JP2000223711A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000223711A
JP2000223711A JP11020863A JP2086399A JP2000223711A JP 2000223711 A JP2000223711 A JP 2000223711A JP 11020863 A JP11020863 A JP 11020863A JP 2086399 A JP2086399 A JP 2086399A JP 2000223711 A JP2000223711 A JP 2000223711A
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Takayuki Ikeda
隆之 池田
Yukio Tanaka
幸夫 田中
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Tomohito Murakami
智史 村上
Hideto Kitakado
英人 北角
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the reliability the same as or higher than that of a MOS transistor by forming a second impurity region and a plurality channel formation regions so that these regions may overlap a gate electrode through a gate insulating film. SOLUTION: Considering the driving voltages of an n-channel TFT 204 of a pixel matrix circuit and n-channel TFTs 201, 202, 203 of a CMOS circuit, a second impurity region and a third impurity region, both of which will become LDD regions, can be easily differentiated in length in the channel length direction on one and the same substrate to be formed into the most appropriate shape for each TFT which constitutes each circuit, In a TFT of a single-gate multichannel structure wherein a plurality of channel formation regions divided by low density impurity regions which will become LDD regions are formed for one gate electrode, the number of channel formation regions and the number of second impurity regions corresponding to one gate electrode can be determined based on characteristics of a TFT to be fabricated.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は絶縁表面を有する基
板上に薄膜トランジスタで構成された回路を有する半導
体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示
装置に代表される電気光学装置および電気光学装置を搭
載した電子機器の構成に関する。尚、本願明細書におい
て半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能す
る装置全般を指し、上記電気光学装置およびその電気光
学装置を搭載した電子機器をその範疇に含んでいる。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a circuit composed of thin film transistors on a substrate having an insulating surface, and a method for manufacturing the same. For example, the present invention relates to a configuration of an electro-optical device typified by a liquid crystal display device and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device. Note that in this specification, a semiconductor device generally refers to a device that functions by utilizing semiconductor characteristics, and includes the above-described electro-optical device and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device in its category.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁表面を有する基板上に、薄膜トラン
ジスタ(以下、TFTと記す)で形成した大面積集積回
路を有する半導体装置の開発が進んでいる。アクティブ
マトリクス型液晶表示装置、EL表示装置、および密着
型イメージセンサはその代表例として知られている。T
FTはその構造や作製方法によって分類されている。特
に、結晶構造を有する半導体膜を活性層にしたTFT
(結晶質TFT)は電界効果移動度が高いことから、い
ろいろな機能回路を形成することも可能であった。
2. Description of the Related Art A semiconductor device having a large-area integrated circuit formed by a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) on a substrate having an insulating surface is being developed. Active matrix liquid crystal display devices, EL display devices, and contact image sensors are known as typical examples. T
FTs are classified according to their structure and manufacturing method. In particular, a TFT in which a semiconductor film having a crystalline structure is used as an active layer
(Crystalline TFT) has high field-effect mobility, so that various functional circuits could be formed.

【0003】例えば、アクティブマトリクス型液晶表示
装置には、機能ブロックごとにnチャネル型TFTで構
成される画素マトリクス回路や、CMOS回路を基本と
したシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ
回路、サンプリング回路などの集積回路が一枚の基板上
に形成された。また、密着型イメージセンサでは、サン
プルホールド回路、シフトレジスタ回路、マルチプレク
サ回路などの集積回路がTFTを用いて形成されてい
た。
For example, an active matrix type liquid crystal display device includes a pixel matrix circuit composed of n-channel TFTs for each functional block, a shift register circuit based on a CMOS circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, a sampling circuit, and the like. Was formed on one substrate. In the contact type image sensor, integrated circuits such as a sample hold circuit, a shift register circuit, and a multiplexer circuit are formed using TFTs.

【0004】これらの回路はそれぞれにおいて動作条件
が必ずしも同一でないので、当然TFTに要求される特
性も少なからず異なっていた。画素マトリクス回路にお
いては、nチャネル型TFTから成るスイッチ素子と補
助の保持容量を設けた構成であり、液晶に電圧を印加し
て駆動させるものである。ここで、液晶は交流で駆動さ
せる必要があり、フレーム反転駆動と呼ばれる方式が採
用されていた。従って、要求されるTFTの特性は、漏
れ電流を十分低減させておく必要があった。また、バッ
ファ回路は高い駆動電圧が印加されるため、耐圧を高め
ておく必要があった。また電流駆動能力を高めるため
に、オン電流を十分確保する必要があった。
Since the operating conditions of these circuits are not always the same, the characteristics required for the TFT naturally differed to some extent. The pixel matrix circuit has a configuration in which a switch element including an n-channel TFT and an auxiliary storage capacitor are provided, and a liquid crystal is driven by applying a voltage. Here, the liquid crystal needs to be driven by an alternating current, and a method called frame inversion driving has been adopted. Therefore, the required TFT characteristics required that the leakage current be sufficiently reduced. Further, since a high driving voltage is applied to the buffer circuit, it is necessary to increase the breakdown voltage. Further, in order to enhance the current driving capability, it is necessary to secure a sufficient ON current.

【0005】しかし、結晶質TFTのオフ電流は高くな
りやすいといった問題点があった。そして、結晶質TF
Tは信頼性の面で依然LSIなどに用いられるMOSト
ランジスタ(単結晶半導体基板上に作製されるトランジ
スタ)に及ばないとされている。例えば、結晶質TFT
にはオン電流の低下といった劣化現象が観測されること
があった。この原因はホットキャリア効果であり、ドレ
イン近傍の高電界によって発生したホットキャリアが劣
化現象を引き起こすものと考えられていた。
However, there is a problem that the off current of the crystalline TFT tends to be high. And crystalline TF
It is said that T still falls short of MOS transistors (transistors manufactured on a single crystal semiconductor substrate) used for LSIs and the like in terms of reliability. For example, crystalline TFT
In some cases, a deterioration phenomenon such as a decrease in on-current was observed. The cause is the hot carrier effect, and it has been considered that hot carriers generated by a high electric field near the drain cause a deterioration phenomenon.

【0006】TFTの構造には、低濃度ドレイン(LD
D:Lightly Doped Drain)構造が知られている。こ
の構造はチャネル領域と、高濃度に不純物が添加される
ソース領域またはドレイン領域との間に低濃度の不純物
領域を設けたものであり、この低濃度不純物領域はLD
D領域と呼ばれている。LDD構造はさらにゲート電極
との位置関係により、ゲート電極とオーバーラップする
GOLD(Gate-drainOverlapped LDD)構造や、ゲー
ト電極とオーバーラップしないオフセットLDD構造な
どがある。GOLD構造は、ドレイン近傍の高電界を緩
和してホットキャリア効果を防ぎ、信頼性を向上させる
ことができた。例えば、「Mutsuko Hatano,Hajime Ak
imoto and Takeshi Sakai,IEDM97 TECHNICAL DIGE
ST,p523-526,1997」では、シリコンで形成したサイドウ
ォールによるGOLD構造であるが、他の構造のTFT
と比べ、きわめて優れた信頼性が得られることが確認さ
れている。
The structure of the TFT includes a low-concentration drain (LD)
D: Lightly Doped Drain) structure is known. In this structure, a low-concentration impurity region is provided between a channel region and a source or drain region to which a high-concentration impurity is added.
This is called the D region. The LDD structure further includes a GOLD (Gate-drain Overlapped LDD) structure that overlaps with the gate electrode and an offset LDD structure that does not overlap with the gate electrode, depending on the positional relationship with the gate electrode. The GOLD structure was able to reduce the high electric field near the drain, prevent the hot carrier effect, and improve the reliability. For example, "Mutsuko Hatano, Hajime Ak
imoto and Takeshi Sakai, IEDM97 TECHNICAL DIGE
ST, p523-526, 1997] has a GOLD structure with sidewalls made of silicon, but TFTs with other structures
It has been confirmed that extremely superior reliability can be obtained as compared with.

【0007】さらに、直視用やプロジェクター用に使用
されるアクティブマトリクス型液晶表示装置は、TFT
に入射する迷光を遮るために遮光膜を設ける必要があっ
た。遮光膜はTFTの配列に合わせて、TFTが形成さ
れる基板か、または対向する基板に形成されていた。
Further, an active matrix type liquid crystal display device used for direct viewing and for projectors has a TFT
It was necessary to provide a light-shielding film in order to block stray light entering the camera. The light-shielding film is formed on the substrate on which the TFT is formed or on the opposing substrate in accordance with the arrangement of the TFTs.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GOL
D構造では通常のLDD構造に比べてオフ電流が大きく
なってしまう問題がった。オフ電流の増加を防ぐため
に、一つのTFTに複数のチャネル形成領域と、その複
数のチャネル形成領域のそれぞれに対応して設けられた
複数のゲート電極とを設けたマルチゲート・マルチチャ
ネル構造とすることも可能であるが、GOLD構造のT
FTはそれだけでは不十分であった。したがって、大面
積集積回路のTFTをすべて同じ構造で形成することは
必ずしも好ましくなかった。例えば、画素マトリクス回
路を構成するnチャネル型TFTでは、オフ電流が増加
すると消費電力が増えたり画像表示に異常が現れたりす
るので、GOLD構造の結晶質TFTをそのまま適用す
ることは好ましくなかった。また、オフセットLDD構
造は直列抵抗の増加により、オン電流が低下してしまう
ことが問題であった。オン電流はTFTのチャネル幅な
どにより自由に設計できるものではあるが、例えば、バ
ッファ回路を構成するTFTにオフセットTFTを設け
る必要は必ずしもなかった。
SUMMARY OF THE INVENTION However, GOL
The D structure has a problem that the off-state current is larger than that of the normal LDD structure. In order to prevent an increase in off-state current, one TFT has a multi-gate multi-channel structure in which a plurality of channel formation regions and a plurality of gate electrodes provided corresponding to the plurality of channel formation regions are provided. Although it is possible, the T
FT alone was not enough. Therefore, it is not always preferable to form all the TFTs of a large-area integrated circuit with the same structure. For example, in an n-channel TFT forming a pixel matrix circuit, an increase in off-state current causes an increase in power consumption or an abnormality in image display. Therefore, it is not preferable to use a crystalline TFT having a GOLD structure as it is. Further, the offset LDD structure has a problem that the on-current is reduced due to an increase in series resistance. Although the on-current can be freely designed depending on the channel width of the TFT, for example, it is not always necessary to provide an offset TFT in the TFT constituting the buffer circuit.

【0009】また、直視用やプロジェクター用に使用さ
れるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、そ
の画質を向上させるために開口率を向上させることは重
要な課題であった。開口率を向上させるためには、遮光
膜を形成する領域を可能な限り縮小させれば良いが、そ
のためには、画素マトリクス回路のTFTや保持容量を
形成するための面積を小さくする必要があった。しかし
ながら、オフ電流を下げるため画素TFTをマルチゲー
ト・マルチチャネル構造とすると、デザインルール上の
制約からTFTのサイズは必然的に大きくなってしまっ
た。
Further, in an active matrix type liquid crystal display device used for direct viewing or a projector, it is important to improve the aperture ratio in order to improve the image quality. In order to improve the aperture ratio, the area where the light-shielding film is to be formed may be reduced as much as possible. Was. However, if the pixel TFT has a multi-gate / multi-channel structure in order to reduce the off-current, the size of the TFT is inevitably increased due to restrictions on design rules.

【0010】本発明はこのような課題を解決するための
技術であり、MOSトランジスタと同等かそれ以上の信
頼性が得られる結晶質TFTを実現することを目的とし
ている。そして、そのような結晶質TFTでさまざまな
機能回路を形成した大面積集積回路を有する半導体装置
の信頼性を高めることを目的としている。
The present invention is a technique for solving such a problem, and an object of the present invention is to realize a crystalline TFT having a reliability equal to or higher than that of a MOS transistor. It is another object of the present invention to improve the reliability of a semiconductor device having a large-area integrated circuit in which various functional circuits are formed using such a crystalline TFT.

【0011】また、本発明の他の目的は、画素マトリク
ス回路のTFTと保持容量の構成に関し、アクティブマ
トリクス型液晶表示装置の開口率を向上させることを目
的としている。
Another object of the present invention relates to a configuration of a TFT and a storage capacitor of a pixel matrix circuit, and aims at improving an aperture ratio of an active matrix type liquid crystal display device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の構成は、絶縁表面を有する基板上に、島
状半導体層と、前記島状半導体層に接して形成されたゲ
ート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接し、かつ前記島状
半導体層に対応して設けられた一つのゲート電極とを有
する半導体装置において、前記島状半導体層は、複数の
チャネル形成領域と、ソース領域またはドレイン領域を
形成する一導電型の第1の不純物領域と、前記第1の不
純物領域に接して形成された一導電型の第3の不純物領
域と、一端が前記第3の不純物領域に接して形成された
一導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領
域に接して形成された一導電型の第2の不純物領域とを
有し、前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形
成領域とは、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している。また、前記島状
半導体層に、複数のチャネル形成領域と、ソース領域ま
たはドレイン領域を形成する一導電型の第1の不純物領
域と、一端が前記第1の不純物領域に接して形成された
一導電型の第2の不純物領域と両端がチャネル形成領域
に接して形成された、一導電型の第2の不純物領域とを
有し、前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形
成領域とは、前記ゲート絶縁膜を介して、前記ゲート電
極と重なっている構成としても良い。
In order to solve the above-mentioned problems, the structure of the present invention provides an island-shaped semiconductor layer and a gate formed in contact with the island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface. In a semiconductor device having an insulating film and one gate electrode provided in contact with the gate insulating film and corresponding to the island-shaped semiconductor layer, the island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a source, A first impurity region of one conductivity type forming a region or a drain region; a third impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region; A second impurity region of one conductivity type formed in contact with the second impurity region of one conductivity type formed at both ends in contact with the channel formation region; The plurality of channel forming regions are Through the over gate insulating film is characterized in that overlaps with the gate electrode. Further, a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and one end formed in contact with the first impurity region in the island-shaped semiconductor layer. A second impurity region of one conductivity type, both ends of which are in contact with the channel formation region, the second impurity region and the plurality of channel formation regions; May be configured to overlap with the gate electrode via the gate insulating film.

【0013】本発明の他の構成は、nチャネル型薄膜ト
ランジスタで形成されたマトリクス回路を有する半導体
装置において、前記nチャネル型薄膜トランジスタは、
複数のチャネル形成領域と、ソース領域またはドレイン
領域を形成する、一導電型の第1の不純物領域と、前記
第1の不純物領域に接して形成された一導電型の第3の
不純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に接して形
成された一導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネ
ル形成領域に接して形成された一導電型の第2の不純物
領域とを有し、前記第2の不純物領域と、前記複数のチ
ャネル形成領域とは、ゲート絶縁膜を介して前記nチャ
ネル型薄膜トランジスタに対応して設けられた一つのゲ
ート電極と重なっていることを特徴としている。
Another structure of the present invention is a semiconductor device having a matrix circuit formed by n-channel thin film transistors, wherein the n-channel thin film transistors are:
A plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and a third impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region; A second impurity region of one conductivity type formed at one end in contact with the third impurity region, and a second impurity region of one conductivity type formed at both ends in contact with the channel formation region; The second impurity region and the plurality of channel formation regions are overlapped with one gate electrode provided corresponding to the n-channel thin film transistor with a gate insulating film interposed therebetween.

【0014】また、本発明の他の構成は、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で
形成されたCMOS回路を有する半導体装置において、
前記複数のnチャネル型薄膜トランジスタは、複数のチ
ャネル形成領域と、ソース領域またはドレイン領域を形
成する一導電型の第1の不純物領域と、前記第1の不純
物領域に接して形成された一導電型の第3の不純物領域
と、一端が前記第3の不純物領域に接して形成された一
導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領域
に接して形成された一導電型の第2の不純物領域とを有
し、前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形成
領域とは、ゲート絶縁膜を介して前記nチャネル型薄膜
トランジスタに対応して設けられた一つのゲート電極と
重なっていることを特徴としている。また、前記複数の
nチャネル型薄膜トランジスタは、複数のチャネル形成
領域と、ソース領域またはドレイン領域を形成する一導
電型の第1の不純物領域と、一端が前記第1の不純物領
域に接して形成された一導電型の第2の不純物領域と、
両端がチャネル形成領域に接して形成された一導電型の
第2の不純物領域とを有し、前記第2の不純物領域と、
前記複数のチャネル形成領域とは、ゲート絶縁膜を介し
て、前記nチャネル型薄膜トランジスタに対応して設け
られた一つのゲート電極と重なっている構成としても良
い。
Another structure of the present invention is a semiconductor device having a CMOS circuit formed by an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor.
The plurality of n-channel thin film transistors include a plurality of channel formation regions, a first conductivity type first impurity region forming a source region or a drain region, and a first conductivity type formed in contact with the first impurity region. A second impurity region of one conductivity type, one end of which is in contact with the third impurity region, and a second impurity region of one conductivity type, both ends of which are in contact with the channel formation region. The second impurity region and the plurality of channel formation regions overlap one gate electrode provided corresponding to the n-channel thin film transistor with a gate insulating film interposed therebetween. It is characterized by having. Further, the plurality of n-channel thin film transistors are formed in such a manner that a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and one end in contact with the first impurity region. A second impurity region of one conductivity type;
A second impurity region of one conductivity type, both ends of which are formed in contact with the channel formation region;
The plurality of channel formation regions may overlap with one gate electrode provided corresponding to the n-channel thin film transistor with a gate insulating film interposed therebetween.

【0015】本発明の他の構成は、マトリクス状に配置
された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄膜トラン
ジスタの各々に対応して設けられた保持容量を有する半
導体装置であって、前記薄膜トランジスタは、島状半導
体層と、前記島状半導体層に接して形成されたゲート絶
縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体
層に対応して設けられた一つのゲート電極とを有し、前
記島状半導体層は、複数のチャネル形成領域と、ソース
領域またはドレイン領域を形成する一導電型の第1の不
純物領域と、前記第1の不純物領域に接して形成された
一導電型の第3の不純物領域と、ゲート絶縁膜を介し
て、ゲート電極と重なって設けられ、一端が前記第3の
不純物領域に接して形成された一導電型の第2の不純物
領域と、両端がチャネル形成領域に接して形成された一
導電型の第2の不純物領域とを有し、前記保持容量は、
前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層と、前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トラン
ジスタ上に形成された導電膜と、前記導電膜上に延在し
た画素電極と、前記導電膜と前記画素電極との間に設け
られた誘電体膜とから形成され、前記第1の開孔部を介
して、前記薄膜トランジスタに接続されていることを特
徴としている。また、前記薄膜トランジスタは、島状半
導体層と、前記島状半導体層に接して形成されたゲート
絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接し、かつ前記島状半導
体層に対応して設けられた一つのゲート電極とを有し、
前記島状半導体層は、複数のチャネル形成領域と、ソー
ス領域またはドレイン領域を形成する一導電型の第1の
不純物領域と、前記第1の不純物領域に接して形成され
た一導電型の第3の不純物領域と、ゲート絶縁膜を介し
て、ゲート電極と重なって設けられ、一端が前記第3の
不純物領域に接して形成された一導電型の第2の不純物
領域と、両端がチャネル形成領域に接して形成された一
導電型の第2の不純物領域とを有し、前記保持容量は、
前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層と、前記第1の絶縁層上にパターン形成され、前
記第1の開孔部に重なる第2の開孔部を有する第2の絶
縁層と、前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トランジ
スタ上に形成された導電膜と、前記導電膜上に延在した
画素電極と、前記導電膜と前記画素電極との間に設けら
れた誘電体膜と、から形成され、前記第1の開孔部と第
2の開孔部とを介して、前記薄膜トランジスタに接続さ
れた構造としても良い。
Another structure of the present invention is a semiconductor device having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix and a storage capacitor provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors. Semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and one gate electrode provided in contact with the gate insulating film and corresponding to the island-shaped semiconductor layer, The island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and a first impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region. And a second impurity region of one conductivity type, one end of which is provided so as to overlap the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween and one end of which is in contact with the third impurity region. And a second impurity region of one conductivity type formed in contact with the Le forming region, said storage capacitor,
A first insulating layer having a first opening on the thin film transistor; a conductive film formed on the thin film transistor via the first insulating layer; and a pixel electrode extending on the conductive film And a dielectric film provided between the conductive film and the pixel electrode, and connected to the thin film transistor via the first opening. In addition, the thin film transistor includes an island-shaped semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and one provided in contact with the gate insulating film and provided corresponding to the island-shaped semiconductor layer. And a gate electrode,
The island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and a first impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region. And a second impurity region of one conductivity type which is provided so as to overlap with the gate electrode via a gate insulating film, one end of which is formed in contact with the third impurity region. A second impurity region of one conductivity type formed in contact with the region;
A first insulating layer having a first opening on the thin film transistor, and a second insulating layer patterned on the first insulating layer and having a second opening overlapping the first opening. A conductive film formed on the thin film transistor, a pixel electrode extending over the conductive film, and a conductive film formed between the conductive film and the pixel electrode via the first insulating layer. And a structure formed from the dielectric film provided and connected to the thin film transistor via the first opening and the second opening.

