JP2000216405A - Thin-film transistor and electrooptic device - Google Patents

Thin-film transistor and electrooptic device

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JP2000216405A
JP2000216405A JP2000050233A JP2000050233A JP2000216405A JP 2000216405 A JP2000216405 A JP 2000216405A JP 2000050233 A JP2000050233 A JP 2000050233A JP 2000050233 A JP2000050233 A JP 2000050233A JP 2000216405 A JP2000216405 A JP 2000216405A
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film
insulating film
electro
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To establish clear gradation levels in an electrooptic device by applying an analog signal whose amplitude varies with time to one of the input terminals of an active element, while a digital signal for control is applied to another input terminal at an arbitrary timing. SOLUTION: An N-channel TFT and a P-channel TFT are formed at a crossing between a first signal line 3 and a second signal line 4. As for the NTFT, the drain 10 is connected to the second signal line 4 through an input terminal contact and the gate 9 is connected to the first signal line 3, while the source 12 is connected to a pixel electrode 17 through an output terminal contact. On the other hand, as for the PTFT, the drain 20 is connected to the second signal line 4 through an input terminal contact and the gate 21 is connected to the first signal line 3, while the source 18 is connected to the pixel electrode 17 through an output terminal. By repeating such a structure in right-to-left and upper-to-lower, a liquid crystal display device having a large number of pixels can be produced.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の利用分野】本発明は、アクティブ型電気光学装
置、特にアクティブ型液晶電気光学装置の画像表示方法
に関するものである。本発明はアクティブ素子の1つの
入力端子に時間とともに大きさの変化する電圧(アナロ
グ信号)を加え、別の入力端子には任意のタイミングで
制御用の信号電圧(デジタル信号)を加えることによっ
て、出力端子から任意の電圧を発生させることにより、
電気光学装置において、明確な階調レベルを設定でき
る、アナログ/デジタル方式の階調画像表示方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active electro-optical device and, more particularly, to an image display method for an active liquid crystal electro-optical device. According to the present invention, a voltage (analog signal) whose magnitude changes with time is applied to one input terminal of an active element, and a control signal voltage (digital signal) is applied to another input terminal at an arbitrary timing. By generating an arbitrary voltage from the output terminal,
The present invention relates to an analog / digital gray scale image display method capable of setting a clear gray level in an electro-optical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶組成物はその物質特性から、分子軸
に対して水平方向と垂直方向の誘電率が異なるため、外
部の電界に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配
列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置
はこの誘電率の異方性を利用して、光の透過光量または
分散量を制御することで、ON/OFFの表示をおこな
っている。
2. Description of the Related Art Liquid crystal compositions have different dielectric constants in a horizontal direction and a vertical direction with respect to a molecular axis due to their material properties. Therefore, liquid crystal compositions may be horizontally or vertically aligned with an external electric field. Can be easily done. The liquid crystal electro-optical device displays ON / OFF by controlling the amount of transmitted light or the amount of dispersion by utilizing the anisotropy of the dielectric constant.

【0003】図3には、典型的な液晶材料であるネマテ
ィック液晶の電気光学特性を示す。印加電圧が小さいV
a(A点)では、透過光量はほぼ0%、Vb(B点)で
は約20%、Vc(C点)では約70%、Vd(D点)
では100%というように、電圧とともに透過光量が変
化する。つまり、A、D点のみを利用すれば、白黒の2
階調表示が、B、C点のように電気光学特性の立ち上が
り部分を利用すれば中間階調表示が可能となる。
FIG. 3 shows the electro-optical characteristics of a nematic liquid crystal, which is a typical liquid crystal material. Low applied voltage V
At a (point A), the amount of transmitted light is almost 0%, at Vb (point B), about 20%, at Vc (point C), about 70%, and at Vd (point D).
In this case, the amount of transmitted light changes with the voltage, such as 100%. In other words, if only points A and D are used, black and white 2
If the gradation display uses the rising part of the electro-optical characteristic as at points B and C, an intermediate gradation display becomes possible.

【0004】従来、TFTを利用した液晶電気光学装置
の階調表示の場合、アクティブマトリクス型の液晶電気
光学装置では、アクティブ素子として薄膜トランジスタ
(TFT)を用い、TFTのゲイト印加電圧もしくはソ
ース、ドレイン間の印加電圧を変化させてアナログ的に
液晶にかかる電圧を調整し、階調表示をおこなってい
た。
Conventionally, in the case of gradation display of a liquid crystal electro-optical device using a TFT, in an active matrix type liquid crystal electro-optical device, a thin film transistor (TFT) is used as an active element, and a gate applied voltage of the TFT or a voltage between a source and a drain is applied. The voltage applied to the liquid crystal is adjusted in an analog manner by changing the applied voltage to perform gradation display.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
このような液晶電気光学装置を製造してみると、TFT
の特性のばらつきが著しく大きく、従来の階調表示方法
では16階調が限界であった。そこで全く新しい階調方
式が求められていた。
However, when actually manufacturing such a liquid crystal electro-optical device, a TFT
Characteristic is remarkably large, and the conventional gradation display method has a limit of 16 gradations. Therefore, a completely new gradation method has been demanded.

【0006】[0006]

【問題を解決するための手段】そこで、本発明では、液
晶印加電圧レベルを明確にするために、従来のような不
確定なアナログ値をゲイトあるいはソース・ドレイン間
に印加するのではなく、一定の周期で繰り返される時間
とともに変化する普遍的な電圧を、ソース・ドレイン間
に印加し、画像情報信号は、デジタル・パルスに変形
し、適切なタイミングでゲイトに印加することによっ
て、液晶に目的の電圧をかかるようにするという全く革
新的な画像表示方法を利用することを特徴としている。
Accordingly, in the present invention, in order to clarify the voltage level applied to the liquid crystal, an indeterminate analog value is not applied between the gate or the source / drain as in the prior art. By applying a universal voltage that changes with time that is repeated in the cycle of between the source and the drain, the image information signal is transformed into a digital pulse, and applied to the gate at the appropriate timing, so that the desired It is characterized by utilizing a completely innovative image display method of applying a voltage.

【0007】図2には本発明を実施するために必要な液
晶表示装置のアクティブマトリクスの回路の例を示す。
本発明では、アクティブ素子は100nsec以下の短
時間で応答することが要求されるので、高速動作する回
路を組む必要がある。そのためには従来のようなNチャ
ネル型薄膜トランジスタ(NTFT)あるいはP型薄膜
トランジスタ(PTFT)だけでスイッチングをおこな
うのではなく、図2に示されるようにNTFTとPTF
Tを相補型に動作するように構成した、変形トランスフ
ァー・ゲイト型の回路構成を用いる必要がある。
FIG. 2 shows an example of an active matrix circuit of a liquid crystal display device necessary for implementing the present invention.
In the present invention, since the active element is required to respond in a short time of 100 nsec or less, it is necessary to form a circuit that operates at high speed. For this purpose, switching is not performed by using only an N-channel thin film transistor (NTFT) or a P-type thin film transistor (PTFT) as in the related art, but as shown in FIG.
It is necessary to use a modified transfer gate type circuit configuration in which T operates in a complementary manner.

【0008】この例では、N行M列のマトリクスが構成
されているのであるが、煩雑さをさけるために図2で
は、マトリクスのうちのn行m列の要素の近傍のみを示
してあるが、これと同じものを上下左右に展開すれば完
全なものが得られる。
In this example, a matrix of N rows and M columns is configured, but for the sake of simplicity, FIG. 2 shows only the vicinity of elements of n rows and m columns in the matrix. If you expand the same thing up, down, left and right, you will get a complete one.

【0009】図に示されるように、4つの変形トランス
ファーゲイトが描かれているが、各変形トランスファー
・ゲイトのソースはYm あるいはYm+1 (以下、Y線と
総称する)に接続され、また、変形トランスファー・ゲ
イトのゲイトはXn あるいはXn+1 (以下、X線と総称
する)に接続されている。また、変形トランスファー・
ゲイトのドレインは液晶画素Zn,m 、Zn,m+1 、Z
n+1,m 、Zn+1,m+1 に接続されている。変形トンスファ
ー・ゲイトにおいて、NTFTとPTFTは対称なの
で、その位置は入れ替わってもよい。
As shown in the figure, four modified transfer gates are drawn, and the source of each modified transfer gate is connected to Ym or Ym + 1 (hereinafter collectively referred to as Y line). The gate of the modified transfer gate is connected to Xn or Xn + 1 (hereinafter, collectively referred to as X-ray). In addition, transformation transfer
The gate drains the liquid crystal pixels Zn , m , Zn , m + 1 , Z
n + 1, m and Z n + 1, m + 1 . Since the NTFT and PTFT are symmetric in the modified tonsfar gate, their positions may be interchanged.

【0010】次に、このような回路を用いた場合の回路
の動作例を図1を用いて説明する。以下、VYm、VXn
は、それぞれ、Ym 、Xn に加えられる電位を意味し、
また、VZn,mとは、図2中に示される液晶画素Zn,m
TFT側の電位を意味する。簡単のために、液晶画素の
対向電極の電位を0Vとすれば、VZn,mは、すなわち、
液晶画素に印加される電圧を意味する。
Next, an example of operation of a circuit using such a circuit will be described with reference to FIG. Hereinafter, V Ym and V Xn mean potentials applied to Y m and X n , respectively.
Also, V Zn, and m, the liquid crystal pixel Z n shown in FIG. 2, means the TFT side of the potential of the m. For simplicity, if the potential of the counter electrode of the liquid crystal pixel is set to 0 V, V Zn, m is
It means a voltage applied to a liquid crystal pixel.

【0011】まず、Y1 線に、図1に示されるような正
弦波の半波を印加する。そして、この正弦波が続いてい
るあいだに、それぞれのX線には、図に示すように、極
性の反転するパルス信号(以下、バイポーラ・パルスと
いう)が、意図的に任意のタイミングで印加される。
[0011] First, the Y 1 line, applying a half wave of a sine wave as shown in FIG. Then, while the sine wave continues, a pulse signal (hereinafter, referred to as a bipolar pulse) whose polarity is inverted is intentionally applied to each X-ray at an arbitrary timing as shown in the figure. You.

【0012】このとき、液晶画素Zn,m 、Zn,m+1 、Z
n+1,m 、Zn+1,m+1 に注目してみると、いずれの画素に
も電圧は印加されないことがわかる。これは、Ym にも
m+ 1 にも電圧が供給されていないからである。この段
階で、なんらかの電圧が印加される可能性のある画素
は、第1列の画素、すなわち、Z11、Z21..N1であ
る。ついで、Y2 に同様な半波が印加され、それぞれの
X線には、また、バイポーラ・パルスが印加される。こ
のときには第2列の画素に電圧が印加され、第2列の画
像が得られる。
At this time, the liquid crystal pixels Zn , m , Zn , m + 1 , Z
Looking at n + 1, m and Zn + 1, m + 1 , it is understood that no voltage is applied to any of the pixels. This voltage also Y m + 1 to Y m is because not supplied. At this stage, the pixels to which any voltage may be applied are the pixels in the first column, that is, Z 11 , Z 21 , ... Z N1 . Then, a similar half-wave is applied to Y 2 , and a bipolar pulse is applied to each X-ray again. At this time, a voltage is applied to the pixels in the second column, and an image in the second column is obtained.

