが望まし
い。勿論、非晶質、結晶質または微結晶のいずれでも良
い。A side wall 109 is provided on a side wall (side portion) of the gate wiring 107. In the present invention, a layer containing silicon as a main component as the sidewall 109 (specifically, a silicon layer or a silicon germanium layer)
Is used. In particular, it is desirable to use an intrinsic silicon layer. Of course, any of amorphous, crystalline, or microcrystalline may be used.
【0044】本願発明ではサイドウォール109が第1
不純物領域103上にオーバーラップする(絶縁膜10
6を介して第1不純物領域103とサイドウォール10
9が重なっている)ような構造とする。このような構造
とすることでMOSFETのGOLD構造やLATID構造の如
き利点を得ることが可能である。In the present invention, the side wall 109 is the first
Overlapping the impurity region 103 (the insulating film 10
6, the first impurity region 103 and the side wall 10
9 overlap). With such a structure, advantages such as the GOLD structure and the LATID structure of the MOSFET can be obtained.
【0045】また、そのような構造を実現するために
は、サイドウォール109によって第1不純物領域10
3に電圧が印加されるようにしておく必要がある。サイ
ドウォールを真性シリコン層で形成しておけば、抵抗値
は高いがリーク電流もある程度発生するのでサイドウォ
ール部分で蓄積容量による電圧残りを作らないという利
点がある。In order to realize such a structure, the first impurity region 10 is formed by the side wall 109.
It is necessary to apply a voltage to 3. If the sidewalls are formed of an intrinsic silicon layer, the resistance value is high, but a leak current is generated to some extent, so that there is an advantage that a residual voltage due to the storage capacitance is not generated in the sidewall portions.
【0046】また、TFTの場合、活性層の膜厚が20
〜50nmと薄くなるため動作している時は空乏層が完全
に活性層底部まで広がり、完全空乏型(FD型:Fully-
Depression type)になる。FD型TFTをゲートオー
バーラップ型にすることでホットキャリアを発生しにく
い方向に電界が形成される。逆にFD型TFTで一般的
なオフセット構造とすると、ホットキャリア注入を促進
する方向に電界が形成されてしまう恐れがある。In the case of a TFT, the thickness of the active layer is 20
When operating, the depletion layer extends completely to the bottom of the active layer and is fully depleted (FD type: Fully-
Depression type). By making the FD type TFT a gate overlap type, an electric field is formed in a direction in which hot carriers are not easily generated. Conversely, if the FD type TFT has a general offset structure, an electric field may be formed in a direction to promote hot carrier injection.
【0047】以上のような構造とすることで、本願発明
のNTFTはMOSFETと同等又はそれ以上の高い信
頼性を実現することができる。また、サイドウォール1
09を用いて第1不純物領域103にゲート電圧を印加
することでゲートオーバーラップ構造と同様の効果を得
ることができる。With the above-described structure, the NTFT of the present invention can realize high reliability equal to or higher than that of the MOSFET. Also, sidewall 1
By applying a gate voltage to the first impurity region 103 by using the transistor 09, the same effect as in the gate overlap structure can be obtained.
【0048】次に、第1不純物領域103、第2不純物
領域104、及び第3不純物領域105を並べること
で、チャネル形成領域102からソース領域(またはド
レイン領域)105に向かって徐々に不純物濃度が高く
なるような構造を実現できる。こうすることによってT
FTのオフ電流を効果的に抑制することができる。Next, by arranging the first impurity region 103, the second impurity region 104, and the third impurity region 105, the impurity concentration gradually increases from the channel forming region 102 toward the source region (or drain region) 105. It is possible to realize a structure that is high. By doing this, T
The off current of the FT can be effectively suppressed.
【0049】さらに、第2不純物領域104がゲート電
圧からある程度距離をおいて設けられるので、図2
(A)に示したMOSFETのオーバーラップ部分のよ
うに電界緩和の効果が得られる。また、第1不純物領域
103で発生したホットキャリアは真上のサイドウォー
ル109に向かって注入されるので、チャネル形成領域
102の真上にトラップ準位を形成することがない。Further, since the second impurity region 104 is provided at a certain distance from the gate voltage,
The effect of relaxing the electric field is obtained as in the overlapping portion of the MOSFET shown in FIG. In addition, since hot carriers generated in the first impurity region 103 are injected toward the sidewall 109 directly above, a trap level is not formed immediately above the channel formation region 102.
【0050】以上は本願発明のNTFTの説明である
が、Pチャネル型TFT(以下、PTFTという)は基
本的にLDD領域やオフセット領域を設けない構造とす
る。勿論、LDD領域やオフセット領域を設ける構造と
しても構わないが、PTFTはもともと信頼性が高いた
め、オン電流を稼いでNTFTとの特性バランスをとっ
た方が好ましい。本願発明を図1に示すようにCMOS
回路に適用する場合には得にこの特性バランスが重要で
ある。ただし、本願発明の構造をPTFTに適用しても
構わない。The above is the description of the NTFT of the present invention. However, a P-channel TFT (hereinafter referred to as PTFT) basically has a structure in which no LDD region or offset region is provided. Of course, a structure in which an LDD region or an offset region is provided may be used. However, since PTFT is inherently high in reliability, it is preferable to obtain ON current and balance the characteristics with NTFT. As shown in FIG.
This characteristic balance is particularly important when applied to a circuit. However, the structure of the present invention may be applied to a PTFT.
【0051】図1において、PTFTの活性層はチャネ
ル形成領域110、第4不純物領域111及び第5不純
物領域112とで構成される。本明細書中では説明を簡
易にするため第4不純物領域111と第5不純物領域1
12とを区別しているが、実際にはどちらもPTFTの
ソース領域又はドレイン領域として機能する。In FIG. 1, the active layer of the PTFT includes a channel forming region 110, a fourth impurity region 111, and a fifth impurity region 112. In this specification, the fourth impurity region 111 and the fifth impurity region 1
12 are distinguished from each other, but both actually function as a source region or a drain region of the PTFT.
【0052】なお、この時、第4不純物領域111には
13族から選ばれた元素(代表的にはボロン)が5×1
020〜5×1021atoms/cm3の濃度で添加されている。
この不純物濃度を(p++)で表すことにする(本明細書
ではp++領域を第4不純物領域という)。At this time, in the fourth impurity region 111, an element selected from Group 13 (typically, boron) is 5 × 1.
It is added at a concentration of 0 20 to 5 × 10 21 atoms / cm 3 .
This impurity concentration is represented by (p ++ ) (in this specification, the p ++ region is referred to as a fourth impurity region).
【0053】また、第5不純物領域112にも13族か
ら選ばれた元素が第4不純物領域111と同一濃度で存
在している。さらに、この領域には15族から選ばれた
元素が第3不純物領域105と同一濃度に存在する。そ
のため第5不純物領域112は(n+、p++)領域と表す
ことにする(本明細書ではn+、p++領域を第5不純物領
域という)。ただし、15族に属する元素よりも13族
に属する元素の方が多く添加されているため、P型を示
すことに変わりはない。In the fifth impurity region 112, an element selected from Group 13 is present at the same concentration as in the fourth impurity region 111. Further, in this region, an element selected from Group 15 exists at the same concentration as the third impurity region 105. Therefore, the fifth impurity region 112 is referred to as an (n + , p ++ ) region (the n + , p ++ region is referred to as a fifth impurity region in this specification). However, since more elements belonging to Group 13 are added than elements belonging to Group 15, the P-type is still present.
【0054】即ち、第5不純物領域112は13族に属
する元素だけでなく15族に属する元素も高濃度に含ま
れているため、十分なゲッタリング効果を発揮する。従
って、第5不純物領域112にも結晶化に用いた触媒元
素が1×1018〜1×1021atoms/cm3(代表的には5
×1018〜5×1019atoms/cm3)の濃度で存在する。
勿論、チャネル形成領域110に含まれる触媒元素の濃
度は、第5不純物領域112の1/100〜1/100
0であり、濃度としては2×1017atoms/cm3以下(代
表的には1×1014〜5×1016atoms/cm3)となる。That is, since the fifth impurity region 112 contains not only an element belonging to Group 13 but also an element belonging to Group 15 at a high concentration, a sufficient gettering effect is exhibited. Therefore, the catalyst element used for crystallization is also 1 × 10 18 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 (typically, 5
It exists at a concentration of × 10 18 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 ).
Of course, the concentration of the catalyst element contained in the channel formation region 110 is 1/100 to 1/100 of the fifth impurity region 112.
0, and the concentration is 2 × 10 17 atoms / cm 3 or less (typically, 1 × 10 14 to 5 × 10 16 atoms / cm 3 ).
【0055】また、本願発明によるCMOS回路の特徴
の一つとしてNTFTにはサイドウォール109が存在
し、PTFTにはサイドウォールが除去されて残らない
という点も挙げられる。これはNTFTをゲートオーバ
ーラップ構造とし、PTFTをLDDもオフセットも設
けない構造とするためである。One of the features of the CMOS circuit according to the present invention is that the NTFT has the side wall 109 and the PTFT has the side wall removed so that it does not remain. This is because the NTFT has a gate overlap structure and the PTFT has a structure in which neither LDD nor offset is provided.
【0056】こうしてNTFT及びPTFTを形成した
ら、第1層間絶縁膜114で覆い、ソース配線115、
116及びドレイン配線117を設ける。図1の構造で
はこれら配線を設けた後で保護膜として窒化シリコン層
118を形成してパッシベーション効果を高めている。
その窒化シリコン層118上には樹脂材料でなる第2層
間絶縁膜119が設けられる。樹脂材料で限定する必要
はないが、平坦性を確保する意味で樹脂材料を用いるこ
とは効果的である。After the NTFT and PTFT are formed in this manner, the NTFT and PTFT are covered with the first interlayer insulating film 114, and the source wiring 115,
116 and a drain wiring 117 are provided. In the structure of FIG. 1, after these wirings are provided, a silicon nitride layer 118 is formed as a protective film to enhance the passivation effect.
A second interlayer insulating film 119 made of a resin material is provided on the silicon nitride layer 118. It is not necessary to use a resin material, but it is effective to use a resin material in order to secure flatness.
【0057】ここまでNTFTとPTFTとを相補的に
組み合わせてなるCMOS回路を例にとって説明してき
たが、NTFTを用いたNMOS回路やNTFTで形成
された画素TFTに本願発明を適用することも可能であ
る。勿論、CMOS回路を基本単位としたさらに複雑な
半導体回路に適用することもできる。The CMOS circuit formed by combining NTFT and PTFT complementarily has been described as an example. However, the present invention can be applied to an NMOS circuit using NTFT or a pixel TFT formed by NTFT. is there. Of course, the present invention can be applied to a more complicated semiconductor circuit using a CMOS circuit as a basic unit.
【0058】また、本願発明の最も特徴的な点は、NT
FTのLDD領域がチャネル形成領域から遠ざかるにつ
れて不純物濃度が高くなるように多段階に設けられ、且
つ、チャネル形成領域内の触媒元素(結晶化で用いられ
た元素)がTFTの電気特性に支障をきたさないレベル
にまで低減されている点にある。The most characteristic point of the present invention is that NT
The FT LDD region is provided in multiple stages so that the impurity concentration increases as the distance from the channel formation region increases, and the catalytic element (element used for crystallization) in the channel formation region interferes with the electrical characteristics of the TFT. The point is that it has been reduced to a level that is not messy.
【0059】従って、この構成を含む限り、TFT構造
が限定される必要はなく、トップゲート構造(代表的に
はプレーナ構造)にもボトムゲート構造(代表的には逆
スタガ構造)にも本願発明を適用することができる。Therefore, as long as this structure is included, the TFT structure does not need to be limited, and the present invention can be applied to both top gate structure (typically, planar structure) and bottom gate structure (typically, inverted staggered structure). Can be applied.
【0060】(本願発明のNTFT構造の利点)本願発
明のNTFTは第1不純物領域(1stLDD領域)と第2
不純物領域(2ndLDD領域)というように、LDD領域
を複数設け、そのうちの一つに対してゲート電極をオー
バーラップさせるという構造上の特徴がある。(Advantages of NTFT Structure of the Present Invention) The NTFT of the present invention has a first impurity region (1st LDD region) and a second impurity region.
There is a structural feature in which a plurality of LDD regions are provided, such as an impurity region (2nd LDD region), and a gate electrode overlaps one of the LDD regions.
【0061】ここで本願発明の優位性を従来の構造と比
較して説明する。図32(A)、(B)はLDD構造の
ないNTFTとその電気特性(ゲート電圧Vg対ドレイン
電流Id特性)である。同様に、図32(C)、(D)は
通常のLDD構造の場合を、図32(E)、(F)はい
わゆるGOLD構造の場合を、そして図32(G)、(H)
には本願発明のNTFTの場合を示す。Here, the superiority of the present invention will be described in comparison with a conventional structure. FIGS. 32A and 32B show NTFTs without an LDD structure and their electrical characteristics (gate voltage Vg versus drain current Id characteristics). Similarly, FIGS. 32 (C) and (D) show the case of the normal LDD structure, FIGS. 32 (E) and (F) show the case of the so-called GOLD structure, and FIGS. 32 (G) and (H)
Shows the case of the NTFT of the present invention.
【0062】なお、図面中においてn+はソース領域また
はドレイン領域を、channelはチャネル形成領域を、n-
はLDD領域(nは第2のLDD領域)を指す。また、I
dはドレイン電流、Vgはゲート電圧である。In the drawings, n + represents a source region or a drain region, channel represents a channel formation region, and n −
Indicates an LDD region (n is a second LDD region). Also, I
d is a drain current, and Vg is a gate voltage.
【0063】図32(A)、(B)に示すようにLDD
構造がない場合、オフ電流は高く、オン電流(TFTが
オン状態にある時のドレイン電流)やオフ電流が劣化し
やすい。As shown in FIGS. 32A and 32B, LDD
When there is no structure, the off-state current is high, and the on-state current (drain current when the TFT is in the on-state) and the off-state current are likely to deteriorate.
【0064】次に、LDD構造の場合、オフ電流はかな
り抑えられ、オン電流もオフ電流も劣化が抑制できる。
しかしながら、オン電流の劣化を完全に抑えられている
わけではない。(図32(C)、(D))Next, in the case of the LDD structure, the off current is considerably suppressed, and the deterioration of both the on current and the off current can be suppressed.
However, the deterioration of the on-current is not completely suppressed. (FIGS. 32C and 32D)
【0065】次に、LDD領域とゲート電極とがオーバ
ーラップした構造(図32(C)、(D))であるが、
この構造は従来のLDD構造においてオン電流の劣化を
抑制することに重点を置いた構造となっている。Next, there is a structure in which the LDD region and the gate electrode overlap (FIGS. 32C and 32D).
This structure focuses on suppressing the deterioration of the ON current in the conventional LDD structure.
【0066】この場合、オン電流の劣化を十分に抑える
ことができる反面、通常のLDD構造よりもややオフ電
流が高いという問題を持つ。従来例で述べた論文はこの
構造を採用しており、本願発明はこのオフ電流が高いと
いう問題を認識した上で、解決するための構造を模索し
たのである。In this case, while the deterioration of the ON current can be sufficiently suppressed, there is a problem that the OFF current is slightly higher than that of the ordinary LDD structure. The paper described in the conventional example employs this structure, and the present invention recognized the problem of high off-state current and sought a structure to solve it.
【0067】そして、本願発明の構造は図32(G)、
(H)に示すように、内側(チャネル形成領域に近い
側)のLDD領域はゲート電極とオーバーラップさせ、
外側のLDD領域はゲート電極とオーバーラップしない
ように形成した。この構造を採用することで、オン電流
の劣化を抑制する効果をそのままに、オフ電流を低減す
ることが可能となった。The structure of the present invention is shown in FIG.
As shown in (H), the inner (closer to the channel forming region) LDD region overlaps with the gate electrode,
The outer LDD region was formed so as not to overlap with the gate electrode. By employing this structure, it is possible to reduce the off-current while maintaining the effect of suppressing the deterioration of the on-current.
【0068】本出願人は図32(E)、(F)に示した
ような構造の場合に何故オフ電流が高くなってしまうか
を次のように推測した。この説明を、図33を用いて行
う。The present applicant has guessed why the off-state current becomes high in the case of the structure shown in FIGS. 32 (E) and (F) as follows. This will be described with reference to FIG.
【0069】NTFTがオフ状態にある時、ゲート電極
41にはマイナス数十ボルトといった負の電圧が印加さ
れる。その状態でドレイン領域42にプラス数十ボルト
の正の電圧がかかってしまうと、ゲート絶縁膜43のド
レイン側端部に非常に大きな電界が形成される。When the NTFT is off, a negative voltage such as minus several tens of volts is applied to the gate electrode 41. If a positive voltage of plus several tens of volts is applied to the drain region 42 in this state, an extremely large electric field is formed at the drain-side end of the gate insulating film 43.
【0070】この時、図33(A)に示すようにLDD
領域44には正孔45が誘起される。この時のエネルギ
ーバンド図を図33(B)に示す。即ち、ドレイン領域
42、LDD領域44、チャネル形成領域46をつなぐ
小数キャリアによる電流経路が形成されてしまう。この
電流経路がオフ電流の増加を招くと考えたのである。At this time, as shown in FIG.
Holes 45 are induced in the region 44. An energy band diagram at this time is shown in FIG. That is, a current path is formed by minority carriers connecting the drain region 42, the LDD region 44, and the channel forming region 46. This current path was considered to cause an increase in off-state current.
【0071】本出願人は、このような電流経路を途中で
遮断するためにはゲート電極とオーバーラップしない位
置に別の抵抗体、即ち第2のLDD領域を設ける必要が
あると考えた。このようにして本願発明の構造に想到し
たのである。The present applicant has considered that in order to cut off such a current path halfway, it is necessary to provide another resistor, that is, a second LDD region at a position not overlapping with the gate electrode. Thus, the structure of the present invention has been reached.
【0072】以上に示したような本願発明の構成につい
て、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。The configuration of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the following embodiments.
【0073】[0073]
【実施例】〔実施例1〕本実施例では図1に示したCM
OS回路の作製方法について図3、図4を用いて説明す
る。[Embodiment 1] In this embodiment, the CM shown in FIG.
A method for manufacturing an OS circuit is described with reference to FIGS.
【0074】まず、ガラス基板301上に酸化シリコン
膜302でなる下地膜を200nm厚に形成した。下地膜
は窒化シリコン膜を積層しても良いし、窒化シリコン膜
のみであっても良い。成膜方法はプラズマCVD法、熱
CVD法またはスパッタ法を用いれば良い。勿論、窒化
シリコン膜にボロンを添加することは放熱効果を高める
上で有効である。First, a base film made of a silicon oxide film 302 was formed on a glass substrate 301 to a thickness of 200 nm. As the base film, a silicon nitride film may be stacked, or only a silicon nitride film may be used. As a film formation method, a plasma CVD method, a thermal CVD method, or a sputtering method may be used. Of course, adding boron to the silicon nitride film is effective in enhancing the heat radiation effect.
【0075】次に、酸化シリコン膜302上に50nm厚
のアモルファスシリコン膜(非晶質シリコン膜)をプラ
ズマCVD法、熱CVD法またはスパッタ法により形成
した。その後、特開平7−130652号公報に記載の
技術を用いてアモルファスシリコン膜の結晶化を行い、
結晶を含む半導体膜を形成した。この工程について図5
を用いて説明する。Next, an amorphous silicon film (amorphous silicon film) having a thickness of 50 nm was formed on the silicon oxide film 302 by a plasma CVD method, a thermal CVD method, or a sputtering method. Thereafter, the amorphous silicon film is crystallized using the technique described in JP-A-7-130652,
A semiconductor film including a crystal was formed. About this process, FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0076】まずガラス基板501上に下地膜として酸
化シリコン膜502を設け、その上にアモルファスシリ
コン膜503を形成した。本実施例では酸化シリコン膜
502とアモルファスシリコン膜503とをスパッタ法
により連続的に成膜した。次に、重量換算で10ppmの
ニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布してニッケル
含有層504を形成した。(図5(A))First, a silicon oxide film 502 was provided as a base film on a glass substrate 501, and an amorphous silicon film 503 was formed thereon. In this embodiment, the silicon oxide film 502 and the amorphous silicon film 503 are continuously formed by a sputtering method. Next, a nickel acetate solution containing nickel at 10 ppm by weight was applied to form a nickel-containing layer 504. (FIG. 5 (A))
【0077】なお、ニッケル(Ni)以外にも、ゲルマニ
ウム(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、錫(Sn)、
鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金
(Au)、シリコン(Si)といった元素から選ばれた一種
または複数種の元素を用いても良い。In addition to the nickel (Ni), germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn),
One or more elements selected from elements such as lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au), and silicon (Si) may be used.
【0078】次に、500℃,1時間の水素だし工程の
後、500〜650℃で4〜24時間(本実施例では5
50℃14時間)の熱処理を行い、ポリシリコン膜50
5を形成した。こうして得られたポリシリコン膜505
は非常に優れた結晶性を有することが分かっている。
(図5(B))Next, after a hydrogenation step at 500 ° C. for 1 hour, the mixture is heated at 500 ° C. to 650 ° C. for 4 to 24 hours (in this embodiment, 5 hours).
A heat treatment at 50 ° C. for 14 hours)
5 was formed. The polysilicon film 505 thus obtained
Has been found to have very good crystallinity.
(FIG. 5 (B))
【0079】ただし、この時、ポリシリコン膜505の
内部には結晶化に用いたニッケルが高濃度に存在してい
た。本出願人がSIMS測定を行った結果、1×1018
〜1×1019atoms/cm3の濃度で存在することが分かっ
た。このニッケルはチャネル形成領域内で容易にシリサ
イド化しうるため、抵抗の低い電流パス(リーク電流の
通り道)として機能することが懸念される。At this time, however, nickel used for crystallization was present at a high concentration inside the polysilicon film 505. As a result of the SIMS measurement performed by the applicant, 1 × 10 18
It was found that it was present at a concentration of 11 × 10 19 atoms / cm 3 . Since this nickel can be easily silicided in the channel formation region, there is a concern that the nickel may function as a low-resistance current path (a path for leak current).
【0080】なお、本出願人は実際のTFTの電気特性
を調べているが、この程度のニッケル濃度であればTF
Tの電気特性に著しい悪影響を与えないことを確かめて
いる。しかしながら、悪影響を与えうる可能性がある限
り、少なくともチャネル形成領域からは除去することが
望ましいと言える。そのためのゲッタリング工程に関し
ては後述することにする。Incidentally, the present applicant has examined the electrical characteristics of the actual TFT.
It has been confirmed that T has no significant adverse effect on the electrical characteristics. However, it can be said that it is desirable to remove at least from the channel formation region as long as there is a possibility that it may have an adverse effect. The gettering process for that will be described later.
【0081】こうしてポリシリコン膜505を形成した
ら、島状にパターニングして図3(A)に示す活性層3
03、304を形成した。After forming the polysilicon film 505 in this manner, the polysilicon film 505 is patterned into an island shape, and the active layer 3 shown in FIG.
03 and 304 were formed.
【0082】なお、ポリシリコン膜505を形成した
後、エキシマレーザー光やYAGレーザー光の第2、第
3、第4高調波を照射して結晶性を高めても良い。ま
た、活性層303、304を形成した後に行っても構わ
ない。エキシマレーザー光の照射工程は公知の技術を用
いれば良いので説明は省略する。After the formation of the polysilicon film 505, the crystallinity may be improved by irradiating the second, third and fourth harmonics of excimer laser light or YAG laser light. Alternatively, it may be performed after forming the active layers 303 and 304. A known technique may be used for the step of irradiating the excimer laser light, and thus the description is omitted.
【0083】次に、活性層303、304を覆って酸化
窒化シリコン膜(SiOxNyで表される)でなるゲート絶縁
膜305を形成し、その上にタンタルと窒化タンタルの
積層構造でなるゲート配線(ゲート電極を含む)30
6、307を形成した。(図3(A))Next, a gate insulating film 305 made of a silicon oxynitride film (represented by SiOxNy) is formed so as to cover the active layers 303 and 304, and a gate wiring (stacked structure of tantalum and tantalum nitride) is formed thereon. (Including gate electrode) 30
6, 307 were formed. (FIG. 3 (A))
【0084】ゲート絶縁膜305の膜厚は120nmとし
た。勿論、酸化窒化シリコン膜以外に酸化シリコン膜、
酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層構造を用いて
も構わない。また、ゲート配線306、307は他の金
属を用いることもできるが、後の工程を考慮するとシリ
コンとのエッチング選択比の高い材料が望ましい。The thickness of the gate insulating film 305 was 120 nm. Of course, in addition to the silicon oxynitride film, a silicon oxide film,
A stacked structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film may be used. Further, other metals can be used for the gate wirings 306 and 307, but a material having a high etching selectivity with respect to silicon is preferable in consideration of a later step.
【0085】こうして図3(A)の状態が得られたら、
1回目のリンドープ工程(リンの添加工程)を行った。
ここではゲート絶縁膜305を通して添加するため、加
速電圧は80KeVと高めに設定した。また、こうして形
成された第1不純物領域308、309は長さ(幅)が
0.5μm、リン濃度が1×1017atoms/cm3となるよう
に調節した。なお、リンの代わりに砒素を用いても良か
った。When the state shown in FIG. 3A is obtained,
A first phosphorus doping step (a step of adding phosphorus) was performed.
In this case, the acceleration voltage is set to be as high as 80 KeV because of the addition through the gate insulating film 305. The first impurity regions 308 and 309 thus formed were adjusted so that the length (width) was 0.5 μm and the phosphorus concentration was 1 × 10 17 atoms / cm 3 . Note that arsenic could be used instead of phosphorus.
【0086】また、第1不純物領域308、309はゲ
ート配線306、307をマスクとして自己整合的に形
成された。この時、ゲート配線306、307の直下に
は真性なポリシリコン層が残り、チャネル形成領域31
0、311が形成された。ただし、実際には多少ゲート
配線の内側に回り込んで添加される分もあるため、ゲー
ト配線306、307と第1不純物領域308、309
とがオーバーラップするような構造となった。(図3
(B))The first impurity regions 308 and 309 were formed in a self-aligned manner using the gate wirings 306 and 307 as a mask. At this time, an intrinsic polysilicon layer remains immediately below the gate wirings 306 and 307, and the channel formation region 31
0, 311 were formed. However, since there is a portion that is actually wrapped around the inside of the gate wiring and is added, the gate wirings 306 and 307 and the first impurity regions 308 and 309 are added.
And overlapped. (FIG. 3
(B))
【0087】次に、ゲート配線306、307を覆うよ
うにして0.1〜1μm(代表的には0.2〜0.3μ
m)の厚さのアモルファスシリコン層を形成し、塩素系
ガスを用いた異方性エッチングを行うことによりサイド
ウォール312、313を形成した。サイドウォール3
12、313の幅(ゲート配線の側部からみた厚さ)は
0.2μmとした。(図3(C))Next, the gate wirings 306 and 307 are covered with 0.1 to 1 μm (typically 0.2 to 0.3 μm).
m) An amorphous silicon layer having a thickness of m) was formed, and sidewalls 312 and 313 were formed by performing anisotropic etching using a chlorine-based gas. Side wall 3
The width of each of 12, 12 and 313 (thickness as viewed from the side of the gate wiring) was 0.2 μm. (FIG. 3 (C))
【0088】なお、本実施例ではアモルファスシリコン
層として不純物を何も添加しないものを用いるため、真
性なシリコン層(アンドープシリコン層)でなるサイド
ウォールが形成された。In this embodiment, a sidewall made of an intrinsic silicon layer (undoped silicon layer) was formed because an amorphous silicon layer to which no impurity was added was used.
【0089】図3(C)の状態が得られたら、2回目の
リンドープ工程を行った。この場合も1回目と同様に加
速電圧を80KeVとした。また、今回形成された第2不
純物領域314、315にはリンが1×1018atoms/cm
3の濃度で含まれるようにドーズ量を調節した。。When the state shown in FIG. 3C was obtained, a second phosphorus doping step was performed. Also in this case, the acceleration voltage was set to 80 KeV as in the first time. In the second impurity regions 314 and 315 formed this time, phosphorus is 1 × 10 18 atoms / cm 2.
The dose was adjusted to be included at a concentration of 3 . .
