JP2001085695A - 半導体装置の製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法および電気光学装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法および電気光学装置Info
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Abstract
るにあたり、少ない工程数でTFTのLDD長またはオ
フセット長のばらつきを抑えられる半導体装置並びにア
クティブマトリクス基板の製造方法、および電気光学装
置を提供する。 【解決手段】 アクティブマトリクス基板の製造方法に
おいて、ゲート電極15、25を形成するのに用いたパ
ターニング用マスク554を残して、中濃度のリンイオ
ンを導入すると、パターニング用マスク554に対して
セルフアライン的に不純物が導入される。次に、パター
ニング用マスク554を除去した状態でゲート電極1
5、25をマスクにして低濃度のリンイオンを導入する
と、ゲート電極15、25に対してセルフアライン的に
低濃度ソース・ドレイン領域111、121、211、
221が形成され、そのLDD長は、ゲート電極15、
25をパターニングしたときに起こるサイドエッチング
量と常に等しく一定である。
Description
(以下、TFTという。)を備える半導体装置の製造方
法、アクティブマトリクス基板の製造方法、およびこの
アクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置に関す
るものである。更に詳しくは、LDD構造あるいはオフ
セットゲート構造のTFTを形成するための技術に関す
るものである。
などといった電気光学装置の駆動回路内蔵型のアクティ
ブマトリクス基板、あるいは電流駆動制御型表示装置用
のアクティブマトリクス基板などでは、画素スイッチン
グ素子、あるいは駆動回路を構成するスイッチング素子
としてTFTが用いられている。また、アクティブマト
リクス基板においてTFTの耐電圧の向上あるいはオフ
リーク電流の低減を図るには、TFTをオフセットゲー
ト構造あるいはLDD構造とする技術が多用されてい
る。
ト構造のTFTは、従来、以下の方法で製造される。ま
ず、図10(A)に示す基板11の上に、図10(B)
に示すように、下地保護膜(図示せず。)、シリコン膜
1012(半導体膜)を順次、形成した後、図10
(C)に示すように、シリコン膜1012をパターニン
グし、島状のシリコン膜1012とする。次に、図10
(D)に示すように、シリコン膜1012の表面にゲー
ト絶縁膜1013を形成した後、その表面に導電膜を形
成し、それをパターニングしてゲート電極1014を形
成する。
TFTを製造する場合には、図10(E)に示すよう
に、ゲート電極1014をマスクとしてリンイオンなど
の低濃度N型(低濃度第1導電型)の不純物をシリコン
膜1012に導入する。その結果、シリコン膜1012
にはゲート電極1014に対してセルフアライン的に低
濃度N型領域1151が形成され、不純物が導入されな
かった部分はチャネル形成領域1017となる。
電極1014をやや広めに覆うレジストマスク1055
を形成した後、図10(G)に示すように、リンイオン
などの高濃度N型(高濃度第1導電型)の不純物をシリ
コン膜1012に導入する。その結果、低濃度N型領域
1151の一部は高濃度N型領域1152となる。
電極1014の表面側に層間絶縁膜1018を形成した
後、層間絶縁膜1018にコンタクトホールを形成し、
しかる後に、層間絶縁膜1018のコンタクトホールを
介して高濃度N型領域1152に電気的に接続するソー
ス電極1051およびドレイン電極1052を形成す
る。
ース・ドレイン領域1015のうち、ソース電極105
1およびドレイン電極1052が電気的に接続する部分
が高濃度N型領域1152で、ゲート電極1015の端
部にゲート絶縁膜1013を介して対峙する部分が低濃