【0016】本発明の他の構成は、マトリクス状に配置
された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄膜トラン
ジスタの各々に対応して設けられた保持容量と画素電極
と、該画素電極上に形成された配向膜とを有する半導体
装置であって、前記薄膜トランジスタは、島状半導体層
と、前記島状半導体層に接して形成されたゲート絶縁膜
と、前記ゲート絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体層に
対応して設けられた一つのゲート電極とを有し、前記島
状半導体層は、複数のチャネル形成領域と、ソース領域
またはドレイン領域を形成する一導電型の第1の不純物
領域と、前記第1の不純物領域に接して形成された一導
電型の第3の不純物領域と、ゲート絶縁膜を介して、ゲ
ート電極と重なって設けられ、一端が前記第3の不純物
領域に接して形成された一導電型の第2の不純物領域
と、両端がチャネル形成領域に接して形成された一導電
型の第2の不純物領域とを有し、前記保持容量は、前記
薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の絶縁
層と、前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トランジス
タ上に形成された導電膜と、前記導電膜上に延在した前
記画素電極と、前記導電膜と前記画素電極との間に設け
られた誘電体膜と、から形成され、前記第1の開孔部を
介して、前記薄膜トランジスタに接続され、前記配向膜
は、前記誘電体膜と同じ材料で形成されていることを特
徴としている。また、前記薄膜トランジスタは、島状半
導体層と、前記島状半導体層に接して形成されたゲート
絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接し、かつ前記島状半導
体層に対応して設けられた一つのゲート電極とを有し、
前記島状半導体層は、複数のチャネル形成領域と、ソー
ス領域またはドレイン領域を形成する一導電型の第1の
不純物領域と、前記第1の不純物領域に接して形成され
た一導電型の第3の不純物領域と、ゲート絶縁膜を介し
て、ゲート電極と重なって設けられ、一端が前記第3の
不純物領域に接して形成された一導電型の第2の不純物
領域と、両端がチャネル形成領域に接して形成された一
導電型の第2の不純物領域とを有し、前記保持容量は、
前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層と、前記第1の絶縁層上にパターン形成され、前
記第1の開孔部に重なる第2の開孔部を有する第2の絶
縁層と、前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トランジ
スタ上に形成された導電膜と、前記導電膜上に延在した
前記画素電極と、前記導電膜と前記画素電極との間に設
けられた誘電体膜とから形成され、前記第1の開孔部と
第2の開孔部とを介して、前記薄膜トランジスタに接続
され、前記配向膜は、前記誘電体膜と同じ材料で形成さ
れている構成としても良い。
According to another structure of the present invention, a plurality of thin film transistors arranged in a matrix, a storage capacitor and a pixel electrode provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, and a plurality of thin film transistors formed on the pixel electrode are provided. A semiconductor device having an alignment film, wherein the thin film transistor is an island-like semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the island-like semiconductor layer, and a contact with the gate insulating film, and the island-like semiconductor layer A plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, A third impurity region of one conductivity type, which is formed in contact with the first impurity region, and which overlaps with the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween, and has one end formed in contact with the third impurity region; A second impurity region of one conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type formed at both ends in contact with the channel formation region, and the storage capacitor has a first impurity region on the thin film transistor. A first insulating layer having an opening, a conductive film formed over the thin film transistor via the first insulating layer, the pixel electrode extending over the conductive film, and the conductive film. A dielectric film provided between the pixel electrode and the pixel electrode, and connected to the thin film transistor through the first opening, and the alignment film is formed of the same material as the dielectric film. It is characterized by being. In addition, the thin film transistor includes an island-shaped semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and one provided in contact with the gate insulating film and provided corresponding to the island-shaped semiconductor layer. And a gate electrode,
The island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and a first impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region. And a second impurity region of one conductivity type which is provided so as to overlap with the gate electrode via a gate insulating film, one end of which is formed in contact with the third impurity region. A second impurity region of one conductivity type formed in contact with the region;
A first insulating layer having a first opening on the thin film transistor, and a second insulating layer patterned on the first insulating layer and having a second opening overlapping the first opening. An insulating layer, a conductive film formed on the thin film transistor via the first insulating layer, the pixel electrode extending over the conductive film, and between the conductive film and the pixel electrode. A dielectric film provided, connected to the thin film transistor through the first opening and the second opening, and the alignment film is formed of the same material as the dielectric film. It is good also as a structure which was performed.

【0017】また、本発明の半導体装置の作製方法は、
絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成
する工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導体層
の選択された領域に添加して、ソース領域またはドレイ
ン領域を形成する第1の不純物領域を形成する工程と、
一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、前記第1の不純物領域に接する第3の
不純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に接する第
2の不純物領域と、両端がチャネル形成領域に接する第
2の不純物領域と、を形成する工程と、前記ゲート絶縁
膜を介して、前記第2の不純物領域と重なるゲート電極
を形成する工程とを有することを特徴としている。
Further, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
A step of forming an island-shaped semiconductor layer over a substrate having an insulating surface; a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding to the region thus formed;
A first conductivity type impurity element is added to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a third impurity region in contact with the first impurity region and a second impurity region having one end in contact with the third impurity region. Forming an impurity region and a second impurity region both ends of which are in contact with a channel formation region; and forming a gate electrode overlapping the second impurity region via the gate insulating film. It is characterized by.

【0018】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に、島状半導体層を形成する工程と、前記島
状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工程と、
一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、一導電型の不
純物元素を前記島状半導体層の選択された領域に添加し
て、一端が前記第1の不純物領域に接する第2の不純物
領域と、両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物
領域とを形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介して、
前記第2の不純物領域と重なるゲート電極を形成する工
程とを有することを特徴としている。
Further, another structure of the present invention includes a step of forming an island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer,
Adding a one-conductivity-type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a first impurity region forming a source region or a drain region; Forming a second impurity region having one end in contact with the first impurity region and a second impurity region having both ends in contact with the channel forming region by adding to a selected region of the semiconductor layer; Through the gate insulating film,
Forming a gate electrode overlapping the second impurity region.

【0019】また、本発明の他の構成は、nチャネル型
薄膜トランジスタで形成されたマトリクス回路を有する
半導体装置の作製方法において、前記nチャネル型薄膜
トランジスタは、絶縁表面を有する基板上に、島状半導
体層を形成する工程と、前記島状半導体層に接して、ゲ
ート絶縁膜を形成する工程と、一導電型の不純物元素を
前記島状半導体層の選択された領域に添加して、ソース
領域またはドレイン領域を形成する第1の不純物領域を
形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導
体層の選択された領域に添加して、前記第1の不純物領
域に接する第3の不純物領域と、一端が前記第3の不純
物領域に接する第2の不純物領域と、両端がチャネル形
成領域に接する第2の不純物領域とを形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程とから形成されることを
特徴としている。
Another structure of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a matrix circuit formed of n-channel thin film transistors, wherein the n-channel thin film transistors are formed on an island-shaped semiconductor on a substrate having an insulating surface. Forming a layer, forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer, adding one conductivity type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer, and forming a source region or Forming a first impurity region forming a drain region; and adding a one-conductivity-type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a third impurity in contact with the first impurity region. Forming a region, a second impurity region having one end in contact with the third impurity region, and a second impurity region having both ends in contact with the channel formation region;
Forming a gate electrode overlying the second impurity region via the gate insulating film.

【0020】また、本発明の他の構成は、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で
形成されたCMOS回路を有する半導体装置の作製方法
において、前記nチャネル型薄膜トランジスタは、絶縁
表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工程
と、前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成す
る工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の
選択された領域に添加して、ソース領域またはドレイン
領域を形成する第1の不純物領域を形成する工程と、一
導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された領
域に添加して、前記第1の不純物領域に接する第3の不
純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に接する第2
の不純物領域と、両端がチャネル形成領域に接する第2
の不純物領域とを形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を
介して、前記第2の不純物領域と重なるゲート電極を形
成する工程とから形成されることを特徴としている。
Another structure of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a CMOS circuit formed by an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein the n-channel thin film transistor is a substrate having an insulating surface. Forming an island-shaped semiconductor layer thereon, forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer, and adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer Forming a first impurity region forming a source region or a drain region; and adding a one-conductivity-type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a first impurity region. A third impurity region in contact with the second impurity region and a second impurity region having one end in contact with the third impurity region.
Impurity region and a second region in which both ends are in contact with the channel formation region.
And a step of forming a gate electrode overlapping the second impurity region via the gate insulating film.

【0021】また、本発明の他の構成は、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で
形成されたCMOS回路を有する半導体装置の作製方法
において、前記nチャネル型薄膜トランジスタは、絶縁
表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工程
と、前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成す
る工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の
選択された領域に添加して、ソース領域またはドレイン
領域を形成する第1の不純物領域を形成する工程と、一
導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された領
域に添加して、一端が前記第1の不純物領域に接する第
2の不純物領域と、両端がチャネル形成領域に接する第
2の不純物領域とを形成する工程と、前記ゲート絶縁膜
を介して、前記第2の不純物領域と重なるゲート電極を
形成する工程と、から形成されることを特徴としてい
る。
Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a CMOS circuit formed by an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein the n-channel thin film transistor is a substrate having an insulating surface. Forming an island-shaped semiconductor layer thereon, forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer, and adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer Forming a first impurity region for forming a source region or a drain region; and adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer. Forming a second impurity region in contact with the impurity region and a second impurity region having both ends in contact with the channel formation region; and forming the second impurity region through the gate insulating film. Forming a gate electrode overlapping with the impurity region, that is formed from are characterized.

【0022】また、本発明の他の構成は、マトリクス状
に配置された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄膜
トランジスタの各々に対応して設けられた保持容量を有
する半導体装置の作製方法において、前記薄膜トランジ
スタは、絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形
成する工程と、前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁
膜を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記島状
半導体層の選択された領域に添加して、ソース領域また
はドレイン領域を形成する第1の不純物領域を形成する
工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選
択された領域に添加して、前記第1の不純物領域に接す
る第3の不純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に
接する第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領域に
接する第2の不純物領域とを形成する工程と、前記ゲー
ト絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重なるゲー
ト電極を形成する工程とから形成され、前記保持容量
は、前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第
1の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層上を介
して、前記薄膜トランジスタ上に、導電膜を形成する工
程と、前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、前記
誘電体膜を介して、前記導電膜上に画素電極を延在させ
て形成する工程とから形成されることを特徴としてい
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix and a storage capacitor provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors. Forming an island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer, and adding one conductivity-type impurity element to the island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding the impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; A third impurity region in contact with the first impurity region, a second impurity region in which one end is in contact with the third impurity region, and a second impurity in which both ends are in contact with the channel forming region. Forming a region, and forming a gate electrode overlapping the second impurity region via the gate insulating film, wherein the storage capacitor has a first opening on the thin film transistor. Forming a first insulating layer having: a step of forming a conductive film on the thin film transistor via the first insulating layer; and forming a dielectric film on the conductive film. Forming a pixel electrode extending on the conductive film via the dielectric film.

【0023】また、本発明の他の構成は、マトリクス状
に配置された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄膜
トランジスタの各々に対応して設けられた保持容量を有
する半導体装置の作製方法において、前記薄膜トランジ
スタは、絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形
成する工程と、前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁
膜を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記島状
半導体層の選択された領域に添加して、ソース領域また
はドレイン領域を形成する第1の不純物領域を形成する
工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選
択された領域に添加して、前記第1の不純物領域に接す
る第3の不純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に
接する第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領域に
接する第2の不純物領域と、を形成する工程と、前記ゲ
ート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重なるゲ
ート電極を形成する工程とから形成され、前記保持容量
は、前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第
1の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層上の一
部に、前記第1の開孔部と重なる第2の開孔部を有する
第2の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層上を
介して、前記薄膜トランジスタ上に、導電膜を形成する
工程と、前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、前
記誘電体膜を介して、前記導電膜上に画素電極を延在さ
せて形成する工程とから形成されることを特徴としてい
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix and a storage capacitor provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors. Forming an island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer, and adding one conductivity-type impurity element to the island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding the impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; A third impurity region in contact with the first impurity region, a second impurity region in which one end is in contact with the third impurity region, and a second impurity in which both ends are in contact with the channel forming region. And a step of forming a gate electrode overlapping the second impurity region through the gate insulating film, wherein the storage capacitor has a first opening on the thin film transistor. Forming a first insulating layer having a portion, and forming a second insulating layer having a second opening overlapping the first opening on a part of the first insulating layer. A step of forming a conductive film on the thin film transistor over the first insulating layer; a step of forming a dielectric film on the conductive film; and a step of forming a dielectric film on the conductive film. Forming a pixel electrode extending on the conductive film.

【0024】また、本発明の他の構成は、マトリクス状
に配置された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄膜
トランジスタの各々に対応して設けられた保持容量と画
素電極と、該画素電極上に形成された配向膜と、を有す
る半導体装置の作製方法において、前記薄膜トランジス
タは、絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成
する工程と、前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜
を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半
導体層の選択された領域に添加して、ソース領域または
ドレイン領域を形成する第1の不純物領域を形成する工
程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択
された領域に添加して、前記第1の不純物領域に接する
第3の不純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に接
する第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領域に接
する第2の不純物領域とを形成する工程と、前記ゲート
絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重なるゲート
電極を形成する工程とから形成され、前記保持容量は、
前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層上を介し
て、前記薄膜トランジスタ上に、導電膜を形成する工程
と、前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、前記誘
電体膜を介して、前記導電膜上に前記画素電極を延在さ
せて形成する工程とから形成され、前記配向膜は、前記
誘電体膜と同じ材料で形成することを特徴としている。
In another structure of the present invention, a plurality of thin film transistors arranged in a matrix, a storage capacitor and a pixel electrode provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, and a plurality of thin film transistors formed on the pixel electrode And a method for manufacturing a semiconductor device having the oriented film, wherein the thin film transistor has a step of forming an island-shaped semiconductor layer over a substrate having an insulating surface, and a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; An impurity element is added to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a third impurity region in contact with the first impurity region and a second impurity in which one end is in contact with the third impurity region. Forming a region and a second impurity region both ends of which are in contact with the channel formation region; and forming a gate electrode overlapping the second impurity region via the gate insulating film. The storage capacity is
Forming a first insulating layer having a first opening on the thin film transistor; forming a conductive film on the thin film transistor via the first insulating layer; A step of forming a dielectric film on the conductive film, and a step of forming the pixel electrode by extending the pixel electrode on the conductive film with the dielectric film interposed therebetween. It is characterized by being formed of the same material.

【0025】また、本発明の他の構成は、マトリクス状
に配置された複数の薄膜トランジスタと、該複数の薄膜
トランジスタの各々に対応して設けられた保持容量と画
素電極と、該画素電極上に形成された配向膜と、を有す
る半導体装置の作製方法において、前記薄膜トランジス
タは、絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成
する工程と、前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜
を形成する工程と、一導電型の不純物元素を前記島状半
導体層の選択された領域に添加して、ソース領域または
ドレイン領域を形成する第1の不純物領域を形成する工
程と、一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択
された領域に添加して、前記第1の不純物領域に接する
第3の不純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に接
する第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領域に接
する第2の不純物領域とを形成する工程と、前記ゲート
絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重なるゲート
電極を形成する工程と、から形成され、前記保持容量
は、前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第
1の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層上の一
部に、前記第1の開孔部と重なる第2の開孔部を有する
第2の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層上を
介して、前記薄膜トランジスタ上に、導電膜を形成する
工程と、前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、前
記誘電体膜を介して、前記導電膜上に前記画素電極を延
在させて形成する工程とから形成され、前記配向膜は、
前記誘電体膜と同じ材料で形成する、ことを特徴として
いる。
Another structure of the present invention includes a plurality of thin film transistors arranged in a matrix, a storage capacitor and a pixel electrode provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, and a structure formed on the pixel electrode. And a method for manufacturing a semiconductor device having the oriented film, wherein the thin film transistor has a step of forming an island-shaped semiconductor layer over a substrate having an insulating surface, and a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; An impurity element is added to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a third impurity region in contact with the first impurity region and a second impurity in which one end is in contact with the third impurity region. Forming a region and a second impurity region both ends of which are in contact with the channel formation region; and forming a gate electrode overlapping the second impurity region via the gate insulating film; Forming a first insulating layer having a first opening on the thin film transistor; and forming a first insulating layer on a part of the first insulating layer overlapping the first opening. Forming a second insulating layer having two openings, forming a conductive film on the thin film transistor via the first insulating layer, and forming a dielectric film on the conductive film. Forming a pixel electrode on the conductive film via the dielectric film, and forming the pixel electrode on the conductive film.
It is formed of the same material as the dielectric film.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】[実施形態1]本発明の実施形態を
図1〜図3を用いて説明する。ここでは、画素マトリク
ス回路とその周辺に設けられる駆動回路のTFTを同時
に作製する方法について説明する。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a method for simultaneously manufacturing a pixel matrix circuit and a TFT of a driver circuit provided therearound will be described.