【0090】なお、図3(D)に示すリンドープ工程で
はサイドウォール312、313の真下のみに第1不純
物領域308、309が残る。即ち、この工程で図1に
示した第1不純物領域103が画定した。この第1不純
物領域308はNTFTの1stLDD領域として機能す
ることになる。In the phosphorus doping step shown in FIG. 3D, the first impurity regions 308 and 309 remain only under the sidewalls 312 and 313. That is, in this step, the first impurity region 103 shown in FIG. 1 was defined. The first impurity region 308 functions as a first LDD region of the NTFT.
【0091】また、図3(D)の工程ではサイドウォー
ル312、313にもリンが添加された。実際には加速
電圧が高いためリンの濃度プロファイルのテール(裾)
がサイドウォール内部に及ぶような状態でリンが分布し
ていた。このリンでサイドウォールの抵抗成分を調節す
ることもできる反面、リンの濃度分布が極端にばらつく
と第1不純物領域308に印加されるゲート電圧が素子
毎に変動する要因ともなりかねないのでドーピング時は
精密な制御が必要である。In the step of FIG. 3D, phosphorus was also added to the side walls 312 and 313. Actually, the acceleration voltage is high, so the tail of the phosphorus concentration profile
Was distributed over the inside of the sidewall. The resistance component of the sidewalls can be adjusted by the phosphorus. On the other hand, if the concentration distribution of the phosphorus extremely varies, the gate voltage applied to the first impurity region 308 may be a factor that varies from element to element. Requires precise control.
【0092】次に、NTFTを覆うレジストマスク31
6を形成し、PTFTのサイドウォール313を除去し
た。その後、ボロンドープ工程(ボロンの添加工程)を
行った。ここでは加速電圧を70KeVとし、形成された
第4不純物領域317に3×1021atoms/cm3の濃度で
ボロンが含まれるようにドーズ量を調節した。この時の
ボロン濃度を(p++)で表すことにする。(図4
(A))Next, a resist mask 31 covering the NTFT is used.
6 was formed, and the side wall 313 of the PTFT was removed. Thereafter, a boron doping step (a step of adding boron) was performed. Here, the acceleration voltage was set to 70 KeV, and the dose was adjusted so that the formed fourth impurity region 317 contained boron at a concentration of 3 × 10 21 atoms / cm 3 . The boron concentration at this time is represented by (p ++ ). (FIG. 4
(A))
【0093】このボロンドープ工程によってPTFT側
に形成されていた第1不純物領域309及び第2不純物
領域315は完全に反転してP型になる。この時に添加
されるボロン濃度は、次に行われる3回目のリンドープ
工程で添加されるリン濃度よりも高く設定しておかなけ
ればならない。その点については後述する。The first impurity region 309 and the second impurity region 315 formed on the PTFT side by this boron doping process are completely inverted to become P-type. The concentration of boron added at this time must be set higher than the concentration of phosphorus added in the third phosphorus doping step to be performed next. This will be described later.
【0094】次に、レジストマスク316を除去して、
新たにレジストマスク318、319を形成した。その
後、3回目のリンドープ工程を行った。加速電圧は90
KeVとした。なお、本実施例では第3不純物領域320
及び第5不純物領域321にリンが5×1020atoms/cm
3の濃度で含まれるようにドーズ量を調節した。(図4
(B))Next, the resist mask 316 is removed,
New resist masks 318 and 319 were formed. Thereafter, a third phosphorus doping step was performed. Acceleration voltage is 90
KeV. In this embodiment, the third impurity region 320 is used.
And 5 × 10 20 atoms / cm of phosphorus in the fifth impurity region 321
The dose was adjusted to be included at a concentration of 3 . (FIG. 4
(B))
【0095】この工程ではレジストマスク318によっ
て遮蔽された部分(NTFT側)にはリンが添加されな
いため、その部分には第2不純物領域314がそのまま
残った。即ち、この工程によって図1に示す第2不純物
領域104が画定した。また同時に、図1に示す第3不
純物領域105が画定した。この第2不純物領域314
は2ndLDD領域として機能し、第3不純物領域105
はソース領域又はドレイン領域として機能することにな
る。In this step, phosphorus is not added to the portion shielded by the resist mask 318 (NTFT side), so that the second impurity region 314 remains in that portion. That is, the second impurity region 104 shown in FIG. 1 was defined by this process. At the same time, the third impurity region 105 shown in FIG. 1 was defined. This second impurity region 314
Function as a second LDD region, and the third impurity region 105
Function as a source region or a drain region.
【0096】さらに、PTFTとなる活性層ではレジス
トマスク319によって遮蔽された部分の下に第4不純
物領域317が残った。即ち、この工程によって図1に
示す第4不純物領域111が画定した。また同時に、図
1に示す第5不純物領域112が画定した。Further, the fourth impurity region 317 remains below the portion shielded by the resist mask 319 in the active layer to be a PTFT. That is, the fourth impurity region 111 shown in FIG. 1 was defined by this process. At the same time, the fifth impurity region 112 shown in FIG. 1 was defined.
【0097】なお、本実施例では第3不純物領域320
及び第5不純物領域321のリン濃度が少なくとも1×
1019atoms/cm3以上(好ましくは1×1020〜5×1
021atoms/cm3)となるようにリンの添加量を調節する
ことが望ましい。これ以下の濃度であると、リンによる
ゲッタリング効果を期待できなくなる恐れがある。In this embodiment, the third impurity region 320
And the phosphorus concentration of the fifth impurity region 321 is at least 1 ×
10 19 atoms / cm 3 or more (preferably 1 × 10 20 to 5 × 1
It is desirable to adjust the amount of phosphorus added so as to be 0 21 atoms / cm 3 ). If the concentration is lower than this, the gettering effect by phosphorus may not be expected.
【0098】また、この工程で添加されるリン濃度は前
述のボロンドープ時に添加されるボロン濃度よりも低い
ため、第5不純物領域321はP型を維持したままとな
る。従って、第4不純物領域317と第5不純物領域3
21とを併せてソース領域又はドレイン領域と考えて良
い。Since the concentration of phosphorus added in this step is lower than the concentration of boron added during the above-described boron doping, the fifth impurity region 321 remains P-type. Therefore, the fourth impurity region 317 and the fifth impurity region 3
21 may be considered as a source region or a drain region.
【0099】また、本実施例ではPTFTに対してLD
D領域もオフセット領域も形成していないが、PTFT
はもともと信頼性が高いので問題はなく、却ってLDD
領域等を設けない方がオン電流を稼ぐことができるので
都合が良い場合もある。In this embodiment, the LD is applied to the PTFT.
Although neither the D region nor the offset region is formed, the PTFT
There is no problem because the reliability is originally high.
In some cases, it is convenient to provide no region or the like because the on-current can be increased.
【0100】こうして最終的には図4(B)に示すよう
に、NTFTの活性層にはチャネル形成領域、第1不純
物領域、第2不純物領域及び第3不純物領域が形成さ
れ、PTFTの活性層にはチャネル形成領域、第4不純
物領域及び第5不純物領域が形成される。Thus, finally, as shown in FIG. 4B, a channel forming region, a first impurity region, a second impurity region, and a third impurity region are formed in the active layer of the NTFT, and the active layer of the PTFT is formed. A channel forming region, a fourth impurity region and a fifth impurity region are formed in the semiconductor device.
【0101】そのようにして図4(B)の状態が得られ
たら、レジストマスク318、319を除去した後、保
護膜として窒化シリコン膜322を形成した。この時、
窒化シリコン膜の膜厚は1〜100nm(代表的には5〜
50nm、好ましくは10〜30nm)とした。When the state shown in FIG. 4B was obtained, the resist masks 318 and 319 were removed, and a silicon nitride film 322 was formed as a protective film. At this time,
The thickness of the silicon nitride film is 1 to 100 nm (typically 5 to 100 nm).
50 nm, preferably 10 to 30 nm).
【0102】次に、500〜650℃(代表的には55
0〜600℃)の処理温度で2〜24時間(代表的には
4〜12時間)の熱処理工程を行った。本実施例では窒
素雰囲気中で600℃12時間の熱処理とした。(図4
(C))Next, at 500 to 650 ° C. (typically 55
A heat treatment process was performed at a processing temperature of 0 to 600 ° C. for 2 to 24 hours (typically 4 to 12 hours). In this embodiment, the heat treatment is performed at 600 ° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere. (FIG. 4
(C))
【0103】この熱処理工程は、第1不純物領域30
8、第2不純物領域314、第3不純物領域320、第
4不純物領域317及び第5不純物領域321に添加さ
れた不純物(リン及びボロン)を活性化させると同時
に、チャネル形成領域310、311に残存しているニ
ッケルをゲッタリングさせる目的で行われる。This heat treatment step is performed in the first impurity region 30.
8, the impurities (phosphorus and boron) added to the second impurity region 314, the third impurity region 320, the fourth impurity region 317, and the fifth impurity region 321 are activated and, at the same time, remain in the channel formation regions 310 and 311. This is performed for the purpose of gettering nickel.
【0104】この熱処理工程では、第3不純物領域32
0と第5不純物領域321に添加されているリンがニッ
ケルをゲッタリングする。即ち、ニッケルが矢印の方向
に移動し、リンと結合することによって捕獲される。そ
のため、図4(C)に示した第3不純物領域323と第
5不純物領域324には高濃度にニッケルが集まってい
た。具体的には、両不純物領域に1×1018〜1×10
21atoms/cm3(代表的には5×1018〜5×1019atoms
/cm3)の濃度でニッケルが存在した。また同時に、チャ
ネル形成領域310、311内のニッケル濃度は2×1
017atoms/cm 3以下(代表的には1×1014〜5×10
16atoms/cm3)にまで低減されていることが分かった。In this heat treatment step, the third impurity region 32
0 and phosphorus added to the fifth impurity region 321 are nickel.
Getter Kel. That is, nickel is in the direction of the arrow
To be captured by binding to phosphorus. So
Therefore, the third impurity region 323 shown in FIG.
Nickel is concentrated at a high concentration in the five impurity regions 324.
Was. Specifically, 1 × 1018~ 1 × 10
twenty oneatoms / cmThree(Typically 5 × 1018~ 5 × 1019atoms
/cmThreeNickel was present at a concentration of. At the same time,
The nickel concentration in the tunnel formation regions 310 and 311 is 2 × 1
017atoms / cm ThreeThe following (typically 1 × 1014~ 5 × 10
16atoms / cmThree).
【0105】この時、保護膜として設けた窒化シリコン
膜322はゲート配線の材料として用いたタンタル膜が
酸化されるのを防ぐ。ゲート配線が酸化されにくいか、
酸化によって形成される酸化膜がエッチングしやすいも
のであれば問題はないが、タンタル膜は酸化されやすい
ばかりでなく、酸化タンタル膜が非常にエッチングしに
くい膜であるため、窒化シリコン膜322を設けること
が望ましかった。At this time, the silicon nitride film 322 provided as the protective film prevents the tantalum film used as the material of the gate wiring from being oxidized. Is the gate wiring difficult to oxidize?
There is no problem as long as the oxide film formed by oxidation is easily etched. However, the tantalum film is not only easily oxidized, but the tantalum oxide film is very difficult to be etched. Therefore, the silicon nitride film 322 is provided. That was desirable.
【0106】こうして図4(C)に示す熱処理工程(ゲ
ッタリング工程)が終了したら、第1層間絶縁膜325
を1μmの厚さに形成した。第1層間絶縁膜325とし
ては酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコ
ン膜、有機樹脂膜またはそれらの積層膜を用いることが
できる。本実施例ではアクリル樹脂膜を採用した。When the heat treatment step (gettering step) shown in FIG. 4C is completed, the first interlayer insulating film 325 is formed.
Was formed to a thickness of 1 μm. As the first interlayer insulating film 325, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an organic resin film, or a stacked film thereof can be used. In this embodiment, an acrylic resin film is employed.
【0107】第1層間絶縁膜325を形成したら、金属
材料でなるソース配線326、327及びドレイン配線
328を形成した。本実施例ではチタンを含むアルミニ
ウム膜をチタンで挟み込んだ構造の積層配線を用いた。After forming the first interlayer insulating film 325, source wirings 326 and 327 and a drain wiring 328 made of a metal material were formed. In this embodiment, a laminated wiring having a structure in which an aluminum film containing titanium is sandwiched between titanium is used.
【0108】また、第1層間絶縁膜325としてBCB
(ベンゾシクロブテン)と呼ばれる樹脂膜を用いた場
合、平坦性が高まると同時に、配線材料として銅を用い
ることが可能となる。銅は配線抵抗が低いため、配線材
料として非常に有効である。The first interlayer insulating film 325 is made of BCB.
When a resin film called (benzocyclobutene) is used, the flatness is improved and, at the same time, copper can be used as a wiring material. Copper is very effective as a wiring material because of its low wiring resistance.
【0109】こうしてソース配線及びドレイン配線を形
成したら、パッシベーション膜として50nm厚の窒化シ
リコン膜329を形成した。さらにその上には保護膜と
して第2層間絶縁膜330を形成した。この第2層間絶
縁膜330としては前記第1層間絶縁膜325と同様の
材料を用いることが可能である。本実施例では50nm厚
の酸化シリコン膜上にアクリル樹脂膜を積層した構造を
採用した。After forming the source wiring and the drain wiring in this way, a 50 nm thick silicon nitride film 329 was formed as a passivation film. Further thereon, a second interlayer insulating film 330 was formed as a protective film. The same material as that of the first interlayer insulating film 325 can be used for the second interlayer insulating film 330. In this embodiment, a structure in which an acrylic resin film is laminated on a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is employed.
【0110】以上のような工程を経て、図4(D)に示
すような構造のCMOS回路が完成した。本実施例によ
って形成されたCMOS回路は、NTFTが優れた信頼
性を有するため、回路全体として信頼性が大幅に向上し
た。また、本実施例のような構造とすると、NTFTと
PTFTとの特性バランス(電気特性のバランス)が良
くなるため、動作不良を起こしにくくなることが分かっ
た。Through the above steps, a CMOS circuit having a structure as shown in FIG. 4D is completed. In the CMOS circuit formed according to the present embodiment, NTFT has excellent reliability, and thus the reliability of the entire circuit is greatly improved. In addition, it has been found that the structure as in this embodiment improves the characteristic balance (balance of electric characteristics) between the NTFT and the PTFT, thereby making it difficult to cause an operation failure.
【0111】また、従来特開平7−130652号公報
記載の技術を用いた際に懸念されたチャネル形成領域内
のニッケル(触媒元素)の影響は、本実施例に示したよ
うなゲッタリング工程を行うことにより解決された。The influence of nickel (catalytic element) in the channel formation region, which was a concern when the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130652 was used, was evaluated by the gettering step shown in this embodiment. Solved by doing.
【0112】なお、本実施例で説明した構造はあくまで
一実施例であり、図3、図4に示した構造に限定される
必要はない。本願発明で重要な点はNTFTの活性層の
構造であり、その点さえ違わなければ本願発明の効果を
得ることができる。The structure described in this embodiment is merely an example, and need not be limited to the structures shown in FIGS. An important point in the present invention is the structure of the active layer of the NTFT, and the effects of the present invention can be obtained unless the point is different.
【0113】〔実施例2〕実施例1ではサイドウォール
として意図的に不純物を添加しないundoped-Si(真性な
シリコン層またはアンドープシリコン層)を用いたが、
本実施例では成膜時にリンを添加したリンドープシリコ
ン層(n+−Si層)またはボロンドープシリコン層(p+−
Si層)を用いた。勿論、非晶質でも結晶質でも良いし、
微結晶でも良かった。[Embodiment 2] In Embodiment 1, undoped-Si (intrinsic silicon layer or undoped silicon layer) without intentionally adding impurities is used as a sidewall.
In this embodiment, a phosphorus-doped silicon layer (n + -Si layer) or a boron-doped silicon layer (p + -
Si layer). Of course, it may be amorphous or crystalline,
Fine crystals were also good.
【0114】リンやボロンを添加したシリコン層を用い
ることでサイドウォール部分が全体的に低抵抗化され、
図3(D)の工程で懸念されたリン濃度のプロファイル
ばらつきに起因する特性変動の可能性を排除することが
できた。By using a silicon layer to which phosphorus or boron is added, the resistance of the sidewall portion is reduced as a whole,
It was possible to eliminate the possibility of characteristic fluctuation due to the phosphorus concentration profile fluctuation which was a concern in the process of FIG.
【0115】〔実施例3〕実施例1ではサイドウォール
として意図的に不純物を添加しないundoped-Siを用いた
が、本実施例では炭素(C)、窒素(N)または酸素
(O)のいずれかが含まれたシリコン層を用いてサイド
ウォールの抵抗成分を高めた。勿論、シリコン層は非晶
質、結晶質または微結晶のいずれかで良かった。また、
用いる不純物としては酸素が最も良かった。[Embodiment 3] In the embodiment 1, undoped-Si without intentionally adding impurities is used as the sidewall, but in this embodiment, any of carbon (C), nitrogen (N) and oxygen (O) is used. The resistance component of the sidewall was increased by using the silicon layer containing the silicon. Of course, the silicon layer was either amorphous, crystalline or microcrystalline. Also,
Oxygen was the best impurity used.
【0116】即ち、サイドウォールとなるシリコン層を
形成する際に1〜50atomic%(代表的には10〜30a
tomic%)の炭素、窒素または酸素を添加すれば良い。本
実施例では20atomic%の酸素を添加した。That is, when forming a silicon layer serving as a sidewall, 1 to 50 atomic% (typically, 10 to 30 atomic%) is used.
tomic%) of carbon, nitrogen or oxygen. In this embodiment, 20 atomic% of oxygen was added.
【0117】本実施例の構成とすることでサイドウォー
ルに起因する抵抗成分が大きくなるため、ゲート電圧の
印加に対してサイドウォールを誘電体とした容量成分が
支配的にきいてくるような構成とすることができた。即
ち、高周波駆動した際にサイドウォール部分にも有効な
ゲート電圧が印加されるようにできた。Since the resistance component caused by the side wall is increased by adopting the structure of this embodiment, the capacitance component using the side wall as a dielectric material is dominant with respect to the application of the gate voltage. And could be. In other words, an effective gate voltage can be applied to the side wall portion when driving at a high frequency.
【0118】〔実施例4〕本実施例では、実施例1にお
いて活性層となる結晶を含む半導体膜を、特開平8−7
8329号公報に記載された技術を用いて結晶化した場
合の例について説明する。なお、特開平8−78329
号公報に記載された技術は、触媒元素を選択的に添加す
ることによって、半導体膜の選択的な結晶化を可能とす
るものである。同技術を本願発明に適用した場合につい
て図6に説明する。[Embodiment 4] In this embodiment, a semiconductor film containing a crystal to be an active layer in the embodiment 1 is formed by the method described in
An example in which crystallization is performed using the technique described in JP-A-8329 will be described. Note that Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78329
The technique described in Japanese Patent Application Publication No. JP-A-2003-115873 enables selective crystallization of a semiconductor film by selectively adding a catalyst element. FIG. 6 illustrates a case where the technique is applied to the present invention.
【0119】まず、ステンレス基板601上に酸化シリ
コン膜602を設け、その上にアモルファスシリコン膜
603、酸化シリコン膜604を連続的に形成した。こ
の時、酸化シリコン膜604の膜厚は150nmとした。First, a silicon oxide film 602 was provided on a stainless steel substrate 601, and an amorphous silicon film 603 and a silicon oxide film 604 were continuously formed thereon. At this time, the thickness of the silicon oxide film 604 was set to 150 nm.
【0120】次に酸化シリコン膜604をパターニング
して選択的に開口部605を形成し、その後、重量換算
で100ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗
布した。形成されたニッケル含有層606は開口部60
5の底部のみでアモルファスシリコン膜602と接触し
た状態となった。(図6(A))Next, the opening 605 was selectively formed by patterning the silicon oxide film 604, and then a nickel acetate solution containing 100 ppm by weight of nickel was applied. The formed nickel-containing layer 606 has openings 60.
5 was in contact with the amorphous silicon film 602 only at the bottom. (FIG. 6 (A))
【0121】次に、500〜650℃で4〜24時間
(本実施例では580℃14時間)の熱処理を行い、ア
モルファスシリコン膜の結晶化を行った。この結晶化過
程では、ニッケルが接した部分がまず結晶化し、そこか
ら基板にほぼ平行な方向へと結晶成長が進行する。結晶
学的には<111>軸方向に向かって進行することが確
かめられている。Next, a heat treatment was performed at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours (in this embodiment, 580 ° C. for 14 hours) to crystallize the amorphous silicon film. In this crystallization process, the portion in contact with nickel is first crystallized, and crystal growth proceeds in a direction substantially parallel to the substrate. It has been confirmed crystallographically that it proceeds in the <111> axis direction.
【0122】こうして形成されたポリシリコン膜607
は棒状または針状の結晶が集合してなり、各々の棒状結
晶は、巨視的にはある特定の方向性をもって成長してい
るため、結晶性が揃っているという利点がある。The polysilicon film 607 thus formed
Since the rod-shaped or needle-shaped crystals are aggregated, and each rod-shaped crystal macroscopically grows in a specific direction, there is an advantage that the crystallinity is uniform.
【0123】なお、上記公報に記載された技術において
もニッケル(Ni)以外にゲルマニウム(Ge)、鉄(F
e)、パラジウム(Pd)、錫(Sn)、鉛(Pb)、コバル
ト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、シリコン
(Si)といった元素から選ばれた一種または複数種の元
素を用いることができる。In the technology described in the above publication, germanium (Ge) and iron (F) are also used in addition to nickel (Ni).
e), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au), silicon (Si) A plurality of elements can be used.
【0124】以上のような技術を用いて結晶を含む半導
体膜(ポリシリコン膜やポリシリコンゲルマニウム膜を
含む)を形成し、パターニングを行って結晶を含む半導
体膜でなる活性層を形成すれば良い。その後の工程は実
施例1に従えば良い。勿論、実施例2、3との組み合わ
せも可能である。A semiconductor film including a crystal (including a polysilicon film and a polysilicon germanium film) may be formed by using the above-described technique, and may be patterned to form an active layer formed of a semiconductor film including a crystal. . Subsequent steps may follow the first embodiment. Of course, a combination with the second and third embodiments is also possible.
【0125】本実施例の技術を用いて結晶化した結晶を
含む半導体膜を用いてTFTを作製した場合、高い電界
効果移動度(モビリティ)が得られるが、そのため高い
信頼性を要求されていた。しかしながら、本願発明のT
FT構造を採用することで本実施例の技術を最大限に生
かしたTFTを作製することが可能となった。When a TFT is manufactured using a semiconductor film containing a crystal crystallized by using the technique of this embodiment, high field-effect mobility (mobility) can be obtained, but high reliability is required. . However, the T of the present invention
By adopting the FT structure, it is possible to manufacture a TFT that makes full use of the technology of this embodiment.
【0126】〔実施例5〕本実施例では、実施例1に対
して特開平10−135468号公報または特開平10
−135469号公報に記載された技術を組み合わせた
例を示す。[Embodiment 5] This embodiment is different from Embodiment 1 in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-135468 or
An example in which the techniques described in JP-A-135469 are combined will be described.
【0127】同公報に記載された技術は、半導体の結晶
化に用いたニッケルを、結晶化後にハロゲン元素(代表
的には塩素)のゲッタリング作用を用いて除去する技術
である。同技術を用いることで活性層中のニッケル濃度
を1×1017atoms/cm3以下(好ましくは1×1016ato
ms/cm3以下)にまで低減することができる。The technique described in the publication is a technique for removing nickel used for crystallization of a semiconductor by using gettering action of a halogen element (typically chlorine) after crystallization. By using this technique, the nickel concentration in the active layer is reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less (preferably 1 × 10 16 ato
ms / cm 3 or less).
【0128】本実施例の構成について図7を用いて説明
する。まず基板として耐熱性の高い石英基板701を用
いた。勿論、シリコン基板やセラミックス基板を用いて
も良い。石英基板を用いた場合、特に下地膜として酸化
シリコン膜を設けなくても基板側からの汚染はない。The structure of this embodiment will be described with reference to FIG. First, a quartz substrate 701 having high heat resistance was used as a substrate. Of course, a silicon substrate or a ceramic substrate may be used. When a quartz substrate is used, there is no contamination from the substrate side even if a silicon oxide film is not provided as a base film.
【0129】次に実施例1または実施例4の手段を用い
てポリシリコン膜(図示せず)を形成し、パターニング
して活性層702、703を形成した。さらに、それら
活性層を覆って酸化シリコン膜でなるゲート絶縁膜70
4を形成した。(図7(A))Next, a polysilicon film (not shown) was formed using the means of Example 1 or Example 4 and patterned to form active layers 702 and 703. Further, the gate insulating film 70 made of a silicon oxide film covers the active layers.
4 was formed. (FIG. 7 (A))
【0130】ゲート絶縁膜704を形成したら、ハロゲ
ン元素を含む雰囲気中において熱処理を行った。本実施
例では処理雰囲気を酸素と塩化水素とを混合した酸化性
雰囲気とし、処理温度を950℃、処理時間を30分と
した。なお、処理温度は700〜1150℃(代表的に
は800〜1000℃)の間で選択すれば良いし、処理
時間も10分〜8時間(代表的には30分〜2時間)の
間で選択すれば良い。(図7(B))After forming the gate insulating film 704, heat treatment was performed in an atmosphere containing a halogen element. In this embodiment, the processing atmosphere is an oxidizing atmosphere in which oxygen and hydrogen chloride are mixed, the processing temperature is 950 ° C., and the processing time is 30 minutes. The processing temperature may be selected from 700 to 1150 ° C (typically 800 to 1000 ° C), and the processing time may be selected from 10 minutes to 8 hours (typically 30 minutes to 2 hours). Just choose. (FIG. 7 (B))
【0131】この時、ニッケルは揮発性のニッケル塩化
物となって処理雰囲気中に離脱し、ポリシリコン膜中の
ニッケル濃度が低減する。従って、図7(B)に示した
活性層705、706中に含まれるニッケル濃度は1×
1017atoms/cm3以下に低減されていた。At this time, nickel becomes volatile nickel chloride and is released into the processing atmosphere, and the nickel concentration in the polysilicon film is reduced. Therefore, the nickel concentration contained in the active layers 705 and 706 shown in FIG.
It was reduced to 10 17 atoms / cm 3 or less.
【0132】以上のような技術でなる本実施例を用いて
活性層を形成し、その後の工程は実施例1に従えば良
い。勿論、実施例2〜5のいずれの実施例との組み合わ
せも可能である。特に本実施例と実施例4との組み合わ
せは非常に結晶性の高いポリシリコン膜を実現できるこ
とが判明している。An active layer is formed by using the present embodiment having the above-described technique, and the subsequent steps may be in accordance with the first embodiment. Of course, a combination with any of the second to fifth embodiments is also possible. In particular, it has been found that the combination of this embodiment and the fourth embodiment can realize a polysilicon film having extremely high crystallinity.
【0133】(活性層の結晶構造に関する知見)上記作
製工程に従って形成した活性層は、微視的に見れば複数
の針状又は棒状の結晶(以下、棒状結晶と略記する)が
集まって並んだ結晶構造を有する。このことはTEM
(透過型電子顕微鏡法)による観察で容易に確認でき
た。(Knowledge on Crystal Structure of Active Layer) The active layer formed in accordance with the above-described manufacturing process has a plurality of needle-like or rod-like crystals (hereinafter abbreviated as rod-like crystals) gathered and arranged microscopically. It has a crystal structure. This is TEM
(Transmission electron microscopy) could be easily confirmed.
【0134】また、電子線回折及びエックス線(X線)
回折を利用して活性層の表面(チャネルを形成する部
分)が結晶軸に多少のずれが含まれているものの主たる
配向面が{110}面であることを確認した。本出願人
がスポット径約1.5μmの電子線回折写真を詳細に観察し
た結果、{110}面に対応する回折斑点がきれいに現
れているが、各斑点は同心円上に分布を持っていること
が確認された。In addition, electron diffraction and X-ray (X-ray)
Using diffraction, it was confirmed that the main orientation plane was the {110} plane, although the surface of the active layer (portion forming the channel) contained some deviation in the crystal axis. As a result of the applicant's detailed observation of an electron beam diffraction photograph with a spot diameter of about 1.5 μm, diffraction spots corresponding to the {110} plane clearly appear, but each spot has a distribution on a concentric circle. confirmed.