度領域1151であるLDD構造を有することになる。
物の導入工程を省略すれば、TFT1010は、前記の
低濃度N型領域1151に相当する部分がチャネル形成
領域と不純物濃度が同一のオフセットゲート構造を有す
ることになる。
LDD構造あるいはオフセットゲート構造のTFT10
10の製造方法では、レジストマスク1055の端部と
ゲート電極1014の端部との距離がLDD長やオフセ
ット長を規定するため、レジストマスク1055の形成
位置がゲート電極1014に対してわずかにずれても、
このずれがそのままLDD長あるいはオフセット長のば
らつきを招くという問題点がある。
ット長をばらつかせることなく、TFTを製造するかに
ついて種々検討されている。しかしながら、同一の基板
上には、一般に、前記のN型のTFT1010とともに
P型のTFTも形成されることが多く、これら導電型の
異なるTFTを形成していくこと自体、かなり多くの工
程数を行う必要があるので、LDD長やオフセット長の
ばらつきを抑えることが目的であっても、製造工程をこ
れ以上、複雑化することは好ましくない。
容量素子を形成することもある。この容量素子は、一般
に、TFTのソース・ドレイン領域と同時形成された半
導体領域を一方の電極とし、TFTのゲート電極と同時
に他方の電極を形成する。そのためには、ゲート電極を
形成する前に、その下層側に位置する半導体膜に不純物
を導入しておかなければならないという制約があるの
で、このような制約がある中で製造工程を複雑化するこ
となく、LDD長やオフセット長のばらつきを抑えるこ
とはかなり困難であった。
上に形成された半導体装置の製造方法、あるいはこれら
のTFTとともに容量素子が同一基板上に形成された半
導体装置の製造方法において、TFTのLDD長やオフ
セット長のばらつきを十分に抑えることができていない
というのが現状である。
TFTを同一基板上に形成するにあたって、少ない工程
数でTFTのLDD長あるいはオフセット長のばらつき
を抑えることのでき、かつ、配線領域などにおいてパタ
ーン残による欠陥を減らすことのできる半導体装置の製
造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法、および
このアクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置を
提供することにある。
子の形成領域などにおいてパターン残による欠陥を減ら
すことのできる半導体装置の製造方法、アクティブマト
リクス基板の製造方法、およびこのアクティブマトリク
ス基板を用いた電気光学装置を提供することにある。
長あるいはオフセット長のばらつきを抑えながら、導電
型の異なるTFTおよび容量素子を少ない工程数で製造
することのできる半導体装置の製造方法、アクティブマ
トリクス基板の製造方法、およびこのアクティブマトリ
クス基板を用いた電気光学装置を提供することにある。
に、本発明では、基板上に形成した半導体膜から、LD
D構造またはオフセットゲート構造の第1導電型のTF
Tと、セルフアライン構造の第2導電型のTFTとを形
成する半導体装置の製造方法において、前記半導体膜の
表面に第1のゲート絶縁膜を形成する第1のゲート絶縁
膜形成工程と、前記第1のゲート絶縁膜の表面にゲート
電極形成用導電膜を形成した後、前記第1導電型のTF
Tの側に当該ゲート電極形成用導電膜を残す一方、前記
第2導電型のTFT側には当該ゲート電極形成用導電膜
をパターニングして前記第2導電型のTFTのゲート電
極を形成する第1のゲート電極形成工程と、前記ゲート
電極形成用導電膜および前記第2導電型のTFTのゲー
ト電極をマスクにして前記半導体膜に高濃度第2導電型
不純物を導入する高濃度第2導電型不純物導入工程と、
前記第1導電型のTFTの側に残した前記ゲート電極形
成用導電膜の表面に該ゲート電極形成用導電膜のパター
ニング用マスクを形成するとともに、該パターニング用
マスクで前記第2のTFTの側を覆った状態で前記ゲー