【0013】このようにして、順々に電圧が印加され、
やがて、Ym に電圧が印加される。そして、やはりX線
にはバイポーラ・パルスが印加される。このとき、それ
ぞれのX線に印加されるパルスのタイミング(開始時
間)は同じではない。例えば、Xn+1 にはXn より早く
パルスが印加される。パルスが印加されたときのY線の
電圧がすなわち、変形トランスファー・ゲイトの出力電
圧となり、その電圧で液晶画素のキャパシターは充電さ
れる。その結果として、画素Zn+1,m の電圧は、画素Z
n.m のものより小さい。ここでは、液晶画素のキャパシ
ターの充電に要する時間を無視しているが、実際に、T
FTとキャパシターの時定数はせいぜい、数nsecで
あり、これに対し、バイポーラ・パルスの幅は数100
nsecであるので、十分に無視できる。
In this way, voltages are applied one after another,
Eventually, a voltage is applied to the Y m. Then, a bipolar pulse is applied to the X-ray. At this time, the timing (start time) of the pulse applied to each X-ray is not the same. For example, a pulse is applied to X n + 1 earlier than X n . The voltage of the Y line when the pulse is applied becomes the output voltage of the modified transfer gate, and the capacitor of the liquid crystal pixel is charged with the voltage. As a result, the voltage of pixel Z n + 1, m is
smaller than nm . Here, the time required to charge the capacitor of the liquid crystal pixel is neglected.
The time constant of the FT and the capacitor is at most several nsec, whereas the width of the bipolar pulse is several hundreds of seconds.
Since it is nsec, it can be sufficiently ignored.

【0014】次にYm+1 に正弦波電圧が印加される。そ
して、やはりX線にはバイポーラ・パルスが印加され
る。このとき、画素Zn.m およびZn+1,m に注目すれ
ば、そこに蓄積されていた電荷は放電されてしまう。な
ぜならば、Ym にはなんら電圧が印加されていないの
に、ゲイトに電圧がかかるため、かかった瞬間に電荷が
液晶画素からYm と通じて漏れ出てしまうのである。一
方、そのときには、Ym+1 には電圧が印加されているの
で図に示すように画素Zn,m+1 とZn+1,m+1 に電荷が蓄
積される。
Next, a sine wave voltage is applied to Y m + 1 . Then, a bipolar pulse is applied to the X-ray. At this time, if attention is paid to the pixels Z nm and Zn + 1, m , the charges stored therein will be discharged. This is because, although no voltage is applied to Y m , a voltage is applied to the gate, and the electric charge leaks from the liquid crystal pixel to Y m at the moment of application. On the other hand, in the case, Y m + 1 pixel Z n as shown in FIG. Since the voltage is applied to, m + 1 and the charge on Z n + 1, m + 1 are accumulated.

【0015】このようにして、YM まで電圧が順々に印
加されてゆき、1画面(フレームともいう)が形成され
る。このとき注意しなければならないことは、各列ごと
に画像が順々に現れ、そして、次の列の画像が現れると
消えてゆくといういわゆるダイナミック・モードで画像
が表示されることである。しかしながら、例えばトラン
スファー・ゲイトにダイオードを直列に接続することに
よって、電荷の喪失を防ぎ、結果として、通常のアクテ
ィブマトリクスのごとき、スタティック・モードとする
ことは可能である。また、例えば、液晶画素に並列に、
強誘電体でできたキャパシタを接続し、強誘電体の静電
特性のヒステリシスを利用することによって液晶画素の
電荷を保持することも可能である。
In this way, the voltage is sequentially applied up to Y M to form one screen (also called a frame). At this time, it should be noted that the images are displayed in a so-called dynamic mode in which the images appear one after another in each column, and disappear when the image in the next column appears. However, by connecting a diode in series with the transfer gate, for example, it is possible to prevent loss of charge and consequently to a static mode, such as a normal active matrix. Also, for example, in parallel with the liquid crystal pixels,
It is also possible to connect a capacitor made of a ferroelectric material and retain the charge of the liquid crystal pixel by utilizing the hysteresis of the electrostatic characteristics of the ferroelectric material.

【0016】以上の例で明らかになったように、階調表
示をおこなうことができるが、階調の精度は、Y線に印
加される信号電圧の時間幅をバイポーラパルスの幅でわ
ったものと同程度であると考えられる。もちろん、厳密
には図3に示したように液晶の電気特性の非線型性を考
慮に入れなければならない。1画面の形成に要する時間
は、通常30msec程度である。図1の例では、の時
間とはY1 に電圧が印加されてから、YM に電圧が印加
され、再び、Y1 に電圧が印加されるまでの時間であ
る。1画面の時間を30msecとし、M=480、す
なわち、480列の線を有するディスプレー装置の場合
で、256階調を達成するには、バイポーラ・パルスは
250nsecでなければならない。このとき、液晶に
は数10μsecにわたって、電圧が継続する。
As is apparent from the above example, gradation display can be performed. The gradation accuracy is obtained by dividing the time width of the signal voltage applied to the Y line by the width of the bipolar pulse. It is considered to be about the same. Of course, strictly speaking, the non-linearity of the electrical characteristics of the liquid crystal must be taken into account as shown in FIG. The time required to form one screen is usually about 30 msec. In the example of FIG. 1, the time is the time from when the voltage is applied to Y 1 to when the voltage is applied to Y M and again when the voltage is applied to Y 1 . In the case of a display device having a screen time of 30 msec and M = 480, that is, a display device having 480 columns of lines, the bipolar pulse must be 250 nsec to achieve 256 gradations. At this time, the voltage is applied to the liquid crystal for several tens of microseconds.

【0017】[0017]

【実施例】『実施例1』 本実施例では図2に示すよう
な回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレ
ビを作製したので、その説明を行う。またその際のTF
Tは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。
[Embodiment 1] In this embodiment, a wall-mounted television was manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. The TF at that time
T is polycrystalline silicon using laser annealing.

【0018】この回路構成に対応する実際の電極等の配
置構成を1つの画素について、図4に示している。ま
ず、本実施例で使用する液晶パネルの作製方法を図5を
使用して説明する。図5(A)において、石英ガラス等
の高価でない700℃以下、例えば約600℃の熱処理
に耐え得るガラス50上にマグネトロンRF(高周波)
スパッタ法を用いてブロッキング層51としての酸化珪
素膜を1000〜3000Åの厚さに作製する。プロセ
ス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度15℃、出力4
00〜800W、圧力0.5Paとした。タ−ゲットに
石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は30〜1
00Å/分であった。
FIG. 4 shows an actual arrangement of electrodes and the like corresponding to this circuit configuration for one pixel. First, a method for manufacturing a liquid crystal panel used in this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 5A, a magnetron RF (high frequency) is placed on a glass 50, such as quartz glass, which can withstand heat treatment at an inexpensive temperature of 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C.
A silicon oxide film as the blocking layer 51 is formed to a thickness of 1000 to 3000 ° by using a sputtering method. The process conditions are 100% oxygen atmosphere, film formation temperature 15 ° C, output 4
The pressure was set to 00 to 800 W and the pressure to 0.5 Pa. The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target is 30 to 1
00 ° / min.

【0019】この上にシリコン膜をプラズマCVD法に
より珪素膜52を作製した。成膜温度は250℃〜35
0℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH
4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(Si2
H6) またトリシラン(Si3H8)を用いてもよい。これらを
PCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56M
Hzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電
力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本実
施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノシ
ラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜速
度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTとの
スレッシュホ−ルド電圧(Vth)に概略同一に制御する
ため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018cm
-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFTの
チャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマ
CVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用いて
も良く、以下にその方法を簡単に述べる。
A silicon film 52 was formed thereon by a plasma CVD method. The film formation temperature is from 250 ° C to 35
In this example, the temperature was set to 320 ° C., and monosilane (SiH
4 ) was used. Not only monosilane (SiH 4 ) but also disilane (Si 2
H 6 ) Alternatively, trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 3 Pa, and 13.56 M
The film was formed by applying a high frequency power of Hz. At this time, an appropriate high frequency power is 0.02 to 0.10 W / cm 2 , and in this example, 0.055 W / cm 2 was used. The flow rate of monosilane (SiH 4 ) was set to 20 SCCM, and the deposition rate at that time was about 120 ° / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of the PTFT and the NTFT to be substantially the same, boron is used in a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm using diborane.
-3 may be added during film formation. In addition, not only the plasma CVD but also a sputtering method and a low pressure CVD method may be used for forming the silicon layer to be a channel region of the TFT, and the method will be briefly described below.

【0020】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
When the sputtering method is used, the back pressure before the sputtering is set to 1 × 10 −5 Pa or less, and single crystal silicon is used as a target in an atmosphere in which hydrogen is mixed with 20 to 80% of argon. For example, argon was 20% and hydrogen was 80%.
The film formation temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputter output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

【0021】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) を
CVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。
In the case of forming by a reduced pressure gas phase method, 450 to 550 ° C. lower than the crystallization temperature by 100 to 200 ° C., for example, 5 to 5 ° C.
Disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) was supplied to the CVD apparatus at 30 ° C. to form a film. The reactor pressure is 30 ~
It was set to 300 Pa. The deposition rate was 50-250 ° / min. Suresshuho the PTFT and NTFT - for controlling field voltage (Vth) in substantially the same, boron may be added during deposition as the concentration of 1 × 10 15 ~1 × 10 18 cm -3 by using diborane .

【0022】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
The coatings formed by these methods are:
It is preferable that oxygen is 5 × 10 21 cm −3 or less. In order to promote crystallization, the oxygen concentration should be 7 × 10 19 cm −3 or less,
Preferably, it is desirable to be 1 × 10 19 cm −3 or less,
If the amount is too small, the leakage current in the off state increases due to the backlight, so this concentration was selected. If the oxygen concentration is high, crystallization is difficult, and the laser annealing temperature must be increased or the laser annealing time must be increased. Hydrogen is 4 × 10 20 cm −3 and silicon 4 × 10 22
When compared with cm -3 , it was 1 atomic%.

【0023】また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶
化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好
ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
In order to further promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less,
Oxygen may be added only to the T channel formation region by ion implantation so as to have a concentration of 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 .