【0135】また、本出願人は個々の棒状結晶が接して
形成する結晶粒界をHR−TEM(高分解能透過型電子
顕微鏡法)により観察し、結晶粒界において結晶格子に
連続性があることを確認した。これは観察される格子縞
が結晶粒界において連続的に繋がっていることから容易
に確認できた。Further, the present applicant has observed by HR-TEM (high-resolution transmission electron microscopy) the grain boundaries formed by the contact of individual rod-shaped crystals, and found that the crystal lattices at the grain boundaries have continuity. It was confirmed. This was easily confirmed from the fact that the observed lattice fringes were continuously connected at the crystal grain boundaries.
【0136】なお、結晶粒界における結晶格子の連続性
は、その結晶粒界が「平面状粒界」と呼ばれる粒界であ
ることに起因する。本明細書における平面状粒界の定義
は、「Characterization of High-Efficiency Cast-Si
Solar Cell Wafers by MBICMeasurement ;Ryuichi Shi
mokawa and Yutaka Hayashi,Japanese Journal ofAppl
ied Physics vol.27,No.5,pp.751-758,1988」に記載
された「Planar boundary 」である。The continuity of the crystal lattice at the crystal grain boundaries is caused by the fact that the crystal grain boundaries are grain boundaries called “planar grain boundaries”. The definition of the planar grain boundary in this specification is `` Characterization of High-Efficiency Cast-Si
Solar Cell Wafers by MBICMeasurement; Ryuichi Shi
mokawa and Yutaka Hayashi, Japanese Journal of Appl
ied Physics vol.27, No.5, pp.751-758, 1988 ".
【0137】上記論文によれば、平面状粒界には双晶粒
界、特殊な積層欠陥、特殊なtwist粒界などが含まれ
る。この平面状粒界は電気的に不活性であるという特徴
を持つ。即ち、結晶粒界でありながらキャリアの移動を
阻害するトラップとして機能しないため、実質的に存在
しないと見なすことができる。According to the above paper, the planar grain boundaries include twin grain boundaries, special stacking faults, special twist grain boundaries, and the like. This planar grain boundary is characterized by being electrically inactive. In other words, since it is a crystal grain boundary but does not function as a trap that hinders the movement of carriers, it can be considered that it does not substantially exist.
【0138】特に結晶軸(結晶面に垂直な軸)が〈11
0〉軸である場合、{211}双晶粒界はΣ3の対応粒
界とも呼ばれる。Σ値は対応粒界の整合性の程度を示す
指針となるパラメータであり、Σ値が小さいほど整合性
の良い粒界であることが知られている。In particular, the crystal axis (the axis perpendicular to the crystal plane) is <11
In the case of the <0> axis, the {211} twin grain boundaries are also called corresponding grain boundaries of {3}. The Σ value is a parameter serving as a guideline indicating the degree of consistency of the corresponding grain boundaries, and it is known that the smaller the Σ value, the better the grain boundaries of consistency.
【0139】本出願人が本願発明を実施して得たポリシ
リコン膜を詳細にTEMを用いて観察した結果、結晶粒
界の殆ど(90%以上、典型的には95%以上)がΣ3
の対応粒界、即ち{211}双晶粒界であることが判明
した。As a result of the applicant's detailed observation of the polysilicon film obtained by carrying out the present invention by using a TEM, it was found that most (90% or more, typically 95% or more) of the crystal grain boundary was $ 3.
, That is, a {211} twin grain boundary.
【0140】二つの結晶粒の間に形成された結晶粒界に
おいて、両方の結晶の面方位が{110}である場合、
{111}面に対応する格子縞がなす角をθとすると、
θ=70.5°の時にΣ3の対応粒界となることが知られて
いる。In a grain boundary formed between two crystal grains, when the plane orientation of both crystals is {110},
Assuming that the angle formed by the lattice fringes corresponding to the {111} plane is θ,
It is known that when θ = 70.5 °, the corresponding grain boundary becomes Σ3.
【0141】本実施例のポリシリコン膜は、結晶粒界に
おいて隣接する結晶粒の各格子縞がまさに約70.5°の角
度で連続しており、その事からこの結晶粒界は{21
1}双晶粒界であるという結論に辿り着いた。In the polysilicon film of this embodiment, the lattice fringes of the adjacent crystal grains at the crystal grain boundary are continuous at an angle of about 70.5 °.
We arrived at the conclusion that it was a 1} twin grain boundary.
【0142】なお、θ= 38.9 °の時にはΣ9の対応粒
界となるが、この様な他の結晶粒界も存在した。When θ = 38.9 °, a corresponding grain boundary of Σ9 is obtained, but such other crystal grain boundaries also exist.
【0143】この様な対応粒界は、同一面方位の結晶粒
間にしか形成されない。即ち、本実施例を実施して得た
ポリシリコン膜は面方位が概略{110}で揃っている
からこそ、広範囲に渡ってこの様な対応粒界を形成しう
る。Such corresponding grain boundaries are formed only between crystal grains having the same plane orientation. That is, since the polysilicon film obtained by carrying out this embodiment has a plane orientation of approximately {110}, such a corresponding grain boundary can be formed over a wide range.
【0144】この様な結晶構造(正確には結晶粒界の構
造)は、結晶粒界において異なる二つの結晶粒が極めて
整合性よく接合していることを示している。即ち、結晶
粒界において結晶格子が連続的に連なり、結晶欠陥等に
起因するトラップ準位を非常に作りにくい構成となって
いる。従って、この様な結晶構造を有する半導体薄膜は
実質的に結晶粒界が存在しないと見なすことができる。Such a crystal structure (accurately, a structure of a crystal grain boundary) indicates that two different crystal grains are bonded to each other with extremely high consistency at the crystal grain boundary. That is, the crystal lattice is continuously connected at the crystal grain boundary, and it is very difficult to form a trap level due to a crystal defect or the like. Therefore, it can be considered that the semiconductor thin film having such a crystal structure has substantially no crystal grain boundary.
【0145】またさらに、700〜1150℃という高
い温度での熱処理工程によって結晶粒内に存在する欠陥
が殆ど消滅していることがTEM観察によって確認され
ている。これはこの熱処理工程の前後で欠陥数が大幅に
低減されていることからも明らかである。Further, it has been confirmed by TEM observation that the defects existing in the crystal grains have almost disappeared by the heat treatment step at a high temperature of 700 to 1150 ° C. This is apparent from the fact that the number of defects is significantly reduced before and after this heat treatment step.
【0146】この欠陥数の差は電子スピン共鳴分析(El
ectron Spin Resonance :ESR)によってスピン密度
の差となって現れる。現状では本実施例の作製工程に従
って作製されたポリシリコン膜のスピン密度は少なくと
も 5×1017spins/cm3 以下(好ましくは 3×1017s
pins/cm3 以下)であることが判明している。ただし、
この測定値は現存する測定装置の検出限界に近いので、
実際のスピン密度はさらに低いと予想される。The difference in the number of defects was determined by electron spin resonance analysis (El
ectron Spin Resonance (ESR) appears as a difference in spin density. At present, the spin density of the polysilicon film manufactured according to the manufacturing process of this embodiment is at least 5 × 10 17 spins / cm 3 or less (preferably 3 × 10 17 spins / cm 3).
pins / cm3 or less). However,
Since this measurement is close to the detection limit of existing measuring equipment,
The actual spin density is expected to be even lower.
【0147】以上の事から、本実施例を実施することで
得られたポリシリコン膜は結晶粒内及び結晶粒界が実質
的に存在しないため、単結晶シリコン膜又は実質的な単
結晶シリコン膜と考えて良い。本出願人はこのような結
晶構造を有するポリシリコン膜をCGS(Continuous Gr
ain Silicon)と呼んでいる。As described above, since the polysilicon film obtained by carrying out this embodiment has substantially no crystal grains and no crystal grain boundaries, it is a single crystal silicon film or a substantially single crystal silicon film. You can think. The present applicant has applied a polysilicon film having such a crystal structure to a CGS (Continuous Gr
ain Silicon).
【0148】CGSに関する記載は本出願人による特願
平10−044659号、特願平10−152316
号、特願平10−152308号または特願平10−1
52305号の出願を参照すれば良い。Descriptions on CGS are described in Japanese Patent Application Nos. 10-044659 and 10-152316 by the present applicant.
No., Japanese Patent Application No. 10-152308 or Japanese Patent Application No. 10-1
No. 52305 may be referred to.
【0149】(TFTの電気特性に関する知見)本実施
例で作製したTFTは、MOSFETに匹敵する電気特
性を示した。本出願人が試作したTFTからは次に示す
様なデータが得られている。(Knowledge Regarding Electrical Characteristics of TFT) The TFT manufactured in this example exhibited electrical characteristics comparable to those of the MOSFET. The following data is obtained from the TFT prototyped by the present applicant.
【0150】(1)スイッチング性能(オン/オフ動作
切り換えの俊敏性)の指標となるサブスレッショルド係
数が、Nチャネル型TFTおよびPチャネル型TFTと
もに60〜100mV/decade(代表的には60〜85mV/decade )
と小さい。 (2)TFTの動作速度の指標となる電界効果移動度
(μFE)が、Nチャネル型TFTで 200〜650cm2/Vs
(代表的には 300〜500cm2/Vs )、Pチャネル型TF
Tで100〜300cm2/Vs (代表的には 150〜200cm2/Vs
)と大きい。 (3)TFTの駆動電圧の指標となるしきい値電圧(V
th)が、Nチャネル型TFTで-0.5〜1.5 V、Pチャ
ネル型TFTで-1.5〜0.5 Vと小さい。(1) The sub-threshold coefficient as an index of the switching performance (the agility of switching on / off operation) is 60 to 100 mV / decade (typically 60 to 85 mV) for both the N-channel TFT and the P-channel TFT. / decade)
And small. (2) The field effect mobility (μFE) as an index of the operation speed of the TFT is 200 to 650 cm 2 / Vs for the N-channel TFT.
(Typically 300-500cm2 / Vs), P-channel type TF
100-300cm2 / Vs at T (typically 150-200cm2 / Vs
) And big. (3) The threshold voltage (V
th) is as small as -0.5 to 1.5 V for an N-channel TFT and -1.5 to 0.5 V for a P-channel TFT.
【0151】以上の様に、極めて優れたスイッチング特
性および高速動作特性が実現可能であることが確認され
ている。As described above, it has been confirmed that extremely excellent switching characteristics and high-speed operation characteristics can be realized.
【0152】(回路特性に関する知見)次に、本実施例
を実施して形成したTFTを用いて作製されたリングオ
シレータによる周波数特性を示す。リングオシレータと
はCMOS構造でなるインバータ回路を奇数段リング状
に接続した回路であり、インバータ回路1段あたりの遅
延時間を求めるのに利用される。実験に使用したリング
オシレータの構成は次の様になっている。 段数:9段 TFTのゲイト絶縁膜の膜厚:30nm及び50nm TFTのゲイト長: 0.6μm(Knowledge Regarding Circuit Characteristics) Next, the frequency characteristics of a ring oscillator manufactured using the TFT formed by carrying out the present embodiment will be described. The ring oscillator is a circuit in which inverter circuits having a CMOS structure are connected in an odd-numbered stage ring shape, and is used to determine a delay time per one stage of the inverter circuit. The configuration of the ring oscillator used in the experiment is as follows. Number of steps: 9 Steps Thickness of gate insulating film of TFT: 30 nm and 50 nm Gate length of TFT: 0.6 μm
【0153】このリングオシレータによって発振周波数
を調べた結果、最大値で1.04GHzの発振周波数を得る
ことができた。また、実際にLSI回路のTEGの一つ
であるシフトレジスタを作製して動作周波数を確認し
た。その結果、ゲイト絶縁膜の膜厚30nm、ゲイト長 0.6
μm、電源電圧5V、段数50段のシフトレジスタ回路
において動作周波数100 MHzの出力パルスが得られ
た。As a result of examining the oscillation frequency with this ring oscillator, it was possible to obtain an oscillation frequency of 1.04 GHz as the maximum value. Further, a shift register, which is one of the TEGs of the LSI circuit, was actually manufactured, and the operating frequency was confirmed. As a result, the thickness of the gate insulating film was 30 nm, and the gate length was 0.6.
An output pulse with an operating frequency of 100 MHz was obtained in a shift register circuit of 50 μm, a power supply voltage of 5 V, and 50 stages.
【0154】以上の様なリングシレータおよびシフトレ
ジスタの驚異的なデータは、本実施例のTFTがMOS
FETに匹敵する、若しくは凌駕する性能(電気特性)
を有していることを示している。The surprising data of the ring oscillator and the shift register as described above is that the TFT of this embodiment is a MOS transistor.
Performance comparable to or superior to FET (electrical characteristics)
Has been shown.
【0155】〔実施例6〕本願発明では活性層のソース
領域またはドレイン領域となる部分を用いて結晶化に用
いた触媒元素をゲッタリングしているが、ゲート絶縁膜
等を形成する前に予め結晶を含む半導体膜中から触媒元
素をゲッタリングしておくことも可能である。[Embodiment 6] In the present invention, the catalytic element used for crystallization is gettered by using the portion to be the source region or the drain region of the active layer. It is also possible to getter the catalytic element from the semiconductor film including the crystal.
【0156】その場合には、本出願人による特開平10
−270363号公報または特開平10−247735
号公報に記載された技術を用いると良い。In that case, Japanese Patent Application Laid-Open No.
-270363 or JP-A-10-247735
It is preferable to use the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260,000.
【0157】同公報に記載された技術は、結晶を含む半
導体膜中に選択的に15族に属する元素(代表的にはリ
ン)を添加し、その領域をゲッタリング領域として機能
させるものである。The technique described in the above publication is to selectively add an element belonging to Group 15 (typically, phosphorus) into a semiconductor film including a crystal and to make the region function as a gettering region. .
【0158】本実施例と実施例1に示したゲッタリング
技術とを組み合わせることで、さらにチャネル形成領域
に残存する触媒元素を低減することが可能となる。な
お、本実施例の技術は実施例5の技術と組み合わせても
良い。また、実施例2〜4の実施例との組み合わせも可
能である。By combining this embodiment with the gettering technique shown in Embodiment 1, it becomes possible to further reduce the amount of the catalytic element remaining in the channel formation region. Note that the technology of the present embodiment may be combined with the technology of the fifth embodiment. Further, combinations with the embodiments 2 to 4 are also possible.
【0159】〔実施例7〕本実施例では実施例1と異な
る工程で第3不純物領域及び第5不純物領域を形成する
場合について図8を用いて説明する。[Embodiment 7] In this embodiment, a case where the third impurity region and the fifth impurity region are formed in a step different from that of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
【0160】まず、実施例1の工程に従って図4(B)
のリンドープ工程の手前まで進めた。本実施例ではレジ
ストマスク318、319を形成した後、ゲート絶縁膜
305をエッチングしてゲート絶縁膜801、802を
形成した。First, according to the steps of Embodiment 1, FIG.
Before the phosphorus doping process. In this embodiment, after forming the resist masks 318 and 319, the gate insulating film 305 is etched to form the gate insulating films 801 and 802.
【0161】そして、その状態でリンドープ工程を行っ
た。本実施例の場合、露呈した活性層に対して直接的に
リンを添加することになるので、加速電圧は10keVと
低めに設定した。Then, a phosphorus doping step was performed in this state. In the case of this embodiment, since the phosphorus is directly added to the exposed active layer, the acceleration voltage is set to be as low as 10 keV.
【0162】こうして第3不純物領域803、第5不純
物領域804を形成した。なお、第3及び第5不純物領
域には1×1019〜1×1021atoms/cm3(代表的には
1×1020〜5×1020atoms/cm3)の濃度でリンが含
まれるようにドーズ量を調節した。(図8(A))Thus, a third impurity region 803 and a fifth impurity region 804 were formed. Note that the third and fifth impurity regions contain phosphorus at a concentration of 1 × 10 19 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 (typically, 1 × 10 20 to 5 × 10 20 atoms / cm 3 ). The dose was adjusted as described above. (FIG. 8A)
【0163】この後、レジストマスク318、319を
除去したら窒化シリコン膜805を形成してゲッタリン
グのための熱処理工程を行った。この熱処理工程の条件
に関しては実施例1を参考にすれば良い。(図8
(B))Thereafter, after removing the resist masks 318 and 319, a silicon nitride film 805 was formed and a heat treatment step for gettering was performed. Embodiment 1 may be referred to for the conditions of this heat treatment step. (FIG. 8
(B))
【0164】」この熱処理工程によって第3不純物領域
803及び第5不純物領域804にはニッケルが集ま
り、1×1017〜1×1020atoms/cm3(代表的には1
×1018〜5×1019atoms/cm3)の濃度でニッケルが
含まれた第3不純物領域806及び第5不純物領域80
7が形成された。これらの領域はTFTと各配線とを接
続する電極として機能する。チャネル形成領域とのニッ
ケル濃度の関係は既に説明した通りである。By this heat treatment step, nickel collects in the third impurity region 803 and the fifth impurity region 804, and 1 × 10 17 to 1 × 10 20 atoms / cm 3 (typically 1 × 10 17 to 1 × 10 20 atoms / cm 3 ).
The third impurity region 806 and the fifth impurity region 80 containing nickel at a concentration of × 10 18 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 )
7 was formed. These regions function as electrodes connecting the TFT and each wiring. The relationship between the nickel concentration and the channel formation region is as described above.
【0165】これ以降の工程は実施例1に従えば良い。
基本的な構造は図1又は図4(D)と同様なので説明は
省略する。本実施例の場合、最終的にNTFTのゲート
絶縁膜がチャネル形成領域、第1不純物領域及び第2不
純物領域に接し、第3不純物領域には接していない点、
並びにPTFTのゲート絶縁膜がチャネル形成領域及び
第4不純物領域に接し、第5不純物領域には接していな
い点に特徴がある。The subsequent steps may be in accordance with the first embodiment.
The basic structure is similar to that of FIG. 1 or FIG. In the case of the present embodiment, the gate insulating film of the NTFT finally contacts the channel forming region, the first impurity region and the second impurity region, and does not contact the third impurity region.
Another feature is that the gate insulating film of the PTFT is in contact with the channel formation region and the fourth impurity region but not with the fifth impurity region.
【0166】なお、本実施例の構成は実施例2〜6のど
の実施例とも自由に組み合わせることが可能である。The structure of this embodiment can be freely combined with any of the embodiments 2 to 6.
【0167】〔実施例8〕本実施例では、実施例1に示
したゲッタリング工程(図4(C))で用いた窒化シリ
コン膜322の形成工程を、実施例1とは異なる時点で
行う例について図9に示す。[Eighth Embodiment] In this embodiment, the step of forming the silicon nitride film 322 used in the gettering step (FIG. 4C) shown in the first embodiment is performed at a different point from the first embodiment. An example is shown in FIG.
【0168】まず実施例1の工程に従って図3(B)の
工程まで行い、その後、1〜10nm(好ましくは2〜5
nm)厚の窒化シリコン膜901を設けた。この窒化シリ
コン膜901の膜厚が厚すぎるとサイドウォール902
を用いたゲートオーバーラップ構造が実現できなくなる
ので、薄くすることが好ましい。ただし、後の熱処理工
程でゲート配線(タンタルの場合)の酸化を防ぐという
効果も損ねないように注意が必要である。First, the steps up to the step shown in FIG. 3B are performed according to the steps of the first embodiment, and thereafter, 1 to 10 nm (preferably 2 to 5 nm).
nm) thick silicon nitride film 901 was provided. If the thickness of the silicon nitride film 901 is too large,
Therefore, it is preferable to make the gate overlap structure thinner, since it becomes impossible to realize the gate overlap structure. However, care must be taken so that the effect of preventing oxidation of the gate wiring (in the case of tantalum) is not impaired in the subsequent heat treatment step.
【0169】そして、窒化シリコン膜901上にアモル
ファスシリコン膜(図示せず)を形成し、異方性エッチ
ングによりサイドウォール902、903を形成した。
(図9(A))Then, an amorphous silicon film (not shown) was formed on the silicon nitride film 901, and side walls 902 and 903 were formed by anisotropic etching.
(FIG. 9A)
【0170】なお、サイドウォール902、903の構
成は実施例2または実施例3のような構成とすることも
可能である。It is to be noted that the configuration of the side walls 902 and 903 can be configured as in the second or third embodiment.
【0171】次に、図9(A)の状態でリンの添加工程
を行い、第2不純物領域904を形成した。なお、リン
の添加条件はほぼ実施例1と同様で良いが、窒化シリコ
ン膜901の膜厚分を考慮して、加速電圧等の最適化を
行うことが望ましい。なお、図示しないがこの時点では
PTFT側にも第2不純物領域が形成された。Next, a phosphorus addition step was performed in the state of FIG. 9A to form a second impurity region 904. The conditions for adding phosphorus may be substantially the same as those in Embodiment 1, but it is desirable to optimize the acceleration voltage and the like in consideration of the thickness of the silicon nitride film 901. Although not shown, at this time, the second impurity region was also formed on the PTFT side.
【0172】第2不純物領域904を形成したら、レジ
ストマスク905を形成し、ボロンドープ工程を行っ
た。このときの条件もほぼ実施例1と同様で良いが、窒
化シリコン膜901の膜厚を考慮する必要がある。こう
して前述のリンドープ工程で形成された第2不純物領域
(図示せず)をP型に反転させ、第4不純物領域906
を形成した。(図9(B))After forming the second impurity region 904, a resist mask 905 was formed, and a boron doping process was performed. The conditions at this time may be almost the same as those in the first embodiment, but it is necessary to consider the thickness of the silicon nitride film 901. Thus, the second impurity region (not shown) formed in the above-described phosphorus doping step is inverted to P-type, and the fourth impurity region 906 is formed.
Was formed. (FIG. 9 (B))
【0173】次に、レジストマスク905を除去し、新
たにレジストマスク907、908を形成した。そして
その状態で再びリンの添加工程を行い、第3不純物領域
909及び第5不純物領域910を形成した。ドーピン
グ条件は実施例1に従えば良いが窒化シリコン膜の膜厚
を考慮することは言うまでもない。(図9(C))Next, the resist mask 905 was removed, and new resist masks 907 and 908 were formed. Then, in this state, a phosphorus addition step was performed again to form a third impurity region 909 and a fifth impurity region 910. The doping condition may be in accordance with the first embodiment, but it goes without saying that the thickness of the silicon nitride film is taken into consideration. (FIG. 9 (C))
【0174】次に、レジストマスク907、908を除
去した後、実施例1と同様の条件でゲッタリングのため
の熱処理工程を行った。この熱処理工程後、第3不純物
領域911及び第5不純物領域912には1×1017〜
1×1020atoms/cm3(代表的には1×1018〜5×1
019atoms/cm3)の濃度でニッケルが存在した。チャネ
ル形成領域とのニッケル濃度の関係は既に説明した通り
である。Next, after removing the resist masks 907 and 908, a heat treatment step for gettering was performed under the same conditions as in the first embodiment. After this heat treatment step, the third impurity region 911 and the fifth impurity region 912 have 1 × 10 17 to
1 × 10 20 atoms / cm 3 (typically 1 × 10 18 to 5 × 1
Nickel was present at a concentration of 0 19 atoms / cm 3 ). The relationship between the nickel concentration and the channel formation region is as described above.
【0175】以上の工程の後、実施例1と同様の工程を
順次行うことによってCMOS回路が完成した。本実施
例によって作製したCMOS回路の構造と図1に示した
CMOS回路の構造とは窒化シリコン膜901の形成さ
れている箇所が違うのみでその他は同一である。After the above steps, the same steps as in the first embodiment were sequentially performed to complete the CMOS circuit. The structure of the CMOS circuit manufactured according to this embodiment and the structure of the CMOS circuit shown in FIG. 1 are the same except for the point where the silicon nitride film 901 is formed.
【0176】なお、本実施例の構成は実施例2〜7のい
ずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。The structure of this embodiment can be freely combined with any of the structures of the second to seventh embodiments.
【0177】〔実施例9〕本実施例では、実施例7と実
施例8とを組み合わせた場合の例について図10を用い
て説明する。[Embodiment 9] In this embodiment, an example in which Embodiments 7 and 8 are combined will be described with reference to FIG.
【0178】まず実施例8の工程に従って図9(C)の
リンドープ工程の手前まで行った。そこで窒化シリコン
膜901及びゲート絶縁膜(図示せず)を、レジストマ
スク907、908をマスクとしてエッチングしてゲー
ト絶縁膜11、12及び窒化シリコン膜13、14を形
成した。First, the steps up to the step of phosphorus doping of FIG. Thus, the silicon nitride film 901 and the gate insulating film (not shown) were etched using the resist masks 907 and 908 as masks to form gate insulating films 11 and 12 and silicon nitride films 13 and 14.
【0179】窒化シリコン膜及びゲート絶縁膜のエッチ
ングが終了したら、実施例7の条件に従ってリンの添加
工程を行い、第3不純物領域15及び第5不純物領域1
6を形成した。(図10(A))After the etching of the silicon nitride film and the gate insulating film is completed, a step of adding phosphorus is performed according to the conditions of the seventh embodiment, and the third impurity region 15 and the fifth impurity region 1 are formed.
6 was formed. (FIG. 10A)
【0180】次に、レジストマスク907、908を除
去した後、実施例7(実施例1)と同様の条件でゲッタ
リングのための熱処理工程を行った。この熱処理工程
後、第3不純物領域17及び第5不純物領域18には1
×1017〜1×1020atoms/cm 3(代表的には1×10
18〜5×1019atoms/cm3)の濃度でニッケルが存在し
た。チャネル形成領域とのニッケル濃度の関係は既に説
明した通りである。Next, the resist masks 907 and 908 are removed.
After removal, getters were obtained under the same conditions as in Example 7 (Example 1).
A heat treatment step for the ring was performed. This heat treatment process
After that, the third impurity region 17 and the fifth impurity region 18 have 1
× 1017~ 1 × 1020atoms / cm Three(Typically 1 × 10
18~ 5 × 1019atoms / cmThree) Concentration of nickel
Was. The relationship between the nickel concentration and the channel formation region has already been described.
It is exactly as stated.
【0181】以上の工程の後、実施例1と同様の工程を
順次行うことによってCMOS回路が完成した。本実施
例によって作製したCMOS回路の構造と図1に示した
構造とは、ゲート配線を覆う窒化シリコン膜とゲート絶
縁膜の形状が異なるのみで他は同一であるので詳細な説
明は省略する。After the above steps, the same steps as those of the first embodiment are sequentially performed to complete the CMOS circuit. The structure of the CMOS circuit manufactured according to this embodiment and the structure shown in FIG. 1 are the same except for the shape of the silicon nitride film covering the gate wiring and the shape of the gate insulating film.
【0182】なお、本実施例の構成は実施例2〜6のい
ずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。The structure of this embodiment can be freely combined with any of the structures of the second to sixth embodiments.
【0183】〔実施例10〕実施例1ではCMOS回路
を例にとって説明したが、本実施例ではアクティブマト
リクス型液晶表示パネルにおいて画素マトリクス回路に
本願発明を適用した場合について説明する。説明には図
12を用いる。なお、図12(A)中においてA−A'
で切断した断面構造図が図12(B)、その等価回路が
図12(C)に相当する。また、図12(B)に示す画
素TFTは同一構造のNTFTが直列に接続されたダブ
ルゲート構造であるので、片方のみに符号を付して説明
することとする。[Embodiment 10] In the embodiment 1, the CMOS circuit has been described as an example. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a pixel matrix circuit in an active matrix type liquid crystal display panel will be described. FIG. 12 is used for the description. Note that AA ′ in FIG.
12B corresponds to FIG. 12B, and an equivalent circuit thereof corresponds to FIG. 12C. Further, since the pixel TFT shown in FIG. 12B has a double gate structure in which NTFTs having the same structure are connected in series, only one of them will be described with reference numerals.