ト電極形成用導電膜をパターニングして前記第1導電型
のTFTのゲート電極を形成する第2のゲート電極形成
工程と、前記パターニング用マスクを残したまま高濃度
第1導電型不純物を導入する第1の高濃度第1導電型不
純物導入工程とを有することを特徴とする。
を製造するための方法であり、第1のゲート絶縁膜形成
工程で半導体膜の表面に第1のゲート絶縁膜を形成した
後、第1のゲート電極形成工程では、第1のゲート絶縁
膜の表面に形成したゲート電極形成用導電膜のうち、第
1導電型のTFTの側にはゲート電極形成用導電膜を残
す一方、第2導電型のTFTの側ではこのゲート電極形
成用導電膜をゲート電極にパターニングする。従って、
高濃度第2導電型不純物導入工程において、高濃度第2
導電型不純物を導入すると、第2導電型のTFTの側に
は、ゲート電極に対してセルフアライン的にソース・ド
レイン領域が形成される。次に、第2のゲート電極形成
工程において、第1導電型のTFTの側に残したゲート
電極形成用導電膜の表面にパターニング用マスクを形成
して第1導電型のTFTのゲート電極を形成する。この
エッチングの際には、サイドエッチングが起こるため、
ゲート電極はパターニング用マスクよりも幅方向および
長さ方向のいずれにおいても小さい。従って、第1の高
濃度第1導電型不純物導入工程において、パターニング
用マスクを残したまま高濃度第1導電型不純物を導入す
ると、パターニング用マスクに対してセルフアライン的
に不純物が導入され、ソース・ドレイン領域が形成され
る。ここで、半導体膜のうち、高濃度第1導電型不純物
が導入されない領域は、ゲート電極で覆われていた領域
よりも広い。すなわち、半導体膜のうち、ゲート電極で
覆われていた部分はそのままチャネル形成領域となり、
その両側にはソース・ドレイン領域との間に高濃度第1
導電型不純物が導入されない領域(オフセット領域)が
形成される。ここで、このオフセット領域の長さ寸法
は、ゲート電極を形成したときに起こるサイドエッチン
グ量と常に等しい。それ故、マスクの位置ずれに起因し
てオフセット長がばらつくことはない。また、高濃度第
2導電型不純物導入工程では、ゲート電極形成用導電膜
によって第1導電型のTFTへの不純物の導入を避け、
高濃度第1導電型不純物導入工程では、パターニング用
マスクによって第2導電型のTFTへの不純物の導入を
避けるなど、不純物を選択的に導入するためのマスクの
形成回数を最小限に抑えているので、少ない工程数で半
導体装置を製造することができる。また、パターン残に
よって、配線領域や容量素子の形成領域に欠陥が発生す
るのを防止することもできる。
あり、前記第2導電型はP型である。すなわち、第1導
電型がP型であり、第2導電型がN型であってもよい
が、N型のTFTの方がオフリーク電流が顕著であると
いう傾向があるので、N型のTFTについてはLDD構
造あるいはオフセット構造とし、P型のTFTについて
はセルフアライン構造とすることが好ましい。
をLDD構造とする場合には、前記第1の高濃度第1導
電型不純物導入工程を行った以降、前記パターニング用
マスクを除去し、しかる後に、前記第1導電型のTFT
のゲート電極をマスクにして前記半導体膜に低濃度第1
導電型不純物を導入する低濃度第1導電型不純物導入工
程を行えばよい。このように構成すると、第1のTFT
の側では、ゲート電極に対してセルフアライン的に低濃
度ソース・ドレイン領域が形成され、この低濃度ソース
・ドレイン領域のLDD長は、ゲート電極をパターニン
グしたときに起こるサイドエッチング量と常に等しい。
それ故、マスクの位置ずれに起因してLDD長がばらつ
くことはない。また、低濃度第1導電型不純物導入工程
において、低濃度第1導電型不純物を導入する際には、
第1のTFTのゲート電極をパターニングするのに用い
たパターニング用マスクが除去されているので、第2の
TFTの側にも低濃度第1導電型不純物が導入されるこ
とになるが、この第2のTFTの側において低濃度第1
導電型不純物が導入されるのは高濃度第2導電型不純物