【0024】上記方法によって、アモルファス状態の珪
素膜を500〜5000Å、本実施例では1000Åの
厚さに成膜した。
According to the above method, an amorphous silicon film was formed to a thickness of 500 to 5000 Å, in this embodiment, 1000 Å.

【0025】その後、図5(B)に示すように、フォト
レジスト53をマスクP1を用いてソース・ドレイン領
域のみ開孔したパターンを形成した。その上に、プラズ
マCVD法によりn型の活性層となる珪素膜54を作製
した。成膜温度は250℃〜350℃で行い本実施例で
は320℃とし、モノシラン(SiH4)とモノシランベース
のフォスフィン(PH3) 3%濃度のものを用いた。これら
をPCVD装置内5Paの圧力でに導入し、13.56
MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波
電力は0.05〜0.20W/cm2 が適当であり、本
実施例では0.120W/cm2 を用いた。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, a pattern was formed by opening only the source / drain regions of the photoresist 53 using the mask P1. A silicon film 54 serving as an n-type active layer was formed thereon by a plasma CVD method. The film was formed at a temperature of 250 ° C. to 350 ° C. In this embodiment, the temperature was set to 320 ° C., and monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based phosphine (PH 3 ) having a concentration of 3% were used. These are introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 5 Pa, and 13.56
The film was formed by applying a high frequency power of MHz. At this time, the high-frequency power is suitably 0.05~0.20W / cm 2, in this embodiment using 0.120W / cm 2.

【0026】この方法によって出来上がったn型シリコ
ン層の比導電率は2×10-1〔Ωcm-1〕程度となっ
た。膜厚は50Åとした。その後リフトオフ法を用い
て、レジスト53を除去し、ソース・ドレイン領域5
5、56を形成した。
The specific conductivity of the n-type silicon layer completed by this method was about 2 × 10 −1 [Ωcm −1 ]. The film thickness was 50 °. Thereafter, the resist 53 is removed by a lift-off method, and the source / drain region 5 is removed.
5, 56 were formed.

【0027】同様のプロセスを用いて、p型の活性層を
形成した。その際の導入ガスは、モノシラン(SiH4)とモ
ノシランベースのジボラン(B2H6)5%濃度のものを用い
た。これらをPCVD装置内に4Paの圧力でに導入
し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。
この際、高周波電力は0.05〜0.20W/cm2
適当であり、本実施例では0.120W/cm2 を用い
た。この方法によって出来上がったp型シリコン層の比
導電率は5×10-2〔Ωcm-1〕程度となった。膜厚は
50Åとした。その後N型領域と同様にリフトオフ法を
用いて、ソース・ドレイン領域59、60を形成した。
その後、マスクP3を用いて珪素膜52をエッチング除
去し、Nチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域
63とPチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域
64を形成した。
Using a similar process, a p-type active layer was formed. The gas introduced at that time used monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based diborane (B 2 H 6 ) at a concentration of 5%. These were introduced into a PCVD apparatus at a pressure of 4 Pa, and high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.
At this time, the high-frequency power is suitably 0.05~0.20W / cm 2, in this embodiment using 0.120W / cm 2. The specific conductivity of the p-type silicon layer obtained by this method was about 5 × 10 -2 [Ωcm -1 ]. The film thickness was 50 °. Thereafter, source / drain regions 59 and 60 were formed by using a lift-off method as in the case of the N-type region.
Thereafter, the silicon film 52 was removed by etching using the mask P3 to form an N-channel type thin film transistor island region 63 and a P-channel thin film transistor island region 64.

【0028】その後XeClエキシマレーザーを用い
て、ソース・ドレイン・チャネル領域をレーザーアニー
ルすると同時に、活性層にレーザードーピングを行なっ
た。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネルギーが
130mJ/cm2 で、膜厚全体が溶融するには220
mJ/cm2 が必要となる。しかし、最初から220m
J/cm2 以上のエネルギーを照射すると、膜中に含ま
れる水素が急激に放出されるために、膜の破壊が起き
る。そのために低エネルギーで最初に水素を追い出した
後に溶融させる必要がある。本実施例では最初150m
J/cm2 で水素の追い出しを行なった後、230mJ
/cm2 で結晶化をおこなった。
After that, using a XeCl excimer laser, the source / drain / channel regions were laser-annealed, and at the same time, the active layer was laser-doped. At this time, the laser energy has a threshold energy of 130 mJ / cm 2.
mJ / cm 2 is required. However, 220m from the beginning
When energy of J / cm 2 or more is irradiated, hydrogen contained in the film is rapidly released, and the film is destroyed. For this purpose, it is necessary to first displace hydrogen and then melt it with low energy. In this embodiment, first 150 m
After purging hydrogen at J / cm 2 , 230mJ
The crystallization was carried out at / cm 2 .

【0029】アニ−ルにより、珪素膜はアモルファス構
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い
領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しか
しこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がな
されるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レ−ザラ
マン分光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク522
cm-1より低周波側にシフトしたピ−クが観察される。そ
れの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、50〜5
00Åとなっているが、実際はこの結晶性の高い領域は
多数あってクラスタ構造を有し、各クラスタ間は互いに
珪素同志で結合(アンカリング) がされた構造の被膜を
形成させることができた。
Due to the annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part of the silicon film exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the formation of silicon is particularly likely to be crystallized to be in a crystalline state. However, since the silicon existing between these regions is bonded to each other, silicon mutually pulls each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a single crystal silicon peak 522 is obtained.
A peak shifted to a lower frequency side than cm −1 is observed. Its apparent particle size is 50 to 5 when calculated from the half width.
Although the area is 00 °, there are actually a large number of regions having high crystallinity and a cluster structure, and a film having a structure in which each cluster is bonded to each other by silicon (anchoring) can be formed. .

【0030】結果として、被膜は実質的にグレインバウ
ンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた
個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの
明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度と
なる。即ちホ−ル移動度(μh)=10〜200cm2
VSec、電子移動度(μe )=15〜300cm2 /V
Secが得られる。
As a result, the coating exhibits a state substantially free of grain boundaries (hereinafter referred to as GB). Carriers can easily move from one cluster to another through anchored locations, resulting in higher carrier mobility than so-called GB polycrystalline silicon. That is, hole mobility (μh) = 10 to 200 cm 2 /
VSec, electron mobility (μe) = 15 to 300 cm 2 / V
Sec is obtained.

【0031】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
On top of this, a silicon oxide film was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 {for example, 1000}. This was made under the same conditions as those for forming the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix the sodium ions.

【0032】この後、この上側にリンが1〜5×1021cm
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図7(E) を得た。NTFT用
のゲイト電極66、PTFT用のゲイト電極67を形成
した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極としてリン
ド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.3
μmの厚さに形成した。
After this, 1-5 × 10 21 cm of phosphorus is placed on the upper side.
-3 silicon film or molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or
A multilayer film with WSi 2 was formed. This was patterned using a fourth photomask P4 to obtain FIG. 7E. A gate electrode 66 for NTFT and a gate electrode 67 for PTFT were formed. For example, the channel length is 7 μm, and the gate electrode is 0.2 μm of phosphorus silicon, and 0.3 μm of molybdenum is placed thereon.
It was formed to a thickness of μm.

【0033】また、ゲート電極材料としてアルミニウム
(Al)を用いた場合、これを第4のフォトマスク69に
てパタ−ニング後、その表面を陽極酸化することで、セ
ルファライン工法が適用可能なため、ソース・ドレイン
のコンタクトホールをよりゲートに近い位置に形成する
ことが出来るため、移動度、スレッシュホールド電圧の
低減からさらにTFTの特性を上げることができる。
When aluminum (Al) is used as a gate electrode material, the surface is anodically oxidized after patterning with a fourth photomask 69, so that the self-alignment method can be applied. In addition, since the source / drain contact holes can be formed at positions closer to the gate, the characteristics of the TFT can be further improved by reducing the mobility and the threshold voltage.

【0034】かくすると、400℃以上にすべての工程
で温度を加えることがなくC/TFTを作ることができ
る。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を
用いなくてもよく、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。
Thus, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 400 ° C. or more in all steps. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and it can be said that the process is very suitable for the large-screen liquid crystal display device of the present invention.

【0035】図5(F)において、層間絶縁物68を前
記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行っ
た。この酸化珪素膜の形成はLPCVD法、光CVD
法、常圧CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.
6μmの厚さに形成し、その後、第5のフォトマスクP
5を用いて電極用の窓79を形成した。その後、さら
に、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにス
パッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いて
リ−ド74およびコンタクト73、75を作製した後、
表面を平坦化用有機樹脂77例えば透光性ポリイミド樹
脂を塗布形成し、再度の電極穴あけを第7のフォトマス
クP7にて行った。さらに、これら全体にITO(イン
ジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により
形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素電極71を
形成した。このITOは室温〜150℃で成膜し、20
0〜400℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就
した。
In FIG. 5F, a silicon oxide film was formed on the interlayer insulator 68 by the above-described sputtering method. This silicon oxide film is formed by LPCVD, optical CVD
Or a normal pressure CVD method. For example, 0.2-0.
6 μm thick, and then a fifth photomask P
5 was used to form an electrode window 79. After that, further, aluminum is formed on the entire surface to a thickness of 0.3 μm by a sputtering method, and leads 74 and contacts 73 and 75 are formed using a sixth photomask P6.
The surface was coated with an organic resin 77 for flattening, for example, a translucent polyimide resin, and the electrode drilling was performed again using the seventh photomask P7. Further, ITO (indium tin oxide) was formed on the entire surface by sputtering to a thickness of 0.1 μm, and a pixel electrode 71 was formed using an eighth photomask P8. This ITO is deposited at room temperature to 150 ° C.
Fulfilled by oxygen at 0-400 ° C. or by annealing in air.

【0036】得られたTFTの電気的な特性はPTFT
で移動度は40(cm2/Vs)、Vthは−5.9(V)で、
NTFTで移動度は80(cm2/Vs)、Vthは5.0
(V)であった。
The electrical characteristics of the obtained TFT are PTFT
And the mobility is 40 (cm 2 / Vs), Vth is -5.9 (V),
NTFT has a mobility of 80 (cm 2 / Vs) and a Vth of 5.0
(V).

【0037】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。
One substrate for a liquid crystal electro-optical device manufactured according to the method described above was obtained.