【0027】(島状半導体層、ゲート絶縁膜形成の工
程)図1において、基板101には、耐熱性の観点から
石英基板を使用した。基板101のTFTが形成される
表面には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、または窒
酸化シリコン膜からなる下地膜102をプラズマCVD
法やスパッタ法で100〜400nmの厚さに形成し
た。下地膜102は、窒化シリコン膜を25〜100n
m、ここでは50nmの厚さに、酸化シリコン膜を50
〜300nm、ここでは150nmの厚さとした2層構
造でに形成しても良い(図示せず)。下地膜102は基
板からの不純物汚染を防ぐために設けられるものであ
り、石英基板を用いた場合には必ずしも設ける必要はな
い。次に、この下地膜102の上に20〜100nmの
厚さの、非晶質シリコン膜を公知の成膜法で形成した。
非晶質シリコン膜は含有水素量にもよるが、好ましくは
400〜550℃で数時間加熱して脱水素処理を行い、
含有水素量を5atom%以下として、結晶化の工程を行う
ことが望ましい。また、非晶質シリコン膜をスパッタ法
や蒸着法などの他の作製方法で形成しても良いが、膜中
に含まれる酸素、窒素などの不純物元素を十分低減させ
ておくことが望ましい。下地膜と非晶質シリコン膜と
は、同じ成膜法で形成することが可能であるので、両者
を連続形成しても良い。下地膜を形成後、一旦大気雰囲
気にさらされないようにすることで表面の汚染を防ぐこ
とが可能となり、作製されるTFTの特性バラツキを低
減させることができる。非晶質シリコン膜から結晶質シ
リコン膜を形成する工程は、公知のレーザー結晶化技術
または熱結晶化の技術を用いれば良い。また、シリコン
の結晶化を助長する触媒元素を用いて熱結晶化の方法で
結晶質シリコン膜を作製しても良い。その他に、微結晶
シリコン膜を用いても良いし、結晶質シリコン膜を直接
堆積成膜しても良い。さらに、単結晶シリコンを基板上
に貼りあわせるSOI(Silicon On Insulators)の
公知技術を使用して結晶質シリコン膜を形成しても良
い。こうして形成された結晶質シリコン膜の不要な部分
をエッチング除去して、島状半導体層103〜106を
形成した。結晶質シリコン膜のnチャネル型TFTが作
製される領域には、しきい値電圧を制御するため、あら
かじめ1×1015〜5×1017cm -3程度の濃度でボロ
ン(B)を添加しておいても良い。次に、島状半導体層
103〜106を覆って、酸化シリコンまたは窒化シリ
コンを主成分とするゲート絶縁膜107を形成した。ゲ
ート絶縁膜107は、10〜200nm、好ましくは5
0〜150nmの厚さに形成すれば良い。例えば、プラ
ズマCVD法でN2OとSiH4を原料とした窒化酸化シ
リコン膜を75nm形成し、その後、酸素雰囲気中また
は酸素と塩酸の混合雰囲気中、800〜1000℃で熱
酸化して115nmのゲート絶縁膜としても良い(図1
(A))。
(Process of forming island-shaped semiconductor layer and gate insulating film)
1) In FIG. 1, the substrate 101 has a heat resistance
A quartz substrate was used. The TFT of the substrate 101 is formed
A silicon oxide film, silicon nitride film, or nitride
Plasma CVD for base film 102 made of a silicon oxide film
Formed to a thickness of 100 to 400 nm by sputtering or sputtering.
Was. The base film 102 is made of a silicon nitride film having a thickness of 25 to 100 n.
m, here a 50 nm thick silicon oxide film
Up to 300 nm, here a 150 nm thick two-layer structure
It may be formed by molding (not shown). The base film 102 is
It is provided to prevent impurity contamination from the plate.
If a quartz substrate is used, it is not necessary to provide
No. Next, a 20 to 100 nm
An amorphous silicon film having a thickness was formed by a known film forming method.
The amorphous silicon film depends on the hydrogen content, but is preferably
Dehydrogenation by heating at 400-550 ° C for several hours,
The crystallization process is performed with the hydrogen content being 5 atom% or less.
It is desirable. The amorphous silicon film is sputtered.
It may be formed by another manufacturing method such as evaporation or vapor deposition.
Impurity elements such as oxygen and nitrogen contained in
It is desirable to keep. Underlayer and amorphous silicon film
Can be formed by the same film forming method.
May be continuously formed. After forming the base film,
Prevent surface contamination by avoiding exposure
To reduce the variation in the characteristics of the TFTs to be manufactured.
Can be reduced. From amorphous silicon film to crystalline silicon
The step of forming a recon film is a known laser crystallization technique.
Alternatively, a thermal crystallization technique may be used. Also silicon
Thermal crystallization using a catalyst element that promotes crystallization
A crystalline silicon film may be formed. In addition, microcrystals
A silicon film may be used, or a crystalline silicon film may be directly
It may be deposited and formed. In addition, single-crystal silicon
SOI (Silicon On Insulators)
A crystalline silicon film may be formed using a known technique.
No. Unnecessary portions of the crystalline silicon film thus formed
Is removed by etching to form island-like semiconductor layers 103 to 106.
Formed. N-channel TFT made of crystalline silicon film
In order to control the threshold voltage,
1x1015~ 5 × 1017cm -3Boro with moderate concentration
(B) may be added. Next, the island-shaped semiconductor layer
Covering silicon oxide or silicon nitride
A gate insulating film 107 mainly containing silicon was formed. Get
The gate insulating film 107 has a thickness of 10 to 200 nm, preferably 5 to 200 nm.
It may be formed to a thickness of 0 to 150 nm. For example, plastic
N by Zuma CVDTwoO and SiHFourOxide nitride
A recon film is formed to a thickness of 75 nm, and then
Is hot at 800-1000 ° C in a mixed atmosphere of oxygen and hydrochloric acid
It may be oxidized to form a 115 nm gate insulating film (FIG. 1)
(A)).

【0028】(低濃度不純物領域の形成)nチャネル型
TFTに、LDD領域となる低濃度不純物領域(本発明
では第2の不純物領域、および第3の不純物領域と記
す)を形成するために、島状半導体層103の全面と、
島状半導体層104〜105のチャネル形成領域を覆う
レジストマスク108〜111を形成した。このとき、
配線を形成する領域にもレジストマスクを形成しておい
ても良い。そして、n型を付与する不純物元素を添加し
て低濃度不純物領域を形成する工程を行った。ここで
は、リンを用い、フォスフィン(PH3)を用いたイオ
ンドープ法で行った。この工程では、ゲート絶縁膜10
7を通してその下の半導体層にリンを添加した。添加す
るリン濃度は、1×1016〜1×1019atoms/cm3の範
囲にするのが好ましく、ここでは1×101 8atoms/cm3
とした。そして、島状半導体層にリンが添加された低濃
度不純物領域112〜120が形成された。本発明の構
成を実現するため、例えば、画素マトリクス回路の島状
半導体層106には2つ以上の低濃度不純物領域が形成
された。その後、窒素雰囲気中で400〜900℃、好
ましくは600〜800℃で1〜12時間の熱処理を行
ない、この工程で添加されたn型を付与する不純物元素
を活性化する工程を行なった(図1(B))。
(Formation of Low Concentration Impurity Region) In order to form a low concentration impurity region (hereinafter, referred to as a second impurity region and a third impurity region in the present invention) serving as an LDD region in an n-channel TFT, The entire surface of the island-shaped semiconductor layer 103;
Resist masks 108 to 111 covering channel formation regions of the island-shaped semiconductor layers 104 to 105 were formed. At this time,
A resist mask may be formed in a region where a wiring is to be formed. Then, a step of forming a low-concentration impurity region by adding an impurity element imparting n-type was performed. Here, ion doping was performed using phosphorus and phosphine (PH 3 ). In this step, the gate insulating film 10
7, phosphorus was added to the underlying semiconductor layer. Phosphorus concentration to be added, 1 × is preferably in the range of 10 16 ~1 × 10 19 atoms / cm 3, 1 × 10 1 8 atoms / cm 3 here
And Then, low-concentration impurity regions 112 to 120 in which phosphorus was added to the island-shaped semiconductor layer were formed. In order to realize the configuration of the present invention, for example, two or more low-concentration impurity regions are formed in the island-shaped semiconductor layer 106 of the pixel matrix circuit. Thereafter, a heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 400 to 900 ° C., preferably 600 to 800 ° C. for 1 to 12 hours, and a step of activating the n-type impurity element added in this step is performed (FIG. 1 (B)).

【0029】(ゲート電極用および配線用導電膜の形
成)第1の導電膜121を、タンタル(Ta)、チタン
(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)か
ら選ばれた元素を主成分とする導電性材料で、10〜1
00nmの厚さに形成した。第1の導電層には、窒化タ
ンタル(TaN)や窒化タングステン(WN)を用いる
ことができる。また、図示しないが、第1の導電膜の下
にシリコン膜を2〜20nm程度の厚さで形成しておい
ても良い。続いて、アルミニウム(Al)や銅(Cu)
を主成分とする第2の導電膜122を、100〜300
nmの厚さに形成した(図1(C))。そして、入出力
端子から駆動回路の入出力までの配線が形成される領域
に、第2の導電膜による配線123を形成した。例え
ば、第2の導電膜にAlを用いれば、リン酸溶液により
下地TaNと選択性良くエッチングすることができた。
さらに、第1の導電層121と配線123上に第3の導
電膜124をTa、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を
主成分とする導電性材料で、100〜400nmの厚さ
に形成した。例えば、Taを200nmの厚さに形成す
れば良い(図1(C))。
(Formation of Conductive Film for Gate Electrode and Wiring) The first conductive film 121 is mainly composed of an element selected from tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), and tungsten (W). 10-1
It was formed to a thickness of 00 nm. For the first conductive layer, tantalum nitride (TaN) or tungsten nitride (WN) can be used. Although not shown, a silicon film may be formed under the first conductive film to a thickness of about 2 to 20 nm. Then, aluminum (Al) and copper (Cu)
A second conductive film 122 mainly composed of
nm (FIG. 1C). Then, a wiring 123 made of the second conductive film was formed in a region where a wiring from the input / output terminal to the input / output of the driver circuit was formed. For example, when Al was used for the second conductive film, etching could be performed with a phosphoric acid solution with good selectivity to the base TaN.
Further, a third conductive film 124 is formed over the first conductive layer 121 and the wiring 123 with a thickness of 100 to 400 nm using a conductive material mainly containing an element selected from Ta, Ti, Mo, and W. did. For example, Ta may be formed to a thickness of 200 nm (FIG. 1C).

【0030】(ゲート電極(p−ch)、配線電極の形
成とBドープの工程)レジストマスク125〜130を
形成し、第1の導電膜と第3の導電膜の一部をエッチン
グ除去して、入出力端子から駆動回路の入出力までの配
線131、pチャネル型TFTのゲート電極132、駆
動回路内のゲート配線135、画素マトリクス回路内の
ゲート配線136を形成した。配線131は第2の導電
膜(Al)が第1の導電膜(TaN)と第3の導電膜
(Ta)とで覆われたクラッド型の構造で完成された。
このような構造とすることで、配線抵抗を下げると同時
に耐熱性を高めることができた。nチャネル型TFTの
ゲート電極は後の工程で形成するため、第1の導電膜と
第3の導電膜が半導体層104〜106上の全面で残る
ようにした。そして、レジストマスク125〜130を
そのまま残してマスクとし、pチャネル型TFTが形成
される半導体層103の一部に、p型を付与する不純物
元素を添加するの工程を行った。ここではボロンをその
不純物元素として、ジボラン(B26)を用いてイオン
ドープ法で添加した。ここでは2×1020atoms/cm3
濃度にボロンを添加した。そして、図2(A)に示すよ
うにボロンが高濃度に添加された第4の不純物領域13
8、139が形成された。また、この工程において、レ
ジストマスク125〜130を使用してゲート絶縁膜1
07の一部をエッチング除去して、島状半導体層103
の一部を露出させた後、p型を付与する不純物元素を添
加するの工程を行っても良い。
(Steps of Forming Gate Electrode (p-ch) and Wiring Electrode and B Doping) Resist masks 125 to 130 are formed, and the first and third conductive films are partially removed by etching. The wiring 131 from the input / output terminal to the input / output of the driving circuit, the gate electrode 132 of the p-channel TFT, the gate wiring 135 in the driving circuit, and the gate wiring 136 in the pixel matrix circuit were formed. The wiring 131 was completed with a clad structure in which the second conductive film (Al) was covered with the first conductive film (TaN) and the third conductive film (Ta).
With such a structure, the wiring resistance can be reduced and the heat resistance can be increased. Since the gate electrode of the n-channel TFT is formed in a later step, the first conductive film and the third conductive film are left over the entire surface of the semiconductor layers 104 to 106. Then, a step of adding an impurity element imparting p-type to a part of the semiconductor layer 103 where the p-channel TFT is formed was performed while leaving the resist masks 125 to 130 as a mask. Here, boron was added as an impurity element by ion doping using diborane (B 2 H 6 ). Here, boron was added to a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 . Then, as shown in FIG. 2A, the fourth impurity region 13 doped with boron at a high concentration is formed.
8, 139 were formed. In this step, the gate insulating film 1 is formed using the resist masks 125 to 130.
07 is removed by etching to form the island-shaped semiconductor layer 103.
After exposing a part of the semiconductor layer, a step of adding an impurity element imparting p-type may be performed.

【0031】(ゲート電極(n−ch)の形成)レジス
トマスク140〜145を形成し、nチャネル型TFT
のゲート電極146〜148を形成した。このときゲー
ト電極146〜148は低濃度不純物領域112〜12
0と一部が重なるように形成した(図2(B))。
(Formation of Gate Electrode (n-ch)) After forming resist masks 140 to 145, an n-channel type TFT is formed.
Gate electrodes 146 to 148 were formed. At this time, the gate electrodes 146 to 148 are connected to the low concentration impurity regions 112 to 12.
0 (FIG. 2 (B)).

【0032】(Pドープの工程)レジストマスク149
〜154を形成し、nチャネル型TFTにおいて、ソー
ス領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物
領域を形成する工程を行なった。レジストマスク15
1、154はnチャネル型TFTのゲート電極146、
148と、第2の不純物領域112,117,120の
一部を覆う形で形成された。これは、オフセットLDD
領域となる第3の不純物領域を形成するためのものであ
った。そして、n型を付与する不純物元素を添加して第
1の不純物領域を形成して、ソース領域となる第1の不
純物領域156、157、192とドレイン領域となる
第1の不純物領域155、158、160が形成され
た。ここでも、フォスフィン(PH3)を用いたイオン
ドープ法で行い、この領域のリンの濃度はn型を付与す
る第1の不純物元素を添加する工程と比較して高濃度で
あり、1×1019〜1×1021atoms/cm3とするのが好
ましく、ここでは1×102 0atoms/cm3とした。また、
レジストマスク149〜154を使用してゲート絶縁膜
107の一部をエッチング除去して、島状半導体層10
4〜106の一部を露出させた後、n型を付与する不純
物元素を添加するの工程を行っても良い(図2
(C))。
(P doping step) Resist mask 149
To 154, and a step of forming a first impurity region functioning as a source region or a drain region in the n-channel TFT. Resist mask 15
1, 154 are gate electrodes 146 of an n-channel TFT,
148 and a part of the second impurity regions 112, 117 and 120. This is the offset LDD
This is for forming a third impurity region to be a region. Then, an impurity element imparting n-type is added to form first impurity regions, and the first impurity regions 156, 157, and 192 to be source regions and the first impurity regions 155 and 158 to be drain regions are formed. , 160 were formed. Also in this case, the ion doping method using phosphine (PH 3 ) is performed, and the concentration of phosphorus in this region is higher than that in the step of adding the first impurity element imparting n-type, and is 1 × 10 3 19 it is preferable to be ~1 × 10 21 atoms / cm 3 , here was 1 × 10 2 0 atoms / cm 3. Also,
A part of the gate insulating film 107 is removed by etching using the resist masks 149 to 154, and the island-shaped semiconductor layer 10 is removed.
After exposing a part of 4 to 106, a step of adding an impurity element imparting n-type may be performed (FIG. 2).
(C)).

【0033】(熱活性化の工程)ゲート絶縁膜、ゲート
電極上の全面に(島状半導体層103〜106の一部が
露出されている場合にはその上面にも)第1の層間絶縁
膜161を形成した。第1の層間絶縁膜は窒化シリコン
膜、酸化シリコン膜、または窒酸化シリコン膜で形成す
れば良い。また、窒化シリコン膜と、酸化シリコン膜ま
たは窒酸化シリコン膜の2層構造としても良い(図示せ
ず)。いずれにしても、第1の層間絶縁膜は500〜1
000nmの厚さとなるように形成すれば良い。その
後、それぞれの濃度で添加されたn型またはp型を付与
する不純物元素を活性化するための熱処理の工程を行っ
た。この工程は、電気加熱炉を用いた熱アニール法や、
ハロゲンランプを用いたラピットサーマルアニール法
(RTA法)で行うことができる。ここでは熱アニール
法で活性化の工程を行った。加熱処理は、窒素雰囲気中
において300〜700℃、好ましくは350〜550
℃、ここでは500℃、2時間の熱処理を行った。さら
に、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜4
50℃で1〜12時間の熱処理を行い、島状半導体層を
水素化する工程を行った。この工程は、プラズマ水素化
法を用い、プラズマ化されることにより生成された水素
雰囲気中で200〜450℃の熱処理を行っても良い
(図3(A))。
(Step of thermal activation) First interlayer insulating film on the entire surface of the gate insulating film and the gate electrode (and also on the upper surface when a part of island-like semiconductor layers 103 to 106 is exposed) 161 was formed. The first interlayer insulating film may be formed using a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon oxynitride film. Further, it may have a two-layer structure of a silicon nitride film and a silicon oxide film or a silicon oxynitride film (not shown). In any case, the first interlayer insulating film is 500 to 1
It may be formed so as to have a thickness of 000 nm. Thereafter, a heat treatment step for activating the n-type or p-type impurity element added at each concentration was performed. This step includes a thermal annealing method using an electric heating furnace,
It can be performed by a rapid thermal annealing method (RTA method) using a halogen lamp. Here, the activation step was performed by a thermal annealing method. The heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 300 to 700 ° C., preferably 350 to 550.
C., here 500 ° C., for 2 hours. Further, in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen, 300 to 4
Heat treatment was performed at 50 ° C. for 1 to 12 hours to perform a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer. In this step, a heat treatment at 200 to 450 ° C. may be performed in a hydrogen atmosphere generated by plasma using a plasma hydrogenation method (FIG. 3A).

【0034】(ソース・ドレイン電極、層間絶縁膜の形
成)第1の層間絶縁膜161にはその後、それぞれのT
FTのソース領域と、ドレイン領域に達するコンタクト
ホールが形成された。そして、ソース電極162、16
5、166、168と、ドレイン電極163、164、
167、169を形成した。図示していないが、本実施
例ではこの電極を、Ti膜を100nm、Tiを含むA
l膜300nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続
して形成した3層構造の電極として用いた。また同時に
入出力端子から駆動回路の入出力までの配線200、駆
動回路内のソース配線198、画素マトリクス回路内の
ソース配線199が形成された。そして、第1の層間絶
縁膜、ソース電極、ドレイン電極、およびそれぞれの配
線電極上にパッシベーション膜170を形成した。パッ
シベーション膜170は、窒化シリコン膜、酸化シリコ
ン膜、または窒酸化シリコン膜で50〜500nmの厚
さで形成した。この状態で水素化処理を行うことは、T
FTの特性向上に対して好ましかった。例えば、3〜1
00%の水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1
〜12時間の熱処理を行うと良かったし、プラズマ水素
化法を用い、プラズマ化されることにより生成された水
素雰囲気中で200〜450℃の熱処理を行っても良
い。その後、ドレイン電極169上のパッシベーション
膜の一部を除去してコンタクトホールを形成し、さら
に、有機樹脂からなる第2の層間絶縁膜210を約10
00nmの厚さに形成した。有機樹脂膜としては、ポリ
イミド、アクリル、ポリイミドアミド等を使用すること
ができる。有機樹脂膜を用いることの利点は、成膜方法
が簡単である点や、比誘電率が低いので、寄生容量を低
減できる点、平坦性に優れる点などが上げられる。なお
上述した以外の有機樹脂膜を用いることもできる。ここ
では、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを
用い、300℃で焼成して形成した。
(Formation of Source / Drain Electrodes and Interlayer Insulating Film) The first interlayer insulating film 161
A contact hole reaching the source region and the drain region of the FT was formed. Then, the source electrodes 162, 16
5, 166, 168, drain electrodes 163, 164,
167 and 169 were formed. Although not shown, in this embodiment, this electrode is formed of a Ti film having a thickness of 100 nm and an A film containing Ti.
An l film having a thickness of 300 nm and a Ti film having a thickness of 150 nm were successively formed by a sputtering method and used as an electrode having a three-layer structure. At the same time, a wiring 200 from the input / output terminal to the input / output of the driving circuit, a source wiring 198 in the driving circuit, and a source wiring 199 in the pixel matrix circuit were formed. Then, a passivation film 170 was formed on the first interlayer insulating film, the source electrode, the drain electrode, and the respective wiring electrodes. The passivation film 170 was formed using a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon oxynitride film with a thickness of 50 to 500 nm. Performing the hydrogenation treatment in this state requires T
This was favorable for improving the characteristics of FT. For example, 3-1
1% at 300-450 ° C in an atmosphere containing 00% hydrogen
It is preferable that the heat treatment is performed for up to 12 hours. Alternatively, the heat treatment may be performed at 200 to 450 ° C. in a hydrogen atmosphere generated by plasma conversion using a plasma hydrogenation method. After that, a part of the passivation film on the drain electrode 169 is removed to form a contact hole, and a second interlayer insulating film 210 made of an organic resin is
It was formed to a thickness of 00 nm. As the organic resin film, polyimide, acrylic, polyimide amide, or the like can be used. The advantages of using an organic resin film include that the film formation method is simple, the parasitic capacitance can be reduced because the relative dielectric constant is low, and the flatness is excellent. Note that an organic resin film other than those described above can be used. Here, a polyimide of a type that is thermally polymerized after being applied to the substrate and baked at 300 ° C. is used.