【0184】まず、実施例1の工程に従って、基板14
00上に下地膜1401、チャネル形成領域1402、
第1不純物領域1403、第2不純物領域1404、第
3不純物領域1405、1406、ゲート絶縁膜140
7、ゲート配線1409、サイドウォール1408、窒
化シリコン膜1410、第1層間絶縁膜1411、ソー
ス配線1412、ドレイン配線1413を形成した。First, according to the process of the first embodiment, the substrate 14
The base film 1401, the channel formation region 1402,
First impurity region 1403, second impurity region 1404, third impurity regions 1405 and 1406, gate insulating film 140
7, a gate wiring 1409, a sidewall 1408, a silicon nitride film 1410, a first interlayer insulating film 1411, a source wiring 1412, and a drain wiring 1413 were formed.
【0185】そして、各配線上にパッシベーション膜と
して窒化シリコン膜1414、第2層間絶縁膜1415
とを形成した。さらに、その上に第3層間絶縁膜141
6を形成し、ITO、SnO2等の透明導電膜からなる
画素電極1418を形成した。また、1417も画素電
極である。Then, a silicon nitride film 1414 as a passivation film and a second interlayer insulating film 1415 are formed on each wiring.
And formed. Further, a third interlayer insulating film 141 is further formed thereon.
6, and a pixel electrode 1418 made of a transparent conductive film such as ITO or SnO 2 was formed. Reference numeral 1417 denotes a pixel electrode.
【0186】また、容量部は、容量配線1422を上部
電極とし、アンドープシリコン層(真性半導体層又は1
×1016〜5×1018atoms/cm3の濃度でボロンが添加
された半導体層)1419と不純物領域1420(第1
不純物領域1403と同濃度のリンを含む)とでなる下
部電極とで、絶縁膜1421(ゲート絶縁膜1407か
ら延在する)を挟んで形成した。なお、容量配線142
2は、画素TFTのゲート配線1409と同時に形成さ
れ、接地または固定電圧に接続された。The capacitor portion has a capacitor wiring 1422 as an upper electrode and an undoped silicon layer (intrinsic semiconductor layer or 1).
A semiconductor layer to which boron is added at a concentration of × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 ) 1419 and an impurity region 1420 (first semiconductor layer).
The insulating film 1421 (extending from the gate insulating film 1407) is formed between the lower electrode including the impurity region 1403 and the same concentration of phosphorus. Note that the capacitance wiring 142
2 was formed simultaneously with the gate wiring 1409 of the pixel TFT, and was connected to ground or a fixed voltage.
【0187】また、絶縁膜1421は、画素TFTのゲ
ート絶縁膜1407と同一の材料で構成された。また、
アンドープシリコン層1419は、画素TFTのチャネ
ル形成領域1402と同じ材料で構成された。The insulating film 1421 was made of the same material as the gate insulating film 1407 of the pixel TFT. Also,
The undoped silicon layer 1419 was made of the same material as the channel forming region 1402 of the pixel TFT.
【0188】このようにして、同一基板に画素TFT
と、容量部と、CMOS回路とを同時に作製し、集積化
することができた。本実施例では一例として透過型LC
Dを例にとって説明したがこれに限定されないことは言
うまでもない。As described above, the pixel TFT is formed on the same substrate.
, The capacitor part and the CMOS circuit were simultaneously manufactured and integrated. In this embodiment, as an example, a transmission type LC
Although D has been described as an example, it is needless to say that the present invention is not limited to this.
【0189】例えば、画素電極の材料として反射性の導
電材料を用い、画素電極のパターンの変更、または幾つ
かの工程の追加/削除を適宜行えば反射型のLCDを作
製することが可能である。For example, a reflective LCD can be manufactured by using a reflective conductive material as the material of the pixel electrode and changing the pattern of the pixel electrode or adding / deleting some steps as appropriate. .
【0190】また、本実施例では、画素マトリクス回路
の画素TFTのゲート配線をダブルゲート構造としてい
るが、オフ電流のバラツキを低減するために、トリプル
ゲート構造等のマルチゲート構造としても構わない。ま
た、開口率を向上させるためにシングルゲート構造とし
てもよい。In this embodiment, the gate wiring of the pixel TFT of the pixel matrix circuit has a double gate structure. However, a multi-gate structure such as a triple gate structure may be used in order to reduce variation in off current. Further, a single gate structure may be used to improve the aperture ratio.
【0191】なお、本実施例の構成は実施例1〜9のい
ずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。The structure of this embodiment can be freely combined with any of the structures of the first to ninth embodiments.
【0192】〔実施例11〕本実施例では、実施例10
とは異なる構造の容量部を形成した例を図13に示す。
基本的な構成は実施例10とほぼ同様であるので相違点
のみに着目して説明する。本実施例の容量部は、第3不
純物領域1501に接続されている不純物領域(第2不
純物領域と同濃度のリンを含む)1502と、ゲート絶
縁膜から延在する絶縁膜1503と容量配線1504で
形成されている。[Embodiment 11] In this embodiment, the tenth embodiment will be described.
FIG. 13 shows an example in which a capacitance portion having a structure different from that of FIG.
Since the basic configuration is almost the same as that of the tenth embodiment, only the differences will be described. The capacitor portion of this embodiment includes an impurity region (including phosphorus having the same concentration as the second impurity region) 1502 connected to the third impurity region 1501, an insulating film 1503 extending from the gate insulating film, and a capacitor wiring 1504. It is formed with.
【0193】また、ブラックマスク1505をTFT形
成側基板に設けた。なお、容量配線1504は画素TF
Tのソース配線及びドレイン配線と同時に形成され、接
地または固定電圧に接続される。このようにして、同一
基板に画素TFTと、容量部と、CMOS回路とを同時
に作製し、集積化することができる。勿論、実施例1〜
9のいずれの実施例との組み合わせも可能である。Further, a black mask 1505 was provided on the TFT forming side substrate. Note that the capacitor wiring 1504 is connected to the pixel TF
It is formed simultaneously with the source wiring and drain wiring of T, and is connected to ground or a fixed voltage. In this way, the pixel TFT, the capacitor, and the CMOS circuit can be simultaneously manufactured and integrated on the same substrate. Of course, Examples 1 to
Combinations with any of the nine embodiments are possible.
【0194】〔実施例12〕本実施例では、実施例1
0、11とは異なる容量部を形成した例を図14に示
す。基本的な構成は実施例10とほぼ同様であるので相
違点のみに着目して説明する。まず、実施例1に従っ
て、第2層間絶縁膜1602と、遮光性を有する導電材
料からなるブラックマスク1603とを形成した。さら
に、その上に第3層間絶縁膜を形成し、ITO、SnO
2等の透明導電膜からなる画素電極1604を形成し
た。[Embodiment 12] In this embodiment, Embodiment 1 will be described.
FIG. 14 shows an example in which a capacitance portion different from 0 and 11 is formed. Since the basic configuration is almost the same as that of the tenth embodiment, only the differences will be described. First, a second interlayer insulating film 1602 and a black mask 1603 made of a light-shielding conductive material were formed according to Example 1. Further, a third interlayer insulating film is formed thereon, and ITO, SnO
A pixel electrode 1604 made of a transparent conductive film such as 2 was formed.
【0195】なお、ブラックマスク1603は画素TF
T部を覆い、且つ、ドレイン配線1601と容量部を形
成している。この時、容量部の誘電体は第2層間絶縁膜
1602である。また、第2層間絶縁膜1602の一部
をエッチングして、パッシベーション膜として設けた窒
化シリコン膜1605を露呈させ、窒化シリコン膜16
05のみを誘電体として用いる構造とすることもでき
る。The black mask 1603 corresponds to the pixel TF
The T part is covered, and the drain wiring 1601 and the capacitance part are formed. At this time, the dielectric of the capacitance part is the second interlayer insulating film 1602. Further, a part of the second interlayer insulating film 1602 is etched to expose the silicon nitride film 1605 provided as a passivation film,
It is also possible to adopt a structure using only 05 as a dielectric.
【0196】このようにして、同一基板に画素TFT
と、容量部と、CMOS回路とを同時に作製し、集積化
することができる。勿論、実施例1〜9のいずれの実施
例との組み合わせも可能である。As described above, the pixel TFT is formed on the same substrate.
, A capacitor portion, and a CMOS circuit can be simultaneously manufactured and integrated. Of course, a combination with any of the first to ninth embodiments is also possible.
【0197】〔実施例13〕本実施例について図15を
用いて説明する。本実施例では、画素TFTのチャネル
形成領域の下方に絶縁膜1701を介して、バックゲー
ト電極1702、1703を形成した。なお、ここでい
うバックゲート電極とは、しきい値電圧の制御やオフ電
流を低減する目的で設けられた電極であり、活性層(チ
ャネル形成領域)を挟んでゲート配線とは逆側に設けら
れた疑似的なゲート電極をいう。[Embodiment 13] This embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the back gate electrodes 1702 and 1703 are formed below the channel forming region of the pixel TFT with the insulating film 1701 interposed therebetween. Note that the back gate electrode here is an electrode provided for the purpose of controlling a threshold voltage or reducing off-state current, and is provided on the opposite side of a gate wiring with an active layer (channel formation region) interposed therebetween. Means a pseudo gate electrode.
【0198】バックゲート電極1702、1703は導
電性材料であれば問題なく用いることができるが、本願
発明では触媒元素のゲッタリング工程で550〜650
℃程度の熱処理工程があるため、その温度に耐える耐熱
性を要求する。例えば、ポリシリコン膜(真性であって
も不純物が添加されていても良い)を用いたシリコンゲ
ート電極を用いることは有効である。The back gate electrodes 1702 and 1703 can be used without any problem as long as they are conductive materials. However, in the present invention, 550 to 650 are required in the step of gettering the catalytic element.
Since there is a heat treatment process at about ° C, heat resistance that can withstand the temperature is required. For example, it is effective to use a silicon gate electrode using a polysilicon film (either intrinsic or doped with impurities).
【0199】また、絶縁膜1701はバックゲート電極
のゲート絶縁膜として機能するため、ピンホール等の少
ない膜質の良い絶縁膜を用いる。本実施例では酸化窒化
シリコン膜を用いるが、他にも酸化シリコン膜や窒化シ
リコン膜を用いることができる。ただし、その上にTF
Tが作製されるため、できるだけ平坦面を実現できるよ
うな材料が望ましい。Since the insulating film 1701 functions as a gate insulating film of the back gate electrode, an insulating film with good quality and few pinholes is used. Although a silicon oxynitride film is used in this embodiment, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be used instead. However, TF
Since T is manufactured, a material that can realize a flat surface as much as possible is desirable.
【0200】本実施例ではバックゲート電極1702、
1703に電圧を印加することによってチャネル形成領
域の電界分布を電気的に変化させ、しきい値電圧の制御
やオフ電流の低減を可能とした。特に、本実施例のよう
な画素TFTに対しては効果的である。In this embodiment, the back gate electrode 1702,
By applying a voltage to 1703, the electric field distribution in the channel formation region is electrically changed, so that the threshold voltage can be controlled and the off-state current can be reduced. In particular, it is effective for the pixel TFT as in this embodiment.
【0201】なお、本実施例の構成は実施例1〜12の
いずれの実施例とも自由に組み合わせることが可能であ
る。The structure of this embodiment can be freely combined with any of the first to twelfth embodiments.
【0202】〔実施例14〕本実施例について図16を
用いて説明する。本実施例は、実施の形態に示した構造
とはゲート絶縁膜および保護膜の部分が異なっている例
である。なお、図16では断面図を示し、上面からみた
図は図11に相当する。図16において、401は絶縁
表面を有する基板である。[Embodiment 14] This embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is an example in which the gate insulating film and the protective film are different from the structure shown in the embodiment. Note that FIG. 16 shows a cross-sectional view, and a diagram viewed from above corresponds to FIG. In FIG. 16, reference numeral 401 denotes a substrate having an insulating surface.
【0203】NTFTの活性層は、チャネル形成領域4
02、一対の第1不純物領域403、一対の第2不純物
領域404及び一対の第3不純物領域405を含んで形
成されている。The active layer of the NTFT is composed of the channel formation region 4
02, a pair of first impurity regions 403, a pair of second impurity regions 404, and a pair of third impurity regions 405.
【0204】また、チャネル形成領域402(409も
同様)は真性半導体層又は1×10 16〜5×1018atom
s/cm3の濃度でボロンが添加された半導体層でなる。The channel formation region 402 (409 also
The same) is an intrinsic semiconductor layer or 1 × 10 16~ 5 × 1018atom
s / cmThreeAnd a semiconductor layer to which boron is added at a concentration of
【0205】こうして形成された活性層の上にはゲート
絶縁膜406、411が形成されている。図16の場
合、ゲート絶縁膜406が第2不純物領域404にオー
バーラップするような状態で形成されている。これは第
2不純物領域404を形成する際のプロセス上の構造で
ある。換言すればゲート絶縁膜406はチャネル形成領
域402、第1不純物領域403及び第2不純物領域4
04に接して設けられる。The gate insulating films 406 and 411 are formed on the active layer thus formed. In the case of FIG. 16, the gate insulating film 406 is formed so as to overlap the second impurity region 404. This is a process structure when the second impurity region 404 is formed. In other words, the gate insulating film 406 includes the channel formation region 402, the first impurity region 403, and the second impurity region 4.
04 is provided.
【0206】また、ゲート絶縁膜406、411上には
ゲート配線407、412が設けられている。なお、熱
処理に耐え得るゲート配線とするため保護膜を形成する
方が好ましい。The gate wirings 407 and 412 are provided on the gate insulating films 406 and 411. Note that it is preferable to form a protective film so that the gate wiring can withstand heat treatment.
【0207】また、408はサイドウォール、413は
保護膜、414は第1層間絶縁膜、415および416
はソース配線、417はドレイン配線、418は窒化シ
リコン層、419は第2層間絶縁膜である。Further, reference numeral 408 denotes a side wall, 413 denotes a protective film, 414 denotes a first interlayer insulating film, and 415 and 416.
Is a source wiring, 417 is a drain wiring, 418 is a silicon nitride layer, and 419 is a second interlayer insulating film.
【0208】図16に示した構造を得る工程の一例につ
いて図17〜図19を用いて以下に説明する。なお、上
面図は図12(A)と同じである。An example of a process for obtaining the structure shown in FIG. 16 will be described below with reference to FIGS. Note that the top view is the same as FIG.
【0209】まず、実施例1と同様にして基板1001
上に酸化シリコン膜1002でなる下地膜を200nm厚
に形成した。なお、基板1001として、例えばガラス
基板、石英基板を用いることができる。First, in the same manner as in Embodiment 1,
A base film made of a silicon oxide film 1002 was formed thereon to a thickness of 200 nm. Note that as the substrate 1001, for example, a glass substrate or a quartz substrate can be used.
【0210】次に、実施例1と同様にして酸化シリコン
膜1002上に30nm厚のアモルファスシリコン膜(非
晶質シリコン膜)をプラズマCVD法により形成し、脱
水素処理後、触媒元素を用いた熱結晶化法によりポリシ
リコン膜(結晶質シリコン膜または多結晶シリコン膜)
を形成した。Next, an amorphous silicon film (amorphous silicon film) having a thickness of 30 nm was formed on the silicon oxide film 1002 by a plasma CVD method in the same manner as in Example 1, and after a dehydrogenation treatment, a catalytic element was used. Polycrystalline silicon film (crystalline silicon film or polycrystalline silicon film) by thermal crystallization
Was formed.
【0211】次いで結晶質シリコン膜をパターニングし
て図17(A)に示す島状のシリコン層からなる活性層
1003、1004を形成した。なお、ポリシリコン膜
を形成した後、エキシマレーザー光を照射して結晶性を
高めても良い。また、活性層1003、1004を形成
した後に行っても構わない。エキシマレーザー光の照射
工程は公知の技術を用いれば良いので説明は省略する。Next, the crystalline silicon film was patterned to form active layers 1003 and 1004 made of island-shaped silicon layers as shown in FIG. After forming the polysilicon film, the crystallinity may be improved by irradiating an excimer laser beam. Alternatively, it may be performed after the formation of the active layers 1003 and 1004. A known technique may be used for the step of irradiating the excimer laser light, and thus the description is omitted.
【0212】次に、実施例1と同様にして活性層100
3、1004を覆って酸化シリコン膜でなるゲート絶縁
膜1005を形成し、その上にタンタルと窒化タンタル
の積層構造でなるゲート配線(ゲート電極を含む)10
06、1007を形成した。ここでのゲート絶縁膜10
05の膜厚は100nmとした。(図17(A))Next, the active layer 100 is formed in the same manner as in the first embodiment.
3, 1004, a gate insulating film 1005 made of a silicon oxide film is formed, and a gate wiring (including a gate electrode) 10 having a laminated structure of tantalum and tantalum nitride is formed thereon.
06 and 1007 were formed. Gate insulating film 10 here
The film thickness of 05 was 100 nm. (FIG. 17A)
【0213】こうして図17(A)の状態が得られた
ら、実施例1と同様にして1回目のリンドープ工程(リ
ンの添加工程)を行った。また、こうして形成された第
1不純物領域1008、1009は長さ(幅)が0.5
μm、リン濃度が1×1017atoms/cm3となるようにドー
ズ量を調節した。実施例1と同様にこの時のリン濃度を
(n−)で表すことにする。When the state shown in FIG. 17A was obtained, a first phosphorus doping step (a step of adding phosphorus) was performed in the same manner as in Example 1. The first impurity regions 1008 and 1009 thus formed have a length (width) of 0.5.
The dose was adjusted so that the concentration was 1 μm and the phosphorus concentration was 1 × 10 17 atoms / cm 3 . As in the first embodiment, the phosphorus concentration at this time is represented by (n−).
【0214】第1不純物領域1008、1009はゲー
ト配線1006、1007をマスクとして自己整合的に
形成された。この時、ゲート配線1006、1007の
直下には真性な結晶質シリコン層が残り、チャネル形成
領域1010、1011が形成された。ただし、実際に
は多少ゲート配線の内側に回り込んで添加される分もあ
るため、ゲート配線1006、1007と第1不純物領
域1008、1009とがオーバーラップするような構
造となった。(図17(B))The first impurity regions 1008 and 1009 were formed in a self-aligned manner using the gate wirings 1006 and 1007 as masks. At this time, an intrinsic crystalline silicon layer remains immediately below the gate wirings 1006 and 1007, and channel formation regions 1010 and 1011 were formed. However, actually, there is a part that is added around the inside of the gate wiring, so that the structure is such that the gate wirings 1006 and 1007 and the first impurity regions 1008 and 1009 overlap. (FIG. 17B)
【0215】次に、実施例1と同様にしてゲート配線1
006、1007を覆うようにして0.1〜1μm(代
表的には0.2〜0.3μm)の厚さの非晶質シリコン
層を形成し、異方性エッチングを行うことによりサイド
ウォール1012、1013を形成した。サイドウォー
ル1012、1013の幅(ゲート配線の側壁からみた
厚さ)は0.2μmとした。(図17(C))Next, as in the first embodiment, the gate wiring 1
An amorphous silicon layer having a thickness of 0.1 to 1 μm (typically 0.2 to 0.3 μm) is formed so as to cover 006 and 1007, and anisotropic etching is performed to form a side wall 1012. , 1013 were formed. The width of the side walls 1012 and 1013 (the thickness as viewed from the side wall of the gate wiring) was 0.2 μm. (FIG. 17C)
【0216】なお、本実施例では実施例1と同様に非晶
質シリコン層として不純物を何も添加しないものを用い
るため、真性なシリコン層でなるサイドウォールが形成
された。In this embodiment, as in the first embodiment, since an amorphous silicon layer to which no impurity is added is used, a sidewall made of an intrinsic silicon layer is formed.
【0217】図17(C)の状態が得られたら、実施例
1と同様にして2回目のリンドープ工程を行った。この
場合も1回目と同様に加速電圧を80KeVとした。ま
た、今回形成された第2不純物領域1014、1015
にはリンが1×1018atoms/cm 3の濃度で含まれるよう
にドーズ量を調節した。実施例1と同様にこの時のリン
濃度を(n)で表すことにする。When the state shown in FIG. 17C is obtained, the embodiment will be described.
A second phosphorus doping step was performed in the same manner as in 1. this
In this case, the acceleration voltage was set to 80 KeV as in the first time. Ma
The second impurity regions 1014 and 1015 formed this time
Has 1 × 10 phosphorus18atoms / cm ThreeAt a concentration of
The dose was adjusted. The phosphorus at this time is the same as in the first embodiment.
Let the concentration be represented by (n).
【0218】なお、図17(D)に示すリンドープ工程
ではサイドウォール1012、1013の真下のみに第
1不純物領域1008、1009が残る。即ち、この工
程で図16に示した第1不純物領域403が画定した。
この第1不純物領域403は1stLDD領域として機能
することになる。In the phosphorus doping step shown in FIG. 17D, the first impurity regions 1008 and 1009 remain only under the sidewalls 1012 and 1013. That is, in this step, the first impurity region 403 shown in FIG. 16 was defined.
This first impurity region 403 functions as a 1st LDD region.
【0219】次に、NTFTの一部を覆うレジストマス
ク1016とPTFTの一部を覆うレジストマスク10
17を形成した。そして、この状態でゲート絶縁膜10
05をドライエッチングして加工されたゲート絶縁膜1
018を形成した。(図17(E))この時、PTFT
においては、PTFTの一部を覆うレジストマスク10
17によって、図17(E)中に示した距離X(1〜2
0μm、代表的には2μm)だけ活性層の端部を露出さ
せた。Next, a resist mask 1016 covering a part of the NTFT and a resist mask 1016 covering a part of the PTFT
17 was formed. Then, in this state, the gate insulating film 10 is formed.
Gate insulating film 1 processed by dry etching 05
018 was formed. (FIG. 17E) At this time, the PTFT
A resist mask 10 covering a part of the PTFT
17, the distance X (1 to 2) shown in FIG.
0 μm, typically 2 μm) to expose the edge of the active layer.
【0220】また、この時、ゲート絶縁膜1018がサ
イドウォール1012よりも外側に突出している部分の
長さ(ゲート絶縁膜1018が第2不純物領域1014
に接している部分の長さ)が、図16に示す第2不純物
領域404の長さ(幅)を決定する。従って、レジスト
マスク1016、1017のマスク合わせは精度良く行
うことが必要である。従来はLDD領域が一つであった
ので、その幅のバラツキが電気特性に大きく影響してし
まったが、本実施例の場合は実質的にLDD領域が二つ
あるため、第2不純物領域の幅が多少ばらついても問題
とはならなかった。At this time, the length of the portion where the gate insulating film 1018 protrudes outside the sidewall 1012 (the gate insulating film 1018 is
16) determines the length (width) of the second impurity region 404 shown in FIG. Therefore, mask alignment of the resist masks 1016 and 1017 needs to be performed with high accuracy. Conventionally, since there was only one LDD region, variations in the width greatly affected the electrical characteristics. However, in the present embodiment, since there are substantially two LDD regions, the second impurity region has A slight variation in width did not matter.
【0221】図17(E)の状態が得られたら、3回目
のリンドープ工程を行った。今回は露出した活性層にリ
ンを添加することになるため、加速電圧を10KeVと低
めに設定した。なお、こうして形成された第3不純物領
域1019、1020にはリンが5×1020atoms/cm3
の濃度で含まれるようにドーズ量を調節した。この時の
リン濃度を(n+)で表すことにする。(図18
(A))When the state shown in FIG. 17E was obtained, a third phosphorus doping step was performed. In this case, since the phosphorus is added to the exposed active layer, the acceleration voltage is set to be as low as 10 KeV. Note that phosphorus formed in the third impurity regions 1019 and 1020 thus formed is 5 × 10 20 atoms / cm 3.
The dose was adjusted so as to be contained at a concentration of. The phosphorus concentration at this time is represented by (n +). (FIG. 18
(A))
【0222】この工程ではレジストマスク1016によ
って遮蔽された部分にはリンが添加されないため、その
部分には第2不純物領域1014がそのまま残る。従っ
て、ここで図16に示す第2不純物領域404が画定し
た。また同時に、図16に示す第3不純物領域405が
画定した。In this step, since phosphorus is not added to the portion shielded by the resist mask 1016, the second impurity region 1014 remains in that portion. Therefore, the second impurity region 404 shown in FIG. 16 is defined here. At the same time, the third impurity region 405 shown in FIG. 16 was defined.
【0223】この第2不純物領域1014は2ndLDD
領域として機能し、第3不純物領域405はソース領域
又はドレイン領域として機能することになる。The second impurity region 1014 has a 2nd LDD
The third impurity region 405 functions as a source region or a drain region.
【0224】なお、本実施例では第3不純物領域101
9、1020の濃度が少なくとも1×1019atoms/cm3
以上(好ましくは1×1020〜5×1021atoms/cm3)
となるようにリンの添加量を調節することが望ましい。
これ以下の濃度であると、効果的なリンによるゲッタリ
ング効果を期待できなくなる恐れがある。In the present embodiment, the third impurity region 101
The concentration of 9, 1020 is at least 1 × 10 19 atoms / cm 3
(Preferably 1 × 10 20 to 5 × 10 21 atoms / cm 3 )
It is desirable to adjust the amount of phosphorus added so that
If the concentration is lower than this, an effective gettering effect by phosphorus may not be expected.
【0225】次に、レジストマスク1016、1017
を除去し、NTFT及びPTFT全部を覆う保護膜10
21を形成した。この時、保護膜1021として設けた
窒化シリコン膜はゲート配線の材料として用いたタンタ
ル膜が酸化されるのを防ぐ。ゲート配線が酸化されにく
いか、酸化によって形成される酸化膜がエッチングしや
すいものであれば問題はないが、タンタル膜は酸化され
やすいばかりでなく、酸化タンタル膜が非常にエッチン
グしにくい膜であるため、窒化シリコン膜1021を設
けることが望ましかった。窒化シリコン膜1021に代
えて、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、またはこ
れらの積層膜を用いることができ、その膜厚範囲は1〜
30nm、好ましくは5〜20nm(本実施例では膜厚10
nmの窒化シリコン膜)とした。また、スパッタ法(ボロ
ンを含有したシリコンターゲットを用い、Arガスと窒
素ガスを用いた)によるボロンを含む窒化シリコン膜は
熱伝導率が高く、放熱層として働くため望ましい。Next, resist masks 1016 and 1017
Is removed, and the protective film 10 covering the entire NTFT and PTFT is removed.
21 was formed. At this time, the silicon nitride film provided as the protective film 1021 prevents the tantalum film used as the material of the gate wiring from being oxidized. There is no problem as long as the gate wiring is not easily oxidized or the oxide film formed by oxidation is easily etched, but the tantalum film is not only easily oxidized, but also the tantalum oxide film is very difficult to etch. Therefore, it is desirable to provide the silicon nitride film 1021. Instead of the silicon nitride film 1021, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, or a stacked film thereof can be used.
30 nm, preferably 5 to 20 nm (in this embodiment, the film thickness is 10
nm silicon nitride film). A silicon nitride film containing boron by a sputtering method (using a silicon target containing boron and using an Ar gas and a nitrogen gas) is preferable because it has a high thermal conductivity and functions as a heat dissipation layer.
【0226】次いで、500〜650℃、代表的には5
50〜600℃で2〜24時間、代表的には4〜12時
間(本実施例では窒素雰囲気で600℃12時間)の熱
処理を行った。(図18(B))この熱処理は活性層中
に残存したニッケルを除去する。本実施例ではニッケル
を除去する技術として、特開平10−270363号公
報に記載された技術を用いた。特開平10−27036
3号公報に記載された技術は、半導体の結晶化に用いた
ニッケルを、結晶化後に15族に属する元素(代表的に
はリン)のゲッタリング作用を用いて除去する技術であ
る。この熱処理によって活性層中に残存した触媒元素
(本実施例ではニッケル)は、矢印の方向に向かって移
動し、第3不純物領域1019、1020中に捕獲(ゲ
ッタリング)される。ただし、熱処理をする前に、第3
不純物領域1019、1020には1×1019atoms/cm
3の濃度以上、好ましくは1×1020〜5×1021atoms
/cm3の濃度でリンを含有させることが必要である。この
第3不純物領域1019、1020をゲッタリング領域
と呼ぶ。Next, at 500-650 ° C., typically 5
The heat treatment was performed at 50 to 600 ° C. for 2 to 24 hours, typically 4 to 12 hours (in this example, at 600 ° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere). (FIG. 18B) This heat treatment removes nickel remaining in the active layer. In the present embodiment, as a technique for removing nickel, a technique described in JP-A-10-270363 was used. JP-A-10-27036
The technique described in Japanese Patent Publication No. 3 is a technique for removing nickel used for crystallization of a semiconductor after crystallization by using a gettering action of an element belonging to Group 15 (typically, phosphorus). The catalyst element (nickel in this embodiment) remaining in the active layer by this heat treatment moves in the direction of the arrow and is captured (gettered) in the third impurity regions 1019 and 1020. However, before heat treatment,
1 × 10 19 atoms / cm in impurity regions 1019 and 1020
3 or more, preferably 1 × 10 20 to 5 × 10 21 atoms
It is necessary to contain phosphorus at a concentration of / cm 3 . These third impurity regions 1019 and 1020 are called gettering regions.