【0038】この液晶表示装置の電極等の配置の様子を
図4に示している。Nチャネル型薄膜トランジスタとP
チャネル型薄膜トランジスタとを第1の信号線3と第2
の信号線4のとの交差部に設けられている。このような
C/TFTを用いたマトリクス構成を有せしめた。NT
FTは、ドレイン10の入力端のコンタクトを介し第2
の信号線4に連結され、ゲイト9は第1の信号線3に連
結されている。ソ−ス12の出力端はコンタクトを介し
て画素の電極17に連結している。
FIG. 4 shows the arrangement of the electrodes and the like of the liquid crystal display device. N-channel type thin film transistor and P
The channel type thin film transistor is connected to the first signal line 3 and the second signal line.
At the intersection with the signal line 4. A matrix configuration using such a C / TFT is provided. NT
The FT is connected to the second terminal through the contact at the input terminal of the drain 10.
And the gate 9 is connected to the first signal line 3. The output terminal of the source 12 is connected to the pixel electrode 17 via a contact.

【0039】他方、PTFTはドレイン20の入力端が
コンタクトを介して第2の信号線4に連結され、ゲイト
21は信号線3に、ソ−ス18の出力端はコンタクトを
介してNTFTと同様に画素電極17に連結している。
かかる構造を左右、上下に繰り返すことにより、640
×480、1280×960といった大画素の液晶表示
装置とすることができる。本実施例では1920×40
0とした。この様にして第1の基板を得た。
On the other hand, the PTFT has the input terminal of the drain 20 connected to the second signal line 4 via a contact, the gate 21 connected to the signal line 3 and the output terminal of the source 18 connected to the same as the NTFT via the contact. Are connected to the pixel electrode 17.
By repeating such a structure left and right, up and down, 640
A liquid crystal display device having a large pixel size such as × 480 or 1280 × 960 can be obtained. In this embodiment, 1920 × 40
0 was set. Thus, a first substrate was obtained.

【0040】他方の基板の作製方法を図6に示す。ガラ
ス基板上にポリイミドに黒色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第9のフォトマスクP9を用いてブラックストライプ8
1を作製した。その後、赤色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第10のフォトマスクP10を用いて赤色フィルター8
3を作製した。同様にしてマスクP11、P12を使用
し、緑色フィルター85および青色フィルター86を作
製した。これらの作製中各フィルターは350℃にて窒
素中で60分の焼成を行なった。その後、やはりスピン
コート法を用いて、レベリング層89を透明ポリイミド
を用いて制作した。
FIG. 6 shows a method for manufacturing the other substrate. A polyimide resin obtained by mixing a black pigment with polyimide is formed on a glass substrate to a thickness of 1 μm using a spin coating method,
Black stripe 8 using ninth photomask P9
1 was produced. After that, a film of a polyimide resin mixed with a red pigment was formed to a thickness of 1 μm using a spin coating method,
Red filter 8 using tenth photomask P10
3 was produced. Similarly, a green filter 85 and a blue filter 86 were manufactured using the masks P11 and P12. During the production, each filter was fired at 350 ° C. in nitrogen for 60 minutes. After that, the leveling layer 89 was formed using a transparent polyimide, also using the spin coating method.

【0041】その後、これら全体にITO(インジュー
ム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成
し第5のフォトマスク91を用いて共通電極90を形成
した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜
300℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就し、
第2の基板を得た。
Thereafter, ITO (indium tin oxide) was formed on the entire surface to a thickness of 0.1 μm by sputtering, and a common electrode 90 was formed using a fifth photomask 91. This ITO is deposited at room temperature to 150 ° C.
Fulfilled by oxygen at 300 ° C. or annealing in air,
A second substrate was obtained.

【0042】前記基板上に、オフセット法を用いて、ポ
リイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素
中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公知のラ
ビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくと
も初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段
を設けた。
A polyimide precursor was printed on the substrate by using an offset method, and baked at 350 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. Thereafter, a known rubbing method was used to modify the surface of the polyimide, and at least initially, a means for aligning liquid crystal molecules in a certain direction was provided.

【0043】その後、前記第一の基板と第二の基板によ
って、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ
性接着剤にて固定した。基板上のリードにTAB形状の
駆動ICと共通信号、電位配線を有するPCBを接続
し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を
得た。これと冷陰極管を3本配置した後部照明装置、テ
レビ電波を受信するチューナーを接続し、壁掛けテレビ
として完成させた。従来のCRT方式のテレビと比べ
て、平面形状の装置となったために、壁等に設置するこ
とも出来るようになった。この液晶テレビの動作は図1
に示したものと、実質的に同等な信号を液晶画素に印加
することにより確認された。
Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A drive IC having a TAB shape and a PCB having common signals and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was adhered on the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device. This was connected to a rear lighting device in which three cold cathode tubes were arranged, and a tuner for receiving TV radio waves to complete a wall-mounted TV. Compared to a conventional CRT system television, the device has a flat shape, so that it can be installed on a wall or the like. The operation of this LCD TV is shown in FIG.
Were confirmed by applying a signal substantially equivalent to that shown in FIG.

【0044】『実施例2』本実施例では、対角1インチ
を有する液晶電気光学装置を用いた、ビデオカメラ用ビ
ューファインダーを作製し、本発明を実施したので説明
を加える。
[Embodiment 2] In this embodiment, a viewfinder for a video camera using a liquid crystal electro-optical device having a diagonal of 1 inch is manufactured, and the present invention is implemented.

【0045】本実施例では、画素数が387×128の
構成にして、低温プロセスによる高移動度TFTを用い
た素子を形成し、ビューファインダーを構成した。本実
施例で使用する液晶表示装置の基板上のアクティブ素子
の配置の様子を図4に示し図4のA−A’断面およびB
−B’断面を示す作製プロセスを図7に描く。
In this embodiment, a viewfinder was formed by forming a device using a high mobility TFT by a low-temperature process with a configuration of 387 × 128 pixels. FIG. 4 shows the arrangement of the active elements on the substrate of the liquid crystal display device used in this embodiment, and FIG.
FIG. 7 illustrates a manufacturing process showing a section taken along the line -B '.

【0046】図7(A)において、安価な、700℃以
下、例えば約600℃の熱処理に耐え得るガラス50上
にマグネトロンRF(高周波) スパッタ法を用いてブロ
ッキング層51としての酸化珪素膜を1000〜300
0Åの厚さに作製する。プロセス条件は酸素100%雰
囲気、成膜温度15℃、出力400〜800W、圧力
0.5Paとした。タ−ゲットに石英または単結晶シリ
コンを用いた成膜速度は30〜100Å/分であった。
In FIG. 7A, a silicon oxide film as a blocking layer 51 is formed on a glass 50 which is inexpensive and can withstand heat treatment at 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C. by using a magnetron RF (high frequency) sputtering method. ~ 300
It is made to a thickness of 0 °. The process conditions were a 100% oxygen atmosphere, a film formation temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The film formation rate using quartz or single crystal silicon as a target was 30 to 100 ° / min.

【0047】この上にシリコン膜をLPCVD(減圧気
相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも1
00〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃
でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) をCVD
装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜300
Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であった。
PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vt
h)に概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用
いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に添加
してもよい。
On this, a silicon film was formed by LPCVD (low pressure gas phase), sputtering or plasma CVD. When formed by the reduced pressure gas phase method, the temperature is 1
450-550 ° C lower by 00-200 ° C, for example 530 ° C
CVD of disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 )
The film was supplied to the apparatus to form a film. Reactor pressure is 30 ~ 300
Pa. The deposition rate was 50-250 ° / min.
Threshold voltage (Vt) between PTFT and NTFT
In order to control substantially the same as in h), boron may be added at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 during film formation using diborane.

【0048】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
In the case of performing the sputtering method, the back pressure before the sputtering was set to 1 × 10 −5 Pa or less, single-crystal silicon was used as a target, and an atmosphere in which 20 to 80% of hydrogen was mixed with argon was used. For example, argon was 20% and hydrogen was 80%.
The film formation temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputter output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

【0049】プラズマCVD法により珪素膜を作製する
場合、温度は例えば300℃とし、モノシラン(SiH4)ま
たはジシラン(Si2H6) を用いた。これらをPCVD装置
内に導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成
膜した。
When a silicon film is formed by the plasma CVD method, the temperature is, for example, 300 ° C., and monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used. These were introduced into a PCVD apparatus, and a high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

【0050】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニ−ル温度を
高くまたは熱アニ−ル時間を長くしなければならない。
また少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−
ク電流が増加してしまう。そのため4×1019〜4×10 21
cm-3の範囲とした。水素は4×1020cm-3であり、珪素4
×1022cm-3として比較すると1原子%であった。
The coating formed by these methods is:
Oxygen is 5 × 10twenty onecm-3The following is preferred. This acid
If the element concentration is high, it is difficult to crystallize and the thermal annealing temperature
High or long thermal annealing times must be used.
If the amount is too small, the lamp is turned off by the backlight.
Current increases. Therefore 4 × 1019~ 4 × 10 twenty one
cm-3Range. Hydrogen is 4 × 1020cm-3And silicon 4
× 10twenty twocm-3Was 1 atomic%.

【0051】上記方法によって、アモルファス状態の珪
素膜を500〜5000Å、例えば1500Åの厚さに
作製の後、450〜700℃の温度にて12〜70時間
非酸化物雰囲気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気
下にて600℃の温度で保持した。珪素膜の下の基板表
面にアモルファス構造の酸化珪素膜が形成されているた
め、この熱処理で特定の核が存在せず、全体が均一に加
熱アニ−ルされる。即ち、成膜時はアモルファス構造を
有し、また水素は単に混入しているのみである。
After a silicon film in an amorphous state is formed to a thickness of 500 to 5000 °, for example, 1500 ° by the above method, heat treatment is performed at 450 to 700 ° C. for 12 to 70 hours in a non-oxide atmosphere at a medium temperature. For example, it was kept at a temperature of 600 ° C. in a hydrogen atmosphere. Since a silicon oxide film having an amorphous structure is formed on the surface of the substrate under the silicon film, no specific nucleus is present in this heat treatment, and the whole is annealed uniformly. That is, it has an amorphous structure at the time of film formation, and hydrogen is simply mixed therein.

【0052】アニ−ルにより、珪素膜はアモルファス構
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い
領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しか
しこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がな
されるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レ−ザラ
マン分光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク522
cm-1より低周波側にシフトしたピ−クが観察される。そ
れの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、50〜5
00Åとマイクロクリスタルのようになっているが、実
際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラスタ構造を
有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合(アンカリ
ング) がされたセミアモルファス構造の被膜を形成させ
ることができた。
Due to the annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part of the silicon film exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the formation of silicon is particularly likely to be crystallized to be in a crystalline state. However, since the silicon existing between these regions is bonded to each other, silicon mutually pulls each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a single crystal silicon peak 522 is obtained.
A peak shifted to a lower frequency side than cm −1 is observed. Its apparent particle size is 50 to 5 when calculated from the half width.
Although it is a microcrystal with a size of 00Å, there are actually a large number of regions with high crystallinity and a cluster structure, and a semi-amorphous structure film in which each cluster is bonded to each other by silicon (anchoring). Could be formed.