【0035】(保持容量、画素電極の形成)第2の層間
絶縁膜上に遮光膜171を形成する工程を行った。遮光
膜171は、Ti、Al、Cr、Ta、Wから選ばれた
元素を主成分とする膜で形成した。そして、遮光膜17
1上および第2の層間絶縁膜上に、誘電体膜172を5
0〜200nmの厚さで形成した。この誘電体膜172
は、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などの無機絶縁膜
で形成しても良いが、ピンホールのない誘電体膜を形成
するにはポリイミドを主成分とする有機絶縁膜で形成す
る方が適していた。例えば、ポリイミドを用いる場合に
は、誘電率3.0〜3.8(1kHz)、体積固有抵抗
7×1015〜1×1017Ωcmの液晶配向膜材料をそのま
ま使用しすることが可能であった。このようなポリイミ
ド膜は、凸版印刷法やスピンコート法で形成することが
できた。但し、溶液の粘度が25〜35cpと低い場合
には、誘電体の膜厚をかせぐために重ね塗りをする必要
もあった。そして、誘電体膜172に設けられた開孔部
223と第2の層間絶縁膜210に設けられた開孔部2
21と、パッシベーション膜170に設けられた開孔部
220で、ドレイン電極169に達するコンタクトホー
ルを形成し、画素電極173を形成した。画素電極17
3は、透過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を
用い、反射型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用
いれば良い。ここでは透過型の液晶表示装置とするため
に、酸化インジウム・スズ(ITO)膜を100nmの
厚さにスパッタ法で形成した。画素電極173は、誘電
体膜172を介して遮光膜171上まで延在して形成さ
れ、画素電極173が遮光膜171と重なる領域で保持
容量が形成された(図3(B))。
(Formation of Storage Capacitor and Pixel Electrode) A step of forming a light shielding film 171 on the second interlayer insulating film was performed. The light-shielding film 171 was formed of a film mainly containing an element selected from Ti, Al, Cr, Ta, and W. Then, the light shielding film 17
A dielectric film 172 is formed on the first and second interlayer insulating films.
It was formed with a thickness of 0 to 200 nm. This dielectric film 172
May be formed of an inorganic insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film, but it is more suitable to form a dielectric film without pinholes with an organic insulating film containing polyimide as a main component. Was. For example, when polyimide is used, a liquid crystal alignment film material having a dielectric constant of 3.0 to 3.8 (1 kHz) and a volume resistivity of 7 × 10 15 to 1 × 10 17 Ωcm can be used as it is. Was. Such a polyimide film could be formed by letterpress printing or spin coating. However, when the viscosity of the solution was as low as 25 to 35 cp, it was necessary to apply multiple layers to increase the thickness of the dielectric. Then, the opening 223 provided in the dielectric film 172 and the opening 2 provided in the second interlayer insulating film 210 are formed.
21 and the opening 220 provided in the passivation film 170, a contact hole reaching the drain electrode 169 was formed, and the pixel electrode 173 was formed. Pixel electrode 17
For the transmission liquid crystal display device 3, a transparent conductive film may be used, and for a reflection liquid crystal display device, a metal film may be used. Here, in order to obtain a transmissive liquid crystal display device, an indium tin oxide (ITO) film was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method. The pixel electrode 173 was formed to extend over the light shielding film 171 via the dielectric film 172, and a storage capacitor was formed in a region where the pixel electrode 173 overlapped the light shielding film 171 (FIG. 3B).

【0036】以上の工程で、画素マトリクス回路とその
周辺に設けられる駆動回路のTFTが同一基板上に形成
されたアクティブマトリクス基板が作製された。
Through the above steps, an active matrix substrate in which the pixel matrix circuit and the TFTs of the driving circuits provided around the pixel matrix circuit are formed on the same substrate is manufactured.

【0037】CMOS回路のpチャネル型TFT201
には、チャネル形成領域174、第4の不純物領域17
5、176が形成された。そして、第4の不純物領域1
75はソース領域として、第4の不純物領域176はド
レイン領域となった。
A p-channel TFT 201 of a CMOS circuit
The channel formation region 174 and the fourth impurity region 17
5, 176 were formed. Then, the fourth impurity region 1
75 is a source region, and the fourth impurity region 176 is a drain region.

【0038】nチャネル型TFT202には、チャネル
形成領域177、第1の不純物領域178、179、ゲ
ート絶縁膜を介してゲート電極と重なる第2の不純物領
域180、181a、ゲート電極と重ならない第3の不
純物領域181bが形成された。第1の不純物領域17
8はソース領域として、第1の不純物領域179はドレ
イン領域として機能した。
The n-channel TFT 202 includes a channel formation region 177, first impurity regions 178 and 179, second impurity regions 180 and 181a overlapping the gate electrode via a gate insulating film, and a third impurity region not overlapping the gate electrode. Of impurity region 181b was formed. First impurity region 17
8 functions as a source region, and the first impurity region 179 functions as a drain region.

【0039】nチャネル型TFT203には、複数のチ
ャネル形成領域182,183、第1の不純物領域18
4、188、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と重なる
複数の第2の不純物領域185〜187が形成された。
第1の不純物領域184はソース領域として、第1の不
純物領域188はドレイン領域として機能した。
The n-channel TFT 203 has a plurality of channel forming regions 182 and 183 and a first impurity region 18.
4, 188, a plurality of second impurity regions 185 to 187 overlapping with the gate electrode via the gate insulating film were formed.
The first impurity region 184 functioned as a source region, and the first impurity region 188 functioned as a drain region.

【0040】また、画素マトリクス回路のnチャネル型
TFT204には、複数のチャネル形成領域189〜1
91、第1の不純物領域192、197、ゲート絶縁膜
を介してゲート電極と重なる複数の第2の不純物領域1
93a、194、195、196a、ゲート電極と重な
らない第3の不純物領域193b、196bが形成され
た。
The n-channel TFT 204 of the pixel matrix circuit has a plurality of channel forming regions 189-1.
91, first impurity regions 192 and 197, and a plurality of second impurity regions 1 overlapping the gate electrode via the gate insulating film.
93a, 194, 195, and 196a, and third impurity regions 193b and 196b that do not overlap with the gate electrode were formed.

【0041】本発明は、画素マトリクス回路およびCM
OS回路のそれぞれのnチャネル型TFTの駆動電圧を
考慮して、LDD領域となる第2の不純物領域および第
3の不純物領域のチャネル長方向の長さを同一基板上で
異ならせることが容易であり、それぞれの回路を構成す
るTFTに対して、最適な形状を作り込むことができ
た。
The present invention relates to a pixel matrix circuit and a CM
In consideration of the drive voltage of each n-channel TFT of the OS circuit, it is easy to make the lengths in the channel length direction of the second impurity region and the third impurity region serving as LDD regions different on the same substrate. In addition, it was possible to form an optimal shape for a TFT constituting each circuit.

【0042】図3(B)のnチャネル型TFT202は
シングルゲート構造であり、駆動電圧が10V程度のシ
フトレジスタ回路などに適している。ドレイン側にのみ
オフセットLDD領域となる第3の不純物領域181b
が設けられている。この領域の長さ(Loff)は0.5〜
3.0μm、代表的には1.5μmとすれば良い。ま
た、ゲート電極とオーバーラップするLDD領域(第2
の不純物領域)181a、180は、チャネル形成領域
の長さを3.0〜4.0μmとした場合、その長さ(Lo
v)を1.0〜3.0μm、好ましくは1.5〜2,5
μmとすれば良い。
The n-channel TFT 202 shown in FIG. 3B has a single gate structure, and is suitable for a shift register circuit having a driving voltage of about 10 V. Third impurity region 181b serving as an offset LDD region only on the drain side
Is provided. The length (Loff) of this area is 0.5 to
It may be 3.0 μm, typically 1.5 μm. Further, the LDD region overlapping the gate electrode (second region)
In the case where the length of the channel formation region is 3.0 to 4.0 μm, the lengths (Lo
v) is from 1.0 to 3.0 μm, preferably from 1.5 to 2.5
μm may be used.

【0043】また、nチャネル型TFT203は、一つ
のゲート電極に対応するチャネル形成領域が複数個設け
られ、LDD領域を形成する複数の第2の不純物領域で
分割された構造(シングルゲート・マルチチャネル構
造)で形成されている。このようなTFTは、駆動電圧
が高く、高い電流駆動能力が要求されるレベルシフタ回
路、バッファ回路などに適している。そのために、オフ
セットLDD領域(第3の不純物領域)は設けられず、
チャネル形成領域の長さを3.0〜4.0μmとした場
合、ゲート電極とオーバーラップするLDD領域(第2
の不純物領域)185〜187の長さ(Lov)は、0.
5〜3.0μm、好ましくは1.0〜2,0μmとすれ
ば良い。
The n-channel type TFT 203 has a structure in which a plurality of channel formation regions corresponding to one gate electrode are provided and divided by a plurality of second impurity regions forming an LDD region (single-gate multi-channel TFT). Structure). Such a TFT is suitable for a level shifter circuit, a buffer circuit, or the like that requires a high driving voltage and a high current driving capability. Therefore, no offset LDD region (third impurity region) is provided,
When the length of the channel formation region is 3.0 to 4.0 μm, the LDD region (the second
Impurity region) 185 to 187 has a length (Lov) of 0.1.
The thickness may be 5 to 3.0 μm, preferably 1.0 to 2.0 μm.

【0044】画素マトリクス回路のnチャネル型TFT
204も同様にシングルゲート・マルチチャネル構造で
あるが、極性反転されるために、ソース側およびドレイ
ン側の両方にオフセットLDD領域となる第3の不純物
領域193b、196bが設けられている。この領域の
長さ(Loff)は0.5〜3.5μm、代表的には2.0
μmとすれば良い。また、ゲート電極とオーバーラップ
するLDD領域(第2の不純物領域)193a、19
4、195、196aは、チャネル形成領域189、1
90、191のそれぞれの長さを1.0〜3.0μm、
好ましくは2.5μmとした場合、その長さ(Lov)を
1.0〜3.0μm、好ましくは1.5〜2,5μmと
すれば良い。
N-channel TFT of pixel matrix circuit
204 also has a single-gate / multi-channel structure. However, since the polarity is inverted, third impurity regions 193b and 196b serving as offset LDD regions are provided on both the source side and the drain side. The length (Loff) of this region is 0.5 to 3.5 μm, typically 2.0 μm.
μm may be used. In addition, LDD regions (second impurity regions) 193a and 193a that overlap the gate electrode
4, 195 and 196a are channel forming regions 189, 1
The length of each of 90 and 191 is 1.0 to 3.0 μm,
When it is preferably 2.5 μm, its length (Lov) may be 1.0 to 3.0 μm, preferably 1.5 to 2.5 μm.

【0045】このように、ひとつのゲート電極に対し
て、複数のチャネル形成領域がLDD領域となる低濃度
不純物領域で分割されて形成されたシングルゲート・マ
ルチチャネル構造のTFTにおいて、一つのゲート電極
に対応するチャネル形成領域および第2の不純物領域の
数は、目標とするTFTの特性を考慮して実施者が適宣
決定すれば良い。このような構成とすることで、従来の
マルチゲート・マルチチャネル構造と同様に、TFTの
耐圧を高めることができた。
As described above, in a single-gate multi-channel TFT in which a plurality of channel formation regions are divided by a low-concentration impurity region serving as an LDD region for one gate electrode, one gate electrode is formed. The number of channel formation regions and the second impurity regions corresponding to the above may be appropriately determined by a practitioner in consideration of the characteristics of the target TFT. With such a configuration, the withstand voltage of the TFT could be increased as in the conventional multi-gate / multi-channel structure.

【0046】[実施形態2]本実施形態では、アクティブ
マトリクス基板から、アクティブマトリクス型液晶表示
装置を作製する工程を説明する。図4に示すように、図
3(B)の状態の基板に対し、配向膜401を誘電体膜
172と画素電極173の表面に形成する。通常液晶表
示素子の配向膜にはポリイミド樹脂が多く用いられてい
る。対向側の基板402には、透明導電膜403と、配
向膜404とを形成した。配向膜は形成された後、ラビ
ング処理を施して液晶分子がある一定のプレチルト角を
持って平行配向するようにした。そして、画素マトリク
ス回路と、CMOS回路が形成されたアクティブマトリ
クス基板と対向基板とを、公知のセル組み工程によって
シール材やスペーサ(共に図示せず)などを介して貼り
あわせる。その後、両基板の間に液晶材料1508を注
入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止した。よ
って図15に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置
が完成した。
[Embodiment 2] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device from an active matrix substrate will be described. As shown in FIG. 4, an alignment film 401 is formed on the surface of the dielectric film 172 and the pixel electrode 173 for the substrate in the state of FIG. Usually, a polyimide resin is often used for an alignment film of a liquid crystal display element. On the substrate 402 on the opposite side, a transparent conductive film 403 and an alignment film 404 were formed. After the alignment film was formed, a rubbing treatment was performed so that the liquid crystal molecules were parallel-aligned with a certain pretilt angle. Then, the pixel matrix circuit, the active matrix substrate on which the CMOS circuit is formed, and the opposing substrate are bonded to each other via a sealing material or a spacer (both not shown) by a known cell assembling process. Thereafter, a liquid crystal material 1508 was injected between the two substrates, and completely sealed with a sealing agent (not shown). Thus, the active matrix type liquid crystal display device shown in FIG. 15 was completed.

【0047】次にこのアクティブマトリクス型液晶表示
装置の構成を、図5の斜視図および図6の上面図を用い
て説明する。尚、図5と図6は、図1から図4の断面構
造図と対応付けるため、共通の符号を用いている。アク
ティブマトリクス基板は、ガラス基板101上に形成さ
れた、画素マトリクス回路501と、走査(ゲート)線
駆動回路502と、信号(ソース)線駆動回路503で構
成される。画素マトリクス回路の画素TFT204はn
チャネル型TFTであり、周辺に設けられる駆動回路は
CMOS回路を基本として構成されている。走査(ゲー
ト)線駆動回路502と、信号(ソース)線駆動回路5
03はそれぞれゲート配線148とソース配線199で
画素マトリクス回路501に接続されている。また、F
PC531が接続された外部入出力端子534から駆動
回路の入出力端子までの配線149、200が設けられ
ている。
Next, the configuration of the active matrix type liquid crystal display device will be described with reference to the perspective view of FIG. 5 and the top view of FIG. 5 and 6 use the same reference numerals in order to correspond to the sectional structural views of FIGS. The active matrix substrate includes a pixel matrix circuit 501, a scanning (gate) line driving circuit 502, and a signal (source) line driving circuit 503 formed on the glass substrate 101. The pixel TFT 204 of the pixel matrix circuit has n
It is a channel type TFT, and a peripheral driving circuit is configured based on a CMOS circuit. Scanning (gate) line driving circuit 502 and signal (source) line driving circuit 5
Reference numeral 03 denotes a gate line 148 and a source line 199 connected to the pixel matrix circuit 501, respectively. Also, F
Wirings 149 and 200 are provided from the external input / output terminal 534 to which the PC 531 is connected to the input / output terminal of the drive circuit.

【0048】図6は画素マトリクス回路501の一部分
を示す上面図である。ゲート配線136に連続して形成
されるゲート電極148は、図示されていないゲート絶
縁膜を介してその下の半導体層106と交差している。
図示はしていないが、半導体層106には、ソース領
域、ドレイン領域、第2の不純物領域、第3の不純物領
域が形成されている。また、画素TFTの上には遮光膜
171と、誘電体膜(図示せず)と、画素電極173と
から保持容量が形成されている。本発明のシングルゲー
ト・マルチチャネル構造のTFTにより、複数のチャネ
ル形成領域と、複数のLDD領域となる低濃度不純物領
域とが連続形成することで、画素TFTはコンパクトに
まとめられ、ソース線コンタクト251、ドレイン線コ
ンタクト252、ITOコンタクト253が画素TFT
上で形成されている。このよに、コンタクト形成に必要
な面積を画素TFT上に重ねて設けることにより、開口
率を向上させることができた。また、図6で示すA―
A’に沿った断面構造は、図3に示す画素マトリクス回
路のA―A’断面図に対応している。
FIG. 6 is a top view showing a part of the pixel matrix circuit 501. A gate electrode 148 formed continuously with the gate wiring 136 intersects with the underlying semiconductor layer 106 via a gate insulating film (not shown).
Although not illustrated, a source region, a drain region, a second impurity region, and a third impurity region are formed in the semiconductor layer 106. Further, a storage capacitor is formed on the pixel TFT by a light shielding film 171, a dielectric film (not shown), and a pixel electrode 173. A plurality of channel forming regions and a plurality of low-concentration impurity regions serving as a plurality of LDD regions are continuously formed by the single-gate multi-channel TFT of the present invention, so that the pixel TFTs are compactly formed and the source line contact 251 is formed. , Drain line contact 252 and ITO contact 253 are pixel TFTs
Is formed above. As described above, by providing an area necessary for contact formation on the pixel TFT so as to overlap, the aperture ratio could be improved. In addition, A- shown in FIG.
The cross-sectional structure along A ′ corresponds to the AA ′ cross-sectional view of the pixel matrix circuit shown in FIG.