【0227】また、こうして形成されたチャネル領域1
010、1011に含まれるニッケル濃度は、2×10
17atoms/cm3以下、代表的には1×1014〜5×1016a
toms/cm3にまで低減された。なお、第3不純物領域10
19、1020に含まれるニッケル濃度は、1×1018
〜1×1021atoms/cm3、代表的には5×1018〜5×
1019atoms/cm3である。また、この加熱処理によって
膜中の不純物(リン及びボロン)を活性化させることが
できる。なお、ゲート配線1006、1007の上部は
窒化シリコン膜1021と接し、配線の側部はサイドウ
ォール1012、1013に接しているため、加熱処理
による配線の変質(酸化等)はほとんどない。The channel region 1 thus formed is
The nickel concentration contained in 010 and 1011 is 2 × 10
17 atoms / cm 3 or less, typically 1 × 10 14 to 5 × 10 16 a
It has been reduced to toms / cm 3 . The third impurity region 10
The nickel concentration contained in 19 and 1020 is 1 × 10 18
11 × 10 21 atoms / cm 3 , typically 5 × 10 18 -5 ×
10 19 atoms / cm 3 . Further, impurities (phosphorus and boron) in the film can be activated by this heat treatment. Note that since the upper portions of the gate wirings 1006 and 1007 are in contact with the silicon nitride film 1021 and the side portions of the wiring are in contact with the sidewalls 1012 and 1013, there is almost no deterioration (oxidation or the like) of the wiring due to heat treatment.
【0228】次に、NTFT全部を覆うレジストマスク
1022を形成した。そして、まずPTFTの窒化シリ
コン膜1021を除去した。(図18(C))Next, a resist mask 1022 covering the entire NTFT was formed. Then, first, the silicon nitride film 1021 of the PTFT was removed. (FIG. 18 (C))
【0229】続いて、PTFTのサイドウォール101
3及び第3の不純物領域1020を除去した。(図18
(D))なお、この除去工程によりPTFTの活性層の
幅が決定する。Subsequently, the side wall 101 of the PTFT
The third and third impurity regions 1020 were removed. (FIG. 18
(D)) The width of the active layer of the PTFT is determined by this removing step.
【0230】さらにゲート絶縁膜1005をドライエッ
チングしてゲート配線1007と同形状のゲート絶縁膜
1023を形成した。(図19(A))ここでは、同時
に下地膜もエッチングされるが図示しない。Further, the gate insulating film 1005 was dry-etched to form a gate insulating film 1023 having the same shape as the gate wiring 1007. (FIG. 19A) Here, the base film is also etched at the same time, but is not shown.
【0231】図19(A)の状態が得られたら、ボロン
ドープ工程(ボロンの添加工程)を行った。ここでは加
速電圧を10KeVとし、形成された第4不純物領域10
24に3×1021atoms/cm3の濃度でボロンが含まれる
ようにドーズ量を調節した。この時のボロン濃度を(p
++)で表すことにする。(図19(B))When the state shown in FIG. 19A was obtained, a boron doping step (a step of adding boron) was performed. Here, the acceleration voltage is set to 10 KeV, and the formed fourth impurity region 10 is formed.
The dose was adjusted so that 24 contained boron at a concentration of 3 × 10 21 atoms / cm 3 . The boron concentration at this time is (p
++). (FIG. 19B)
【0232】この時、ボロンもゲート配線1007の内
側に回り込んで添加されたため、チャネル形成領域10
11はゲート配線1007の内側に形成された。また、
この工程ではPTFT側に形成されていた第1不純物領
域1009及び第2不純物領域1015をボロンで反転
させてP型にしている。従って、実際にはもともと第1
不純物領域だった部分と第2不純物領域だった部分とで
抵抗値が変化するが、十分高い濃度でボロンを添加して
いるので問題とはならない。At this time, since boron was also added to the inside of the gate wiring 1007 and added, the channel formation region 10
Reference numeral 11 is formed inside the gate wiring 1007. Also,
In this step, the first impurity region 1009 and the second impurity region 1015 formed on the PTFT side are inverted with boron to be P-type. Therefore, actually the first
Although the resistance value changes between the portion that was the impurity region and the portion that was the second impurity region, there is no problem because boron is added at a sufficiently high concentration.
【0233】こうすることで図16に示す第4不純物領
域410が画定する。第4不純物領域1024はゲート
配線1007をマスクとして完全に自己整合的に形成さ
れ、ソース領域又はドレイン領域として機能する。本実
施例ではPTFTに対してLDD領域もオフセット領域
も形成していないが、PTFTはもともと信頼性が高い
ので問題はなく、かえってLDD領域等を設けない方が
オン電流を稼ぐことができるので都合が良い場合もあ
る。Thus, the fourth impurity region 410 shown in FIG. 16 is defined. The fourth impurity region 1024 is formed in a completely self-aligned manner using the gate wiring 1007 as a mask, and functions as a source region or a drain region. In this embodiment, neither the LDD region nor the offset region is formed with respect to the PTFT. However, the PTFT is inherently high in reliability, so that there is no problem. May be better.
【0234】こうして最終的には図19(B)に示すよ
うに、NTFTの活性層にはチャネル形成領域、第1不
純物領域、第2不純物領域及び第3不純物領域が形成さ
れ、PTFTの活性層にはチャネル形成領域及び第4不
純物領域のみが形成される。As a result, as shown in FIG. 19B, a channel forming region, a first impurity region, a second impurity region, and a third impurity region are finally formed in the active layer of the NTFT, and the active layer of the PTFT is formed. Only the channel formation region and the fourth impurity region are formed.
【0235】そのようにして図19(B)の状態が得ら
れたら、レジストマスク1022を除去した後、ボロン
の熱活性化またはレーザー活性化を行った。この際にゲ
ート電極を熱から保護する膜を形成してもよい。次い
で、第1層間絶縁膜1025を1μmの厚さに形成し
た。第1層間絶縁膜1025としては酸化シリコン膜、
窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、有機樹脂膜また
はそれらの積層膜を用いることができる。本実施例では
アクリル樹脂膜を採用した。When the state shown in FIG. 19B was obtained in this way, the resist mask 1022 was removed, and then boron thermal activation or laser activation was performed. At this time, a film for protecting the gate electrode from heat may be formed. Next, a first interlayer insulating film 1025 was formed to a thickness of 1 μm. A silicon oxide film as the first interlayer insulating film 1025;
A silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an organic resin film, or a stacked film thereof can be used. In this embodiment, an acrylic resin film is employed.
【0236】第1層間絶縁膜1025を形成した後、コ
ンタクトホールの形成を行ない、金属材料でなるソース
配線1026、1027及びドレイン配線1028を形
成した。本実施例ではチタンを含むアルミニウム膜をチ
タンで挟み込んだ構造の三層配線を用いた。After forming the first interlayer insulating film 1025, a contact hole was formed to form a source wiring 1026, 1027 and a drain wiring 1028 made of a metal material. In this embodiment, a three-layer wiring having a structure in which an aluminum film containing titanium is sandwiched between titanium is used.
【0237】また、第1層間絶縁膜1025としてBC
B(ベンゾシクロブテン)と呼ばれる樹脂膜を用いた場
合、平坦性が高まると同時に、配線材料として銅を用い
ることが可能となる。銅は配線抵抗が低いため、配線材
料として非常に有効である。Also, as the first interlayer insulating film 1025, BC
When a resin film called B (benzocyclobutene) is used, flatness is improved and copper can be used as a wiring material. Copper is very effective as a wiring material because of its low wiring resistance.
【0238】こうしてソース配線及びドレイン配線を形
成したら、パッシベーション膜として50nm厚の窒化シ
リコン膜1029を形成した。さらにその上に第2層間
絶縁膜1030を形成した。この第2層間絶縁膜103
0としては前記第1層間絶縁膜1025と同様の材料を
用いることが可能である。本実施例では50nm厚の酸化
シリコン膜上にアクリル樹脂膜を積層した構造を採用し
た。After forming the source wiring and the drain wiring in this manner, a 50-nm-thick silicon nitride film 1029 was formed as a passivation film. Further, a second interlayer insulating film 1030 was formed thereon. This second interlayer insulating film 103
As 0, the same material as that of the first interlayer insulating film 1025 can be used. In this embodiment, a structure in which an acrylic resin film is laminated on a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is employed.
【0239】以上のような工程を経て、図19(C)に
示すような構造のCMOS回路が完成した。本実施例に
よって形成されたCMOS回路は、NTFTが優れた信
頼性を有するため、回路全体として信頼性が大幅に向上
した。また、本実施例のような構造とすると、NTFT
とPTFTとの特性バランス(電気特性のバランス)が
良くなるため、動作不良を起こしにくくなることが分か
った。Through the above steps, a CMOS circuit having a structure as shown in FIG. 19C is completed. In the CMOS circuit formed according to the present embodiment, NTFT has excellent reliability, and thus the reliability of the entire circuit is greatly improved. In addition, when the structure is as in this embodiment, NTFT
It has been found that since the characteristic balance (balance of electric characteristics) between the TFT and the PTFT is improved, an operation failure is less likely to occur.
【0240】また、特開平7−130652号公報記載
の従来技術を用いた際に懸念されたチャネル形成領域内
のニッケル(触媒元素)の影響は、本実施例に示したよ
うなゲッタリング工程を行うことにより解決された。The influence of nickel (catalytic element) in the channel formation region, which was a concern when using the conventional technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130652, was confirmed by the gettering step shown in this embodiment. Solved by doing.
【0241】ただし、本実施例で説明した構造はあくま
で一実施例であり、図16〜19に示した構造に限定さ
れる必要はない。本願発明で重要な点はNTFTの活性
層の構造であり、その点さえ違えなければ本願発明の効
果を得ることができる。However, the structure described in this embodiment is merely an example, and need not be limited to the structures shown in FIGS. An important point in the present invention is the structure of the active layer of the NTFT, and the effects of the present invention can be obtained unless the point is different.
【0242】なお、本実施例は、実施例2〜6と自由に
組み合わせることが可能である。This embodiment can be freely combined with Embodiments 2 to 6.
【0243】〔実施例15〕本実施例では、実施例1ま
たは実施例14の結晶化工程において、活性層となる結
晶質半導体膜をレーザー光または強光により形成する例
を示す。ガラス基板に形成された酸化シリコン膜上に3
0nm厚のアモルファスシリコン膜(非晶質シリコン膜)
をプラズマCVD法により形成し、脱水素処理後、エキ
シマレーザーアニールを行ってポリシリコン膜(結晶質
シリコン膜または多結晶シリコン膜)を形成した。[Embodiment 15] This embodiment shows an example in which a crystalline semiconductor film to be an active layer is formed by laser light or strong light in the crystallization step of Embodiment 1 or 14. 3 on silicon oxide film formed on glass substrate
0nm thick amorphous silicon film (amorphous silicon film)
Was formed by a plasma CVD method, and after dehydrogenation treatment, excimer laser annealing was performed to form a polysilicon film (a crystalline silicon film or a polycrystalline silicon film).
【0244】この結晶化工程は公知のレーザー結晶化技
術または熱結晶化技術を用いれば良い。用いるべきレー
ザーとしては、各種エキシマレーザーのごとき紫外線レ
ーザーや、YAGレーザー、ガラスレーザー、ルビーレ
ーザーのごとき赤外線、可視光線レーザーが好ましい。
また、アルゴンレーザー等の連続発振レーザーでもよ
い。本実施例ではパルス発振レーザーのKrFエキシマレ
ーザーを線状に加工してアモルファスシリコン膜の結晶
化を行った。For this crystallization step, a known laser crystallization technique or thermal crystallization technique may be used. As a laser to be used, an ultraviolet laser such as various excimer lasers, an infrared ray such as a YAG laser, a glass laser and a ruby laser, and a visible light laser are preferable.
Further, a continuous wave laser such as an argon laser may be used. In the present embodiment, the amorphous silicon film was crystallized by processing a pulsed laser KrF excimer laser into a linear shape.
【0245】なお、本実施例では初期膜をアモルファス
シリコン膜としてレーザーアニールで結晶化してポリシ
リコン膜を得たが、初期膜として微結晶シリコン膜を用
いても構わないし、直接ポリシリコン膜を成膜しても良
い。勿論、成膜したポリシリコン膜にレーザーアニール
を行っても良い。また、レーザーアニールの代わりにフ
ァーネスアニールを行っても良い。また、レーザー結晶
化の前に触媒元素(ニッケル等)を初期膜に添加しても
良い。In this embodiment, the polysilicon film is obtained by crystallizing the initial film as an amorphous silicon film by laser annealing, but a microcrystalline silicon film may be used as the initial film, or the polysilicon film may be formed directly. It may be a film. Of course, laser annealing may be performed on the formed polysilicon film. Further, furnace annealing may be performed instead of laser annealing. Before the laser crystallization, a catalytic element (eg, nickel) may be added to the initial film.
【0246】以上のような技術を用いて結晶質半導体膜
(結晶質シリコン膜や結晶質シリコンゲルマニウム膜を
含む)を形成し、パターニングを行って活性層を形成す
れば良い。その後の工程は実施例1または実施例14に
従えば良い。A crystalline semiconductor film (including a crystalline silicon film and a crystalline silicon germanium film) may be formed by using the above-described techniques, and may be patterned to form an active layer. Subsequent steps may follow the first embodiment or the fourteenth embodiment.
【0247】〔実施例16〕本実施例では、図19
(A)で示される実施例14のゲート絶縁膜1023の
形成工程を行わず、ゲート絶縁膜を介してボロンドープ
を行う例を図20に示す。本実施例は図18(D)で示
される工程まで実施例1と同一であるため、その工程は
省略する。[Embodiment 16] In this embodiment, FIG.
FIG. 20 shows an example in which boron doping is performed via the gate insulating film without performing the step of forming the gate insulating film 1023 in Embodiment 14 shown in FIG. This embodiment is the same as the first embodiment up to the step shown in FIG. 18D, so that the step is omitted.
【0248】本実施例では実施例14に従い、図18
(D)で示される状態を得た後、ボロンの添加工程を行
った。(図20(A))ここでは、ゲート絶縁膜112
3を介して第4不純物領域1124に3×1020atoms/
cm3の濃度でボロンが含まれるようにドーズ量及び加速
電圧を調節した。In this embodiment, according to Embodiment 14, FIG.
After obtaining the state shown in (D), a boron addition step was performed. (FIG. 20A) Here, the gate insulating film 112 is used.
3 into the fourth impurity region 1124 at 3 × 10 20 atoms /
The dose and the acceleration voltage were adjusted so that boron was contained at a concentration of cm 3 .
【0249】このようにして図20(A)の状態が得ら
れたら、レジストマスクを除去した後、ボロンの熱活性
化またはレーザー活性化を行った。この際にゲート電極
を熱から保護する膜を形成してもよい。次いで、実施例
14と同様にして第1層間絶縁膜1125、金属材料で
なるソース配線1126、1127及びドレイン配線1
128、パッシベーション膜1129、第2層間絶縁膜
1130を形成した。なお、エッチングレートを考慮し
て活性層にダメージを与えないようにゲート絶縁膜11
27と窒化シリコン膜の膜厚を調節し、ソース配線11
26、1123及びドレイン配線1128を形成するた
めのコンタクトホールを概略同じ深さに形成することが
好ましい。When the state shown in FIG. 20A was obtained in this manner, the resist mask was removed, and then boron was thermally activated or laser activated. At this time, a film for protecting the gate electrode from heat may be formed. Next, in the same manner as in Example 14, the first interlayer insulating film 1125, the source wirings 1126 and 1127 made of a metal material, and the drain wiring 1
128, a passivation film 1129, and a second interlayer insulating film 1130 were formed. In consideration of the etching rate, the gate insulating film 11 is formed so as not to damage the active layer.
27 and the thickness of the silicon nitride film,
It is preferable to form contact holes for forming the drain wirings 26, 1123 and the drain wiring 1128 at substantially the same depth.
【0250】以上のような工程を経て、図20(B)に
示すような構造のCMOS回路が完成した。このように
することで、工程を簡略化させることができた。本実施
例の場合、最終的にNTFTのゲート絶縁膜がチャネル
形成領域、第1不純物領域及び第2不純物領域に接し、
第3不純物領域には接していない点、並びにPTFTの
ゲート絶縁膜がチャネル形成領域及び第4不純物領域に
接している点に特徴がある。勿論、実施例15との組み
合わせも可能である。Through the above steps, a CMOS circuit having a structure as shown in FIG. 20B is completed. By doing so, the process could be simplified. In the case of this embodiment, the gate insulating film of the NTFT finally contacts the channel forming region, the first impurity region, and the second impurity region,
It is characterized in that it is not in contact with the third impurity region and that the gate insulating film of the PTFT is in contact with the channel formation region and the fourth impurity region. Of course, a combination with the fifteenth embodiment is also possible.
【0251】〔実施例17〕本実施例では、実施例14
とは異なる時点で保護膜を形成する例を図21に示し
た。実施例14では、第3のリンドープ工程後に保護膜
を形成したが、本実施例では、図17(C)で示される
状態を得た後に、保護膜1200を形成する工程であ
る。基本的な構成は実施例1と同様であるので、相違点
のみに着目して説明する。ただし、簡略化のため、保護
膜以外の符号に関しては実施例14と同一のものを用い
た。[Embodiment 17] In this embodiment, Embodiment 14 is described.
FIG. 21 shows an example in which a protective film is formed at a time different from the above. In the fourteenth embodiment, the protective film is formed after the third phosphorus doping step. However, in the present embodiment, the protective film 1200 is formed after the state shown in FIG. 17C is obtained. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only the differences will be described. However, for the sake of simplicity, the same reference numerals as those in Example 14 were used for the reference numerals other than the protective film.
【0252】まず、実施例14に従い図17(C)と同
一の状態を形成する。次いで、窒化シリコン膜からなる
膜厚20nmの保護膜1200を形成した。(図21
(A))First, the same state as that of FIG. 17C is formed according to the fourteenth embodiment. Next, a 20 nm-thick protective film 1200 made of a silicon nitride film was formed. (FIG. 21
(A))
【0253】次いで、2回目のリンドープ工程(リンの
添加工程)を行い、第2不純物領域を形成した。ただ
し、保護膜1200の膜厚も考慮に入れてドーピング条
件(ドーズ量、加速電圧等)を調節する。また、2回目
のリンドープ工程前に保護膜を形成せずに、2回目のリ
ンドープ工程後に保護膜1200を形成してもよい。Next, a second phosphorus doping step (a step of adding phosphorus) was performed to form a second impurity region. However, the doping conditions (dose amount, acceleration voltage, and the like) are adjusted in consideration of the thickness of the protective film 1200. Alternatively, the protective film 1200 may be formed after the second phosphorus doping step without forming the protective film before the second phosphorus doping step.
【0254】次いで、レジストマスク1016、101
7を形成した。次いで、レジストマスク1016、10
17をマスクとして保護膜、ゲート絶縁膜を選択的に除
去した。こうして形成された保護膜1201とゲート絶
縁膜1018は同一パターニング形状であり、活性層の
一部が露呈する。次いで、3回目のリンドープ工程を行
い、第3不純物領域1019、1020を形成した。
(図21(B))Next, resist masks 1016 and 101
7 was formed. Next, the resist masks 1016, 10
Using 17 as a mask, the protective film and the gate insulating film were selectively removed. The protective film 1201 and the gate insulating film 1018 thus formed have the same patterning shape, and a part of the active layer is exposed. Next, a third phosphorus doping step was performed to form third impurity regions 1019 and 1020.
(FIG. 21 (B))
【0255】こうして図21(B)の状態が得られた
ら、レジストマスク1016、1017を除去した。次
いで、実施例14と同様な熱処理工程を行い、膜中の触
媒元素を第3不純物領域1019、1020にゲッタリ
ングさせた。(図21(C))When the state shown in FIG. 21B was obtained, the resist masks 1016 and 1017 were removed. Next, a heat treatment process similar to that in Example 14 was performed to getter the catalyst element in the film to the third impurity regions 1019 and 1020. (FIG. 21 (C))
【0256】次に、NTFT全部を覆うレジストマスク
1022を形成した。そして、まずPTFTの保護膜1
201を除去した。続いて、PTFTのサイドウォール
1013及び第3の不純物領域1020を除去した。さ
らにゲート絶縁膜1018をドライエッチングしてゲー
ト配線と同形状のゲート絶縁膜1023を形成した。次
いで、実施例14と同様なボロンドープを行い、第4不
純物領域1024を形成した。(図21(D))Next, a resist mask 1022 covering the entire NTFT was formed. Then, first, the protective film 1 of the PTFT
201 was removed. Subsequently, the sidewall 1013 and the third impurity region 1020 of the PTFT were removed. Further, the gate insulating film 1018 was dry-etched to form a gate insulating film 1023 having the same shape as the gate wiring. Next, the same boron doping as in Example 14 was performed to form a fourth impurity region 1024. (FIG. 21D)
【0257】以降の工程は、実施例14に従えば図21
(E)で示されるTFTが完成する。勿論、実施例14
〜16のいずれの実施例との組み合わせも可能である。According to the fourteenth embodiment, the subsequent steps are performed as shown in FIG.
The TFT shown in (E) is completed. Example 14
Combinations with any of the embodiments 1 to 16 are also possible.
【0258】このような工程とすることで、ゲート電極
の酸化等による劣化を効果的に保護膜で防止することが
できる。また、ソース配線1026及びドレイン配線1
027の形成時において、第3不純物領域及び第4不純
物領域に接して保護膜が設けられていないため、コンタ
クトホール形成が容易となった。By adopting such a process, deterioration of the gate electrode due to oxidation or the like can be effectively prevented by the protective film. Further, the source wiring 1026 and the drain wiring 1
In forming 027, since a protective film was not provided in contact with the third impurity region and the fourth impurity region, formation of a contact hole was facilitated.
【0259】〔実施例18〕本実施例では、実施例14
とは異なる時点で保護膜を形成する例を図22に示し
た。実施例14では、第3のリンドープ工程後に保護膜
を形成したが、本実施例では、図17(B)で示される
状態を得た後に、保護膜1210を形成する工程であ
る。基本的な構成は実施例1と同様であるので、相違点
のみに着目して説明する。ただし、簡略化のため、保護
膜以外の符号に関しては実施例14と同一のものを用い
た。[Embodiment 18] In this embodiment, Embodiment 14 will be described.
FIG. 22 shows an example in which a protective film is formed at a time different from the above. In the fourteenth embodiment, the protective film is formed after the third phosphorus doping step. In the present embodiment, the protective film 1210 is formed after the state shown in FIG. 17B is obtained. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only the differences will be described. However, for the sake of simplicity, the same reference numerals as those in Example 14 were used for the reference numerals other than the protective film.
【0260】まず、実施例14に従い図17(B)と同
一の状態を形成する。次いで、窒化シリコン膜からなる
膜厚5nmの保護膜1210を形成した。次いで保護膜上
にサイドウォールを形成した。保護膜1210の膜厚範
囲は、1〜10nm、好ましくは2〜5nmである。この窒
化シリコン膜1210の膜厚が厚すぎるとサイドウォー
ルを用いたゲートオーバーラップ構造が実現できなくな
るので、薄くすることが好ましい。ただし、後の熱処理
工程でゲート配線(タンタルの場合)の酸化を防ぐとい
う効果も損ねないように注意が必要である。次いで、2
回目のリンドープ工程(リンの添加工程)を行い、第2
不純物領域1014、1015を形成した。(図22
(A))ただし、保護膜1210の膜厚も考慮に入れて
ドーピング条件(ドーズ量、加速電圧等)を調節する。
また、2回目のリンドープ工程後に保護膜を形成せず
に、2回目のリンドープ工程前に保護膜を形成してもよ
い。First, the same state as that of FIG. 17B is formed according to the fourteenth embodiment. Next, a 5 nm-thick protective film 1210 made of a silicon nitride film was formed. Next, a sidewall was formed on the protective film. The thickness range of the protective film 1210 is 1 to 10 nm, preferably 2 to 5 nm. If the silicon nitride film 1210 is too thick, a gate overlap structure using sidewalls cannot be realized. However, care must be taken so that the effect of preventing oxidation of the gate wiring (in the case of tantalum) is not impaired in the subsequent heat treatment step. Then 2
A second phosphorus doping step (a step of adding phosphorus) is performed,
Impurity regions 1014 and 1015 were formed. (FIG. 22
(A)) However, doping conditions (dose amount, acceleration voltage, and the like) are adjusted in consideration of the thickness of the protective film 1210.
Alternatively, the protective film may be formed before the second phosphorus doping step without forming the protective film after the second phosphorus doping step.
【0261】次いで、レジストマスク1016、101
7を形成した。次いで、レジストマスク1016、10
17をマスクとして保護膜、ゲート絶縁膜を選択的に除
去した。こうして形成された保護膜1211とゲート絶
縁膜1018は同一形状であり、活性層の一部が露呈す
る。次いで、3回目のリンドープ工程を行い、第3不純
物領域1019、1020を形成した。(図22
(B))Next, resist masks 1016 and 101
7 was formed. Next, the resist masks 1016, 10
Using 17 as a mask, the protective film and the gate insulating film were selectively removed. The protective film 1211 and the gate insulating film 1018 thus formed have the same shape, and a part of the active layer is exposed. Next, a third phosphorus doping step was performed to form third impurity regions 1019 and 1020. (FIG. 22
(B))
【0262】こうして図22(B)の状態が得られた
ら、レジストマスク1016、1017を除去した。次
いで、実施例14と同様な熱処理を行い、活性層中の触
媒元素を第3不純物領域1019、1020にゲッタリ
ングさせた。(図22(C))When the state shown in FIG. 22B was obtained, the resist masks 1016 and 1017 were removed. Next, the same heat treatment as in Example 14 was performed to getter the catalytic element in the active layer to the third impurity regions 1019 and 1020. (FIG. 22 (C))
【0263】次に、NTFT全部を覆うレジストマスク
1022を形成した。そして、まずPTFTの保護膜1
211を除去した。続いて、PTFTのサイドウォール
1013及び第3の不純物領域1020を除去した。さ
らにゲート絶縁膜1018をドライエッチングしてゲー
ト配線と同形状のゲート絶縁膜1023を形成した。次
いで、実施例14と同様なボロンドープを行い、第4不
純物領域1024を形成した。(図22(D))Next, a resist mask 1022 covering the entire NTFT was formed. Then, first, the protective film 1 of the PTFT
211 was removed. Subsequently, the sidewall 1013 and the third impurity region 1020 of the PTFT were removed. Further, the gate insulating film 1018 was dry-etched to form a gate insulating film 1023 having the same shape as the gate wiring. Next, the same boron doping as in Example 14 was performed to form a fourth impurity region 1024. (FIG. 22 (D))
【0264】以降の工程は、実施例14に従えば図22
(E)で示されるTFTが完成する。勿論、実施例14
〜17のいずれの実施例との組み合わせも可能である。The subsequent steps are the same as those in FIG.
The TFT shown in (E) is completed. Example 14
Combinations with any of the embodiments 1 to 17 are also possible.
【0265】このような工程とすることで、ゲート電極
の酸化等による劣化を効果的に保護膜1211で防止す
ることができる。また、ソース配線1026及びドレイ
ン配線1027の形成時において、第3不純物領域及び
第4不純物領域に接して保護膜が設けられていないた
め、コンタクトホール形成が容易となった。また、サイ
ドウォール形成時において、保護膜をエッチングストッ
パーとして用いてもよい。By adopting such a process, deterioration of the gate electrode due to oxidation or the like can be effectively prevented by the protective film 1211. Further, at the time of forming the source wiring 1026 and the drain wiring 1027, since a protective film was not provided in contact with the third impurity region and the fourth impurity region, formation of a contact hole was facilitated. In forming the sidewall, the protective film may be used as an etching stopper.