【0053】結果として、被膜は実質的にグレインバウ
ンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた
個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの
明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度と
なる。即ちホ−ル移動度(μh)=10〜200cm2
VSec、電子移動度(μe )=15〜300cm2 /V
Secが得られる。
As a result, the coating exhibits a state that can be said to be substantially free of grain boundaries (hereinafter referred to as GB). Carriers can easily move from one cluster to another through anchored locations, resulting in higher carrier mobility than so-called GB polycrystalline silicon. That is, hole mobility (μh) = 10 to 200 cm 2 /
VSec, electron mobility (μe) = 15 to 300 cm 2 / V
Sec is obtained.

【0054】他方、上記の如き中温でのアニ−ルではな
く、900〜1200℃の高温アニ−ルにより被膜を多
結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物
の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリ
ア(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害して
しまう。結果として10cm2/Vsec以上の移動度がなかな
か得られないのが実情である。即ち、本実施例ではかく
の如き理由により、セミアモルファスまたはセミクリス
タル構造を有するシリコン半導体を用いている。
On the other hand, when the film is polycrystallized by high-temperature annealing at 900 to 1200 ° C. instead of annealing at the above-mentioned medium temperature, impurities in the film are segregated due to solid phase growth from nuclei. , GB contain many impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen, and have a high mobility in the crystal. However, a barrier is formed in the GB to hinder the movement of carriers there. As a result, a mobility of 10 cm 2 / Vsec or more cannot be easily obtained. That is, in this embodiment, a silicon semiconductor having a semi-amorphous or semi-crystalline structure is used for such a reason.

【0055】図7(A) において、珪素膜を第1のフォト
マスクにてフォトエッチングを施し、NTFT用の領
域13(チャネル巾20μm)を図面のA−A’断面側
に、PTFT用の領域22をB−B’断面側に作製し
た。
In FIG. 7A, the silicon film is subjected to photoetching using a first photomask, and an NTFT region 13 (channel width 20 μm) is placed on the AA ′ cross-sectional side of the drawing to form a PTFT region. No. 22 was formed on the BB 'cross section side.

【0056】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
On this, a silicon oxide film was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 {for example, 1000}. This was made under the same conditions as those for forming the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix the sodium ions.

【0057】この後、この上側にリンが1〜5×1021cm
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第2のフォトマスク
にてパタ−ニングして図7(B) を得た。NTFT用の
ゲイト電極9、PTFT用のゲイト電極21を形成し
た。本実施例にでは、NTFT用チャネル長は10μ
m、PTFT用チャネル長は7μm、ゲイト電極として
リンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを
0.3μmの厚さに形成した。
Thereafter, 1 to 5 × 10 21 cm of phosphorus is placed on the upper side.
-3 silicon film or molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or
A multilayer film with WSi 2 was formed. This was patterned using a second photomask to obtain FIG. 7 (B). A gate electrode 9 for NTFT and a gate electrode 21 for PTFT were formed. In this embodiment, the channel length for NTFT is 10 μm.
m, the channel length for the PTFT was 7 μm, and the gate electrode was formed of 0.2 μm of silicon-doped silicon and 0.3 μm of molybdenum thereon.

【0058】図7(C)において、PTFT用のソ−ス
18ドレイン20に対し、ホウ素を1〜5×1015cm-2
のド−ズ量でイオン注入法により添加した。
In FIG. 7 (C), boron is applied to the source 18 drain 20 for PTFT by 1 to 5 × 10 15 cm −2.
Was added by ion implantation.

【0059】次に図7(D)の如く、フォトレジスト6
1をフォトマスクを用いて形成した。NTFT用のソ
−ス10、ドレイン12としてリンを1〜5×1015cm
-2のドーズ量でイオン注入法により添加した。
Next, as shown in FIG.
1 was formed using a photomask. Phosphorus 1 to 5 × 10 15 cm as source 10 and drain 12 for NTFT
A dose of -2 was added by ion implantation.

【0060】また、ゲート電極材料としてアルミニウム
(Al)を用いた場合、これを第2のフォトマスクにて
パタ−ニング後、その表面を陽極酸化することで、セル
ファライン工法が適用可能なため、ソース・ドレインの
コンタクトホールをよりゲートに近い位置に形成するこ
とが出来るため、移動度、スレッシュホールド電圧の低
減からさらにTFTの特性を上げることができる。
When aluminum (Al) is used as the gate electrode material, the surface is anodized after patterning with a second photomask, so that the self-alignment method can be applied. Since the source / drain contact hole can be formed at a position closer to the gate, the characteristics of the TFT can be further improved in terms of reduction in mobility and threshold voltage.

【0061】次に、600℃にて10〜50時間再び加
熱アニ−ルを行った。NTFTのソ−ス10、ドレイン
12、PTFTのソ−ス18、ドレイン20を不純物を
活性化してP+ 、N+ として作製した。またゲイト電極
21、9下にはチャネル形成領域19、11がセミアモ
ルファス半導体として形成されている。
Next, annealing was performed again at 600 ° C. for 10 to 50 hours. The source 10 and the drain 12 of the NTFT and the source 18 and the drain 20 of the PTFT were formed as P + and N + by activating impurities. Channel formation regions 19 and 11 are formed below the gate electrodes 21 and 9 as semi-amorphous semiconductors.

【0062】かくすると、セルフアライン方式でありな
がらも、700℃以上にすべての工程で温度を加えるこ
とがなくC/TFTを作ることができる。そのため、基
板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよ
く、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプ
ロセスである。
In this way, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 700 ° C. or more in all steps, even though it is a self-aligned system. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and this is a process very suitable for the large pixel liquid crystal display device of the present invention.

【0063】本実施例では熱アニ−ルは図7(A)、
(D)で2回行った。しかし図7(A)のアニ−ルは求
める特性により省略し、双方を図7(D)のアニ−ルに
より兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図7(E)に
おいて、層間絶縁物65を前記したスパッタ法により酸
化珪素膜の形成として行った。この酸化珪素膜の形成は
LPCVD法、光CVD法、常圧CVD法を用いてもよ
い。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形成し、その
後、フォトマスクを用いて電極用の窓66を形成し
た。さらに、図7(F)に示す如くこれら全体にアルミ
ニウムをスパッタ法により形成し、リ−ド71、および
コンタクト72をフォトマスクを用いて作製した後、
表面を平坦化用有機樹脂69例えば透光性ポリイミド樹
脂を塗布形成し、再度の電極穴あけをフォトマスクに
て行った。
In this embodiment, the thermal annealing is performed as shown in FIG.
(D) was performed twice. However, the annealing in FIG. 7A may be omitted depending on the desired characteristics, and both may be replaced by the annealing in FIG. 7D to shorten the manufacturing time. In FIG. 7E, a silicon oxide film was formed on the interlayer insulator 65 by the above-described sputtering method. This silicon oxide film may be formed by an LPCVD method, a photo CVD method, or a normal pressure CVD method. For example, it was formed to a thickness of 0.2 to 0.6 μm, and then a window 66 for an electrode was formed using a photomask. Further, as shown in FIG. 7 (F), aluminum is formed on the entire surface by sputtering, and leads 71 and contacts 72 are formed using a photomask.
The surface was coated with an organic resin 69 for flattening, for example, a translucent polyimide resin, and the electrode was drilled again using a photomask.

【0064】2つのTFTを相補型構成とし、かつその
出力端を液晶装置の一方の画素の電極を透明電極として
それに連結するため、スパッタ法によりITO(インジ
ュ−ム・スズ酸化膜)を形成した。それをフォトマスク
によりエッチングし、電極17を構成させた。このI
TOは室温〜150℃で成膜し、200〜400℃の酸
素または大気中のアニ−ルにより成就した。かくの如く
にしてNTFT13とPTFT22と透明導電膜の電極
17とを同一ガラス基板50上に作製した。得られたT
FTの電気的な特性はPTFTで移動度は20(cm2/V
s)、Vthは−5.9(V)で、NTFTで移動度は4
0(cm2/Vs)、Vthは5.0(V)であった。
An ITO (indium tin oxide film) was formed by a sputtering method in order to make the two TFTs complementary and to connect the output terminals thereof to the electrodes of one pixel of the liquid crystal device as transparent electrodes. . It was etched using a photomask to form the electrode 17. This I
TO was formed at room temperature to 150 ° C. and achieved by oxygen at 200 to 400 ° C. or in air. In this manner, the NTFT 13, the PTFT 22, and the electrode 17 of the transparent conductive film were formed on the same glass substrate 50. The obtained T
The electrical characteristics of FT are PTFT and the mobility is 20 (cm 2 / V
s), Vth is -5.9 (V), and the mobility is 4 for NTFT.
0 (cm 2 / Vs) and Vth were 5.0 (V).

【0065】上記の様な方法に従って液晶装置用の一方
の基板を作製した。この液晶表示装置の電極等の配置の
様子を図4に示している。このようなC/TFTを用い
たマトリクス構成を有せしめた。
One substrate for a liquid crystal device was manufactured according to the method described above. FIG. 4 shows the arrangement of the electrodes and the like of the liquid crystal display device. A matrix configuration using such a C / TFT is provided.

【0066】次に第二の基板として、青板ガラス上にス
パッタ法を用いて、酸化珪素膜を2000Å積層した基
板上に、やはり スパッタ法によりITO(インジュ−
ム・スズ酸化膜)を形成した。このITOは室温〜15
0℃で成膜し、200〜400℃の酸素または大気中の
アニ−ルにより成就した。また、この基板上に『実施例
1』と同様の手法を用いたカラーフィルターを形成し
て、第二の基板とした。
Next, as a second substrate, an ITO (indium oxide) was formed on a blue glass plate by sputtering using a sputtering method on a substrate having a silicon oxide film laminated thereon by 2000 mm.
Tin oxide film). This ITO is between room temperature and 15
Films were formed at 0 ° C. and achieved with oxygen at 200-400 ° C. or in air. A color filter was formed on this substrate using the same method as in "Example 1" to obtain a second substrate.

【0067】前記基板上に、オフセット法を用いて、ポ
リイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素
中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公知のラ
ビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくと
も初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段
を設けて第一および第二の基板とした。
A polyimide precursor was printed on the substrate by an offset method, and baked at 350 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere, for example, nitrogen. Thereafter, the surface of the polyimide was modified using a known rubbing method, and at least initially, means for aligning the liquid crystal molecules in a certain direction was provided to obtain first and second substrates.