【0049】[0049]

【実施例】[実施例1]本実施例では本発明の構成を図
11〜図13を用い、画素マトリクス回路とその周辺に
設けられる駆動回路の基本形態であるCMOS回路を同
時に形成したアクティブマトリクス基板の作製方法につ
いて説明する。最初に、基板1101上に第1の絶縁層
として、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒酸化シリ
コン膜1102aを50〜500nm、代表的には10
0nmの厚さに形成し、さらに窒酸化シリコン膜302
bを100〜500nm、代表的には200nmの厚さ
に形成した。窒酸化シリコン膜1102aは、SiH4
とN2OとNH3から作製されるものであり、含有する窒
素濃度を25atomic%以上50atomic%未満となるよう
にした。さらに島状の結晶質半導体膜1103、110
4、1105と、ゲート絶縁膜1106を形成した。島
状の結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜から触媒元素を
使用した結晶化の方法で結晶質半導体膜を形成し、これ
を島状に分離加工したものであった。ゲート絶縁膜11
06は、SiH4とN2Oとから作製される窒酸化シリコ
ン膜であり、ここでは10〜200nm、好ましくは5
0〜150nmの厚さで形成した。(図11(A))
[Embodiment 1] In this embodiment, an active matrix in which a pixel matrix circuit and a CMOS circuit which is a basic form of a driving circuit provided around the pixel matrix circuit are formed at the same time by using FIGS. A method for manufacturing a substrate will be described. First, as a first insulating layer over a substrate 1101, a silicon oxynitride film 1102a having a nitrogen content higher than the oxygen content is 50 to 500 nm, typically 10 nm.
A silicon nitride oxide film 302
b was formed to a thickness of 100 to 500 nm, typically 200 nm. The silicon oxynitride film 1102a is made of SiH 4
, N 2 O, and NH 3 , and the concentration of nitrogen contained was adjusted to 25 atomic% or more and less than 50 atomic%. Further, island-shaped crystalline semiconductor films 1103, 110
4 and 1105, and a gate insulating film 1106 were formed. The island-shaped crystalline semiconductor film is obtained by forming a crystalline semiconductor film from an amorphous semiconductor film by a crystallization method using a catalytic element, and separating the crystalline semiconductor film into an island shape. Gate insulating film 11
Reference numeral 06 denotes a silicon oxynitride film formed from SiH 4 and N 2 O. Here, 10 to 200 nm, preferably 5 to 200 nm.
It was formed with a thickness of 0 to 150 nm. (FIG. 11A)

【0050】次に、島状半導体膜1103と、島状半導
体膜1104、1105のチャネル形成領域を覆うレジ
ストマスク1107〜1110を形成した。このとき、
配線が形成される領域にもレジストマスク1109を形
成しておいても良い。そして、フォスフィン(PH3
を用いたイオンドープ法でn型を付与する不純物元素を
添加して第2の不純物領域を形成した。この工程では、
ゲート絶縁膜1106を通してその下の島状半導体膜に
リンを添加するために、加速電圧は65keVに設定し
た。島状半導体に添加されるリンの濃度は、1×1016
〜1×1019atoms/cm3の範囲にするのが好ましく、こ
こでは1×1018atoms/cm3とした。そして、リンが添
加された領域1111〜1116が形成された。この領
域の一部は、LDD領域として機能する第2の不純物領
域とされるものである。(図11(B))
Next, an island-shaped semiconductor film 1103 and resist masks 1107 to 1110 covering the channel formation regions of the island-shaped semiconductor films 1104 and 1105 were formed. At this time,
A resist mask 1109 may be formed in a region where a wiring is to be formed. And phosphine (PH 3 )
A second impurity region was formed by adding an impurity element imparting n-type by an ion doping method using GaN. In this step,
The acceleration voltage was set to 65 keV in order to add phosphorus to the underlying island-shaped semiconductor film through the gate insulating film 1106. The concentration of phosphorus added to the island-shaped semiconductor is 1 × 10 16
It is preferable to set the range to 1 × 10 19 atoms / cm 3 , and here, it is set to 1 × 10 18 atoms / cm 3 . Then, regions 1111 to 1116 to which phosphorus was added were formed. Part of this region is a second impurity region that functions as an LDD region. (FIG. 11 (B))

【0051】その後、レジストマスクを除去して、ゲー
ト電極を形成するために窒化タンタル(TaN)膜11
17を10〜50nmの厚さに、さらにタンタル(T
a)膜1118を100〜300nmの厚さにスパッタ
法で形成した。ここではTaをスパッタ法で、ArとX
eの混合ガスを用い形成した。(図11(C))
After that, the resist mask is removed, and a tantalum nitride (TaN) film 11 is formed to form a gate electrode.
17 to a thickness of 10 to 50 nm, and tantalum (T
a) A film 1118 was formed to a thickness of 100 to 300 nm by a sputtering method. Here, Ta is sputtered, and Ar and X
e was formed using a mixed gas of e. (FIG. 11 (C))

【0052】次に、レジストマスク1119〜1122
を形成し、pチャネル型TFTのゲート電極と、CMO
S回路および画素マトリクス回路のゲート配線、ゲート
バスラインを形成した。TaN膜1117とTa膜11
18はドライエッチング法により不要な部分を除去し
た。TaN膜とTa膜のエッチングはCF4とO2の混合
ガスにより行われた。そして、pチャネル型TFTのゲ
ート電極1123と、ゲート配線1125と、ゲートバ
スライン1126、1127が形成された。そして、レ
ジストマスク1119〜1122をそのまま残して、p
チャネル型TFTが形成される島状半導体膜1103の
一部に、p型を付与する第4の不純物元素を添加する工
程を行った。ここではボロンをその不純物元素として、
ジボラン(B26)を用いてイオンドープ法で添加し
た。この領域のボロン濃度は2×10 20atoms/cm3とし
た。そして、図12(A)に示すようにボロンが高濃度
に添加された第3の不純物領域1129、1130が形
成された。
Next, resist masks 1119 to 1122 are used.
And a gate electrode of a p-channel TFT and a CMO
Gate wiring and gate of S circuit and pixel matrix circuit
A bus line was formed. TaN film 1117 and Ta film 11
18 removes unnecessary portions by dry etching
Was. Etching of TaN film and Ta film is CFFourAnd OTwoMixing
Made by gas. The p-channel TFT gate
Gate electrode 1123, gate wiring 1125,
Slines 1126 and 1127 were formed. And les
Leaving the distant masks 1119 to 1122 as they are, p
Of the island-shaped semiconductor film 1103 where the channel type TFT is formed
Partly adding a fourth impurity element for imparting a p-type
Went through the process. Here, boron is the impurity element.
Diborane (BTwoH6) And added by ion doping method
Was. The boron concentration in this region is 2 × 10 20atoms / cmThreeage
Was. Then, as shown in FIG.
The third impurity regions 1129 and 1130 added to
Was made.

【0053】図12(A)で設けられたレジストマスク
を除去した後、新たにレジストマスク1131〜113
4を形成した。これはnチャネル型TFTのゲート電極
を形成するためのものであり、ドライエッチング法によ
りnチャネル型TFTのゲート電極1135、1136
が形成された。このときゲート電極1135、1136
は第2の不純物領域1111〜1116の一部と重なる
ように形成された。(図12(B))
After removing the resist mask provided in FIG. 12A, resist masks 1131 to 113 are newly added.
4 was formed. This is for forming the gate electrode of the n-channel TFT. The gate electrodes 1135 and 1136 of the n-channel TFT are formed by dry etching.
Was formed. At this time, the gate electrodes 1135, 1136
Are formed so as to overlap with a part of the second impurity regions 1111 to 1116. (FIG. 12 (B))

【0054】そして、新たなレジストマスク1137〜
1140を形成した。レジストマスク1138、114
0はnチャネル型TFTのゲート電極1135、113
6と、第2の不純物領域の一部を覆う形で形成されるも
のであり、LDD領域のオフセット量を決めた。そし
て、n型を付与する不純物元素を添加して第1の不純物
領域を形成する工程を行い、nチャネル型TFTのソー
ス領域となる第1の不純物領域1144、1145とド
レイン領域となる第1の不純物領域1143、1146
が形成された。また、pチャネル型TFTが形成される
島状半導体層1103の一部にもリンが添加された領域
1141、1142を形成した。しかしこの領域のリン
濃度はボロン濃度の約1/2であり導電型はp型のまま
であった。(図4(C))
Then, a new resist mask 1137-
1140 was formed. Resist masks 1138, 114
0 is the gate electrodes 1135 and 113 of the n-channel TFT
6 and a part of the second impurity region. The offset amount of the LDD region is determined. Then, a step of forming a first impurity region by adding an impurity element imparting n-type conductivity is performed. Impurity regions 1143, 1146
Was formed. Further, regions 1141 and 1142 to which phosphorus was added were also formed in part of the island-shaped semiconductor layer 1103 where the p-channel TFT was formed. However, the phosphorus concentration in this region was about 1/2 of the boron concentration, and the conductivity type remained p-type. (FIG. 4 (C))

【0055】図12(C)までの工程が終了したら、第
1の層間絶縁膜1147をプラズマCVD法でSiH
4、N2O、NH3を原料とした窒酸化シリコン膜で形成
した。この窒酸化シリコン膜中の含有水素濃度は1〜3
0atomic%となるように形成することが望ましい。その
後、この状態で窒素雰囲気中で400〜800℃、1〜
12時間、例えば525℃で8時間の加熱処理を行っ
た。この工程により添加されたn型及びp型を付与する
不純物元素を活性化させることができた。さらに、リン
が添加された領域1141〜1146がゲッタリングサ
イトとなり、結晶化の工程で残存していた触媒元素をこ
の領域に偏析させることができた。その結果、少なくと
もチャネル形成領域から触媒元素を除去するこができ
た。
After the steps up to FIG. 12C are completed, the first interlayer insulating film 1147 is made of SiH by plasma CVD.
4, formed of a silicon oxynitride film using N2O and NH3 as raw materials. The concentration of hydrogen contained in this silicon oxynitride film is 1-3
It is desirable to form so as to be 0 atomic%. Then, in this state in a nitrogen atmosphere at 400 to 800 ° C., 1 to 1
The heat treatment was performed for 12 hours, for example, at 525 ° C. for 8 hours. The impurity element imparting n-type and p-type added by this step could be activated. Further, the regions 1141 to 1146 to which phosphorus was added became gettering sites, and the catalytic element remaining in the crystallization step could be segregated in this region. As a result, it was possible to remove the catalyst element from at least the channel formation region.

【0056】この熱処理の後に水素化の工程を行なっ
た。こでは3〜100%の水素雰囲気中で300〜50
0℃、好ましくは350〜450℃で2〜12時間の水
素化処理の工程を行うと良い。または、200〜500
℃、好ましくは300〜450℃の基板温度でプラズマ
化させることによってできた水素で水素化処理をしても
良い。(図13(A))
After this heat treatment, a hydrogenation step was performed. Here, 300 to 50% in a 3 to 100% hydrogen atmosphere
The hydrogenation step may be performed at 0 ° C, preferably 350 to 450 ° C for 2 to 12 hours. Or 200-500
Hydrogenation treatment may be performed using hydrogen generated by plasma conversion at a substrate temperature of 300C, preferably 300 to 450C. (FIG. 13A)

【0057】その後、第1の絶縁膜1147は所定のレ
ジストマスクを形成して、エッチング処理によりそれぞ
れのTFTのソース領域と、ドレイン領域に達するコン
タクトホールを形成した。そして、ソース電極114
9、1150、1151とドレイン電極1152、11
53を形成した。図示していないが、本実施例ではこの
電極を、Ti膜を100nm、Tiを含むAl膜300
nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して形成し
た3層構造の電極として用いた。
Thereafter, a predetermined resist mask was formed on the first insulating film 1147, and contact holes reaching the source region and the drain region of each TFT were formed by etching. Then, the source electrode 114
9, 1150, 1151 and drain electrodes 1152, 11
53 were formed. Although not shown, in this embodiment, this electrode is formed of a Ti film having a thickness of 100 nm and a Ti-containing Al film 300.
nm and a Ti film of 150 nm were used as an electrode having a three-layer structure formed continuously by a sputtering method.

【0058】そしてこの上に、パッシベーション膜11
54を形成した。パッシベーション膜はプラズマCVD
法でSiH4、N2O、NH3から形成される窒酸化シリ
コン膜、またはSiH4、N2、NH3から作製される窒
化シリコン膜で形成すれば良い。まず、膜の形成に先立
ってN2O、N2、NH3等を導入してプラズマ水素化処
理により水素化の工程を行なった。プラズマ化されるこ
とにより気相中で生成された水素は第1の層間絶縁膜中
に供給され、基板を200〜400℃に加熱しておけ
ば、その水素を下層側にも拡散して半導体層を水素化す
ることができた。このパッシベーション膜の作製条件は
特に限定されるものではないが、緻密な膜とすることが
望ましい。また、パッシベーション膜を形成した後に、
水素化の工程を水素または窒素を含む雰囲気中で300
〜550℃の加熱処理を1〜12時間の加熱処理により
行っても良い。
Then, a passivation film 11 is formed thereon.
54 were formed. Passivation film is plasma CVD
A silicon nitride film formed from SiH 4 , N 2 O, and NH 3 by a method, or a silicon nitride film formed from SiH 4 , N 2 , and NH 3 may be used. First, prior to the formation of the film, a hydrogenation step was performed by introducing plasma such as N 2 O, N 2 , and NH 3 . Hydrogen generated in the gas phase by being turned into plasma is supplied into the first interlayer insulating film, and if the substrate is heated to 200 to 400 ° C., the hydrogen is diffused to the lower layer side and the semiconductor is diffused. The layer could be hydrogenated. The conditions for forming the passivation film are not particularly limited, but a dense film is desirable. Also, after forming the passivation film,
The hydrogenation step is performed in an atmosphere containing hydrogen or nitrogen for 300 hours.
The heat treatment at 〜550 ° C. may be performed by a heat treatment for 1 to 12 hours.

【0059】その後、ドレイン電極1153上のパッシ
ベーション膜の一部を除去してコンタクトホールを形成
し、さらに、有機樹脂からなる第2の層間絶縁膜115
5を約1000nmの厚さに形成した。有機樹脂膜とし
ては、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド等を使
用することができる。有機樹脂膜を用いることの利点
は、成膜方法が簡単である点や、比誘電率が低いので、
寄生容量を低減できる点、平坦性に優れる点などが上げ
られる。なお上述した以外の有機樹脂膜を用いることも
できる。ここでは、基板に塗布後、熱重合するタイプの
ポリイミドを用い、300℃で焼成して形成した。
Thereafter, a part of the passivation film on the drain electrode 1153 is removed to form a contact hole, and a second interlayer insulating film 115 made of an organic resin is formed.
5 was formed to a thickness of about 1000 nm. As the organic resin film, polyimide, acrylic, polyimide amide, or the like can be used. The advantage of using an organic resin film is that the film formation method is simple and the relative dielectric constant is low,
A point that the parasitic capacitance can be reduced and a point that the flatness is excellent can be raised. Note that an organic resin film other than those described above can be used. Here, a polyimide of a type that is thermally polymerized after being applied to the substrate and baked at 300 ° C. is used.

【0060】第2の層間絶縁膜上にTi膜から成る遮光
膜1156を形成する工程を行った。そして、遮光膜1
156上および第2の層間絶縁膜1155上に、実施形
態1と同様にしてポリイミド膜から成る誘電体膜115
7を50〜200nmの厚さで形成した。そして、誘電
体膜1157に設けられた開孔部1182と、第2の層
間絶縁膜1155に設けられた開孔部1181と、パッ
シベーション膜1154に設けられた開孔部1180と
で、ドレイン電極1153に達するコンタクトホールを
形成し、画素電極1158を形成した。画素電極115
8は、透過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を
用い、反射型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用
いれば良かった。ここでは透過型の液晶表示装置とする
ために、酸化インジウム・スズ(ITO)膜を100n
mの厚さにスパッタ法で形成した。画素電極1158
は、誘電体膜1157を介して遮光膜1156上まで延
在して形成され、画素電極1158が遮光膜1156と
重なる領域で保持容量が形成された。以上の工程で、画
素マトリクス回路とその周辺に設けられる駆動回路のT
FTが同一基板上に形成されたアクティブマトリクス基
板が作製された。画素マトリクス回路にはnチャネル型
TFT1303に保持容量1304が接続された構造と
なった。(図13(B))
A step of forming a light shielding film 1156 made of a Ti film on the second interlayer insulating film was performed. And the light shielding film 1
A dielectric film 115 made of a polyimide film is formed on 156 and the second interlayer insulating film 1155 in the same manner as in the first embodiment.
7 was formed with a thickness of 50 to 200 nm. An opening 1182 provided in the dielectric film 1157, an opening 1181 provided in the second interlayer insulating film 1155, and an opening 1180 provided in the passivation film 1154 form a drain electrode 1153. Was formed, and a pixel electrode 1158 was formed. Pixel electrode 115
In No. 8, a transparent conductive film was used for a transmissive liquid crystal display device, and a metal film was used for a reflective liquid crystal display device. Here, in order to form a transmissive liquid crystal display device, an indium tin oxide (ITO) film having a thickness of 100 nm was used.
m was formed by a sputtering method. Pixel electrode 1158
Was formed to extend over the light shielding film 1156 via the dielectric film 1157, and a storage capacitor was formed in a region where the pixel electrode 1158 overlapped the light shielding film 1156. Through the above steps, the pixel matrix circuit and the T
An active matrix substrate having the FT formed on the same substrate was manufactured. The pixel matrix circuit has a structure in which a storage capacitor 1304 is connected to an n-channel TFT 1303. (FIG. 13 (B))

【0061】pチャネル型TFTは自己整合的(セルフ
アライン)に形成され、nチャネル型TFTは非自己整
合的(ノンセルフアライン)に形成された。CMOS回
路のpチャネル型TFT1301には、チャネル形成領
域1159、第4の不純物領域1160、1161が形
成された。この第4の不純物領域には、チャネル形成領
域に接し、ボロン(B)が添加された領域1160a、
1161aと、チャネル形成領域に接しない、ボロン
(B)とリン(P)が添加された領域1160b、11
61bがあった。そして、第4の不純物領域1160は
ソース領域として、第4の不純物領域1161はドレイ
ン領域となった。一方、nチャネル型TFT1302に
は、チャネル形成領域1162、第1の不純物領域11
65、1166、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と重
なる第2の不純物領域1163a、1164a、ゲート
電極と重ならない第3の不純物領域1163b、116
4bが形成された。第1の不純物領域1165はソース
領域として、第1の不純物領域1166はドレイン領域
として機能した。また、画素マトリクス回路のnチャネ
ル型TFT1303には、複数のチャネル形成領域11
67〜1169、第1の不純物領域1174、117
5、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と重なる複数の第
2の不純物領域1170a、1171、1172、11
73a、ゲート電極と重ならない第3の不純物領域11
70b、1173bが形成された。
The p-channel TFT was formed in a self-aligned (self-aligned) manner, and the n-channel TFT was formed in a non-self-aligned (non-self-aligned) manner. A channel formation region 1159 and fourth impurity regions 1160 and 1161 were formed in a p-channel TFT 1301 of the CMOS circuit. In the fourth impurity region, a region 1160a to which boron (B) is added in contact with the channel formation region,
1161a and regions 1160b and 1111 which are not in contact with the channel formation region and to which boron (B) and phosphorus (P) are added.
There was 61b. Then, the fourth impurity region 1160 became a source region, and the fourth impurity region 1161 became a drain region. On the other hand, an n-channel TFT 1302 has a channel formation region 1162 and a first impurity region 11.
65, 1166, second impurity regions 1163a, 1164a overlapping the gate electrode via the gate insulating film, and third impurity regions 1163b, 116 not overlapping the gate electrode.
4b was formed. The first impurity region 1165 functioned as a source region, and the first impurity region 1166 functioned as a drain region. The n-channel TFT 1303 of the pixel matrix circuit has a plurality of channel formation regions 11.
67 to 1169, first impurity regions 1174 and 117
5. A plurality of second impurity regions 1170a, 1171, 1172, 11 overlapping the gate electrode via the gate insulating film
73a, third impurity region 11 not overlapping gate electrode
70b and 1173b were formed.

【0062】[実施例2]本実施例は、アクティブマト
リクス基板の画素TFTに接続される保持容量の構成に
ついて説明する。図14は実施例1と同様にして作製さ
れたアクティブマトリクス基板の断面構造図を示す。画
素TFT1412に接続される保持容量1413は、第
2の層間絶縁膜上に形成された遮光膜1402と、遮光
膜上1402に形成された誘電体膜1404と、画素電
極1405とから形成されている。また、第2の層間絶
縁膜上には絶縁体のスペーサー1403が設けられ、パ
ッシベーション膜1400に設けられた開孔1406、
第2の層間絶縁膜に設けられた開孔1407、スペーサ
ー1403に設けられた1408、誘電体膜1404に
設けられた開孔1409で、画素電極1405がドレイ
ン電極1415に接続されている。
[Embodiment 2] In this embodiment, a configuration of a storage capacitor connected to a pixel TFT on an active matrix substrate will be described. FIG. 14 is a sectional structural view of an active matrix substrate manufactured in the same manner as in the first embodiment. The storage capacitor 1413 connected to the pixel TFT 1412 includes a light-shielding film 1402 formed on the second interlayer insulating film, a dielectric film 1404 formed on the light-shielding film 1402, and a pixel electrode 1405. . An insulating spacer 1403 is provided on the second interlayer insulating film, and an opening 1406 provided in the passivation film 1400 is provided.
The pixel electrode 1405 is connected to the drain electrode 1415 through an opening 1407 provided in the second interlayer insulating film, a 1408 provided in the spacer 1403, and an opening 1409 provided in the dielectric film 1404.