【0266】〔実施例19〕本実施例では、実施例18
とは異なる工程例を図23に示した。本実施例では、図
22(B)で示される状態を得た後に、保護膜を除去す
る工程である。基本的な構成は実施例18と同様である
ので、相違点のみに着目して説明する。ただし、簡略化
のため、保護膜以外の符号に関しては実施例18と同一
のものを用いた。なお、図22(B)と図23(A)は
同一である。[Embodiment 19] In this embodiment, Embodiment 18 will be described.
FIG. 23 shows an example of a process different from that shown in FIG. In this embodiment, after the state shown in FIG. 22B is obtained, the protective film is removed. Since the basic configuration is the same as that of the eighteenth embodiment, only the differences will be described. However, for the sake of simplicity, the same reference numerals as in Example 18 were used for the reference numerals other than the protective film. Note that FIG. 22B and FIG. 23A are the same.
【0267】まず、実施例18に従い図22(B)と同
一の状態を形成する。図22(B)の状態が得られた
ら、レジストマスク1016、1017を除去した。さ
らに、サイドウォールをマスクとして保護膜1211を
除去し、保護膜1212を形成した。((図23
(B))First, the same state as that shown in FIG. When the state of FIG. 22B was obtained, the resist masks 1016 and 1017 were removed. Further, the protective film 1211 was removed using the sidewalls as a mask, and a protective film 1212 was formed. ((FIG. 23
(B))
【0268】次いで、実施例14と同様な熱処理を行
い、触媒元素を第3不純物領域1019、1020にゲ
ッタリングさせた。(図23(C))Next, the same heat treatment as in Example 14 was performed to getter the catalyst element to the third impurity regions 1019 and 1020. (FIG. 23 (C))
【0269】次に、NTFT全部を覆うレジストマスク
1022を形成した。そして、まずPTFTの保護膜1
212を除去した。続いて、PTFTのサイドウォール
1013及び第3の不純物領域1020を除去した。さ
らにゲート絶縁膜1018をドライエッチングしてゲー
ト配線と同形状のゲート絶縁膜1023を形成した。次
いで、実施例1と同様なボロンドープを行い、第4不純
物領域1024を形成した。(図23(D))Next, a resist mask 1022 covering the entire NTFT was formed. Then, first, the protective film 1 of the PTFT
212 was removed. Subsequently, the sidewall 1013 and the third impurity region 1020 of the PTFT were removed. Further, the gate insulating film 1018 was dry-etched to form a gate insulating film 1023 having the same shape as the gate wiring. Next, the same boron doping as in Example 1 was performed to form a fourth impurity region 1024. (FIG. 23 (D))
【0270】以降の工程は、実施例18に従えば図23
(E)で示されるTFTが完成する。勿論、実施例14
〜18のいずれの実施例との組み合わせも可能である。The subsequent steps are the same as those in FIG.
The TFT shown in (E) is completed. Example 14
Combinations with any of the embodiments of the present invention are also possible.
【0271】〔実施例20〕本実施例では実施例14に
従い、図17(D)で示される状態を得た後、レジスト
マスク1016、1017を形成して、3回目のリンの
添加工程を行った。(図24(A))ここでは、ゲート
絶縁膜1005を介して第3不純物領域1019、10
20にリンが1×1020atoms/cm3の濃度で含まれるよ
うにドーズ量及び加速電圧を調節した。[Embodiment 20] In this embodiment, according to Embodiment 14, after obtaining the state shown in FIG. 17D, resist masks 1016 and 1017 are formed, and a third phosphorus addition step is performed. Was. (FIG. 24A) Here, the third impurity regions 1019 and 1019 are interposed via the gate insulating film 1005.
The dose and the accelerating voltage were adjusted so that 20 contained phosphorus at a concentration of 1 × 10 20 atoms / cm 3 .
【0272】このようにして図24(A)の状態が得ら
れたら、ゲート絶縁膜1005を選択的に除去した後、
レジストマスクを除去した。その後、実施例1と同様に
して保護膜1021を形成し、熱処理を行った。(図2
4(B))When the state shown in FIG. 24A is obtained as described above, after the gate insulating film 1005 is selectively removed,
The resist mask was removed. Thereafter, a protective film 1021 was formed in the same manner as in Example 1, and heat treatment was performed. (Figure 2
4 (B))
【0273】本実施例ではゲート絶縁膜1005のエッ
チング工程を行っているが、この工程を省略し、最終工
程までゲート絶縁膜1005を残すことも可能である。
この場合、ゲート絶縁膜1005を成膜した後は活性層
が露呈することがないため、処理雰囲気から汚染される
ような心配がない。Although the gate insulating film 1005 is etched in this embodiment, it is possible to omit this step and leave the gate insulating film 1005 until the final step.
In this case, since the active layer is not exposed after the gate insulating film 1005 is formed, there is no fear of contamination from the processing atmosphere.
【0274】以降の工程は、実施例14に従えばTFT
が完成する。勿論、実施例14〜19のいずれの実施例
との組み合わせも可能である。The following steps are performed according to the fourteenth embodiment.
Is completed. Of course, a combination with any one of Embodiments 14 to 19 is also possible.
【0275】〔実施例21〕本実施例では本願発明を実
施して形成したTFTで回路を組み、同一基板上にドラ
イバー回路(シフトレジスタ回路、バッファ回路、サン
プリング回路、信号増幅回路など)と画素マトリクス回
路とを一体形成したアクティブマトリクス型液晶表示装
置を作製した場合の例について説明する。[Embodiment 21] In this embodiment, a circuit is composed of TFTs formed by carrying out the present invention, and a driver circuit (a shift register circuit, a buffer circuit, a sampling circuit, a signal amplifying circuit, etc.) and a pixel are formed on the same substrate. An example in which an active matrix liquid crystal display device in which a matrix circuit is integrally formed is manufactured will be described.
【0276】実施例14ではCMOS回路を例にとって
説明したが、本実施例ではCMOS回路(図16、図2
5)を基本単位としたドライバー回路と、NTFTを画
素TFTとした画素マトリクス回路(図25)とを同一
基板上に形成した。図11(A)中においてA−A' で
切断した断面構造図が図25に相当する。また、図25
に示す画素TFTは同一構造のNTFTが直列に接続さ
れたダブルゲート構造であるので、片方のみに符号を付
して説明する。In the fourteenth embodiment, a CMOS circuit has been described as an example. However, in the present embodiment, a CMOS circuit (see FIGS.
A driver circuit having 5) as a basic unit and a pixel matrix circuit (FIG. 25) using NTFT as a pixel TFT were formed on the same substrate. FIG. 25 is a cross-sectional structural view taken along line AA ′ in FIG. FIG. 25
Has a double gate structure in which NTFTs having the same structure are connected in series, and only one of them will be described with reference numerals.
【0277】なお、画素TFTは実施例14の工程に従
ってソース配線及びドレイン配線まで形成した後、ドレ
イン配線に接続するように画素電極を形成した構造とす
れば良い。以下に作製方法を簡略に示す。It is to be noted that the pixel TFT may have a structure in which a source electrode and a drain wiring are formed in accordance with the process of Embodiment 14, and a pixel electrode is formed so as to be connected to the drain wiring. The manufacturing method is briefly described below.
【0278】まず、実施例14の工程に従って、基板1
300上に下地膜1301、チャネル形成領域130
2、第1不純物領域1303、第2不純物領域130
4、第3不純物領域1305、1306、ゲート絶縁膜
1307、ゲート配線1309、サイドウォール130
8、保護膜1310、第1層間絶縁膜1311、ソース
配線1312、ドレイン配線1313を形成した。First, according to the process of the fourteenth embodiment, the substrate 1
A base film 1301 and a channel formation region 130
2, first impurity region 1303, second impurity region 130
4. Third impurity regions 1305 and 1306, gate insulating film 1307, gate wiring 1309, sidewall 130
8, a protective film 1310, a first interlayer insulating film 1311, a source wiring 1312, and a drain wiring 1313 were formed.
【0279】そして、保護膜1310が形成された第1
層間絶縁膜上に第2層間絶縁膜1315とを形成する。
さらに、その上に第3層間絶縁膜1316を形成し、I
TO、SnO2等の透明導電膜からなる画素電極131
8を形成した。また、1317も画素電極である。Then, the first layer on which the protective film 1310 is formed is formed.
A second interlayer insulating film 1315 is formed over the interlayer insulating film.
Further, a third interlayer insulating film 1316 is formed thereon,
Pixel electrode 131 made of a transparent conductive film such as TO or SnO 2
8 was formed. Reference numeral 1317 denotes a pixel electrode.
【0280】また、容量部は、容量配線1322を上部
電極とし、アンドープシリコン層(真性半導体層または
1×1016〜5×1018atoms/cm3の濃度でボロンが添
加された半導体層)1319と不純物領域1320とで
なる下部電極とで、絶縁膜1321を挟んで形成した。
なお、容量配線1322は、画素TFTのゲート配線と
同時に形成され、接地または固定電圧に接続した。ま
た、絶縁膜1321は、画素TFTのゲート絶縁膜13
07と同一の材料で構成されている。また、真性な領域
1319は、画素TFTのチャネル形成領域と同じ材料
で構成されている。また、不純物領域1320は、CM
OS回路のNTFTの第1不純物領域と同じ材料で構成
されている。このようにして、同一基板に画素TFT
と、容量部と、CMOS回路とを同時に作製し、集積化
することができる。The capacitor portion has a capacitor wiring 1322 as an upper electrode and an undoped silicon layer (intrinsic semiconductor layer or a semiconductor layer doped with boron at a concentration of 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 ) 1319. And a lower electrode including the impurity region 1320 with the insulating film 1321 interposed therebetween.
Note that the capacitor wiring 1322 was formed simultaneously with the gate wiring of the pixel TFT, and was connected to ground or a fixed voltage. Further, the insulating film 1321 is used as the gate insulating film 13 of the pixel TFT.
07 are made of the same material. The intrinsic region 1319 is made of the same material as the channel forming region of the pixel TFT. Further, the impurity region 1320 is
It is made of the same material as the first impurity region of the NTFT of the OS circuit. In this way, the pixel TFT is provided on the same substrate.
, A capacitor portion, and a CMOS circuit can be simultaneously manufactured and integrated.
【0281】〔実施例22〕本実施例では、実施例21
とは異なる構造の容量部を形成した例を示す。基本的な
構成は実施例21とほぼ同様であるので相違点のみに着
目して説明する。本実施例の容量部は、第3不純物領域
3001に接続されている第2不純物領域3002と、
絶縁膜3003と容量配線3004で形成されている。
この容量部を備えたTFT形成側基板の断面構造図を図
26に示した。[Embodiment 22] In this embodiment, Embodiment 21 is described.
An example in which a capacitor having a structure different from that of FIG. Since the basic configuration is almost the same as that of the twenty-first embodiment, only the differences will be described. The capacitor of the present embodiment includes a second impurity region 3002 connected to the third impurity region 3001,
The insulating film 3003 and the capacitor wiring 3004 are formed.
FIG. 26 shows a cross-sectional structural view of a TFT forming side substrate provided with this capacitance portion.
【0282】また、ブラックマスク3005をTFT形
成側基板に設けた。なお、容量配線3004は画素TF
Tのソース配線及びドレイン配線と同時に形成され、接
地または固定電圧に接続される。このようにして、同一
基板に画素TFTと、容量部と、CMOS回路とを同時
に作製し、集積化することができる。勿論、実施例14
〜20のいずれの実施例との組み合わせも可能である。Further, a black mask 3005 was provided on the TFT forming side substrate. Note that the capacitor wiring 3004 is connected to the pixel TF
It is formed simultaneously with the source wiring and drain wiring of T, and is connected to ground or a fixed voltage. In this way, the pixel TFT, the capacitor, and the CMOS circuit can be simultaneously manufactured and integrated on the same substrate. Example 14
Combinations with any of the embodiments of the present invention are also possible.
【0283】〔実施例23〕本実施例では、実施例2
0、21とは異なる容量部を形成した例を示す。基本的
な構成は実施例21とほぼ同様であるので相違点のみに
着目して説明する。まず、実施例14に従って、保護膜
が形成された第1層間絶縁膜上に第2層間絶縁膜310
2と、遮光性を有する導電材料からなるブラックマスク
3103とを形成する。さらに、その上に第3層間絶縁
膜が形成され、ITO、SnO2等の透明導電膜からな
る画素電極3104を接続する。[Embodiment 23] In this embodiment, Embodiment 2 will be described.
An example in which a capacitance portion different from 0 and 21 is formed is shown. Since the basic configuration is almost the same as that of the twenty-first embodiment, only the differences will be described. First, according to the fourteenth embodiment, the second interlayer insulating film 310 is formed on the first interlayer insulating film on which the protective film is formed.
2 and a black mask 3103 made of a conductive material having a light-shielding property. Further, a third interlayer insulating film is formed thereon, and a pixel electrode 3104 made of a transparent conductive film such as ITO or SnO 2 is connected.
【0284】なお、ブラックマスク3103は画素TF
T部を覆い、且つ、ドレイン配線3101と容量部を形
成している。この容量部を備えたTFT形成側基板の断
面構造図を図27に示した。このようにして、同一基板
に画素TFTと、容量部と、CMOS回路とを同時に作
製し、集積化することができる。勿論、実施例14〜2
0のいずれの実施例との組み合わせも可能である。[0284] The black mask 3103 corresponds to the pixel TF.
The T portion is covered, and the drain wiring 3101 and the capacitor portion are formed. FIG. 27 shows a cross-sectional structural view of a TFT forming side substrate provided with this capacitance portion. In this way, the pixel TFT, the capacitor, and the CMOS circuit can be simultaneously manufactured and integrated on the same substrate. Of course, Examples 14 to 2
0 can be combined with any of the embodiments.
【0285】〔実施例24〕本実施例では、チャネル形
成領域の下方に絶縁膜3202を介して、バックゲート
電極3201を形成した場合の例を図28に示す。[Embodiment 24] In this embodiment, FIG. 28 shows an example in which a back gate electrode 3201 is formed below an insulating film 3202 below a channel formation region.
【0286】このバックゲート電極3201へ電子を注
入することによってしきい値電圧を変化させ、所望のし
きい値電圧に制御することができる。特に、本実施例の
ような画素TFTにおいては、しきい値電圧を適宜制御
して消費電力を低減することが望ましい。勿論、実施例
14〜24のいずれの実施例との組み合わせも可能であ
る。By injecting electrons into back gate electrode 3201, the threshold voltage can be changed to control the threshold voltage to a desired value. In particular, in the pixel TFT as in this embodiment, it is desirable to appropriately control the threshold voltage to reduce power consumption. Of course, a combination with any one of Embodiments 14 to 24 is also possible.
【0287】〔実施例25〕本実施例では本願発明を実
施して形成したTFTで回路を組み、同一基板上にドラ
イバー回路(シフトレジスタ回路、バッファ回路、サン
プリング回路、信号増幅回路など)と画素マトリクス回
路とを一体形成したアクティブマトリクス型液晶表示パ
ネルを作製した場合の例について説明する。[Embodiment 25] In this embodiment, a circuit is composed of TFTs formed by carrying out the present invention, and a driver circuit (a shift register circuit, a buffer circuit, a sampling circuit, a signal amplifier circuit, etc.) and a pixel are formed on the same substrate. An example in which an active matrix liquid crystal display panel in which a matrix circuit is integrally formed is manufactured will be described.
【0288】実施例1ではCMOS回路を例にとって説
明したが、本実施例ではCMOS回路を基本単位とした
ドライバー回路と、NTFTを画素TFTとした画素マ
トリクス回路とを同一基板上に形成した。なお、画素T
FTはダブルゲート構造やトリプルゲート構造といった
いわゆるマルチゲート構造でも良い。In the first embodiment, a CMOS circuit has been described as an example. In the present embodiment, a driver circuit having a CMOS circuit as a basic unit and a pixel matrix circuit having an NTFT as a pixel TFT are formed on the same substrate. Note that the pixel T
The FT may have a so-called multi-gate structure such as a double gate structure or a triple gate structure.
【0289】なお、画素TFTは実施例1または実施例
14の工程に従ってソース配線及びドレイン配線まで形
成した後、ドレイン配線に接続するように画素電極を形
成した構造とすれば良い。本願発明はNTFTの構造に
特徴があり、これを画素TFTに適用することは公知の
技術で容易であるため説明は省略する。The pixel TFT may have a structure in which a source electrode and a drain line are formed in accordance with the steps of Embodiment 1 or Embodiment 14, and a pixel electrode is formed so as to be connected to the drain line. The invention of the present application is characterized by the structure of the NTFT, and it is easy to apply this to the pixel TFT by a known technique, and therefore the description is omitted.
【0290】同一基板上にドライバー回路及び画素マト
リクス回路を形成したら、配向膜を形成してTFT形成
側基板(アクティブマトリクス基板)がほぼ完成する。
そして、対向電極と配向膜とを備えた対向基板を用意
し、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶
材料を封入すれば図29に示す様な構造のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置(液晶表示パネルまたは液晶モ
ジュールともいう)が完成する。液晶材料を封入する工
程は、公知のセル組工程を用いれば良いので詳細な説明
は省略する。After the driver circuit and the pixel matrix circuit are formed on the same substrate, an alignment film is formed to substantially complete the TFT forming substrate (active matrix substrate).
Then, an opposing substrate having an opposing electrode and an alignment film is prepared, and a liquid crystal material is sealed between the active matrix substrate and the opposing substrate. An active matrix type liquid crystal display device having a structure as shown in FIG. Panel or liquid crystal module) is completed. The step of enclosing the liquid crystal material may use a known cell assembly step, and a detailed description thereof will be omitted.
【0291】なお、図29において21は絶縁表面を有
する基板、22は画素マトリクス回路、23はソースド
ライバー回路、24はゲイトドライバー回路、25は対
向基板、26はFPC(フレキシブルプリントサーキッ
ト)、27はD/Aコンバータやγ補正回路などの信号
処理回路である。なお、複雑な信号処理回路はICチッ
プで形成して、そのICチップをCOGのように基板上に
取り付けても良い。In FIG. 29, reference numeral 21 denotes a substrate having an insulating surface, 22 denotes a pixel matrix circuit, 23 denotes a source driver circuit, 24 denotes a gate driver circuit, 25 denotes a counter substrate, 26 denotes an FPC (flexible printed circuit), and 27 denotes It is a signal processing circuit such as a D / A converter and a γ correction circuit. Note that a complicated signal processing circuit may be formed with an IC chip, and the IC chip may be mounted on a substrate like a COG.
【0292】さらに、本実施例では液晶表示装置を例に
挙げて説明しているが、アクティブマトリクス型の表示
装置であればEL(エレクトロルミネッセンス)表示装
置やEC(エレクトロクロミックス)表示パネル、イメ
ージセンサ等、他の電気光学装置に適用することも可能
である。Further, in this embodiment, a liquid crystal display device has been described as an example. However, if the display device is an active matrix type display device, an EL (electroluminescence) display device, an EC (electrochromics) display panel, an It is also possible to apply to other electro-optical devices such as a sensor.
【0293】また、本実施例の電気光学装置は実施例1
〜24のどのような組み合わせからなる構成を用いても
実現することができる。The electro-optical device of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
To 24 can be realized.
【0294】〔実施例26〕本願発明のTFT構造は実
施例25に示した電気光学装置だけでなく、あらゆる半
導体回路に適用することが可能である。即ち、RISC
プロセッサ、ASICプロセッサ等のマイクロプロセッ
サに適用しても良いし、D/Aコンバータ等の信号処理
回路から携帯機器(携帯電話、PHS、モバイルコンピ
ュータ)用の高周波回路に適用しても良い。[Embodiment 26] The TFT structure of the present invention can be applied not only to the electro-optical device shown in Embodiment 25, but also to any semiconductor circuit. That is, RISC
The present invention may be applied to a microprocessor such as a processor or an ASIC processor, or may be applied to a high frequency circuit for a portable device (a mobile phone, a PHS, a mobile computer) from a signal processing circuit such as a D / A converter.
【0295】さらに、従来のMOSFET上に層間絶縁
膜を形成し、その上に本願発明を用いて半導体回路を作
製したような三次元構造の半導体装置を実現することも
可能である。このように本願発明は現在LSIが用いら
れている全ての半導体装置に適用することが可能であ
る。即ち、SIMOX、Smart−Cut(SOITEC社
の登録商標)、ELTRAN(キャノン株式会社の登録
商標)などのSOI構造(単結晶半導体薄膜を用いたT
FT構造)に本願発明を適用しても良い。Further, it is also possible to realize a semiconductor device having a three-dimensional structure in which an interlayer insulating film is formed on a conventional MOSFET and a semiconductor circuit is formed thereon using the present invention. As described above, the present invention can be applied to all semiconductor devices using LSIs at present. That is, a SOI structure (such as SIMOX, Smart-Cut (registered trademark of SOITEC), and ELTRAN (registered trademark of Canon Inc.)) (T
The present invention may be applied to an FT structure).
【0296】また、本実施例の半導体回路は実施例1〜
25のどのような組み合わせからなる構成を用いても実
現することができる。The semiconductor circuit of this embodiment is similar to those of the first to third embodiments.
The present invention can be realized by using any combination of the 25 combinations.
【0297】〔実施例27〕本願発明を実施して形成さ
れたTFTは様々な電気光学装置や半導体回路に適用す
ることができる。即ち、それら電気光学装置や半導体回
路を表示部の部品として組み込んだ電子機器全てに本願
発明は適用できる。[Embodiment 27] A TFT formed by carrying out the present invention can be applied to various electro-optical devices and semiconductor circuits. That is, the invention of the present application can be applied to all electronic devices in which the electro-optical device and the semiconductor circuit are incorporated as components of a display unit.
【0298】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、、プロジェクションTV、ヘッド
マウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カ
ーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報
端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍
等)などが挙げられる。それらの一例を図30に示す。Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projection TV, a head-mounted display (goggle type display), a car navigation system, a personal computer, and a portable information terminal (mobile computer, mobile phone, electronic book, etc.). And the like. One example of them is shown in FIG.
【0299】図30(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004で構成される。本願発明は画
像入力部2002、表示部2003やその他の信号制御
回路に適用することができる。FIG. 30A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, a keyboard 2004. The present invention can be applied to the image input unit 2002, the display unit 2003, and other signal control circuits.
【0300】図30(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6で構成される。本願発明を表示部2102、音声入力
部2103やその他の信号制御回路に適用することがで
きる。FIG. 30B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6. The present invention can be applied to the display portion 2102, the audio input portion 2103, and other signal control circuits.
【0301】図30(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205で構成される。本願発明は表示部2205
やその他の信号制御回路に適用できる。FIG. 30C shows a mobile computer (mobile computer), which comprises a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, and a display section 2205. The present invention is applied to the display unit 2205.
And other signal control circuits.
【0302】図30(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3で構成される。本発明は表示部2302やその他の信
号制御回路に適用することができる。FIG. 30D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, and an arm portion 230.
3 The present invention can be applied to the display portion 2302 and other signal control circuits.
【0303】図30(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405で構成さ
れる。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Dig
ital Versatile Disc)、CD等を
用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを
行うことができる。本発明は表示部2402やその他の
信号制御回路に適用することができる。FIG. 30E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, and operation switches 2405. This apparatus uses a DVD (Dig) as a recording medium.
It is possible to enjoy listening to music, watching movies, playing games, and using the Internet using an IT (Versatile Disc), CD, or the like. The present invention can be applied to the display portion 2402 and other signal control circuits.
【0304】図30(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)で構成される。
本願発明を表示部2502やその他の信号制御回路に適
用することができる。FIG. 30F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display section 2502, an eyepiece section 2503, operation switches 2504, and an image receiving section (not shown).
The present invention can be applied to the display portion 2502 and other signal control circuits.
【0305】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜26のど
のような組み合わせからなる構成を用いても実現するこ
とができる。As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus of the present embodiment can be realized by using any combination of the embodiments 1 to 26.
【0306】〔実施例28〕また、実施例25に示した
電気光学装置を用いてプロジェクターに適用することが
できる。即ち、電気光学装置を表示装置に組み込んだプ
ロジェクターに適用することができる。[Embodiment 28] The present invention can be applied to a projector using the electro-optical device shown in Embodiment 25. That is, the invention can be applied to a projector in which an electro-optical device is incorporated in a display device.
【0307】図31(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置2601、スクリーン2602で構成
される。本発明は投射装置の液晶表示装置やその他の信
号制御回路に適用することができる。FIG. 31A shows a front type projector, which comprises a projection device 2601 and a screen 2602. The present invention can be applied to a liquid crystal display device of a projection device and other signal control circuits.
【0308】図31(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、投射装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704で構成される。本発明は投射装
置の液晶表示装置やその他の信号制御回路に適用するこ
とができる。FIG. 31B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, and a mirror 270.
3. It is composed of a screen 2704. The present invention can be applied to a liquid crystal display device of a projection device and other signal control circuits.
【0309】なお、図31(C)は、図31(A)及び
図31(B)中における投射装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。投射装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶表示装置2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図31(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。FIG. 31C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 31A and 31B. Projection devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal display device 2808, retardation plate 280
9. The projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 denotes an optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.
【0310】また、図31(D)は、図31(C)中に
おける光源光学系2801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクタ
ー2811、光源2812、レンズアレイ2813、2
814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で
構成される。なお、図31(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。FIG. 31D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. 31C. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 31D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.
【0311】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜24のど
のような組み合わせからなる構成を用いても実現するこ
とができる。[0311] As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus of the present embodiment can be realized by using a configuration composed of any combination of the embodiments 1 to 24.
【0312】〔実施例29〕本実施例では、本願発明を
用いてEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を作
製した例について説明する。[Embodiment 29] In this embodiment, an example in which an EL (electroluminescence) display device is manufactured by using the present invention will be described.
【0313】図34(A)は本願発明を用いたEL表示
装置の上面図である。図34(A)において、4010
は基板、4011は画素部、4012はソース側駆動回
路、4013はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆
動回路は配線4014〜4016を経てFPC4017
に至り、外部機器へと接続される。FIG. 34A is a top view of an EL display device using the present invention. In FIG. 34A, 4010
Denotes a substrate, 4011 denotes a pixel portion, 4012 denotes a source side driver circuit, and 4013 denotes a gate side driver circuit. Each of the driver circuits is connected to an FPC 4017 through wirings 4014 to 4016.
And connected to the external device.
【0314】このとき、少なくとも画素部、好ましくは
駆動回路及び画素部を囲むようにしてカバー材600
0、シーリング材7000、密封材(第2のシーリング
材)7001が設けられている。At this time, at least the pixel portion, preferably the drive circuit and the pixel portion are surrounded so as to surround the cover material 600.
0, a sealing material 7000, and a sealing material (a second sealing material) 7001 are provided.
【0315】また、図34(B)は本実施例のEL表示
装置の断面構造であり、基板4010、下地膜4021
の上に駆動回路用TFT(但し、ここではnチャネル型
TFTとpチャネル型TFTを組み合わせたCMOS回
路を図示している。)4022及び画素部用TFT40
23(但し、ここではEL素子への電流を制御するTF
Tだけ図示している。)が形成されている。これらのT
FTは公知の構造(トップゲート構造またはボトムゲー
ト構造)を用いれば良い。FIG. 34B shows a cross-sectional structure of the EL display device of this embodiment.
A driving circuit TFT 4022 (here, a CMOS circuit combining an n-channel TFT and a p-channel TFT is illustrated) 4022 and a pixel portion TFT 40
23 (however, here, TF for controlling the current to the EL element)
Only T is shown. ) Is formed. These T
The FT may use a known structure (top gate structure or bottom gate structure).
【0316】本願発明は、駆動回路用TFT4022、
画素部用TFT4023に際して用いることができる。The present invention is directed to a TFT 4022 for a driving circuit,
It can be used for the TFT 4023 for the pixel portion.