【0068】その後、前記第一の基板と第二の基板によ
って、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ
性接着剤にて固定した。基板上のリードはそのピッチが
46μmと微細なため、COG法を用いて接続をおこな
った。本実施例ではICチップ上に設けた金バンプをエ
ポキシ系の銀パラジウム樹脂で接続し、ICチップと基
板間を固着と封止を目的としたエポキシ変成アクリル樹
脂にて埋めて固定する方法を用いた。その後、外側に偏
光板を貼り、透過型の液晶表示装置を得た。
Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. Since the pitch of the leads on the substrate was as fine as 46 μm, they were connected using the COG method. In this embodiment, a method is used in which gold bumps provided on an IC chip are connected with an epoxy-based silver-palladium resin, and the IC chip and the substrate are filled and fixed with an epoxy-modified acrylic resin for the purpose of fixing and sealing. Was. Thereafter, a polarizing plate was attached on the outside to obtain a transmission type liquid crystal display device.

【0069】図8に本実施例で用いた駆動波形を示す。
実施例1に用いた正弦波に代わりランプ波形を用いた。
ランプ波は構成が簡単なうえ、階調データーからΔtへ
の変換が容易な点に長所を有する。その動作については
本文において図1で説明したものとほとんど同じである
ので詳細は省略する。図8では、図1と同様に、画素に
かかるアナログ電圧をデジタル的に得ることができる
が、例えば、画素Aでは低い電圧ながら、画素に電圧が
かかっている時間は長く、逆に画素Bでは高い電圧がか
かるものの、その時間は画素Aに比べて短い。このた
め、視覚的には画素Aと画素Bの濃淡の差が予定したも
のより小さくなる場合がある。その困難を克服するため
には図9に示すようにY線のいずれにも電圧のかからな
い時間を電圧のかかる時間に比して大きくとればよい。
例えば、その時間を電圧のかかる時間と同じだけにすれ
ば、理論的には各画素に電圧がかかる最長時間は最短時
間の3倍であり、実際には2倍程度である。さらに、図
9のように、Y線のいずれにも電圧のかからない時間を
電圧のかかる時間の2倍とすれば、例えば、画素Zm,n
は画素Zn,m+1 に比べて40%だけ長く電圧がかかって
いるにすぎない。よって、画素の電圧とは別に、画素に
かかっている電圧による視覚的な濃淡のエラーは大きく
改善されうる。
FIG. 8 shows a driving waveform used in this embodiment.
A ramp waveform was used instead of the sine wave used in the first embodiment.
The ramp wave has advantages in that it has a simple configuration and is easy to convert gradation data into Δt. The operation is almost the same as that described with reference to FIG. In FIG. 8, the analog voltage applied to the pixel can be digitally obtained as in FIG. 1. For example, while the voltage of the pixel A is low, the time during which the voltage is applied to the pixel is long. Although a high voltage is applied, the time is shorter than that of the pixel A. Therefore, visually, the difference in density between the pixel A and the pixel B may be smaller than expected. To overcome this difficulty, the time during which no voltage is applied to any of the Y lines may be made longer than the time during which the voltage is applied, as shown in FIG.
For example, if the time is the same as the time for applying a voltage, the maximum time for applying a voltage to each pixel is theoretically three times as long as the minimum time, and is actually about twice. Further, as shown in FIG. 9, if the time during which no voltage is applied to any of the Y lines is set to be twice the time during which the voltage is applied, for example, the pixel Z m, n
Is only 40% longer than the voltage applied to the pixel Zn , m + 1 . Accordingly, the visual density error caused by the voltage applied to the pixel, besides the voltage of the pixel, can be greatly improved.

【0070】例えば384×128ドットの49,15
2組のTFTを50mm角(300mm角基板から36
枚の多面取り)に作成した液晶電気光学装置に対し通常
のアナログ的な階調表示を行った場合、TFTの特性ば
らつきが約±10%存在するために、16階調表示が限
界であった。しかしながら、本発明によるデジタル階調
表示をおこなった場合、TFT素子の特性ばらつきの影
響を受けにくいために、128階調表示まで可能になり
カラー表示では2,097,152色の多彩であり微妙
な色彩の表示が実現できている。
For example, 384 × 128 dots 49, 15
Two sets of TFTs are placed in a 50 mm square (36 mm from a 300 mm square substrate).
When a normal analog gray scale display is performed on a liquid crystal electro-optical device prepared in a multi-panel display, 16 gray scale display is the limit because there is about ± 10% variation in TFT characteristics. . However, when the digital gradation display according to the present invention is performed, since it is hard to be affected by the characteristic variation of the TFT element, it is possible to display up to 128 gradations, and in the color display, 2,097,152 colors are various and delicate. Color display has been realized.

【0071】テレビ映像の様なソフトを映す場合、例え
ば同一色からなる『岩』でもその微細な窪み等にあたる
光の加減から微妙に色合いが異なる。自然の色彩に近い
表示を行おうとした場合、16階調では困難を要し、こ
れらの微妙な窪みの表現には向かない。本発明による階
調表示によって、これらの微細な色調の変化を付けるこ
とが可能になった。
In the case of displaying software such as a television image, for example, even a "rock" of the same color has a slightly different color due to the degree of light corresponding to the minute depressions. When an attempt is made to display a color close to the natural colors, it is difficult to perform the display with 16 gradations, and it is not suitable for expressing these subtle depressions. With the gradation display according to the present invention, it is possible to impart these minute color changes.

【0072】本実施例では、従来の純然たるアナログ方
式の階調表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うこ
とを特徴としている。その効果として、例えば640×
400ドットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定
したばあい、合計256,000個のTFTすべての特
性をばらつき無く作製することは、非常に困難を有し、
現実的には量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示
が限界と考えられているのに対し印加電圧レベルを明確
にするために、アナログ値では無く、基準電圧値を信号
としてコントローラー側から入力し、その基準信号をT
FTに接続するタイミングをデジタル値で制御すること
によって、TFTに印加される電圧を制御することで、
TFTの特性ばらつきをカバーする方法を本発明ではと
っている事を特徴としていることから、明快なデジタル
階調表示が可能になっていることにある。
This embodiment is characterized in that digital gray scale display is performed in contrast to conventional pure analog gray scale display. The effect is, for example, 640 ×
Assuming a liquid crystal electro-optical device having a pixel number of 400 dots, it is very difficult to produce all 256,000 TFTs without any variation in characteristics.
In reality, considering mass productivity and yield, 16 gray scale display is considered to be the limit, but in order to clarify the applied voltage level, the controller side uses not the analog value but the reference voltage value as a signal. Input and its reference signal to T
By controlling the timing of connection to the FT with a digital value and controlling the voltage applied to the TFT,
The present invention is characterized in that a method for covering the variation in the characteristics of the TFT is adopted, so that a clear digital gradation display is possible.

【0073】『実施例3』 本実施例では図2に示すよ
うな回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテ
レビを作製したので、その説明を行う。またその際のT
FTは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。
Example 3 In this example, a wall-mounted television was manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. 2, and a description thereof will be given. Also T at that time
FT was polycrystalline silicon using laser annealing.

【0074】以下では、TFT部分の作製方法について
図10にしたがって記述する。図10(A)において、
石英ガラス等の高価でない700℃以下、例えば約60
0℃の熱処理に耐え得るガラス100上にマグネトロン
RF(高周波) スパッタ法を用いてブロッキング層10
1としての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚さに
作製する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温
度15℃、出力400〜800W、圧力0.5Paとし
た。タ−ゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成
膜速度は30〜100Å/分であった。
Hereinafter, a method for manufacturing the TFT portion will be described with reference to FIG. In FIG. 10A,
Inexpensive 700 ° C or less such as quartz glass, for example, about 60
The blocking layer 10 is formed on the glass 100 capable of withstanding the heat treatment at 0 ° C. by using the magnetron RF (high frequency) sputtering method.
A silicon oxide film as No. 1 is formed to a thickness of 1000 to 3000 °. The process conditions were a 100% oxygen atmosphere, a film formation temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The film formation rate using quartz or single crystal silicon as a target was 30 to 100 ° / min.

【0075】この上にシリコン膜をプラズマCVD法に
より珪素膜102を作製した。成膜温度は250℃〜3
50℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(S
iH4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(S
i2H6) またトリシラン(Si3H8) を用いてもよい。これら
をPCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56
MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波
電力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本
実施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノ
シラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜
速度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTと
のスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を概略同一に制御す
るため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018
cm-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFT
のチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズ
マCVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用い
ても良く、以下にその方法を簡単に述べる。
A silicon film 102 was formed thereon by a plasma CVD method. Film formation temperature is 250 ° C-3
In this example, the temperature was set to 320 ° C.
iH 4 ) was used. Not only monosilane (SiH 4 ), but disilane (S
i 2 H 6 ) Alternatively, trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 3 Pa, and 13.56
The film was formed by applying a high frequency power of MHz. At this time, an appropriate high frequency power is 0.02 to 0.10 W / cm 2 , and in this example, 0.055 W / cm 2 was used. The flow rate of monosilane (SiH 4 ) was set to 20 SCCM, and the deposition rate at that time was about 120 ° / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of the PTFT and the NTFT to be substantially the same, boron is used in a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 using diborane.
It may be added during film formation as a concentration of cm -3 . Also TFT
In addition to the plasma CVD, the silicon layer serving as the channel region may be formed by a sputtering method or a low-pressure CVD method. The method will be briefly described below.

【0076】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
In the case of performing the sputtering method, the back pressure before the sputtering was set to 1 × 10 −5 Pa or less, the single crystal silicon was used as a target, and an atmosphere in which 20 to 80% of hydrogen was mixed with argon was used. For example, argon was 20% and hydrogen was 80%.
The film formation temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputter output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

【0077】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) を
CVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。
In the case of forming by a reduced pressure gas phase method, 450 to 550 ° C. lower by 100 to 200 ° C. than the crystallization temperature, for example, 5
Disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) was supplied to the CVD apparatus at 30 ° C. to form a film. The reactor pressure is 30 ~
It was set to 300 Pa. The deposition rate was 50-250 ° / min. Suresshuho the PTFT and NTFT - for controlling field voltage (Vth) in substantially the same, boron may be added during deposition as the concentration of 1 × 10 15 ~1 × 10 18 cm -3 by using diborane .

【0078】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
The coatings formed by these methods are:
It is preferable that oxygen is 5 × 10 21 cm −3 or less. In order to promote crystallization, the oxygen concentration should be 7 × 10 19 cm −3 or less,
Preferably, it is desirable to be 1 × 10 19 cm −3 or less,
If the amount is too small, the leakage current in the off state increases due to the backlight, so this concentration was selected. If the oxygen concentration is high, crystallization is difficult, and the laser annealing temperature must be increased or the laser annealing time must be increased. Hydrogen is 4 × 10 20 cm −3 and silicon 4 × 10 22
When compared with cm -3 , it was 1 atomic%.