【0063】誘電体膜1404には、実施例1と同様に
有機樹脂材料を用いると良い。また、誘電体膜を形成す
る他の方法として、遮光膜1402をAl膜で形成し、
その表面を陽極酸化しても良い。Alの陽極酸化膜の誘
電率は7〜8であるので、十分な容量をつくることがで
きた。
It is preferable to use an organic resin material for the dielectric film 1404 as in the first embodiment. As another method of forming a dielectric film, a light-shielding film 1402 is formed of an Al film,
The surface may be anodized. Since the dielectric constant of the anodic oxide film of Al was 7 to 8, a sufficient capacity could be formed.

【0064】[実施例3]本実施例は、アクティブマト
リクス基板の画素TFTに接続される保持容量の他の構
成について説明する。図15は実施例1と同様にして作
製されたアクティブマトリクス基板の断面構造図を示
す。画素TFT1512に接続される保持容量1513
は、第2の層間絶縁膜1501上に形成された透明導電
膜1502と、透明導電膜1502上に形成された誘電
体膜1504と、透明導電膜から成る画素電極1505
とから形成されている。このような構成とすることで、
画素マトリクス回路部の光透過率が向上させることがで
きる。また、第2の層間絶縁膜1501上には絶縁体の
スペーサー1503が設けられ、パッシベーション膜1
500に設けられた開孔1506、第2の層間絶縁膜に
設けられた開孔1507、スペーサー1503に設けら
れた1508、誘電体膜1504に設けられた開孔15
09で、画素電極1505がドレイン電極1515に接
続されている。
[Embodiment 3] In this embodiment, another configuration of the storage capacitor connected to the pixel TFT of the active matrix substrate will be described. FIG. 15 is a sectional structural view of an active matrix substrate manufactured in the same manner as in the first embodiment. Storage capacitor 1513 connected to pixel TFT 1512
Are a transparent conductive film 1502 formed on the second interlayer insulating film 1501, a dielectric film 1504 formed on the transparent conductive film 1502, and a pixel electrode 1505 made of the transparent conductive film.
And is formed from With such a configuration,
The light transmittance of the pixel matrix circuit portion can be improved. Further, an insulator spacer 1503 is provided on the second interlayer insulating film 1501 so that the passivation film 1 is formed.
An opening 1506 provided in the opening 500, an opening 1507 provided in the second interlayer insulating film, an opening 1508 provided in the spacer 1503, and an opening 15 provided in the dielectric film 1504
At 09, the pixel electrode 1505 is connected to the drain electrode 1515.

【0065】[実施例4]本発明のTFTを作製する手
順は、実施形態1や実施例1の工程順に限定されるもの
ではなく、他の工程順によっても作製可能である。例え
ば、pチャネル型TFTを自己整合的に、nチャネル型
TFTを非自己整合的に作製する手順として、島状半導
体層とゲート絶縁膜の形成、低濃度不純物領域の形成、
ゲート電極および配線電極用導電膜の形成、ゲート電極
(nチャネル型TFT)の形成、Pドープの工程、ゲー
ト電極(pチャネル型TFT)の形成およびBドープの
工程、活性化の工程、ソース・ドレイン電極と層間絶縁
膜の形成、保持容量と画素電極の形成、といったように
することも可能である。
[Example 4] The procedure for manufacturing the TFT of the present invention is not limited to the order of the steps in Embodiment 1 and Example 1, but the TFT can be manufactured in other steps. For example, as a procedure for manufacturing a p-channel TFT in a self-aligned manner and an n-channel TFT in a non-self-aligned manner, forming an island-shaped semiconductor layer and a gate insulating film, forming a low-concentration impurity region,
Formation of a conductive film for a gate electrode and a wiring electrode, formation of a gate electrode (n-channel TFT), P-doping process, formation of a gate electrode (p-channel TFT) and B-doping process, activation process, It is also possible to form a drain electrode and an interlayer insulating film, and form a storage capacitor and a pixel electrode.

【0066】また、pチャネル型TFTを自己整合的
に、nチャネル型TFTを非自己整合的に作製しない工
程とすれば、島状半導体層とゲート絶縁膜を形成した後
に、Bドープの工程、低濃度不純物領域の形成、Pドー
プの工程としても良いし、Bドープの工程、Pドープの
工程、低濃度不純物領域の形成をすることも可能であ
る。また、島状半導体層とゲート絶縁膜を形成した後
に、Pドープの工程、低濃度不純物領域の形成、Bドー
プの工程としても良いし、Pドープの工程、Bドープの
工程、低濃度不純物領域の形成をすることも可能であ
る。
If the p-channel type TFT is formed in a self-aligned manner and the n-channel type TFT is not formed in a non-self-aligned manner, a B-doped step is performed after the island-shaped semiconductor layer and the gate insulating film are formed. A low-concentration impurity region may be formed and P-doped, or a B-doped process, a P-doped process and a low-concentration impurity region may be formed. After the island-shaped semiconductor layer and the gate insulating film are formed, a P-doping step, a formation of a low-concentration impurity region, and a B-doping step may be performed. Can also be formed.

【0067】[実施例5]本実施例では、本発明に適用
できる半導体層の作製方法について説明する。図7にお
いて基板701はガラス基板、セラミクス基板、石英基
板などを用いることができる。また、酸化シリコン膜や
窒化シリコン膜などの絶縁膜を表面に形成したシリコン
基板やステンレスに代表される金属基板を用いても良
い。ガラス基板を用いる場合には、歪み点以下の温度で
予め加熱処理しておくことが望ましい。例えば、コーニ
ング社の#1737基板を用いる場合には、500〜6
50℃、好ましくは595〜645℃で1〜24時間の
加熱処理をしておくと良い。
[Embodiment 5] In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor layer applicable to the present invention will be described. In FIG. 7, a substrate 701 can be a glass substrate, a ceramics substrate, a quartz substrate, or the like. Alternatively, a silicon substrate having a surface on which an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed, or a metal substrate represented by stainless steel may be used. In the case where a glass substrate is used, it is desirable to perform a heat treatment in advance at a temperature lower than the strain point. For example, if a Corning # 1737 substrate is used, 500-6
Heat treatment at 50 ° C, preferably 595 to 645 ° C, for 1 to 24 hours may be performed.

【0068】そして、基板701の主表面に、下地膜を
形成した。下地膜の材質に特別な限定はないが、窒酸化
シリコン膜702で形成した。その他にも窒化シリコン
膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、酸化タンタル
膜から選ばれた一層もしくは複数の層で形成することも
可能である。そして、窒酸化シリコン膜を用いる場合に
は、20〜100nm、代表的には50nmの厚さに形
成すれば良い。また、この窒化シリコン膜の上に窒酸化
シリコン膜を50〜500nm、代表的には50〜20
0nmの厚さに形成しても良い。そして、第1の絶縁層
の上に非晶質半導体層703を形成した。これはプラズ
マCVD法、減圧CVD法、スパッタ法などの成膜法で
形成される非晶質半導体であれば良く、シリコン(S
i)、ゲルマニウム(Ge)、またシリコンゲルマニウ
ム合金、炭化シリコンがあり、その他にガリウム砒素な
どの化合物半導体材料を用いることができる。半導体層
は10〜100nm、代表的には50nmの厚さとして
形成した。また、第1の絶縁層と非晶質半導体層210
3とをプラズマCVD法やスパッタ法で連続形成するこ
とも可能である。それぞれの層が形成された後、その表
面が大気雰囲気に触れないことにより、その表面の汚染
を防ぐことができる。(図7(A))
Then, a base film was formed on the main surface of the substrate 701. Although there is no particular limitation on the material of the base film, the base film is formed of the silicon oxynitride film 702. In addition, a single layer or a plurality of layers selected from a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, and a tantalum oxide film can be used. When a silicon oxynitride film is used, it may be formed to a thickness of 20 to 100 nm, typically 50 nm. A silicon oxynitride film is formed on the silicon nitride film in a thickness of 50 to 500 nm, typically 50 to 20 nm.
It may be formed to a thickness of 0 nm. Then, the amorphous semiconductor layer 703 was formed over the first insulating layer. This may be an amorphous semiconductor formed by a film forming method such as a plasma CVD method, a low pressure CVD method, and a sputtering method.
i), germanium (Ge), a silicon germanium alloy, and silicon carbide. In addition, a compound semiconductor material such as gallium arsenide can be used. The semiconductor layer was formed to a thickness of 10 to 100 nm, typically 50 nm. In addition, the first insulating layer and the amorphous semiconductor layer 210
3 can also be formed continuously by a plasma CVD method or a sputtering method. After each layer is formed, the surface is prevented from being exposed to the atmosphere, thereby preventing the surface from being contaminated. (FIG. 7 (A))

【0069】次に結晶化の工程を行った。非晶質半導体
層を結晶化する工程は、公知のレーザー結晶化技術また
は熱結晶化の技術を用いれば良い。また、プラズマCV
D法で作製される非晶質半導体層には10〜40atomic
%の割合で膜中に水素が含まれていて、結晶化の工程に
先立って400〜500℃の熱処理の工程を行い水素を
膜中から脱離させて含有水素量を5atomic%以下として
おくことが望ましかった(図7(B))。そして、結晶
性半導体層704から島状の結晶性半導体層705を形
成し、さらにゲート絶縁膜705を形成した。ゲート絶
縁膜705には、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒
酸化シリコン膜、などの材料で形成すれば良い。ゲート
絶縁膜705の厚さは10〜1000nm、好ましくは
50〜400nmとして形成すれば良い。(図7
(C))
Next, a crystallization step was performed. For the step of crystallizing the amorphous semiconductor layer, a known laser crystallization technique or thermal crystallization technique may be used. In addition, plasma CV
The amorphous semiconductor layer formed by the method D has a thickness of 10 to 40 atomic.
% Hydrogen is contained in the film, and prior to the crystallization step, a heat treatment step at 400 to 500 ° C. is performed to desorb hydrogen from the film so that the hydrogen content is 5 atomic% or less. Was desirable (FIG. 7B). Then, an island-shaped crystalline semiconductor layer 705 was formed from the crystalline semiconductor layer 704, and a gate insulating film 705 was further formed. The gate insulating film 705 may be formed using a material such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon nitride oxide film. The thickness of the gate insulating film 705 may be 10 to 1000 nm, preferably 50 to 400 nm. (FIG. 7
(C))

【0070】図8は、基板801の主表面に、窒酸化シ
リコン膜からなる下地膜802を形成し、図7と同様に
その表面に非晶質半導体層803を形成した。非晶質半
導体層の厚さは、10〜200nm、好ましくは30〜
100nmに形成すれば良い。さらに、重量換算で10
ppmの触媒元素を含む水溶液をスピンコート法で塗布
して、触媒元素含有層804を非晶質半導体層803の
全面に形成した。ここで使用可能な触媒元素は、ニッケ
ル(Ni)の以外にも、ゲルマニウム(Ge)、鉄(F
e)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(P
b)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、
金(Au)、といった元素であった。非晶質半導体層の
内部応力は、作製条件により一様に決まるものではなか
った。しかし、結晶化の工程に先立って400〜600
℃の熱処理の工程を行い水素を膜中から脱離させる必要
があった(図8(A))。そして、500〜600℃で
4〜12時間、例えば550℃で8時間の熱処理を行
い、結晶性半導体層805が形成された。(図8(B))
In FIG. 8, a base film 802 made of a silicon oxynitride film is formed on the main surface of a substrate 801, and an amorphous semiconductor layer 803 is formed on the surface as in FIG. The thickness of the amorphous semiconductor layer is 10 to 200 nm, preferably 30 to 200 nm.
What is necessary is just to form it in 100 nm. Furthermore, 10 in weight conversion
An aqueous solution containing ppm of a catalytic element was applied by a spin coating method to form a catalytic element-containing layer 804 over the entire surface of the amorphous semiconductor layer 803. The catalyst elements usable here are germanium (Ge), iron (F) in addition to nickel (Ni).
e), palladium (Pd), tin (Sn), lead (P
b), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu),
It was an element such as gold (Au). The internal stress of the amorphous semiconductor layer was not determined uniformly by the manufacturing conditions. However, 400-600 prior to the crystallization step.
It was necessary to perform a heat treatment process at a temperature of ° C. to remove hydrogen from the film (FIG. 8A). Then, heat treatment was performed at 500 to 600 ° C. for 4 to 12 hours, for example, at 550 ° C. for 8 hours, so that a crystalline semiconductor layer 805 was formed. (FIG. 8 (B))

【0071】次に、結晶化の工程で用いた触媒元素を結
晶質半導体膜から除去する工程を行った。その方法とし
てここでは特開平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用い
た。同公報に記載された技術は、リンのゲッタリング作
用を用いて除去する技術である。このゲッタリングの工
程により結晶質半導体膜中の触媒元素の濃度を1×10
17atms/cm3以下、好ましくは1×1016atms/cm3にまで
低減することができた。まず、結晶質半導体層805の
表面にマスク絶縁膜膜806を150nmの厚さに形成
し、パターニングにより開口部807が設けられ、結晶
質半導体層を露出させた領域を設けた。そして、リンを
添加する工程を実施して、結晶質半導体層にリン含有領
域808を設けた(図8(C))。この状態で、窒素雰
囲気中で550〜800℃、5〜24時間、例えば60
0℃、12時間の熱処理を行うと、リン含有領域808
がゲッタリングサイトとして働き、結晶質半導体層80
5に残存していた触媒元素をリン含有領域808に偏析
させることができた(図8(D))。そして、マスク絶
縁膜膜806と、リン含有領域808とをエッチングし
て除去することにより、結晶化の工程で使用した触媒元
素の濃度を1×1017atms/cm3以下にまで低減された結
晶質半導体層を得ることができた。そして、結晶性半導
体層809に密接してゲート絶縁膜810を形成した
(図8(E))。
Next, a step of removing the catalytic element used in the crystallization step from the crystalline semiconductor film was performed. In this case, the technique described in JP-A-10-135468 or 10-135469 was used. The technique described in this publication is a technique of removing the phosphorus using the gettering action of phosphorus. The concentration of the catalytic element in the crystalline semiconductor film is reduced to 1 × 10
It could be reduced to 17 atms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 16 atms / cm 3 . First, a mask insulating film 806 having a thickness of 150 nm was formed on the surface of the crystalline semiconductor layer 805, and an opening 807 was provided by patterning to provide a region where the crystalline semiconductor layer was exposed. Then, a step of adding phosphorus was performed to provide a phosphorus-containing region 808 in the crystalline semiconductor layer (FIG. 8C). In this state, in a nitrogen atmosphere at 550-800 ° C. for 5-24 hours, for example, 60
When heat treatment is performed at 0 ° C. for 12 hours, the phosphorus-containing region 808 is formed.
Works as a gettering site, and the crystalline semiconductor layer 80
5 could be segregated in the phosphorus-containing region 808 (FIG. 8D). Then, by removing the mask insulating film 806 and the phosphorus-containing region 808 by etching, the concentration of the catalyst element used in the crystallization step is reduced to 1 × 10 17 atms / cm 3 or less. A high quality semiconductor layer was obtained. Then, a gate insulating film 810 was formed in close contact with the crystalline semiconductor layer 809 (FIG. 8E).

【0072】また、図9は、基板901上に、下地膜9
01、非晶質半導体層902の順に形成し、そして、非
晶質半導体層902の表面に酸化シリコン膜904を形
成した。この時、酸化シリコン膜904の厚さは150
nmとした。さらに、酸化シリコン膜904をパターニ
ングして、選択的に開口部905を形成し、その後、重
量換算で10ppmの触媒元素を含む水溶液を塗布し
た。これにより、触媒元素含有層906が形成された。
触媒含有層906は開口部905のみで非晶質半導体層
903と接触した(図9(A))。次に、500〜65
0℃で4〜24時間、例えば570℃、14時間の熱処
理を行い、結晶質半導体層907を形成した。この結晶
化の過程では、触媒元素が接した非晶質半導体層の領域
が最初に結晶化し、そこから横方向へと結晶化が進行し
た。こうして形成された結晶質半導体層907は棒状ま
たは針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視
的に見れば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った(図9
(B))。
FIG. 9 shows that a base film 9 is formed on a substrate 901.
01, an amorphous semiconductor layer 902 was formed in this order, and a silicon oxide film 904 was formed on the surface of the amorphous semiconductor layer 902. At this time, the thickness of the silicon oxide film 904 is 150
nm. Further, the opening 905 was selectively formed by patterning the silicon oxide film 904, and then an aqueous solution containing 10 ppm by weight of a catalytic element was applied. Thus, a catalyst element-containing layer 906 was formed.
The catalyst-containing layer 906 was in contact with the amorphous semiconductor layer 903 only at the opening 905 (FIG. 9A). Next, 500-65
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 4 to 24 hours, for example, 570 ° C. for 14 hours, so that a crystalline semiconductor layer 907 was formed. In the course of this crystallization, the region of the amorphous semiconductor layer in contact with the catalytic element crystallized first, and the crystallization proceeded laterally from there. The crystalline semiconductor layer 907 thus formed is made up of a collection of rod-shaped or needle-shaped crystals, each of which grows in a specific direction when viewed macroscopically, and thus has uniform crystallinity. (Fig. 9
(B)).

【0073】次に、図8と同様に結晶化の工程で用いた
触媒元素を結晶質半導体膜から除去する工程を行った。
図9(B)と同じ状態の基板に対し、リンを添加する工
程を実施して、結晶質半導体層にリン含有領域909を
設けた。この領域のリンの含有量は1×1019〜1×1
21/cm3とした(図9(C))。この状態で、窒素
雰囲気中で550〜800℃、5〜24時間、例えば6
00℃、12時間の熱処理を行うと、リン含有領域90
9がゲッタリングサイトとして働き、結晶質半導体層9
07に残存していた触媒元素をリン含有領域909に偏
析させることができた(図9(D))。
Next, a step of removing the catalytic element used in the crystallization step from the crystalline semiconductor film as in FIG. 8 was performed.
A step of adding phosphorus was performed on the substrate in the same state as in FIG. 9B, so that a phosphorus-containing region 909 was provided in the crystalline semiconductor layer. The phosphorus content in this region is 1 × 10 19 to 1 × 1
0 21 / cm 3 (FIG. 9C). In this state, in a nitrogen atmosphere at 550 to 800 ° C. for 5 to 24 hours, for example, 6 hours.
When heat treatment is performed at 00 ° C. for 12 hours, the phosphorus-containing region 90
9 serves as a gettering site and serves as a crystalline semiconductor layer 9.
07 could be segregated in the phosphorus-containing region 909 (FIG. 9D).