【0317】本願発明を用いて駆動回路用TFT402
2、画素部用TFT4023が完成したら、樹脂材料で
なる層間絶縁膜(平坦化膜)4026の上に画素部用T
FT4023のドレインと電気的に接続する透明導電膜
でなる画素電極4027を形成する。画素電極4027
が透明導電膜である場合、画素部用TFTとしては、P
チャネル型TFTを用いることが好ましい。透明導電膜
としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物(IT
Oと呼ばれる)または酸化インジウムと酸化亜鉛との化
合物を用いることができる。そして、画素電極4027
を形成したら、絶縁膜4028を形成し、画素電極40
27上に開口部を形成する。By using the present invention, the TFT 402 for the driving circuit
2. When the pixel portion TFT 4023 is completed, the pixel portion TFT is formed on an interlayer insulating film (flattening film) 4026 made of a resin material.
A pixel electrode 4027 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of the FT 4023 is formed. Pixel electrode 4027
Is a transparent conductive film, the TFT for the pixel portion is made of P
It is preferable to use a channel type TFT. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (IT
O) or a compound of indium oxide and zinc oxide. Then, the pixel electrode 4027
Is formed, an insulating film 4028 is formed, and the pixel electrode 40 is formed.
An opening is formed on 27.
【0318】次に、EL層4029を形成する。EL層
4029は公知のEL材料(正孔注入層、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層または電子注入層)を自由に組み合
わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのよう
な構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、E
L材料には低分子系材料と高分子系(ポリマー系)材料
がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いる
が、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、
印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いる
ことが可能である。Next, an EL layer 4029 is formed. The EL layer 4029 is formed of a known EL material (a hole injection layer, a hole transport layer,
A light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer) may be freely combined to form a stacked structure or a single-layer structure. A known technique may be used to determine the structure. Also, E
The L material includes a low molecular material and a high molecular (polymer) material. When a low molecular material is used, an evaporation method is used, but when a high molecular material is used, a spin coating method,
A simple method such as a printing method or an inkjet method can be used.
【0319】本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸
着法によりEL層を形成する。シャドーマスクを用いて
画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層(赤色発光
層、緑色発光層及び青色発光層)を形成することで、カ
ラー表示が可能となる。その他にも、色変換層(CC
M)とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光
層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいず
れの方法を用いても良い。勿論、単色発光のEL表示装
置とすることもできる。[0319] In this embodiment, an EL layer is formed by an evaporation method using a shadow mask. By forming a light-emitting layer (a red light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a blue light-emitting layer) capable of emitting light having different wavelengths for each pixel using a shadow mask, color display becomes possible. In addition, the color conversion layer (CC
M) and a color filter are combined, and a white light-emitting layer and a color filter are combined. Either method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.
【0320】EL層4029を形成したら、その上に陰
極4030を形成する。陰極4030とEL層4029
の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが
望ましい。従って、真空中でEL層4029と陰極40
30を連続成膜するか、EL層4029を不活性雰囲気
で形成し、大気解放しないで陰極4030を形成すると
いった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバ
ー方式(クラスターツール方式)の成膜装置を用いるこ
とで上述のような成膜を可能とする。After the EL layer 4029 is formed, a cathode 4030 is formed thereon. Cathode 4030 and EL layer 4029
It is desirable to remove as much as possible moisture and oxygen existing at the interface. Therefore, the EL layer 4029 and the cathode 40 in vacuum
It is necessary to devise a method of continuously forming the film 30 or forming the EL layer 4029 in an inert atmosphere and forming the cathode 4030 without opening to the atmosphere. In this embodiment, the above-described film formation is made possible by using a multi-chamber type (cluster tool type) film formation apparatus.
【0321】なお、本実施例では陰極4030として、
LiF(フッ化リチウム)膜とAl(アルミニウム)膜
の積層構造を用いる。具体的にはEL層4029上に蒸
着法で1nm厚のLiF(フッ化リチウム)膜を形成
し、その上に300nm厚のアルミニウム膜を形成す
る。勿論、公知の陰極材料であるMgAg電極を用いて
も良い。そして陰極4030は4031で示される領域
において配線4016に接続される。配線4016は陰
極4030に所定の電圧を与えるための電源供給線であ
り、導電性ペースト材料4032を介してFPC401
7に接続される。In this embodiment, the cathode 4030 is
A laminated structure of a LiF (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, a 1-nm-thick LiF (lithium fluoride) film is formed over the EL layer 4029 by a vapor deposition method, and a 300-nm-thick aluminum film is formed thereover. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 4030 is connected to the wiring 4016 in a region indicated by 4031. A wiring 4016 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 4030, and the FPC 401 via the conductive paste material 4032.
7 is connected.
【0322】4031に示された領域において陰極40
30と配線4016とを電気的に接続するために、層間
絶縁膜4026及び絶縁膜4028にコンタクトホール
を形成する必要がある。これらは層間絶縁膜4026の
エッチング時(画素電極用コンタクトホールの形成時)
や絶縁膜4028のエッチング時(EL層形成前の開口
部の形成時)に形成しておけば良い。また、絶縁膜40
28をエッチングする際に、層間絶縁膜4026まで一
括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜40
26と絶縁膜4028が同じ樹脂材料であれば、コンタ
クトホールの形状を良好なものとすることができる。In the region indicated by 4031, the cathode 40
In order to electrically connect the wiring 30 and the wiring 3016, it is necessary to form contact holes in the interlayer insulating film 4026 and the insulating film 4028. These are at the time of etching the interlayer insulating film 4026 (at the time of forming the contact hole for the pixel electrode).
Or when the insulating film 4028 is etched (when an opening is formed before the EL layer is formed). Also, the insulating film 40
When etching 28, etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 4026. In this case, the interlayer insulating film 40
If the same resin material is used for the insulating film 26 and the insulating film 4028, the shape of the contact hole can be made good.
【0323】このようにして形成されたEL素子の表面
を覆って、パッシベーション膜6003、充填材600
4、カバー材6000が形成される。The passivation film 6003 and the filler 600 cover the surface of the EL element thus formed.
4. The cover material 6000 is formed.
【0324】さらに、EL素子部を囲むようにして、カ
バー材6000と基板4010の内側にシーリング材が
設けられ、さらにシーリング材7000の外側には密封
材(第2のシーリング材)7001が形成される。Further, a sealing material is provided inside the cover material 6000 and the substrate 4010 so as to surround the EL element portion, and a sealing material (second sealing material) 7001 is formed outside the sealing material 7000.
【0325】このとき、この充填材6004は、カバー
材6000を接着するための接着剤としても機能する。
充填材6004としては、PVC(ポリビニルクロライ
ド)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビ
ニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテー
ト)を用いることができる。この充填材6004の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。At this time, the filler 6004 also functions as an adhesive for bonding the cover material 6000.
As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because a moisture absorbing effect can be maintained.
【0326】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。[0326] A spacer may be contained in the filler 6004. At this time, the spacer may be a granular substance made of BaO or the like, and the spacer itself may have hygroscopicity.
【0327】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。In the case where a spacer is provided, the passivation film 6003 can reduce the spacer pressure.
Further, a resin film or the like for relaxing the spacer pressure may be provided separately from the passivation film.
【0328】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。As the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Five)
rglass-Reinforced Plastic
s) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film,
Mylar film, polyester film or acrylic film can be used. The filling material 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or mylar films.
【0329】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。However, depending on the direction of light emission (the direction of light emission) from the EL element, the cover material 6000 needs to have a light transmitting property.
【0330】また、配線4016はシーリング材700
0および密封材7001と基板4010との隙間を通っ
てFPC4017に電気的に接続される。なお、ここで
は配線4016について説明したが、他の配線401
4、4015も同様にしてシーリング材7000および
密封材7001の下を通ってFPC4017に電気的に
接続される。The wiring 4016 is made of a sealing material 700.
0 and through the gap between the sealing material 7001 and the substrate 4010, and is electrically connected to the FPC 4017. Although the wiring 4016 has been described here, the other wiring 401
4, 4015 are similarly electrically connected to the FPC 4017 under the sealant 7000 and the sealant 7001.
【0331】[実施例30]本実施例では、本願発明を
用いて実施例29とは異なる形態のEL表示装置を作製
した例について、図35(A)、図35(B)を用いて
説明する。図34(A)、図34(B)と同じ番号のも
のは同じ部分を指しているので説明は省略する。[Embodiment 30] In this embodiment, an example in which an EL display device different from that of Embodiment 29 is manufactured by using the present invention will be described with reference to FIGS. 35 (A) and 35 (B). I do. 34A and 34B denote the same parts, and a description thereof will not be repeated.
【0332】図35(A)は本実施例のEL表示装置の
上面図であり、図35(A)をA-A'で切断した断面図
を図35(B)に示す。FIG. 35A is a top view of the EL display device of this embodiment, and FIG. 35B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
【0333】実施例29に従って、EL素子の表面を覆
ってパッシベーション膜6003までを形成する。According to Embodiment 29, a passivation film 6003 is formed to cover the surface of the EL element.
【0334】さらに、EL素子を覆うようにして充填材
6004を設ける。この充填材6004は、カバー材6
000を接着するための接着剤としても機能する。充填
材6004としては、PVC(ポリビニルクロライ
ド)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビ
ニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテー
ト)を用いることができる。この充填材6004の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。[0334] Further, a filler 6004 is provided so as to cover the EL element. This filler 6004 is used as the cover material 6
000 also functions as an adhesive for bonding. As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because a moisture absorbing effect can be maintained.
【0335】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。[0335] A spacer may be contained in the filler 6004. At this time, the spacer may be a granular substance made of BaO or the like, and the spacer itself may have hygroscopicity.
【0336】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。In the case where a spacer is provided, the passivation film 6003 can reduce the spacer pressure.
Further, a resin film or the like for relaxing the spacer pressure may be provided separately from the passivation film.
【0337】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。As the cover member 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Five
rglass-Reinforced Plastic
s) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film,
Mylar film, polyester film or acrylic film can be used. The filling material 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.
【0338】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。However, depending on the direction of light emission (the direction of light emission) from the EL element, the cover material 6000 needs to have a light-transmitting property.
【0339】次に、充填材6004を用いてカバー材6
000を接着した後、充填材6004の側面(露呈面)
を覆うようにフレーム材6001を取り付ける。フレー
ム材6001はシーリング材(接着剤として機能する)
6002によって接着される。このとき、シーリング材
6002としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましい
が、EL層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良
い。なお、シーリング材6002はできるだけ水分や酸
素を透過しない材料であることが望ましい。また、シー
リング材6002の内部に乾燥剤を添加してあっても良
い。[0339] Next, the cover material 6
After bonding 000, the side surface of filler 6004 (exposed surface)
Frame material 6001 is attached so as to cover. The frame material 6001 is a sealing material (functions as an adhesive)
Glued by 6002. At this time, a photocurable resin is preferably used as the sealing material 6002, but a thermosetting resin may be used as long as the heat resistance of the EL layer is allowed. Note that the sealing material 6002 is preferably a material that does not transmit moisture or oxygen as much as possible. Further, a desiccant may be added to the inside of the sealing material 6002.
【0340】また、配線4016はシーリング材600
2と基板4010との隙間を通ってFPC4017に電
気的に接続される。なお、ここでは配線4016につい
て説明したが、他の配線4014、4015も同様にし
てシーリング材6002の下を通ってFPC4017に
電気的に接続される。The wiring 4016 is made of a sealing material 600.
2 is electrically connected to the FPC 4017 through a gap between the substrate 2 and the substrate 4010. Note that although the wiring 4016 has been described here, the other wirings 4014 and 4015 are also electrically connected to the FPC 4017 under the sealing material 6002 in the same manner.
【0341】[実施例31]本実施例ではEL表示パネ
ルにおける画素部のさらに詳細な断面構造を図36に、
上面構造を図37(A)に、回路図を図37(B)に示
す。図36、図37(A)及び図37(B)では共通の
符号を用いるので互いに参照すれば良い。[Embodiment 31] In this embodiment, a more detailed sectional structure of a pixel portion in an EL display panel is shown in FIG.
FIG. 37A shows a top view structure, and FIG. 37B shows a circuit diagram. In FIG. 36, FIG. 37 (A) and FIG. 37 (B), the same reference numerals are used, so that they may be referred to each other.
【0342】図36において、基板3501上に設けら
れたスイッチング用TFT3502は本願発明のNTF
Tを用いて形成される。本実施例ではダブルゲート構造
としているが、構造及び作製プロセスに大きな違いはな
いので説明は省略する。但し、ダブルゲート構造とする
ことで実質的に二つのTFTが直列された構造となり、
オフ電流値を低減することができるという利点がある。
なお、本実施例ではダブルゲート構造としているが、シ
ングルゲート構造でも構わないし、トリプルゲート構造
やそれ以上のゲート本数を持つマルチゲート構造でも構
わない。また、本願発明のPTFTを用いて形成しても
構わない。In FIG. 36, the switching TFT 3502 provided on the substrate 3501 is the NTF of the present invention.
It is formed using T. In this embodiment, a double gate structure is used. However, since there is no significant difference in the structure and the manufacturing process, the description is omitted. However, by adopting a double gate structure, a structure in which two TFTs are substantially connected in series,
There is an advantage that an off-current value can be reduced.
Although the double gate structure is used in this embodiment, a single gate structure, a triple gate structure, or a multi-gate structure having more gates may be used. Further, it may be formed using the PTFT of the present invention.
【0343】また、電流制御用TFT3503は本願発
明のNTFTを用いて形成される。このとき、スイッチ
ング用TFT3502のドレイン配線35は配線36に
よって電流制御用TFTのゲート電極37に電気的に接
続されている。また、38で示される配線は、スイッチ
ング用TFT3502のゲート電極39a、39bを電気
的に接続するゲート配線である。The current control TFT 3503 is formed using the NTFT of the present invention. At this time, the drain wiring 35 of the switching TFT 3502 is electrically connected to the gate electrode 37 of the current controlling TFT by the wiring 36. The wiring indicated by 38 is a gate wiring for electrically connecting the gate electrodes 39a and 39b of the switching TFT 3502.
【0344】このとき、電流制御用TFT3503が本
願発明の構造であることは非常に重要な意味を持つ。電
流制御用TFTはEL素子を流れる電流量を制御するた
めの素子であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化
やホットキャリアによる劣化の危険性が高い素子でもあ
る。そのため、電流制御用TFTのドレイン側に、第1
不純物領域と第2不純物領域を設ける本願発明の構造は
極めて有効である。At this time, it is very important that the current control TFT 3503 has the structure of the present invention. Since the current control TFT is an element for controlling the amount of current flowing through the EL element, a large amount of current flows and the element has a high risk of deterioration due to heat or hot carriers. Therefore, the first side of the drain of the current controlling TFT is
The structure of the present invention in which the impurity region and the second impurity region are provided is extremely effective.
【0345】また、本実施例では電流制御用TFT35
03をシングルゲート構造で図示しているが、複数のT
FTを直列につなげたマルチゲート構造としても良い。
さらに、複数のTFTを並列につなげて実質的にチャネ
ル形成領域を複数に分割し、熱の放射を高い効率で行え
るようにした構造としても良い。このような構造は熱に
よる劣化対策として有効である。In this embodiment, the current controlling TFT 35 is used.
03 is shown with a single gate structure.
A multi-gate structure in which FTs are connected in series may be used.
Further, a structure in which a plurality of TFTs are connected in parallel to substantially divide the channel formation region into a plurality of regions so that heat can be radiated with high efficiency may be employed. Such a structure is effective as a measure against deterioration due to heat.
【0346】また、図37(A)に示すように、電流制
御用TFT3503のゲート電極37となる配線は35
04で示される領域で、電流制御用TFT3503のド
レイン配線40と絶縁膜を介して重なる。このとき、3
504で示される領域ではコンデンサが形成される。こ
のコンデンサ3504は電流制御用TFT3503のゲ
ートにかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機
能する。なお、ドレイン配線40は電流供給線(電源
線)3506に接続され、常に一定の電圧が加えられて
いる。Further, as shown in FIG. 37A, the wiring to be the gate electrode 37 of the current controlling TFT 3503 has a length of 35 mm.
In a region indicated by 04, the region overlaps with the drain wiring 40 of the current control TFT 3503 via an insulating film. At this time, 3
In the region indicated by 504, a capacitor is formed. This capacitor 3504 functions as a capacitor for holding a voltage applied to the gate of the current control TFT 3503. The drain wiring 40 is connected to a current supply line (power supply line) 3506, and a constant voltage is constantly applied.
【0347】スイッチング用TFT3502及び電流制
御用TFT3503の上には第1パッシベーション膜5
1が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜52
が形成される。平坦化膜52を用いてTFTによる段差
を平坦化することは非常に重要である。後に形成される
EL層は非常に薄いため、段差が存在することによって
発光不良を起こす場合がある。従って、EL層をできる
だけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に
平坦化しておくことが望ましい。The first passivation film 5 is formed on the switching TFT 3502 and the current control TFT 3503.
And a planarizing film 52 made of a resin insulating film thereon.
Is formed. It is very important to flatten the step due to the TFT using the flattening film 52. Since an EL layer formed later is extremely thin, poor light emission may be caused by the presence of a step. Therefore, it is desirable that the EL layer be flattened before forming the pixel electrode so that the EL layer can be formed as flat as possible.
【0348】また、53は反射性の高い導電膜でなる画
素電極(EL素子の陰極)であり、電流制御用TFT3
503のドレインに電気的に接続される。この場合にお
いては、電流制御用TFTとしてnチャネル型TFTを
用いることが好ましい。画素電極53としてはアルミニ
ウム合金膜、銅合金膜または銀合金膜など低抵抗な導電
膜またはそれらの積層膜を用いることが好ましい。勿
論、他の導電膜との積層構造としても良い。Reference numeral 53 denotes a pixel electrode (cathode of an EL element) made of a highly reflective conductive film.
503 is electrically connected to the drain. In this case, it is preferable to use an n-channel TFT as the current control TFT. As the pixel electrode 53, a low-resistance conductive film such as an aluminum alloy film, a copper alloy film, or a silver alloy film, or a stacked film thereof is preferably used. Of course, a stacked structure with another conductive film may be employed.
【0349】また、絶縁膜(好ましくは樹脂)で形成さ
れたバンク54a、54bにより形成された溝(画素に相
当する)の中に発光層55が形成される。なお、ここで
は一画素しか図示していないが、R(赤)、G(緑)、
B(青)の各色に対応した発光層を作り分けても良い。
発光層とする有機EL材料としてはπ共役ポリマー系材
料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパ
ラフェニレンビニレン(PPV)系、ポリビニルカルバ
ゾール(PVK)系、ポリフルオレン系などが挙げられ
る。A light-emitting layer 55 is formed in a groove (corresponding to a pixel) formed by banks 54a and 54b formed of an insulating film (preferably resin). Although only one pixel is shown here, R (red), G (green),
Light emitting layers corresponding to each color of B (blue) may be separately formed.
As the organic EL material for the light emitting layer, a π-conjugated polymer material is used. Typical polymer-based materials include polyparaphenylenevinylene (PPV), polyvinylcarbazole (PVK), and polyfluorene.
【0350】なお、PPV系有機EL材料としては様々
な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Ge
lsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers
forLight Emitting Diodes”,Euro Display,Proceeding
s,1999,p.33-37」や特開平10−92576号公報に記
載されたような材料を用いれば良い。There are various types of PPV-based organic EL materials, for example, “H. Shenk, H. Becker, O. Ge.
lsen, E. Kluge, W. Kreuder, and H. Spreitzer, “Polymers
forLight Emitting Diodes ”, Euro Display, Proceeding
s, 1999, p.33-37 "and JP-A-10-92576.
【0351】具体的な発光層としては、赤色に発光する
発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光
する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光す
る発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアル
キルフェニレンを用いれば良い。膜厚は30〜150n
m(好ましくは40〜100nm)とすれば良い。As specific light emitting layers, cyanopolyphenylene vinylene is used for a red light emitting layer, polyphenylene vinylene is used for a green light emitting layer, and polyphenylene vinylene or polyalkylphenylene is used for a blue light emitting layer. Good. The film thickness is 30-150n
m (preferably 40 to 100 nm).
【0352】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機EL材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせてEL層(発光及びそのための
キャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良
い。However, the above example is an example of the organic EL material that can be used as the light emitting layer, and it is not necessary to limit the invention to this. An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer.
【0353】例えば、本実施例ではポリマー系材料を発
光層として用いる例を示したが、低分子系有機EL材料
を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として
炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これ
らの有機EL材料や無機材料は公知の材料を用いること
ができる。For example, in this embodiment, an example is shown in which a polymer material is used for the light emitting layer, but a low molecular organic EL material may be used. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used for these organic EL materials and inorganic materials.
【0354】本実施例では発光層55の上にPEDOT
(ポリチオフェン)またはPAni(ポリアニリン)で
なる正孔注入層56を設けた積層構造のEL層としてい
る。そして、正孔注入層56の上には透明導電膜でなる
陽極57が設けられる。本実施例の場合、発光層55で
生成された光は上面側に向かって(TFTの上方に向か
って)放射されるため、陽極は透光性でなければならな
い。透明導電膜としては酸化インジウムと酸化スズとの
化合物や酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いる
ことができるが、耐熱性の低い発光層や正孔注入層を形
成した後で形成するため、可能な限り低温で成膜できる
ものが好ましい。In this embodiment, PEDOT is formed on the light emitting layer 55.
The EL layer has a laminated structure in which a hole injection layer 56 made of (polythiophene) or PAni (polyaniline) is provided. An anode 57 made of a transparent conductive film is provided on the hole injection layer 56. In the case of this embodiment, since the light generated in the light emitting layer 55 is emitted toward the upper surface side (toward the upper side of the TFT), the anode must be translucent. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used; however, it is possible to form after forming a light-emitting layer or a hole-injecting layer with low heat resistance. A material that can form a film at a temperature as low as possible is preferable.
【0355】陽極57まで形成された時点でEL素子3
505が完成する。なお、ここでいうEL素子3505
は、画素電極(陰極)53、発光層55、正孔注入層5
6及び陽極57で形成されたコンデンサを指す。図37
(A)に示すように画素電極53は画素の面積にほぼ一
致するため、画素全体がEL素子として機能する。従っ
て、発光の利用効率が非常に高く、明るい画像表示が可
能となる。When the anode 57 is formed, the EL element 3
505 is completed. Note that the EL element 3505 mentioned here
Are the pixel electrode (cathode) 53, the light emitting layer 55, the hole injection layer 5
6 and a capacitor formed by the anode 57. FIG.
As shown in FIG. 2A, the pixel electrode 53 substantially matches the area of the pixel, and thus the entire pixel functions as an EL element. Therefore, the efficiency of light emission is extremely high, and a bright image can be displayed.
【0356】ところで、本実施例では、陽極57の上に
さらに第2パッシベーション膜58を設けている。第2
パッシベーション膜58としては窒化珪素膜または窒化
酸化珪素膜が好ましい。この目的は、外部とEL素子と
を遮断することであり、有機EL材料の酸化による劣化
を防ぐ意味と、有機EL材料からの脱ガスを抑える意味
との両方を併せ持つ。これによりEL表示装置の信頼性
が高められる。In this embodiment, a second passivation film 58 is further provided on the anode 57. Second
As the passivation film 58, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferable. The purpose of this is to shut off the EL element from the outside, and has both the meaning of preventing the organic EL material from being deteriorated due to oxidation and the effect of suppressing outgassing from the organic EL material. Thereby, the reliability of the EL display device is improved.
【0357】以上のように本願発明のEL表示パネルは
図36のような構造の画素からなる画素部を有し、オフ
電流値の十分に低いスイッチング用TFTと、ホットキ
ャリア注入に強い電流制御用TFTとを有する。従っ
て、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能な
EL表示パネルが得られる。As described above, the EL display panel of the present invention has a pixel portion composed of pixels having a structure as shown in FIG. 36, and a switching TFT having a sufficiently low off-current value and a current control device which is strong against hot carrier injection. And a TFT. Therefore, an EL display panel having high reliability and capable of displaying a good image can be obtained.
【0358】また、実施例27の電子機器の表示部とし
て本実施例のEL表示装置を用いることは有効である。In addition, it is effective to use the EL display device of this embodiment as a display portion of the electronic apparatus of the embodiment 27.
【0359】〔実施例32〕本実施例では、実施例31
に示した画素部において、EL素子3505の構造を反
転させた構造について説明する。説明には図38を用い
る。なお、図36の構造と異なる点はEL素子の部分と
電流制御用TFTだけであるので、その他の説明は省略
することとする。[Embodiment 32] In this embodiment, Embodiment 31 is described.
A structure in which the structure of the EL element 3505 is inverted in the pixel portion shown in FIG. FIG. 38 is used for the description. It should be noted that the point different from the structure of FIG. 36 is only the EL element portion and the current controlling TFT, and the other description is omitted.
【0360】図38において、電流制御用TFT360
3は本願発明のPTFTを用いて形成される。In FIG. 38, the current control TFT 360
3 is formed using the PTFT of the present invention.
【0361】本実施例では、画素電極(陽極)60とし
て透明導電膜を用いる。具体的には酸化インジウムと酸
化亜鉛との化合物でなる導電膜を用いる。勿論、酸化イ
ンジウムと酸化スズとの化合物でなる導電膜を用いても
良い。In this embodiment, a transparent conductive film is used as the pixel electrode (anode) 60. Specifically, a conductive film formed using a compound of indium oxide and zinc oxide is used. Needless to say, a conductive film made of a compound of indium oxide and tin oxide may be used.
【0362】そして、絶縁膜でなるバンク61a、61b
が形成された後、溶液塗布によりポリビニルカルバゾー
ルでなる発光層62が形成される。その上にはカリウム
アセチルアセトネート(acacKと表記される)でな
る電子注入層63、アルミニウム合金でなる陰極64が
形成される。この場合、陰極64がパッシベーション膜
としても機能する。こうしてEL素子3605が形成さ
れる。Then, banks 61a and 61b made of an insulating film are used.
Is formed, a light emitting layer 62 made of polyvinyl carbazole is formed by solution coating. An electron injection layer 63 made of potassium acetylacetonate (denoted as acacK) and a cathode 64 made of an aluminum alloy are formed thereon. In this case, the cathode 64 also functions as a passivation film. Thus, an EL element 3605 is formed.
【0363】本実施例の場合、発光層62で発生した光
は、矢印で示されるようにTFTが形成された基板の方
に向かって放射される。In the case of this embodiment, the light generated in the light emitting layer 62 is radiated toward the substrate on which the TFT is formed as indicated by the arrow.
【0364】また、実施例27の電子機器の表示部とし
て本実施例のEL表示装置を用いることは有効である。[0364] It is effective to use the EL display device of this embodiment as the display unit of the electronic apparatus of the twenty-seventh embodiment.
【0365】〔実施例33〕本実施例では、図37
(B)に示した回路図とは異なる構造の画素とした場合
の例について図39(A)〜(C)に示す。なお、本実
施例において、3801はスイッチング用TFT380
2のソース配線、3803はスイッチング用TFT38
02のゲート配線、3804は電流制御用TFT、38
05はコンデンサ、3806、3808は電流供給線、
3807はEL素子とする。[Embodiment 33] In the present embodiment, FIG.
FIGS. 39A to 39C show examples in which a pixel having a structure different from that of the circuit diagram shown in FIG. In this embodiment, reference numeral 3801 denotes a switching TFT 380.
2 is a source wiring, and 3803 is a switching TFT 38.
02, a gate wiring 3804, a current controlling TFT 38,
05 is a capacitor, 3806 and 3808 are current supply lines,
Reference numeral 3807 denotes an EL element.
【0366】図39(A)は、二つの画素間で電流供給
線3806を共通とした場合の例である。即ち、二つの
画素が電流供給線3806を中心に線対称となるように
形成されている点に特徴がある。この場合、電源供給線
の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精
細化することができる。FIG. 39A shows an example in which the current supply line 3806 is shared between two pixels. That is, the feature is that two pixels are formed to be line-symmetric with respect to the current supply line 3806. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.