【0079】また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶
化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好
ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500
〜5000Å、本実施例では1000Åの厚さに成膜し
た。
Further, in order to promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less,
Oxygen may be added only to the T channel formation region by ion implantation so as to have a concentration of 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 .
According to the above method, the amorphous silicon film is
The film was formed to have a thickness of 5000 to 5000 Å, and 1000 Å in this embodiment.

【0080】その後、フォトレジスト103をマスクP
1を用いてNTFTのソース・ドレイン領域となるべき
領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レジス
ト103をマスクとして、リンイオンをイオン注入法に
より、2×1014〜5×10 16cm-2、好ましくは2×
1016cm-2だけ、注入し、n型不純物領域104を形
成した。その後、レジスト103は除去された。
After that, the photoresist 103 is
Should be used as source / drain region of NTFT using 1
A pattern in which only the region was opened was formed. And Regis
Using ion 103 as an ion implantation method with mask 103
Than 2 × 1014~ 5 × 10 16cm-2, Preferably 2x
1016cm-2Only to form the n-type impurity region 104.
Done. After that, the resist 103 was removed.

【0081】同様に、レジスト105を塗布し、マスク
P3を用いて、PTFTのソース・ドレイン領域となる
べき領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レ
ジスト105をマスクとして、p型の不純物領域を形成
した。不純物としては、ホウソを用い、やはりイオン注
入法を用いて、2×1014〜5×1016cm-2、好まし
くは2×1016cm-2だけ、不純物を導入した。このよ
うにして。図10(B)を得た。
Similarly, a pattern was formed by applying a resist 105 and using a mask P3 to open only the regions that would be the source / drain regions of the PTFT. Then, using the resist 105 as a mask, a p-type impurity region was formed. Boron was used as the impurity, and the impurity was introduced by ion implantation again in an amount of 2 × 10 14 to 5 × 10 16 cm −2 , preferably 2 × 10 16 cm −2 . Like this. FIG. 10B is obtained.

【0082】その後、珪素膜102上に、厚さ50〜3
00nm、例えば、100nmの酸化珪素被膜107
を、上記のRFスパッタ法によって形成した。そして、
XeClエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン
・チャネル領域をレーザーアニールによって、結晶化・
活性化した。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネ
ルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全体が溶融するに
は220mJ/cm2 が必要となる。しかし、最初から
220mJ/cm2 以上のエネルギーを照射すると、膜
中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊
が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い
出した後に溶融させる必要がある。本実施例では最初1
50mJ/cm2 で水素の追い出しを行なった後、23
0mJ/cm2 で結晶化をおこなった。さらに、レーザ
ーアニール終了後は酸化珪素膜107は取り去った。
Thereafter, a thickness of 50 to 3 is formed on the silicon film 102.
00 nm, for example, 100 nm silicon oxide film 107
Was formed by the above-mentioned RF sputtering method. And
Using a XeCl excimer laser, the source, drain and channel regions are crystallized by laser annealing.
Activated. At this time, the threshold energy of the laser energy is 130 mJ / cm 2 , and 220 mJ / cm 2 is required to melt the entire film thickness. However, when an energy of 220 mJ / cm 2 or more is irradiated from the beginning, hydrogen contained in the film is rapidly released, and the film is destroyed. For this purpose, it is necessary to first displace hydrogen and then melt it with low energy. In this embodiment, first
After purging hydrogen at 50 mJ / cm 2 , 23
Crystallization was performed at 0 mJ / cm 2 . Further, after the end of the laser annealing, the silicon oxide film 107 was removed.

【0083】その後、フォトマスクP3によって、アイ
ランド状のNTFT領域111とPTFT領域112を
形成した。この上に酸化珪素膜108をゲイト絶縁膜と
して500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成
した。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製
と同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナ
トリウムイオンの固定化をさせてもよい。
Thereafter, an island-like NTFT region 111 and a PTFT region 112 were formed using a photomask P3. On this, a silicon oxide film 108 was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 {for example, 1000}. This was made under the same conditions as those for forming the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix the sodium ions.

【0084】この後、この上側にリンが1〜5×1021cm
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図10(D) を得た。NTFT
用のゲイト電極109、PTFT用のゲイト電極110
を形成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極とし
てリンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを
0.3μmの厚さに形成した。
Thereafter, 1 to 5 × 10 21 cm of phosphorus is placed on the upper side.
-3 silicon film or molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or
A multilayer film with WSi 2 was formed. This was patterned using a fourth photomask P4 to obtain FIG. 10 (D). NTFT
Gate electrode 109 for PTFT, gate electrode 110 for PTFT
Was formed. For example, a channel length is 7 μm, and a gate electrode is formed of 0.2 μm of phosphorus silicon, and a molybdenum is formed thereon with a thickness of 0.3 μm.

【0085】また、ゲート電極材料としてアルミニウム
(Al)を用いた場合、これを第4のフォトマスクP4に
てパタ−ニング後、その表面を陽極酸化することで、セ
ルファライン工法が適用可能なため、ソース・ドレイン
のコンタクトホールをよりゲートに近い位置に形成する
ことが出来るため、移動度、スレッシュホールド電圧の
低減からさらにTFTの特性を上げることができる。
In the case where aluminum (Al) is used as a gate electrode material, the surface is anodized after patterning with a fourth photomask P4, so that the self-alignment method can be applied. In addition, since the source / drain contact holes can be formed at positions closer to the gate, the characteristics of the TFT can be further improved by reducing the mobility and the threshold voltage.

【0086】かくすると、400℃以上にすべての工程
で温度を加えることがなくC/TFTを作ることができ
る。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を
用いなくてもよく、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。
Thus, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 400 ° C. or more in all steps. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and it can be said that the process is very suitable for the large-screen liquid crystal display device of the present invention.

【0087】図10(E)において、層間絶縁物113
を前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行
った。この酸化珪素膜の形成はLPCVD法、光CVD
法、常圧CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.
6μmの厚さに形成し、その後、第5のフォトマスクP
5を用いて電極用の窓117を形成した。その後、さら
に、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにス
パッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いて
リ−ド116およびコンタクト114、115を作製し
た後、表面を平坦化用有機樹脂119、例えば透光性ポ
リイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけを第7の
フォトマスクP7にて行った。さらに、これら全体にI
TO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッ
タ法により形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素
電極118を形成した。このITOは室温〜150℃で
成膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−
ルにより成就した。
In FIG. 10E, an interlayer insulator 113 is formed.
Was performed to form a silicon oxide film by the above-described sputtering method. This silicon oxide film is formed by LPCVD, optical CVD
Or a normal pressure CVD method. For example, 0.2-0.
6 μm thick, and then a fifth photomask P
5 was used to form a window 117 for an electrode. Thereafter, aluminum is further formed on the entire surface by a sputtering method to a thickness of 0.3 μm, and leads 116 and contacts 114 and 115 are formed using a sixth photomask P6. 119, for example, a translucent polyimide resin was applied and formed, and an electrode hole was formed again using the seventh photomask P7. In addition, these
TO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 0.1 μm by a sputtering method, and a pixel electrode 118 was formed using an eighth photomask P8. This ITO film is formed at room temperature to 150 ° C., and oxygen at 200 to 400 ° C. or annealed in air.
Fulfilled by Le.

【0088】得られたTFTの電気的な特性はPTFT
で移動度は35(cm2/Vs)、Vthは−5.9(V)で、
NTFTで移動度は90(cm2/Vs)、Vthは4.8
(V)であった。
The electrical characteristics of the obtained TFT are PTFT
And the mobility is 35 (cm 2 / Vs), Vth is -5.9 (V),
The mobility of NTFT is 90 (cm 2 / Vs) and Vth is 4.8.
(V).

【0089】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。他方の
基板の作製方法は実施例1と同じであるので省略する。
その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチ
ック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて
固定した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICと共
通信号、電位配線を有するPCBを接続し、外側に偏光
板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。これと冷
陰極管を3本配置した後部照明装置、テレビ電波を受信
するチューナーを接続し、壁掛けテレビとして完成させ
た。従来のCRT方式のテレビと比べて、平面形状の装
置となったために、壁等に設置することも出来るように
なった。この液晶テレビの動作は図1に示したものと、
実質的に同等な信号を液晶画素に印加することにより確
認された。
One substrate for a liquid crystal electro-optical device manufactured according to the method described above was obtained. The method for fabricating the other substrate is the same as that in the first embodiment, and will not be described.
Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A drive IC having a TAB shape and a PCB having common signals and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was adhered on the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device. This was connected to a rear lighting device in which three cold cathode tubes were arranged, and a tuner for receiving TV radio waves to complete a wall-mounted TV. Compared to a conventional CRT system television, the device has a flat shape, so that it can be installed on a wall or the like. The operation of this LCD television is the same as that shown in FIG.
This was confirmed by applying substantially equivalent signals to the liquid crystal pixels.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明では、従来の純然たるアナログ方
式の階調表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うこ
とを特徴としている。その効果として、例えば640×
400ドットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定
したばあい、合計256,000個のTFTすべての特
性をばらつき無く作製することは、非常に困難を有し、
現実的には量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示
が限界と考えられているのに対し、本発明のように、全
くアナログ的な信号を加えることなく純粋にデジタル制
御のみで階調表示することにより、256階調表示以上
の階調表示が可能となった。完全なデジタル表示である
ので、TFTの特性ばらつきによる階調の曖昧さは全く
なくなり、したがって、TFTのばらつきが少々あって
も、極めて均質な階調表示が可能であった。したがっ
て、従来はばらつきの少ないTFTを得るために極めて
歩留りが悪かったのに対し、本発明によって、TFTの
歩留りがさほど問題とされなくなったため、液晶装置の
歩留りは向上し、作製コストも著しく抑えることができ
た。
The present invention is characterized in that digital gray scale display is performed in contrast to the conventional pure analog gray scale display. The effect is, for example, 640 ×
Assuming a liquid crystal electro-optical device having a pixel number of 400 dots, it is very difficult to produce all 256,000 TFTs without any variation in characteristics.
In reality, 16-gradation display is considered to be the limit in consideration of mass productivity and yield. On the other hand, as in the present invention, gradation display is performed purely by digital control without adding an analog signal at all. By displaying, gray scale display of 256 gray scale display or more is possible. Since it is a complete digital display, there is no ambiguity of gradation due to variation in TFT characteristics. Therefore, even if there is little variation in TFT, extremely uniform gradation display was possible. Therefore, while the yield has been extremely low in order to obtain a TFT having a small variation, the yield of the TFT is no longer a problem according to the present invention. Was completed.