【0074】そして、マスク用酸化膜と、リン含有領域
909とをエッチングして除去して、島状の結晶性半導
体層910を形成した。そして、結晶性半導体層910
に密接してゲート絶縁膜911を形成した。ゲート絶縁
膜911には、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜から
選ばれた一層もしくは複数の層から形成した。その厚さ
は10〜100nm、好ましくは50〜80nmとして
形成すれば良い。そして、ハロゲン(代表的には塩素)
と酸素を含む雰囲気中で熱処理を行った。例えば、95
0℃、30分とした。尚、処理温度は700〜1100
℃の範囲で選択すれば良く、処理時間も10分から8時
間の間で選択すれば良かった。その結果、結晶性半導体
層910と第2の絶縁層911との界面で熱酸化膜が形
成され、界面準位密度の低い良好な界面を形成すること
ができた。(図9(E))。
Then, the mask oxide film and the phosphorus-containing region 909 were removed by etching to form an island-shaped crystalline semiconductor layer 910. Then, the crystalline semiconductor layer 910
, A gate insulating film 911 was formed. The gate insulating film 911 was formed from one or more layers selected from a silicon oxide film and a silicon oxynitride film. The thickness may be 10 to 100 nm, preferably 50 to 80 nm. And halogen (typically chlorine)
Heat treatment was performed in an atmosphere containing oxygen and oxygen. For example, 95
The temperature was set to 0 ° C. for 30 minutes. Incidentally, the processing temperature is 700 to 1100.
The temperature may be selected in the range of ° C., and the processing time may be selected from 10 minutes to 8 hours. As a result, a thermal oxide film was formed at the interface between the crystalline semiconductor layer 910 and the second insulating layer 911, and a favorable interface having a low interface state density could be formed. (FIG. 9E).

【0075】また、図10において、図8ど同様に第1
の絶縁層1002および結晶質半導体層1005を形成
した後、結晶性半導体層1005中に残存する触媒元素
を液相中でゲッタリングすることもできる。例えば、溶
液として硫酸を用い、300〜500℃に加熱された硫
酸溶液中に図10(B)の状態の基板をディップするこ
とによりゲッタリングすることが可能であり、結晶性半
導体層1005中に残存する触媒元素を除去することが
できた。その他にも硝酸溶液、王水溶液、錫溶液を用い
ても良い。そしてその後、島状半導体層1009、第2
の絶縁層1010を形成した。
In FIG. 10, as in FIG.
After forming the insulating layer 1002 and the crystalline semiconductor layer 1005, the catalytic element remaining in the crystalline semiconductor layer 1005 can be gettered in a liquid phase. For example, gettering can be performed by using sulfuric acid as a solution and dipping the substrate in the state of FIG. 10B in a sulfuric acid solution heated to 300 to 500 ° C. The remaining catalyst elements could be removed. In addition, a nitric acid solution, an aqueous solution, or a tin solution may be used. After that, the island-shaped semiconductor layer 1009, the second
Was formed.

【0076】[実施例6]本実施例では、本発明をアクテ
ィブマトリクス型EL表示装置に適用した例を図16
(A)と(B)で説明する。図16(A)はアクティブ
マトリクス型EL表示装置の回路図を示す。このEL表
示装置は、基板10上に設けられた表示領域11、X方
向周辺駆動回路12、Y方向周辺駆動回路13から成
る。この表示領域11は、スイッチ用TFT14、コン
デンサ15、電流制御用TFT16、有機EL素子1
7、X方向信号線18a、18b、電源線19a、19
b、Y方向信号線20a、20b、20cなどにより構
成される。
[Embodiment 6] In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an active matrix EL display device is shown in FIG.
This will be described in (A) and (B). FIG. 16A is a circuit diagram of an active matrix EL display device. The EL display device includes a display area 11 provided on a substrate 10, an X-direction peripheral drive circuit 12, and a Y-direction peripheral drive circuit 13. The display area 11 includes a switch TFT 14, a capacitor 15, a current control TFT 16, and an organic EL element 1.
7, X direction signal lines 18a, 18b, power supply lines 19a, 19
b, Y direction signal lines 20a, 20b, 20c and the like.

【0077】また、図16(B)はアクティブマトリク
ス型EL表示装置の表示領域11の部分断面図である。
ここでは、電流制御用TFT16と、有機EL素子17
の一部を示す。電流制御用TFT16はnチャネル型T
FTであり、実施例1と同様に作製される。そして、T
FTが形成されない領域の絶縁膜を除去して有機EL素
子17が設けられる。有機EL素子は、ITOなどから
なる透明電極21と、透明電極上に形成された有機EL
層23と、上部電極24などにより構成される。そし
て、電流制御用TFT16を覆って層間絶縁膜25が形
成され、上部電極24上に接して共通電極26が設けら
れる。なお、電極22bは、電流制御用TFTのドレイ
ン電極と透明電極21とを電気的に接続するために設け
られている。また、電極22aは電極22bと透明電極
21との密着性を保つために設けられたものである。
FIG. 16B is a partial sectional view of the display area 11 of the active matrix EL display device.
Here, the current control TFT 16 and the organic EL element 17
Shows a part of. The current control TFT 16 is an n-channel type T
FT, which is manufactured in the same manner as in the first embodiment. And T
The organic EL element 17 is provided by removing the insulating film in a region where the FT is not formed. The organic EL element includes a transparent electrode 21 made of ITO or the like, and an organic EL formed on the transparent electrode.
It is composed of a layer 23, an upper electrode 24 and the like. Then, an interlayer insulating film 25 is formed to cover the current control TFT 16, and a common electrode 26 is provided in contact with the upper electrode 24. The electrode 22b is provided for electrically connecting the drain electrode of the current control TFT and the transparent electrode 21. The electrode 22a is provided to maintain the adhesion between the electrode 22b and the transparent electrode 21.

【0078】また、本実施例では基板10上に接して有
機EL素子17を設けた構造で示したが、特にこの構造
に限定されるものではなく、例えば層間絶縁膜を介して
TFT上方に有機EL素子17を設ける構造としても良
い。
In this embodiment, the structure in which the organic EL element 17 is provided in contact with the substrate 10 is shown. However, the present invention is not particularly limited to this structure. For example, the organic EL element 17 is provided above the TFT via an interlayer insulating film. A structure in which the EL element 17 is provided may be employed.

【0079】[実施例7]本実施例では、本発明のTF
T回路によるアクティブマトリクス型液晶表示装置を組
み込んだ半導体装置について図17で説明する。
[Embodiment 7] In this embodiment, the TF of the present invention is used.
A semiconductor device incorporating an active matrix liquid crystal display device using a T circuit is described with reference to FIG.

【0080】このような半導体装置には、携帯情報端末
(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、ビ
デオカメラ、スチルカメラ、パーソナルコンピュータ、
テレビ等が挙げられる。それらの一例を図17に示す。
Such semiconductor devices include portable information terminals (electronic notebooks, mobile computers, mobile phones, etc.), video cameras, still cameras, personal computers,
TV and the like. One example of them is shown in FIG.

【0081】図17(A)は携帯電話であり、本体90
01、音声出力部9002、音声入力部9003、表示
装置9004、操作スイッチ9005、アンテナ900
6から構成されている。本願発明は音声出力部900
2、音声入力部9003、及びアクティブマトリクス基
板を備えた表示装置9004に適用することができる。
FIG. 17A shows a mobile phone, and a main body 90.
01, audio output unit 9002, audio input unit 9003, display device 9004, operation switch 9005, antenna 900
6. The present invention is an audio output unit 900
2. The present invention can be applied to a display device 9004 including an audio input unit 9003 and an active matrix substrate.

【0082】図17(B)はビデオカメラであり、本体
9101、表示装置9102、音声入力部9103、操
作スイッチ9104、バッテリー9105、受像部91
06から成っている。本願発明は音声入力部9103、
及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置910
2、受像部9106に適用することができる。
FIG. 17B shows a video camera, which includes a main body 9101, a display device 9102, an audio input portion 9103, operation switches 9104, a battery 9105, and an image receiving portion 91.
06. The present invention provides a voice input unit 9103,
910 provided with active matrix substrate
2. It can be applied to the image receiving unit 9106.

【0083】図17(C)はモバイルコンピュータであ
り、本体9201、カメラ部9202、受像部920
3、操作スイッチ9204、表示装置9205で構成さ
れている。本願発明は受像部9203、及びアクティブ
マトリクス基板を備えた表示装置9205に適用するこ
とができる。
FIG. 17C shows a mobile computer, which includes a main body 9201, a camera section 9202, and an image receiving section 920.
3, an operation switch 9204, and a display device 9205. The present invention can be applied to the display device 9205 including the image receiving portion 9203 and the active matrix substrate.

【0084】図17(D)はヘッドマウントディスプレ
イであり、本体9301、表示装置9302、アーム部
9303で構成される。本願発明は表示装置9302に
適用することができる。また、表示されていないが、そ
の他の信号制御用回路に使用することもできる。
FIG. 17D shows a head mounted display, which comprises a main body 9301, a display device 9302, and an arm portion 9303. The present invention can be applied to the display device 9302. Although not shown, it can be used for other signal control circuits.

【0085】図17(E)はリア型プロジェクターであ
り、本体9401、光源9402、表示装置9403、
偏光ビームスプリッタ9404、リフレクター940
5、9406、スクリーン9407で構成される。本発
明は表示装置9403に適用することができる。
FIG. 17E shows a rear type projector, which includes a main body 9401, a light source 9402, a display device 9403,
Polarizing beam splitter 9404, reflector 940
5, 9406 and a screen 9407. The invention can be applied to the display device 9403.

【0086】図17(F)は携帯書籍であり、本体95
01、表示装置9502、9503、記憶媒体950
4、操作スイッチ9505、アンテナ9506から構成
されており、ミニディスク(MD)やDVDに記憶され
たデータや、アンテナで受信したデータを表示するもの
である。表示装置9502、9503は直視型の表示装
置であり、本発明はこの適用することができる。
FIG. 17F shows a portable book, and a main body 95.
01, display devices 9502 and 9503, storage medium 950
4, comprising an operation switch 9505 and an antenna 9506 for displaying data stored on a mini disk (MD) or a DVD or data received by the antenna. The display devices 9502 and 9503 are direct-view display devices, and the present invention can be applied to this.

【0087】また、ここでは図示しなかったが、本発明
はその他にも、カーナビゲーションシステムやイメージ
センサパーソナルコンピュータの表示部に適用すること
も可能である。このように、本願発明の適用範囲はきわ
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。
Although not shown here, the present invention is also applicable to a car navigation system and a display unit of an image sensor personal computer. 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.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明によれば、TFTの構成要素であ
る島状半導体層に、複数のチャネル形成領域と、ソース
領域またはドレイン領域を形成する一導電型の第1の不
純物領域と、一端が前記第3の不純物領域に接して形成
された一導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネル
形成領域に接して形成された一導電型の第2の不純物領
域とを形成し、前記第2の不純物領域と、前記複数のチ
ャネル形成領域とが、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲ
ート電極と重なるように形成することで、信頼性を向上
させることができる。また、オフ電流を低くして、画素
マトリクス回路のTFTを形成することができる。
According to the present invention, a plurality of channel forming regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and one end of an island-like semiconductor layer which is a component of a TFT are provided. Forming a second impurity region of one conductivity type formed in contact with the third impurity region and a second impurity region of one conductivity type formed at both ends in contact with the channel formation region; By forming the second impurity region and the plurality of channel formation regions so as to overlap with the gate electrode with the gate insulating film interposed therebetween, reliability can be improved. Further, a TFT of a pixel matrix circuit can be formed with a low off-state current.

【0089】また、本発明によれば、従来のマルチゲー
ト・マルチチャネル構造のTFTと比較して、TFTを
コンパクトに形成することができ、このようなTFTで
アクティブマトリクス型液晶表示装置の画素マトリクス
回路を形成すれば、開口率を向上させることができる。
Further, according to the present invention, a TFT can be formed more compactly than a conventional TFT having a multi-gate / multi-channel structure, and such a TFT can form a pixel matrix of an active matrix type liquid crystal display device. If a circuit is formed, the aperture ratio can be improved.

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

【図1】 画素マトリクス回路、ロジック回路の作製工
程を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel matrix circuit and a logic circuit.

【図2】 画素マトリクス回路、ロジック回路の作製工
程を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel matrix circuit and a logic circuit.

【図3】 画素マトリクス回路、ロジック回路の作製工
程を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel matrix circuit and a logic circuit.

【図4】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断面
図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an active matrix liquid crystal display device.

【図5】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の斜視
図。
FIG. 5 is a perspective view of an active matrix liquid crystal display device.

【図6】 画素マトリクス回路の上面図。FIG. 6 is a top view of a pixel matrix circuit.

【図7】 結晶質半導体膜の作製工程を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a crystalline semiconductor film.

【図8】 結晶質半導体膜の作製工程を示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a crystalline semiconductor film.

【図9】 結晶質半導体膜の作製工程を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a crystalline semiconductor film.

【図10】 結晶質半導体膜の作製工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a crystalline semiconductor film.

【図11】 画素マトリクス回路、駆動回路の作製工程
を示す断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel matrix circuit and a driver circuit.

【図12】 画素マトリクス回路、駆動回路の作製工程
を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel matrix circuit and a driver circuit.

【図13】 画素マトリクス回路、駆動回路の作製工程
を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel matrix circuit and a driver circuit.

【図14】 保持容量の断面構造を示す図。FIG. 14 illustrates a cross-sectional structure of a storage capacitor.

【図15】 保持容量の断面構造を示す図。FIG. 15 illustrates a cross-sectional structure of a storage capacitor.

【図16】 EL表示装置の回路図、断面構造図。FIG. 16 is a circuit diagram and a cross-sectional structure diagram of an EL display device.

【図17】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 17 illustrates an example of a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101・・基板 102・・下地膜 103〜106・・島状半導体層 131・・入出力端子から駆動回路の入出力端子までの
配線 132、146、147、148・・ゲート電極 135、136・・ゲート配線 161・・第1の層間絶縁膜 162、165、166、168・・ソース電極 163、164、167、169・・ドレイン電極 198、200・・ソース配線 170・・パッシベーション膜 171・・遮光膜 172・・誘電体膜 173・・画素電極 210・・第2の層間絶縁膜
101, substrate 102, base film 103 to 106, island-shaped semiconductor layer 131, wiring from input / output terminals to input / output terminals of the drive circuit 132, 146, 147, 148 gate electrodes 135, 136 Gate wiring 161 first interlayer insulating film 162, 165, 166, 168 source electrode 163, 164, 167, 169 drain electrode 198, 200 source wiring 170 passivation film 171 light-shielding film 172 dielectric film 173 pixel electrode 210 second interlayer insulating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 智史 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 (72)発明者 北角 英人 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 Fターム(参考) 5F048 AB10 AC04 BA16 BB09 BB11 BB12 BC06 BC11 BC16 BF02 BF07 BF12 BF16 BG01 BG03 BG07 DA18 DA20 5F110 AA04 AA06 AA28 AA30 BB02 BB04 BB10 CC02 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 DD24 EE01 EE02 EE04 EE14 FF02 FF03 GG02 GG03 GG04 GG30 GG32 GG34 GG43 GG45 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL07 HL12 HL23 HM14 HM15 NN02 NN03 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN36 NN46 NN47 NN54 NN73 NN74 PP02 PP03 PP24 PP27 PP34 PP35 QQ09 QQ11 QQ19 QQ25 QQ28 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Murakami 398 Hase, Hase, Atsugi-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Semi-Conductor Energy Laboratory Co., Ltd. F term (reference) 5F048 AB10 AC04 BA16 BB09 BB11 BB12 BC06 BC11 BC16 BF02 BF07 BF12 BF16 BG01 BG03 BG07 DA18 DA20 5F110 AA04 AA06 AA28 AA30 BB02 BB04 BB10 CC02 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 EE02 FF03 GG30 GG32 GG34 GG43 GG45 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL07 HL12 HL23 HM14 HM15 NN02 NN03 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN36 NN46 NN47 NN54 NN73 NN74 PP02 Q03 Q24Q27 Q34