【0367】また、図39(B)は、電流供給線380
8をゲート配線3803と平行に設けた場合の例であ
る。なお、図39(B)では電流供給線3808とゲー
ト配線3803とが重ならないように設けた構造となっ
ているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、
絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この
場合、電源供給線3808とゲート配線3803とで専
有面積を共有させることができるため、画素部をさらに
高精細化することができる。FIG. 39 (B) shows the current supply line 380
8 is provided in parallel with the gate wiring 3803. Note that although FIG. 39B illustrates a structure in which the current supply line 3808 and the gate wiring 3803 are provided so as not to overlap with each other, if the wiring is formed in a different layer,
They can be provided so as to overlap with each other via an insulating film. In this case, since the power supply line 3808 and the gate wiring 3803 can share an occupied area, the pixel portion can have higher definition.
【0368】また、図39(C)は、図39(B)の構
造と同様に電流供給線3808をゲート配線3803と
平行に設け、さらに、二つの画素を電流供給線3808
を中心に線対称となるように形成する点に特徴がある。
また、電流供給線3808をゲート配線3803のいず
れか一方と重なるように設けることも有効である。この
場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画
素部をさらに高精細化することができる。In FIG. 39C, a current supply line 3808 is provided in parallel with the gate wiring 3803 in the same manner as in the structure of FIG. 39B, and two pixels are connected to the current supply line 3808.
It is characterized in that it is formed so as to be line-symmetric with respect to.
It is also effective to provide the current supply line 3808 so as to overlap with one of the gate wirings 3803. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.
【0369】なお、本実施例の構成は、実施例29また
は30の構成と自由に組み合わせて実施することが可能
である。また、実施例27の電子機器の表示部として本
実施例の画素構造を有するEL表示装置を用いることは
有効である。The structure of this embodiment can be implemented by freely combining with the structure of Embodiment 29 or 30. In addition, it is effective to use the EL display device having the pixel structure of this embodiment as the display portion of the electronic device of Embodiment 27.
【0370】[実施例34]実施例31に示した図37
(A)、図37(B)では電流制御用TFT3503の
ゲートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ350
4を設ける構造としているが、コンデンサ3504を省
略することも可能である。実施例31の場合、電流制御
用TFT3503として本願発明のNTFTを用いてい
るため、ゲート絶縁膜を介してシリコンからなるサイド
ウォールに重なるように設けられた第1不純物領域を有
している。この重なり合った領域には一般的にゲート容
量と呼ばれる寄生容量が形成されるが、本実施例ではこ
の寄生容量をコンデンサ3504の代わりとして積極的
に用いる点に特徴がある。[Embodiment 34] FIG. 37 shown in Embodiment 31
37A and 37B, a capacitor 350 is used to hold a voltage applied to the gate of the current controlling TFT 3503.
4, but the capacitor 3504 can be omitted. In the case of the embodiment 31, since the NTFT of the present invention is used as the current control TFT 3503, it has the first impurity region provided so as to overlap the sidewall made of silicon via the gate insulating film. A parasitic capacitance generally called a gate capacitance is formed in the overlapped region. The present embodiment is characterized in that this parasitic capacitance is actively used instead of the capacitor 3504.
【0371】この寄生容量のキャパシタンスは、上記ゲ
ート電極と第1不純物領域とが重なり合った面積によっ
て変化するため、その重なり合った領域に含まれる第1
不純物領域の長さによって決まる。Since the capacitance of the parasitic capacitance changes depending on the area where the gate electrode and the first impurity region overlap with each other, the first capacitance included in the overlapping region may be changed.
It is determined by the length of the impurity region.
【0372】また、実施例33に示した図39(A)〜
(C)の構造においても同様に、コンデンサ3805を
省略することは可能である。In addition, FIGS. 39 (A) to 39 (A) to
Similarly, in the structure of (C), the capacitor 3805 can be omitted.
【0373】なお、本実施例の構成は、実施例29〜3
3の構成と自由に組み合わせて実施することが可能であ
る。また、実施例27の電子機器の表示部として本実施
例の画素構造を有するEL表示装置を用いることは有効
である。The structure of this embodiment is similar to that of Embodiments 29 to 3
3 can be freely combined with the configuration. In addition, it is effective to use the EL display device having the pixel structure of this embodiment as the display portion of the electronic device of Embodiment 27.
【0374】[0374]
【発明の効果】本願発明を実施することで、NTFTの
信頼性を高めることが可能となった。従って、厳しい信
頼性が要求される高い電気特性(特に高いモビリティ)
を有するNTFTの信頼性を確保することが可能となっ
た。また同時に、特性バランスに優れたNTFTとPT
FTとを組み合わせてCMOS回路を形成することで、
信頼性が高く且つ優れた電気特性を示す半導体回路を形
成できた。According to the present invention, the reliability of the NTFT can be improved. Therefore, high electrical characteristics that require strict reliability (especially high mobility)
It has become possible to ensure the reliability of NTFTs having the above. At the same time, NTFT and PT with excellent characteristic balance
By forming a CMOS circuit by combining with FT,
A semiconductor circuit having high reliability and excellent electrical characteristics was formed.
【0375】さらに、本願発明では半導体の結晶化に用
いた触媒元素を低減することができるため、不安定要因
の少ない半導体装置を実現できる。しかも触媒元素を低
減する工程はソース領域及びドレイン領域の形成及び活
性化と同時に行われるため、スループットを低下させる
ようなこともない。Further, in the present invention, since the number of catalytic elements used for crystallization of a semiconductor can be reduced, a semiconductor device with less instability can be realized. Moreover, since the step of reducing the catalytic element is performed simultaneously with the formation and activation of the source region and the drain region, the throughput does not decrease.
【0376】また、以上のようにTFTで組む回路の信
頼性を高めることで電気光学装置、半導体回路、さらに
は電子機器をも含む全ての半導体装置の信頼性を確保す
ることが可能となった。As described above, by improving the reliability of a circuit formed by TFTs, it is possible to ensure the reliability of all semiconductor devices including electro-optical devices, semiconductor circuits, and electronic devices. .
【図1】 CMOS回路の断面を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a CMOS circuit.
【図2】 MOSFETの断面構造を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a MOSFET.
【図3】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図4】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図5】 ポリシリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 5 is a view showing a manufacturing process of a polysilicon film.
【図6】 ポリシリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a polysilicon film.
【図7】 ポリシリコン膜の作製工程を示す図。FIG. 7 is a view showing a manufacturing process of a polysilicon film.
【図8】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図9】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 9 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図10】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 10 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図11】 CMOS回路を上面からみた図。FIG. 11 is a diagram of a CMOS circuit viewed from above.
【図12】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 12 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図13】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 13 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図14】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 14 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図15】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 15 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図16】 CMOS回路の断面を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a cross section of a CMOS circuit.
【図17】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 17 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図18】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 18 is a diagram illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図19】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 19 is a diagram illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図20】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 20 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図21】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 21 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図22】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 22 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図23】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 23 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図24】 CMOS回路の作製工程を示す図。FIG. 24 illustrates a manufacturing process of a CMOS circuit.
【図25】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 25 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図26】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 26 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図27】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 27 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図28】 画素マトリクス回路の構造を示す図。FIG. 28 illustrates a structure of a pixel matrix circuit.
【図29】 電気光学装置の外観を示す図。FIG. 29 illustrates an appearance of an electro-optical device.
【図30】 電子機器の一例を示す図。FIG. 30 illustrates an example of an electronic device.
【図31】 電子機器の一例を示す図。FIG. 31 illustrates an example of an electronic device.
【図32】 各種TFT構造を比較するための図。FIG. 32 is a diagram for comparing various TFT structures.
【図33】 NTFT(オフ状態)のエネルギーバンド
を示す図。FIG. 33 illustrates an energy band of an NTFT (off state).
【図34】 EL表示装置を示す図。FIG. 34 illustrates an EL display device.
【図35】 EL表示装置を示す図。FIG. 35 illustrates an EL display device.
【図36】 EL表示装置の断面構造を示す図。FIG. 36 illustrates a cross-sectional structure of an EL display device.
【図37】 EL表示装置の上面図および回路図を示す
図。FIG. 37 shows a top view and a circuit diagram of an EL display device.
【図38】 EL表示装置の断面構造を示す図。FIG. 38 illustrates a cross-sectional structure of an EL display device.
【図39】 EL表示装置の回路図を示す図。FIG. 39 is a circuit diagram of an EL display device.
Claims (30)
前記絶縁膜に接した配線とを有するNTFT及びPTF
TでなるCMOS回路を含む半導体装置であって、 前記NTFTのみ前記配線の側部にサイドウォールを有
し、 前記NTFTの活性層は、チャネル形成領域と、異なる
濃度で15族に属する元素を含む少なくとも三種類の不
純物領域とを含み、 前記少なくとも三種類の不純物領域のうち、前記チャネ
ル形成領域と接する不純物領域は、前記絶縁膜を介して
前記サイドウォールと重なっており、 前記PTFTの活性層は、チャネル形成領域と、同一濃
度で13族に属する元素を含む二種類の不純物領域とを
含み、 前記NTFT及び前記PTFTともに、前記チャネル形
成領域から最も遠い不純物領域には、前記活性層の結晶
化に用いた触媒元素が1×1017〜1×1020atoms/cm
3の濃度で存在することを特徴とする半導体装置。An active layer, an insulating film in contact with the active layer,
NTFT and PTF having wiring in contact with the insulating film
A semiconductor device including a CMOS circuit made of T, wherein only the NTFT has a sidewall on a side portion of the wiring, and an active layer of the NTFT includes a channel formation region and an element belonging to Group 15 at a different concentration. And at least three types of impurity regions, of the at least three types of impurity regions, an impurity region in contact with the channel formation region overlaps with the sidewall with the insulating film interposed therebetween. , A channel formation region, and two types of impurity regions containing an element belonging to Group 13 at the same concentration. In both the NTFT and the PTFT, an impurity region furthest from the channel formation region includes crystallization of the active layer. 1 × 10 17 to 1 × 10 20 atoms / cm
A semiconductor device characterized by being present at a concentration of 3 .
前記絶縁膜に接した配線とを有するNTFT及びPTF
TでなるCMOS回路を含む半導体装置であって、 前記NTFTのみ前記配線の側部にサイドウォールを有
し、 前記NTFTの活性層は、チャネル形成領域、第1不純
物領域、第2不純物領域、第3不純物領域の順に並んだ
構造を有し、 前記第1不純物領域、前記第2不純物領域及び前記第3
不純物領域は各々異なる濃度で15族に属する元素を含
み、 前記第1不純物領域は前記絶縁膜を介して前記サイドウ
ォールと重なっており、 前記PTFTの活性層は、チャネル形成領域、第4不純
物領域及び第5不純物領域の順に並んだ構造を有し、 前記第4不純物領域及び第5不純物領域は各々同一濃度
で13族に属する元素を含み、 前記第3不純物領域及び前記第5不純物領域には、前記
活性層の結晶化に用いた触媒元素が1×1017〜1×1
020atoms/cm3の濃度で存在することを特徴とする半導
体装置。2. An active layer, an insulating film in contact with the active layer,
NTFT and PTF having wiring in contact with the insulating film
A semiconductor device including a CMOS circuit made of T, wherein only the NTFT has a sidewall on a side of the wiring, and an active layer of the NTFT has a channel forming region, a first impurity region, a second impurity region, A first impurity region, a second impurity region, and a third impurity region.
The impurity regions include elements belonging to Group 15 at different concentrations, the first impurity region overlaps the sidewall with the insulating film interposed therebetween, and the active layer of the PTFT includes a channel forming region, a fourth impurity region And a fifth impurity region, wherein the fourth impurity region and the fifth impurity region each include an element belonging to Group 13 at the same concentration, and the third impurity region and the fifth impurity region The catalyst element used for crystallization of the active layer is 1 × 10 17 to 1 × 1;
A semiconductor device characterized by being present at a concentration of 0 20 atoms / cm 3 .
前記絶縁膜に接した配線とを有するNTFT及びPTF
TでなるCMOS回路を含む半導体装置であって、 前記NTFTのみ前記配線の側部にサイドウォールを有
し、 前記NTFTの活性層は、チャネル形成領域と、異なる
濃度で15族に属する元素を含む少なくとも三種類の不
純物領域とを含み、 前記少なくとも三種類の不純物領域は、前記チャネル形
成領域からの距離が遠いほど前記15族に属する元素の
濃度が高く、 前記PTFTの活性層は、チャネル形成領域と、同一濃
度で13族に属する元素を含む二種類の不純物領域とを
含み、 前記NTFT及び前記PTFTともに、前記チャネル形
成領域から最も遠い不純物領域には、前記活性層の結晶
化に用いた触媒元素が1×1017〜1×1020atoms/cm
3の濃度で存在することを特徴とする半導体装置。3. An active layer, an insulating film in contact with the active layer,
NTFT and PTF having wiring in contact with the insulating film
A semiconductor device including a CMOS circuit made of T, wherein only the NTFT has a sidewall on a side portion of the wiring, and an active layer of the NTFT contains a channel formation region and an element belonging to Group 15 at different concentrations. At least three types of impurity regions, wherein the at least three types of impurity regions have a higher concentration of the element belonging to Group 15 as the distance from the channel formation region increases, and the active layer of the PTFT includes a channel formation region. And two types of impurity regions containing elements belonging to Group 13 at the same concentration. In both the NTFT and the PTFT, the impurity region furthest from the channel formation region includes a catalyst used for crystallization of the active layer. Element is 1 × 10 17 to 1 × 10 20 atoms / cm
A semiconductor device characterized by being present at a concentration of 3 .
前記絶縁膜に接した配線とを有するNTFT及びPTF
TでなるCMOS回路を含む半導体装置であって、 前記NTFTのみ前記配線の側部にサイドウォールを有
し、 前記NTFTの活性層は、チャネル形成領域、第1不純
物領域、第2不純物領域、第3不純物領域の順に並んだ
構造を有し、 前記第1不純物領域、前記第2不純物領域及び前記第3
不純物領域は各々異なる濃度で同一の不純物を含み、 前記第1不純物領域、前記第2不純物領域、前記第3不
純物領域の順に前記不純物の濃度が高く、 前記PTFTの活性層は、チャネル形成領域、第4不純
物領域及び第5不純物領域の順に並んだ構造を有し、 前記第4不純物領域及び第5不純物領域は各々同一濃度
で13族に属する元素を含み、 前記第3不純物領域及び前記第5不純物領域には、前記
活性層の結晶化に用いた触媒元素が1×1017〜1×1
020atoms/cm3の濃度で存在することを特徴とする半導
体装置。4. An active layer; an insulating film in contact with the active layer;
NTFT and PTF having wiring in contact with the insulating film
A semiconductor device including a CMOS circuit made of T, wherein only the NTFT has a sidewall on a side of the wiring, and an active layer of the NTFT has a channel forming region, a first impurity region, a second impurity region, A first impurity region, a second impurity region, and a third impurity region.
The impurity regions contain the same impurity at different concentrations, and the concentration of the impurities is higher in the order of the first impurity region, the second impurity region, and the third impurity region. The active layer of the PTFT includes a channel forming region, A fourth impurity region and a fifth impurity region arranged in this order; the fourth impurity region and the fifth impurity region each include an element belonging to Group 13 at the same concentration; In the impurity region, the catalyst element used for crystallization of the active layer is 1 × 10 17 to 1 × 1.
A semiconductor device characterized by being present at a concentration of 0 20 atoms / cm 3 .
記活性層は単結晶半導体薄膜でなることを特徴とする半
導体装置。5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said active layer is a single-crystal semiconductor thin film.
記触媒元素とはNi、Ge、Co、Fe、Pd、Sn、Pb、Pt、Cu、
AuまたはSiから選ばれた一種または複数種の元素である
ことを特徴とする半導体装置。6. The catalyst element according to claim 1, wherein the catalyst element is Ni, Ge, Co, Fe, Pd, Sn, Pb, Pt, Cu,
A semiconductor device comprising one or more elements selected from Au or Si.
記配線の少なくとも一部は窒化シリコン膜で覆われてい
ることを特徴とする半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 1, wherein at least a part of the wiring is covered with a silicon nitride film.
記サイドウォールはシリコンを主成分とする材料で形成
されていることを特徴とする半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 1, wherein said sidewall is formed of a material containing silicon as a main component.
TFT及び前記PTFTの前記触媒元素が存在する不純
物領域には、前記15族に属する元素が互いに同一濃度
で存在することを特徴とする半導体装置。9. The method according to claim 1, wherein said N
A semiconductor device, wherein elements belonging to Group 15 are present at the same concentration in an impurity region of the TFT and the PTFT in which the catalyst element is present.
第3不純物領域及び前記第5不純物領域には前記15族
に属する元素が互いに同一濃度で存在することを特徴と
する半導体装置。10. The semiconductor device according to claim 2, wherein the third impurity region and the fifth impurity region have the same concentration of the element belonging to Group XV.
る元素の濃度は前記第5不純物領域に存在する前記13
族に属する元素の濃度よりも低いことを特徴とする半導
体装置。11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the concentration of the element belonging to Group 15 is less than the concentration of the element 13 present in the fifth impurity region.
A semiconductor device, which is lower in concentration than an element belonging to group III.
第1不純物領域に含まれる前記不純物の濃度は1×10
15〜1×1017atoms/cm3であり、前記第2不純物領域
に含まれる前記不純物の濃度は1×1016〜1×1019
atoms/cm3であることを特徴とする半導体装置。12. The method according to claim 2, wherein the concentration of the impurity contained in the first impurity region is 1 × 10
15 to 1 × 10 17 atoms / cm 3 , and the concentration of the impurity contained in the second impurity region is 1 × 10 16 to 1 × 10 19
A semiconductor device characterized by atoms / cm 3 .
て、前記半導体装置とは液晶表示パネル、EL表示装置ま
たはイメージセンサであることを特徴とする半導体装
置。13. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display panel, an EL display device, or an image sensor.
て、前記半導体装置とはビデオカメラ、デジタルカメ
ラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレイ、カーナ
ビゲーション、パーソナルコンピュータまたは携帯情報
端末であることを特徴とする半導体装置。14. The semiconductor according to claim 1, wherein the semiconductor device is a video camera, a digital camera, a projector, a goggle type display, a car navigation system, a personal computer, or a personal digital assistant. apparatus.
いて結晶を含む半導体膜を形成する第1工程と、 前記結晶を含む半導体膜をパターニングして第1活性層
及び第2活性層を形成する第2工程と、 前記第1活性層及び前記第2活性層の上に絶縁膜を形成
する第3工程と、 前記絶縁膜の上に配線を形成する第4工程と、 前記配線をマスクとして、前記第1活性層及び前記第2
活性層に15族に属する元素を添加する第5工程と、 前記配線の側部にサイドウォールを形成する第6工程
と、 前記配線及び前記サイドウォールをマスクとして、前記
第1活性層及び前記第2活性層に15族に属する元素を
添加する第7工程と、 前記第1活性層の上にレジストマスクを形成し、前記第
2活性層に13族に属する元素を添加する第8工程と、 前記第1活性層及び前記第2活性層の上にレジストマス
クを形成し、前記第1活性層の一部及び前記第2活性層
の一部に15族に属する元素を添加する第9工程と、 窒化シリコン膜を形成する第10工程と、 熱処理により、前記第1活性層の一部及び前記第2活性
層の一部に前記触媒元素を移動させる第11工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。15. A first step of forming a semiconductor film including a crystal on a substrate having an insulating surface using a catalytic element, and patterning the semiconductor film including a crystal to form a first active layer and a second active layer. A second step of forming; a third step of forming an insulating film on the first active layer and the second active layer; a fourth step of forming a wiring on the insulating film; The first active layer and the second
A fifth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer, a sixth step of forming a sidewall on a side portion of the wiring, and using the wiring and the sidewall as a mask, the first active layer and the first A seventh step of adding an element belonging to Group 15 to the second active layer; an eighth step of forming a resist mask on the first active layer and adding an element belonging to Group 13 to the second active layer; A ninth step of forming a resist mask on the first active layer and the second active layer and adding an element belonging to Group 15 to a part of the first active layer and a part of the second active layer; A tenth step of forming a silicon nitride film; and an eleventh step of moving the catalyst element to a part of the first active layer and a part of the second active layer by heat treatment. Of manufacturing a semiconductor device.
加される前記15族に属する元素の濃度は、前記第8工
程で添加される前記13族に属する元素の濃度よりも低
いことを特徴とする半導体装置の作製方法。16. The method according to claim 15, wherein the concentration of the element belonging to Group 15 added in the ninth step is lower than the concentration of the element belonging to Group 13 added in the eighth step. Of manufacturing a semiconductor device.
ルはシリコンを主成分とする材料で形成されることを特
徴とする半導体装置の作製方法。17. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the sidewall is formed of a material containing silicon as a main component.
導体膜は単結晶半導体薄膜であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。18. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor film including the crystal is a single crystal semiconductor thin film.
1活性層にはチャネル形成領域と、15族に属する元素
を含む第1不純物領域、第2不純物領域及び第3不純物
領域が形成され、 前記第2活性層にはチャネル形成領域と、同一濃度で1
3族に属する元素を含む第4不純物領域及び第5不純物
領域が形成され、 前記第5不純物領域には、前記第3不純物領域と同濃度
で15族に属する元素が含まれていることを特徴とする
半導体装置の作製方法。19. The semiconductor device according to claim 15, wherein a channel formation region, and first, second and third impurity regions containing an element belonging to Group XV are finally formed in the first active layer. The second active layer has the same concentration as the channel forming region at 1%.
A fourth impurity region and a fifth impurity region containing an element belonging to Group 3 are formed, and the fifth impurity region contains an element belonging to Group 15 at the same concentration as the third impurity region. Of manufacturing a semiconductor device.
域、前記第2不純物領域、前記第3不純物領域の順に前
記15族に属する元素の濃度を高くすることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。20. The method according to claim 19, wherein the concentration of the element belonging to Group 15 is increased in the order of the first impurity region, the second impurity region, and the third impurity region. .
長する触媒元素を含む活性層を形成する第1工程と、 前記活性層の上に第1絶縁膜を形成する第2工程と、 前記第1絶縁膜の上に配線を形成する第3工程と、 前記配線をマスクとして、前記活性層に15族に属する
元素を添加する第4工程と、 前記配線の側部にサイドウォールを形成する第5工程
と、 前記配線及び前記サイドウォールをマスクとして、前記
活性層に15族に属する元素を添加する第6工程と、 前記第1絶縁膜の一部を除去し、前記第6工程で形成さ
れた前記活性層の一部を露呈させる第7工程と、 前記第7工程で露呈した活性層に15族に属する元素を
添加する第8工程と、 前記配線の上部に接して第2絶縁膜を形成する第9工程
と、 前記活性層中の触媒元素の濃度を低減する熱処理を施す
第10工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。21. A first step of forming an active layer containing a catalytic element for promoting crystallization on a substrate having an insulating surface; a second step of forming a first insulating film on the active layer; A third step of forming a wiring on the first insulating film, a fourth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer using the wiring as a mask, and forming a sidewall on a side portion of the wiring A fifth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer using the wiring and the sidewall as a mask; and removing a part of the first insulating film. A seventh step of exposing a part of the formed active layer, an eighth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer exposed in the seventh step, and a second insulation in contact with the upper part of the wiring A ninth step of forming a film; The method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a tenth step of performing a heat treatment for reducing the degree, the.
長する触媒元素を含む第1活性層及び第2活性層を形成
する第1工程と、 前記第1活性層及び前記第2活性層の上に第1絶縁膜を
形成する第2工程と、 前記第1絶縁膜の上に配線を形成する第3工程と、 前記配線をマスクとして、前記第1活性層及び前記第2
活性層に15族に属する元素を添加する第4工程と、 前記配線の側部にサイドウォールを形成する第5工程
と、 前記配線及び前記サイドウォールをマスクとして、前記
第1活性層及び前記第2活性層に15族に属する元素を
添加する第6工程と、 前記第1絶縁膜を選択的に除去し、前記第6工程で形成
された前記第1活性層の一部及び前記第2活性層の一部
を露呈させる第7工程と、 前記第7工程で露呈した前記第1活性層及び前記第2活
性層に15族に属する元素を添加する第8工程と、 前記配線の上部に接して第2絶縁膜を形成する第9工程
と、 前記第1活性層及び前記第2活性層中の触媒元素の濃度
を低減する熱処理を施す第10工程と、 前記第2絶縁膜を選択的に除去し、第10工程で形成さ
れた第2活性層の一部を露呈させる第11工程と、 前記第11工程で露呈した前記第2活性層を除去する第
12工程と、 前記1絶縁膜を選択的に除去し、前記第2活性層の一部
を露呈させる第13工程と、 前記第13工程で露呈した前記第2活性層に13族に属
する元素を添加する第14工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。22. A first step of forming a first active layer and a second active layer containing a catalytic element for promoting crystallization on a substrate having an insulating surface; and the first active layer and the second active layer. A second step of forming a first insulating film on the first insulating film, a third step of forming a wiring on the first insulating film, and the first active layer and the second
A fourth step of adding an element belonging to Group 15 to the active layer, a fifth step of forming a sidewall on a side portion of the wiring, and using the wiring and the sidewall as a mask, the first active layer and the first A sixth step of adding an element belonging to Group 15 to the second active layer; and selectively removing the first insulating film to form a part of the first active layer formed in the sixth step and the second active layer. A seventh step of exposing a part of the layer; an eighth step of adding an element belonging to Group 15 to the first active layer and the second active layer exposed in the seventh step; A ninth step of forming a second insulating film by heat treatment; a tenth step of performing a heat treatment to reduce the concentration of a catalyst element in the first active layer and the second active layer; and selectively forming the second insulating film. Removing to expose a part of the second active layer formed in the tenth step An eleventh step, a twelfth step of removing the second active layer exposed in the eleventh step, and a thirteenth step of selectively removing the one insulating film and exposing a part of the second active layer. And a fourteenth step of adding an element belonging to Group 13 to the second active layer exposed in the thirteenth step.
1活性層にはチャネル形成領域と、異なる濃度で前記1
5族に属する元素を含む少なくとも三種類の不純物領域
とが形成され、 前記第2活性層にはチャネル形成領域及び第4不純物領
域のみが形成されることを特徴とする半導体装置の作製
方法。23. The semiconductor device according to claim 22, wherein the first active layer has a different concentration from the channel forming region.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming at least three types of impurity regions containing an element belonging to Group V; and forming only a channel formation region and a fourth impurity region in the second active layer.
1活性層にはチャネル形成領域、第1不純物領域、第2
不純物領域及び第3不純物領域が形成され、前記第2活
性層にはチャネル形成領域及び第4不純物領域のみが形
成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。24. The semiconductor device according to claim 22, wherein the first active layer has a channel formation region, a first impurity region, and a second impurity region.
An impurity region and a third impurity region are formed, and only a channel formation region and a fourth impurity region are formed in the second active layer.
域、前記第2不純物領域、前記第3不純物領域の順に前
記15族に属する元素の濃度が高いことを特徴とする半
導体装置の作製方法。25. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 24, wherein the concentration of the element belonging to Group 15 is higher in the order of the first impurity region, the second impurity region, and the third impurity region.
最終的に、前記第1活性層にはチャネル形成領域と、異
なる濃度で前記15族に属する元素を含む少なくとも三
種類の不純物領域とが形成されることを特徴とする半導
体装置の作製方法。26. The method according to claim 21, wherein
Finally, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a channel formation region and at least three types of impurity regions containing elements belonging to Group 15 at different concentrations are formed in the first active layer.
前記サイドウォールは前記第1不純物領域の上方に形成
されることを特徴とする半導体装置の作製方法。27. The method according to claim 24 or 25,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the sidewall is formed above the first impurity region.
前記第1不純物領域、前記第2不純物領域、前記第3不
純物領域の順に前記15族に属する元素の濃度を高くす
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。28. The method according to claim 24, wherein
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising increasing the concentration of an element belonging to Group 15 in the order of the first impurity region, the second impurity region, and the third impurity region.
て、前記半導体装置とは液晶表示パネル、EL表示装置ま
たはイメージセンサであることを特徴とする半導体装置
の作製方法。29. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display panel, an EL display device, or an image sensor.
て、前記半導体装置とはビデオカメラ、デジタルカメ
ラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレイ、カーナ
ビゲーション、パーソナルコンピュータまたは携帯情報
端末であることを特徴とする半導体装置の作製方法。30. The semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor device is a video camera, a digital camera, a projector, a goggle type display, a car navigation system, a personal computer, or a personal digital assistant. Method for manufacturing the device.
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