【0091】例えば640×400ドットの256,0
00組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学
装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、
TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、1
6階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によ
るデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特
性ばらつきの影響を受けにくいために、256階調表示
まで可能になりカラー表示ではなんと16,777,2
16色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できてい
る。テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色
からなる『岩』でもその微細な窪み等から微妙に色合い
が異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、
16階調では困難を要する。本発明による階調表示によ
って、これらの微細な色調の変化を付けることが可能に
なった。
For example, 256,0 dots of 640 × 400 dots
When a normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 00 sets of TFTs are formed in a 300 mm square,
Since there is about ± 10% variation in TFT characteristics,
Six gradation display was the limit. However, when the digital gradation display according to the present invention is performed, the display is hardly affected by the variation in the characteristics of the TFT elements, so that it is possible to display up to 256 gradations.
A variety of 16 colors can be displayed in subtle colors. In the case of displaying software such as television images, for example, even a “rock” made of the same color has a slightly different color due to its minute dents and the like. If you try to display something close to the colors of nature,
Difficulty is required for 16 gradations. With the gradation display according to the present invention, it is possible to impart these minute color changes.

【0092】本発明の実施例では、シリコンを用いたT
FTを中心に説明を加えたが、ゲルマニウムを用いたT
FTも同様に使用できる。とくに、単結晶ゲルマニウム
の電子移動度は3600cm2 /Vs、ホール移動度は
1800cm2 /Vsと、単結晶シリコンの値(電子移
動度で1350cm2 /Vs、ホール移動度で480c
2 /Vs)の特性を上回っているため、高速動作が要
求される本発明を実行する上で極めて優れた材料であ
る。また、ゲルマニウムは非晶質状態から結晶状態へ遷
移する温度がシリコンに比べて低く、低温プロセスに向
いている。また、結晶成長の際の核発生率が小さく、し
たがって、一般に、多結晶成長させた場合には大きな結
晶が得られる。このようにゲルマニウムはシリコンと比
べても遜色のない特性を有している。
In the embodiment of the present invention, T using silicon is used.
The explanation has been added focusing on FT.
FT can be used as well. In particular, the electron mobility of single crystal germanium is 3600 cm 2 / Vs and the hole mobility is 1800 cm 2 / Vs, which is the value of single crystal silicon (1350 cm 2 / Vs in electron mobility and 480 c in hole mobility).
m 2 / Vs), which is an excellent material for implementing the present invention that requires high-speed operation. In addition, germanium has a lower transition temperature from an amorphous state to a crystalline state than silicon, and is suitable for a low-temperature process. In addition, the nucleation rate during crystal growth is low, and therefore, generally, large crystals are obtained when polycrystals are grown. Thus, germanium has characteristics comparable to those of silicon.

【0093】本発明の技術思想を説明するために、主と
して液晶を用いた電気光学装置、特に表示装置を例とし
て説明を加えたが、本発明の思想を適用するには、なに
も表示装置である必要はなく、いわゆるプロジェクショ
ン型テレビやその他の光スイッチ、光シャッターであっ
てもよい。さらに、電気光学材料も液晶に限らず、電
界、電圧等の電気的な影響を受けて光学的な特性の変わ
るものであれば、本発明を適用できることは明らかであ
ろう。
In order to explain the technical idea of the present invention, an electro-optical device using a liquid crystal, especially a display device has been described as an example. However, in order to apply the idea of the present invention, no display device is required. It is not necessary to use a so-called projection type television, another optical switch, or an optical shutter. Further, it is apparent that the present invention can be applied to electro-optical materials that are not limited to liquid crystals, as long as optical characteristics change due to electric influences such as electric fields and voltages.

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

【図1】 本発明による駆動波形を示す。FIG. 1 shows a driving waveform according to the present invention.

【図2】 本発明によるマトリクス構成の例を示す。FIG. 2 shows an example of a matrix configuration according to the invention.

【図3】 ネマチック液晶の電気光学特性を示す。FIG. 3 shows electro-optical characteristics of a nematic liquid crystal.

【図4】 実施例による素子の平面構造を示す。FIG. 4 shows a planar structure of a device according to an example.

【図5】 実施例によるTFTのプロセスを示す。FIG. 5 shows a TFT process according to an embodiment.

【図6】 実施例によるカラーフィルターの工程を示
す。
FIG. 6 shows a process of a color filter according to an example.

【図7】 実施例によるTFTのプロセスを示す。FIG. 7 illustrates a TFT process according to an embodiment.

【図8】 本発明による他の駆動波形の例を示す。FIG. 8 shows another example of a driving waveform according to the present invention.

【図9】 本発明による他の駆動波形の例を示す。FIG. 9 shows an example of another drive waveform according to the present invention.

【図10】実施例の作製行程を示す。FIG. 10 shows a manufacturing process of the example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/336 H01L 29/78 627G (72)発明者 竹村 保彦 神奈川県厚木市長谷398番地株式会社半導 体エネルギー研究所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/336 H01L 29/78 627G (72) Inventor Yasuhiko Takemura 398 Hase, Atsugi-shi, Kanagawa Pref. Inside the body energy research institute

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】チャネル形成領域及び不純物領域を有する
半導体膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲー
ト電極と重なっていることを特徴とする薄膜トランジス
タ。
A semiconductor film having a channel formation region and an impurity region; a gate insulating film formed on the semiconductor film; and a gate electrode provided via the gate insulating film. Wherein the thin film transistor overlaps the gate electrode via the gate insulating film.
【請求項2】チャネル形成領域及びN型の不純物領域を
有する半導体膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記N型の不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して前
記ゲート電極と重なっていることを特徴とする薄膜トラ
ンジスタ。
2. A semiconductor film having a channel forming region and an N-type impurity region, a gate insulating film formed on the semiconductor film, and a gate electrode provided with the gate insulating film interposed therebetween. The thin film transistor according to claim 1, wherein the N-type impurity region overlaps with the gate electrode via the gate insulating film.
【請求項3】チャネル形成領域及びP型の不純物領域を
有する半導体膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記P型の不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して前
記ゲート電極と重なっていることを特徴とする薄膜トラ
ンジスタ。
3. A semiconductor film having a channel formation region and a P-type impurity region, a gate insulating film formed on the semiconductor film, and a gate electrode provided with the gate insulating film interposed therebetween. The thin film transistor according to claim 1, wherein the P-type impurity region overlaps with the gate electrode via the gate insulating film.
【請求項4】チャネル形成領域及びリンを含む不純物領
域を有する半導体膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記リンを含む不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介し
て前記ゲート電極と重なっていることを特徴とする薄膜
トランジスタ。
4. A semiconductor film having a channel formation region and an impurity region containing phosphorus, a gate insulating film formed on the semiconductor film, and a gate electrode provided with the gate insulating film interposed therebetween. The thin film transistor according to claim 1, wherein the impurity region containing phosphorus overlaps the gate electrode with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一項において、 前記チャネル形成領域は、ホウ素の濃度が1×1015
1×1018cm-3であることを特徴とする薄膜トランジ
スタ。
5. The channel forming region according to claim 1, wherein the concentration of boron is 1 × 10 15 to 1 × 10 15 .
A thin film transistor having a density of 1 × 10 18 cm −3 .
【請求項6】請求項1乃至5のいずれか一項において、 前記半導体膜は、レーザーの照射により溶融して結晶化
されたシリコンであることを特徴とする薄膜トランジス
タ。
6. The thin film transistor according to claim 1, wherein the semiconductor film is silicon crystallized by being melted by laser irradiation.
【請求項7】薄膜トランジスタを用いた回路を有する電
気光学装置において、 チャネル形成領域及び不純物領域を有する半導体膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲー
ト電極と重なっていることを特徴とする電気光学装置。
7. An electro-optical device having a circuit using a thin film transistor, wherein: a semiconductor film having a channel formation region and an impurity region; a gate insulating film formed over the semiconductor film; An electro-optical device, wherein the impurity region overlaps the gate electrode with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項8】薄膜トランジスタを用いた回路を有する電
気光学装置において、 チャネル形成領域及びN型の不純物領域を有する半導体
膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記N型の不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して前
記ゲート電極と重なっていることを特徴とする電気光学
装置。
8. An electro-optical device having a circuit using a thin film transistor, comprising: a semiconductor film having a channel formation region and an N-type impurity region; a gate insulating film formed on the semiconductor film; An electro-optical device, comprising: a gate electrode provided through the gate insulating film; and the N-type impurity region overlaps the gate electrode through the gate insulating film.
【請求項9】薄膜トランジスタを用いた回路を有する電
気光学装置において、 チャネル形成領域及びP型の不純物領域を有する半導体
膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記P型の不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して前
記ゲート電極と重なっていることを特徴とする電気光学
装置。
9. An electro-optical device having a circuit using a thin film transistor, comprising: a semiconductor film having a channel formation region and a P-type impurity region; a gate insulating film formed on the semiconductor film; An electro-optical device, comprising: a gate electrode provided through the gate insulating film; and the P-type impurity region overlaps the gate electrode via the gate insulating film.
【請求項10】薄膜トランジスタを用いた回路を有する
電気光学装置において、 チャネル形成領域及びリンを含む不純物領域を有する半
導体膜と、 前記半導体膜上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを有
し、 前記リンを含む不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介し
て前記ゲート電極と重なっていることを特徴とする電気
光学装置。
10. An electro-optical device having a circuit using a thin film transistor, comprising: a semiconductor film having a channel formation region and an impurity region containing phosphorus; a gate insulating film formed over the semiconductor film; An electro-optical device, comprising: a gate electrode provided through the gate electrode; and the impurity region containing phosphorus overlaps the gate electrode through the gate insulating film.
【請求項11】請求項7乃至10のいずれか一項におい
て、 前記チャネル形成領域は、ホウ素の濃度が1×1015
1×1018cm-3であることを特徴とする電気光学装
置。
11. The channel formation region according to claim 7, wherein the concentration of boron in the channel formation region is 1 × 10 15 to 10 × 10 15 .
An electro-optical device having a size of 1 × 10 18 cm −3 .
【請求項12】請求項7乃至11のいずれか一項におい
て、 前記半導体膜は、レーザーの照射により溶融して結晶化
されたシリコンであることを特徴とする電気光学装置。
12. The electro-optical device according to claim 7, wherein the semiconductor film is silicon crystallized by laser irradiation.
【請求項13】請求項7乃至12のいずれか一項におい
て、 平坦化膜が前記薄膜トランジスタを覆っていることを特
徴とする電気光学装置。
13. The electro-optical device according to claim 7, wherein a flattening film covers the thin film transistor.
【請求項14】請求項13において、 前記平坦化膜はポリイミドであることを特徴とする電気
光学装置。
14. The electro-optical device according to claim 13, wherein the flattening film is made of polyimide.
【請求項15】請求項14に記載の電気光学装置を用い
たことを特徴とするプロジェクション型表示装置。
15. A projection type display device using the electro-optical device according to claim 14.
【請求項16】請求項14又は15に記載の電気光学装
置を用いたことを特徴とするテレビ。
16. A television using the electro-optical device according to claim 14.
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