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層
と、前記島状半導体層に接して形成されたゲート絶縁膜
と、前記ゲート絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体層に
対応して設けられた一つのゲート電極と、を有する半導
体装置において、 前記島状半導体層は、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域に接して形成された、一導電型の
第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接して形成された、一導
電型の第2の不純物領域と、 両端がチャネル形成領域に接して形成された、一導電型
の第2の不純物領域と、を有し、 前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形成領域
とは、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半導体装置。
An island-shaped semiconductor layer formed on a substrate having an insulating surface, a gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and a gate insulating film in contact with the gate insulating film and corresponding to the island-shaped semiconductor layer. The island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region. A third impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region; and a second impurity region of one conductivity type formed at one end in contact with the third impurity region. And a second impurity region of one conductivity type, both ends of which are formed in contact with the channel formation region, wherein the second impurity region and the plurality of channel formation regions form the gate insulating film. Overlaps with the gate electrode A semiconductor device characterized in that:
【請求項2】絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層
と、前記島状半導体層に接して形成されたゲート絶縁膜
と、前記ゲート絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体層に
対応して設けられた一つのゲート電極と、を有する半導
体装置において、 前記島状半導体層は、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 一端が前記第1の不純物領域に接して形成された、一導
電型の第2の不純物領域と、 両端がチャネル形成領域に接して形成された、一導電型
の第2の不純物領域と、を有し、 前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形成領域
とは、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半導体装置。
2. An island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface, a gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and a gate insulating film in contact with the gate insulating film and corresponding to the island-shaped semiconductor layer. The island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region. A second impurity region of one conductivity type, one end of which is formed in contact with the first impurity region; a second impurity region of one conductivity type, both ends of which are formed in contact with the channel formation region; Wherein the second impurity region and the plurality of channel formation regions overlap the gate electrode with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項3】nチャネル型薄膜トランジスタで形成され
たマトリクス回路を有する半導体装置において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタは、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域に接して形成された、一導電型の
第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接して形成された、一導
電型の第2の不純物領域と、 両端がチャネル形成領域に接して形成された、一導電型
の第2の不純物領域と、を有し、 前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形成領域
とは、ゲート絶縁膜を介して、前記nチャネル型薄膜ト
ランジスタに対応して設けられた一つのゲート電極と重
なっていることを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device having a matrix circuit formed of n-channel thin film transistors, wherein the n-channel thin film transistors form a plurality of channel formation regions and a first conductivity type first region forming a source region or a drain region. An impurity region, a third impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region, and a second impurity region of one conductivity type formed at one end in contact with the third impurity region. And a second impurity region of one conductivity type, both ends of which are formed in contact with the channel formation region, wherein the second impurity region and the plurality of channel formation regions have a gate. A semiconductor device overlapped with one gate electrode provided corresponding to the n-channel thin film transistor with an insulating film interposed therebetween.
【請求項4】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で形成されたCMOS回路を有
する半導体装置において、 前記複数のnチャネル型薄膜トランジスタは、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域に接して形成された、一導電型の
第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接して形成された、一導
電型の第2の不純物領域と、 両端がチャネル形成領域に接して形成された、一導電型
の第2の不純物領域と、を有し、 前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形成領域
とは、ゲート絶縁膜を介して、前記nチャネル型薄膜ト
ランジスタに対応して設けられた一つのゲート電極と重
なっていることを特徴とする半導体装置。
4. A semiconductor device having a CMOS circuit formed by an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein the plurality of n-channel thin film transistors form a plurality of channel formation regions and a source region or a drain region. A first impurity region of one conductivity type, a third impurity region of one conductivity type formed in contact with the first impurity region, and one end formed in contact with the third impurity region. A second impurity region of one conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type formed at both ends in contact with the channel formation region; The channel formation region overlaps with one gate electrode provided corresponding to the n-channel thin film transistor via a gate insulating film. Semiconductor device.
【請求項5】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で形成されたCMOS回路を有
する半導体装置において、 前記複数のnチャネル型薄膜トランジスタは、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 一端が前記第1の不純物領域に接して形成された、一導
電型の第2の不純物領域と、 両端がチャネル形成領域に接して形成された、一導電型
の第2の不純物領域と、を有し、 前記第2の不純物領域と、前記複数のチャネル形成領域
とは、ゲート絶縁膜を介して、前記nチャネル型薄膜ト
ランジスタに対応して設けられた一つのゲート電極と重
なっていることを特徴とする半導体装置。
5. A semiconductor device having a CMOS circuit formed by an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein the plurality of n-channel thin film transistors form a plurality of channel formation regions and a source region or a drain region. A first impurity region of one conductivity type, a second impurity region of one conductivity type formed at one end in contact with the first impurity region, and a second impurity region of one conductivity type formed at both ends in contact with the channel formation region. And a second impurity region of one conductivity type. The second impurity region and the plurality of channel formation regions are provided corresponding to the n-channel thin film transistor via a gate insulating film. A semiconductor device overlapping one of the gate electrodes.
【請求項6】マトリクス状に配置された複数の薄膜トラ
ンジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応し
て設けられた保持容量を有する半導体装置であって、 前記薄膜トランジスタは、島状半導体層と、前記島状半
導体層に接して形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート
絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体層に対応して設けら
れた一つのゲート電極と、を有し、 前記島状半導体層は、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域に接して形成された、一導電型の
第3の不純物領域と、 ゲート絶縁膜を介して、ゲート電極と重なって設けら
れ、一端が前記第3の不純物領域に接して形成された、
一導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領
域に接して形成された、一導電型の第2の不純物領域
と、を有し、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層と、 前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トランジスタ上に
形成された導電膜と、 前記導電膜上に延在した画素電極と、 前記導電膜と前記画素電極との間に設けられた誘電体膜
と、から形成され、 前記第1の開孔部を介して、前記薄膜トランジスタに接
続されていることを特徴とする半導体装置。
6. A semiconductor device having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix and a storage capacitor provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, wherein the thin film transistor comprises: an island-shaped semiconductor layer; A gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and one gate electrode provided in contact with the gate insulating film and corresponding to the island-shaped semiconductor layer; Forming a plurality of channel formation regions, a source region or a drain region, a first impurity region of one conductivity type, and a third impurity of one conductivity type formed in contact with the first impurity region. A region, which is provided so as to overlap with the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween, and one end of which is formed in contact with the third impurity region;
A second impurity region of one conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type formed with both ends in contact with a channel formation region, wherein the storage capacitor has a first impurity region on the thin film transistor. A first insulating layer having an opening, a conductive film formed over the thin film transistor via the first insulating layer, a pixel electrode extending over the conductive film, And a dielectric film provided between the pixel electrode and the thin film transistor, wherein the semiconductor device is connected to the thin film transistor through the first opening.
【請求項7】マトリクス状に配置された複数の薄膜トラ
ンジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応し
て設けられた保持容量を有する半導体装置であって、 前記薄膜トランジスタは、島状半導体層と、前記島状半
導体層に接して形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート
絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体層に対応して設けら
れた一つのゲート電極と、を有し、 前記島状半導体層は、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域に接して形成された、一導電型の
第3の不純物領域と、 ゲート絶縁膜を介して、ゲート電極と重なって設けら
れ、一端が前記第3の不純物領域に接して形成された、
一導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領
域に接して形成された、一導電型の第2の不純物領域
と、を有し、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層と、 前記第1の絶縁層上にパターン形成され、前記第1の開
孔部に重なる第2の開孔部を有する第2の絶縁層と、 前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トランジスタ上に
形成された導電膜と、 前記導電膜上に延在した画素電極と、 前記導電膜と前記画素電極との間に設けられた誘電体膜
と、から形成され、 前記第1の開孔部と第2の開孔部とを介して、前記薄膜
トランジスタに接続されていることを特徴とする半導体
装置。
7. A semiconductor device having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix and a storage capacitor provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, wherein the thin film transistor has an island-shaped semiconductor layer, A gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and one gate electrode provided in contact with the gate insulating film and corresponding to the island-shaped semiconductor layer; Forming a plurality of channel formation regions, a source region or a drain region, a first impurity region of one conductivity type, and a third impurity of one conductivity type formed in contact with the first impurity region. A region, which is provided so as to overlap with the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween, and one end of which is formed in contact with the third impurity region;
A second impurity region of one conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type formed with both ends in contact with a channel formation region, wherein the storage capacitor has a first impurity region on the thin film transistor. A first insulating layer having an opening, a second insulating layer having a second opening patterned on the first insulating layer and overlapping the first opening, A conductive film formed on the thin film transistor, a pixel electrode extending on the conductive film, a dielectric film provided between the conductive film and the pixel electrode, Wherein the semiconductor device is connected to the thin film transistor via the first opening and the second opening.
【請求項8】マトリクス状に配置された複数の薄膜トラ
ンジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応し
て設けられた保持容量と画素電極と、該画素電極上に形
成された配向膜とを有する半導体装置であって、 前記薄膜トランジスタは、島状半導体層と、前記島状半
導体層に接して形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート
絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体層に対応して設けら
れた一つのゲート電極と、を有し、 前記島状半導体層は、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域に接して形成された、一導電型の
第3の不純物領域と、 ゲート絶縁膜を介して、ゲート電極と重なって設けら
れ、一端が前記第3の不純物領域に接して形成された、
一導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領
域に接して形成された、一導電型の第2の不純物領域
と、を有し、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層と、 前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トランジスタ上に
形成された導電膜と、 前記導電膜上に延在した前記画素電極と、 前記導電膜と前記画素電極との間に設けられた誘電体膜
と、から形成され、 前記第1の開孔部を介して、前記薄膜トランジスタに接
続され、 前記配向膜は、前記誘電体膜と同じ材料で形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。
8. A semiconductor having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix, a storage capacitor and a pixel electrode provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, and an alignment film formed on the pixel electrode. The device, wherein the thin film transistor is provided in correspondence with the island-shaped semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and in contact with the gate insulating film, and corresponding to the island-shaped semiconductor layer. A single gate electrode, the island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and the first impurity A third impurity region of one conductivity type formed in contact with the region, a gate insulating film interposed therebetween, and a gate electrode overlapped with one end, and one end formed in contact with the third impurity region;
A second impurity region of one conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type formed with both ends in contact with a channel formation region, wherein the storage capacitor has a first impurity region on the thin film transistor. A first insulating layer having an opening, a conductive film formed over the thin film transistor via the first insulating layer, a pixel electrode extending over the conductive film, and the conductive film. And a dielectric film provided between the pixel electrode and the pixel electrode, and connected to the thin film transistor through the first opening, and the alignment film is formed of the same material as the dielectric film. A semiconductor device characterized by being performed.
【請求項9】マトリクス状に配置された複数の薄膜トラ
ンジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応し
て設けられた保持容量と画素電極と、該画素電極上に形
成された配向膜とを有する半導体装置であって、 前記薄膜トランジスタは、島状半導体層と、前記島状半
導体層に接して形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート
絶縁膜に接し、かつ前記島状半導体層に対応して設けら
れた一つのゲート電極と、を有し、 前記島状半導体層は、 複数のチャネル形成領域と、 ソース領域またはドレイン領域を形成する、一導電型の
第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域に接して形成された、一導電型の
第3の不純物領域と、 ゲート絶縁膜を介して、ゲート電極と重なって設けら
れ、一端が前記第3の不純物領域に接して形成された、
一導電型の第2の不純物領域と、両端がチャネル形成領
域に接して形成された、一導電型の第2の不純物領域
と、を有し、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層と、 前記第1の絶縁層上にパターン形成され、前記第1の開
孔部に重なる第2の開孔部を有する第2の絶縁層と、 前記第1の絶縁層を介して、前記薄膜トランジスタ上に
形成された導電膜と、 前記導電膜上に延在した前記画素電極と、 前記導電膜と前記画素電極との間に設けられた誘電体膜
と、から形成され、 前記第1の開孔部と第2の開孔部とを介して、前記薄膜
トランジスタに接続され、 前記配向膜は、前記誘電体膜と同じ材料で形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。
9. A semiconductor having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix, a storage capacitor and a pixel electrode provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, and an alignment film formed on the pixel electrode. The device, wherein the thin film transistor is provided in contact with the island-shaped semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the island-shaped semiconductor layer, and the gate insulating film, and provided in correspondence with the island-shaped semiconductor layer. A single gate electrode, the island-shaped semiconductor layer includes a plurality of channel formation regions, a first impurity region of one conductivity type forming a source region or a drain region, and the first impurity A third impurity region of one conductivity type formed in contact with the region, a gate insulating film interposed therebetween and provided over the gate electrode, and one end formed in contact with the third impurity region;
A second impurity region of one conductivity type, and a second impurity region of one conductivity type formed with both ends in contact with the channel formation region, wherein the storage capacitor has a first impurity region on the thin film transistor. A first insulating layer having an opening, a second insulating layer having a second opening patterned on the first insulating layer and overlapping the first opening, A conductive film formed on the thin film transistor via the first insulating layer; a pixel electrode extending on the conductive film; a dielectric film provided between the conductive film and the pixel electrode; , And connected to the thin film transistor via the first opening and the second opening, wherein the alignment film is formed of the same material as the dielectric film. Semiconductor device.
【請求項10】請求項1乃至請求項9のいずれか一項に
おいて、 前記半導体装置は、液晶表示装置、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。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device, an EL display device, or an image sensor.
【請求項11】請求項1乃至請求項10のいずれか一項
において、 前記半導体装置は、携帯電話、ビデオカメラ、モバイル
コンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェ
クター、携帯書籍、デジタルカメラ、カーナビゲーショ
ン、パーソナルコンピュータであることを特徴とする半
導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a video camera, a mobile computer, a head-mounted display, a projector, a mobile book, a digital camera, a car navigation, a personal computer. A semiconductor device, characterized in that:
【請求項12】絶縁表面を有する基板上に、島状半導体
層を形成する工程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 前記第1の不純物領域に接する第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、を有することを特徴
とする半導体装置の作製方法。
12. A step of forming an island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface; a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; and adding an impurity element of one conductivity type to the selected region of the island-shaped semiconductor layer. A third impurity region contacting the first impurity region; a second impurity region having one end contacting the third impurity region; a second impurity region having both ends contacting the channel forming region;
And a step of forming a gate electrode overlapping with the second impurity region with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項13】絶縁表面を有する基板上に、島状半導体
層を形成する工程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 一端が前記第1の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、を有することを特徴
とする半導体装置の作製方法。
13. A step of forming an island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface; a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; Forming a first impurity region for forming a source region or a drain region by adding to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; A second impurity region having one end in contact with the first impurity region; a second impurity region having both ends in contact with the channel formation region;
And a step of forming a gate electrode overlapping with the second impurity region with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項14】nチャネル型薄膜トランジスタで形成さ
れたマトリクス回路を有する半導体装置の作製方法にお
いて、 前記nチャネル型薄膜トランジスタは、 絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 前記第1の不純物領域に接する第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、から形成されること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
14. A method for manufacturing a semiconductor device having a matrix circuit formed of n-channel thin film transistors, wherein the n-channel thin film transistors form an island-shaped semiconductor layer on a substrate having an insulating surface; Forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; and adding a one-conductivity-type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a source region or a drain region. Forming an impurity region; adding a one-conductivity-type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a third impurity region in contact with the first impurity region; A second impurity region in contact with the impurity region of the second, a second impurity region in which both ends are in contact with the channel forming region,
And a step of forming a gate electrode overlapping the second impurity region with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項15】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で形成されたCMOS回路を
有する半導体装置の作製方法において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタは、 絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 前記第1の不純物領域に接する第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、から形成されること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
15. A method for manufacturing a semiconductor device having a CMOS circuit formed of an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein the n-channel thin film transistor has an island-shaped semiconductor layer formed on a substrate having an insulating surface. Forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; adding one conductivity type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a source region or a drain region Forming a first impurity region for forming a first impurity region; adding a first conductivity type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a third impurity region in contact with the first impurity region; A second impurity region having one end in contact with the third impurity region, a second impurity region having both ends in contact with the channel formation region,
And a step of forming a gate electrode overlapping the second impurity region with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項16】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で形成されたCMOS回路を
有する半導体装置の作製方法において、 前記nチャネル型薄膜トランジスタは、 絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 一端が前記第1の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、から形成されること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
16. A method for manufacturing a semiconductor device having a CMOS circuit formed of an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, wherein the n-channel thin film transistor has an island-shaped semiconductor layer formed on a substrate having an insulating surface. Forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; adding one conductivity type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer to form a source region or a drain region Forming a first impurity region forming a first impurity region; adding a one conductivity type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; and forming a second impurity having one end in contact with the first impurity region. A second impurity region having both ends in contact with the channel forming region;
And a step of forming a gate electrode overlapping the second impurity region with the gate insulating film interposed therebetween.
【請求項17】マトリクス状に配置された複数の薄膜ト
ランジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応
して設けられた保持容量を有する半導体装置の作製方法
において、 前記薄膜トランジスタは、 絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 前記第1の不純物領域に接する第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、から形成され、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層を形成する工程と、 前記第1の絶縁層上を介して、前記薄膜トランジスタ上
に、導電膜を形成する工程と、 前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、 前記誘電体膜を介して、前記導電膜上に画素電極を延在
させて形成する工程と、から形成されることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
17. A method for manufacturing a semiconductor device having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix and a storage capacitor provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, wherein the thin film transistor is formed on a substrate having an insulating surface. Forming an island-shaped semiconductor layer; forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region for forming a source region or a drain region; and adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer. A third impurity region in contact with the second impurity region having one end in contact with the third impurity region, a second impurity region having both ends in contact with the channel formation region,
Forming a gate electrode that overlaps the second impurity region via the gate insulating film. The storage capacitor has a first opening on the thin film transistor. Forming a first insulating layer, forming a conductive film on the thin film transistor via the first insulating layer, and forming a dielectric film on the conductive film; Forming a pixel electrode extending over the conductive film with the dielectric film interposed therebetween.
【請求項18】マトリクス状に配置された複数の薄膜ト
ランジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応
して設けられた保持容量を有する半導体装置の作製方法
において、 前記薄膜トランジスタは、 絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 前記第1の不純物領域に接する第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、から形成され、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層を形成する工程と、 前記第1の絶縁層上の一部に、前記第1の開孔部と重な
る第2の開孔部を有する第2の絶縁層を形成する工程
と、 前記第1の絶縁層上を介して、前記薄膜トランジスタ上
に、導電膜を形成する工程と、 前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、 前記誘電体膜を介して、前記導電膜上に画素電極を延在
させて形成する工程と、から形成されることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
18. A method for manufacturing a semiconductor device having a plurality of thin film transistors arranged in a matrix and a storage capacitor provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors, wherein the thin film transistors are formed on a substrate having an insulating surface. Forming an island-shaped semiconductor layer, forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer, adding one conductivity type impurity element to a selected region of the island-shaped semiconductor layer. Forming a first impurity region forming a source region or a drain region; and adding an impurity element of one conductivity type to a selected region of the island-shaped semiconductor layer. A third impurity region in contact with the second impurity region having one end in contact with the third impurity region, a second impurity region having both ends in contact with the channel formation region,
Forming a gate electrode overlapping with the second impurity region via the gate insulating film. The storage capacitor includes a first opening on the thin film transistor. Forming a first insulating layer having; and forming a second insulating layer having, on a part of the first insulating layer, a second opening overlapping with the first opening. Forming a conductive film on the thin film transistor via the first insulating layer; forming a dielectric film on the conductive film; and forming the conductive film through the dielectric film. Forming a pixel electrode on a film by extending the pixel electrode.
【請求項19】マトリクス状に配置された複数の薄膜ト
ランジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応
して設けられた保持容量と画素電極と、該画素電極上に
形成された配向膜と、を有する半導体装置の作製方法に
おいて、 前記薄膜トランジスタは、 絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 前記第1の不純物領域に接する第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、から形成され、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層を形成する工程と、 前記第1の絶縁層上を介して、前記薄膜トランジスタ上
に、導電膜を形成する工程と、 前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、 前記誘電体膜を介して、前記導電膜上に前記画素電極を
延在させて形成する工程と、から形成され、 前記配向膜は、前記誘電体膜と同じ材料で形成する、こ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
19. A semiconductor device comprising: a plurality of thin film transistors arranged in a matrix; a storage capacitor and a pixel electrode provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors; and an alignment film formed on the pixel electrode. In the method for manufacturing a semiconductor device, the thin film transistor includes: a step of forming an island-shaped semiconductor layer over a substrate having an insulating surface; a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding an impurity element of the formula (1) to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; A third impurity region in contact with the first impurity region, a second impurity region having one end in contact with the third impurity region, and a chamfer at both ends. A second impurity region in contact with the Le forming region,
Forming a gate electrode that overlaps the second impurity region via the gate insulating film. The storage capacitor has a first opening on the thin film transistor. Forming a first insulating layer, forming a conductive film on the thin film transistor via the first insulating layer, and forming a dielectric film on the conductive film; Forming the pixel electrode on the conductive film through the dielectric film, wherein the alignment film is formed of the same material as the dielectric film. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項20】マトリクス状に配置された複数の薄膜ト
ランジスタと、該複数の薄膜トランジスタの各々に対応
して設けられた保持容量と画素電極と、該画素電極上に
形成された配向膜と、を有する半導体装置の作製方法に
おいて、 前記薄膜トランジスタは、 絶縁表面を有する基板上に、島状半導体層を形成する工
程と、 前記島状半導体層に接して、ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、ソース領域またはドレイン領域を形成
する第1の不純物領域を形成する工程と、 一導電型の不純物元素を前記島状半導体層の選択された
領域に添加して、 前記第1の不純物領域に接する第3の不純物領域と、 一端が前記第3の不純物領域に接する第2の不純物領域
と、 両端がチャネル形成領域に接する第2の不純物領域と、
を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を介して、前記第2の不純物領域と重
なるゲート電極を形成する工程と、から形成され、 前記保持容量は、 前記薄膜トランジスタ上に第1の開孔部を有する第1の
絶縁層を形成する工程と、 前記第1の絶縁層上の一部に、前記第1の開孔部と重な
る第2の開孔部を有する第2の絶縁層を形成する工程
と、 前記第1の絶縁層上を介して、前記薄膜トランジスタ上
に、導電膜を形成する工程と、 前記導電膜上に誘電体膜を形成する工程と、 前記誘電体膜を介して、前記導電膜上に前記画素電極を
延在させて形成する工程と、から形成され、 前記配向膜は、前記誘電体膜と同じ材料で形成する、こ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
20. A semiconductor device comprising: a plurality of thin film transistors arranged in a matrix; a storage capacitor and a pixel electrode provided corresponding to each of the plurality of thin film transistors; and an alignment film formed on the pixel electrode. In the method for manufacturing a semiconductor device, the thin film transistor includes: a step of forming an island-shaped semiconductor layer over a substrate having an insulating surface; a step of forming a gate insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer; Forming a first impurity region forming a source region or a drain region by adding an impurity element of the formula (1) to a selected region of the island-shaped semiconductor layer; A third impurity region in contact with the first impurity region, a second impurity region having one end in contact with the third impurity region, and a chamfer at both ends. A second impurity region in contact with the Le forming region,
Forming a gate electrode that overlaps the second impurity region via the gate insulating film. The storage capacitor has a first opening on the thin film transistor. Forming a first insulating layer having; and forming a second insulating layer having, on a part of the first insulating layer, a second opening overlapping with the first opening. Forming a conductive film on the thin film transistor via the first insulating layer; forming a dielectric film on the conductive film; and forming the conductive film through the dielectric film. Forming the pixel electrode on a film by extending the pixel electrode. The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the alignment film is formed of the same material as the dielectric film.
【請求項21】請求項12乃至請求項20のいずれか一
項において、 前記半導体装置は、液晶表示装置、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。
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device, an EL display device, or an image sensor.
【請求項22】請求項12乃至請求項21のいずれか一
項において、 前記半導体装置は、携帯電話、ビデオカメラ、モバイル
コンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェ
クター、携帯書籍、デジタルカメラ、カーナビゲーショ
ン、パーソナルコンピュータであることを特徴とする半
導体装置の作製方法。
22. The semiconductor device according to claim 12, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a video camera, a mobile computer, a head mounted display, a projector, a mobile book, a digital camera, a car navigation, a personal computer. A method for manufacturing a semiconductor device.
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