が導入されている領域である。従って、低濃度第1導電
型不純物が導入されたとしても、高濃度第2導電型不純
物が導入されている領域では不純物濃度がほとんど変化
することがない。それ故、低濃度第1導電型不純物導入
工程を行う際に第2のTFTの方をマスクで覆っておく
必要がないので、その分、工程数を減らすことができ
る。
成工程では、たとえば、前記パターニング用マスクとし
て前記第1のゲート電極形成工程によって形成した前記
ゲート電極よりも広いマスクを形成する。
び第2導電型のTFTとともに、容量素子を同一の基板
上に形成する場合には、前記第1のゲート電極形成工程
を行う前に、容量素子形成用半導体領域に対して第1ま
たは第2の導電型不純物を半導体膜に導入する不純物導
入工程を行い、前記第1のゲート電極形成工程または前
記第2のゲート電極形成工程では、前記不純物導入工程
によって導電化した容量素子形成用半導体領域に前記第
1のゲート絶縁膜を介して対向する容量素子用の電極を
形成してもよい。このように構成すると、不純物導入工
程において、ゲート電極を形成する前に半導体膜に対し
て選択的に不純物を導入しておけるので、容量素子を形
成できる。
型のTFTとともに、容量素子を同一の基板上に形成す
る場合には、前記第1のゲート絶縁膜形成工程を行った
以降、前記第1のゲート電極形成工程を行う前に、容量
素子形成用半導体領域に高濃度の第1または第2の導電
型不純物を導入する高濃度不純物導入工程を行い、前記
第1のゲート電極形成工程または前記第2のゲート電極
形成工程では、前記高濃度不純物導入工程によって導電
化した容量素子形成用半導体領域に前記第1のゲート絶
縁膜を介して対向する容量素子用の電極を形成してもよ
い。このように構成すると、高濃度不純物導入工程にお
いて、ゲート電極を形成する前に半導体膜に対して選択
的に不純物を導入しておけるので、容量素子を形成でき
る。
電型のTFTとともに、容量素子を同一の基板上に形成
する場合には、前記第1のゲート絶縁膜形成工程を行っ
た以降、前記第1のゲート電極形成工程を行う前に、前
記第2導電型のTFTの側をマスクで覆うとともに、該
マスクによって少なくとも前記第1のTFTのゲート電
極の形成予定領域を前記パターニング用マスクよりも広
めに覆った状態で高濃度の第1の導電型不純物を導入す
る第2の高濃度第1導電型不純物導入工程を行い、前記
第1のゲート電極形成工程または前記第2のゲート電極
形成工程では、前記第2の高濃度第1導電型不純物導入
工程によって導電化した容量素子形成用半導体領域に前
記第1のゲート絶縁膜を介して対向する容量素子用の電
極を形成してもよい。このように構成すると、第2の高
濃度第1導電型不純物導入工程において、ゲート電極を
形成する前に半導体膜に対して選択的に不純物を導入し
ておけるので、容量素子を形成できる。この場合に、第
1のTFTの側に高濃度第1導電型不純物が導入される
としても、少なくとも第1導電型のTFTのゲート電極
の形成予定領域を広めに覆っておくので、第1導電型の
TFTを形成し終えた時点で、この第1導電型のTFT
のオフセット長あるいはLDD長は、あくまでゲート電
極を形成したときに起こるサイドエッチング量と常に等
しい。それ故、マスクの位置ずれに起因してオフセット
長やLDD長がばらつくことはない。また、第2の高濃
度第1導電型不純物導入工程において不純物を導入する
際に第1導電型のTFTの側では、ゲート電極の形成予
定領域を広めに覆うマスクで不純物の導入を避けるが、
このときのマスクの形成位置については多少の位置ずれ
があっても、第1の高濃度第1導電型不純物導入工程に
おいて、パターニング用マスクからはみ出す領域には高
濃度の第1導電型の不純物が導入される。従って、ソー
ス・ドレイン領域に不純物が導入されない隙間が形成さ
れることはない。
電型不純物導入工程では、前記第2の高濃度第1導電型
不純物導入工程よりもドーズ量が少なくて前記低濃度第
1導電型不純物導入工程よりもドーズ量が多い中濃度の
第1導電型不純物を導入してもよい。
純物導入工程では約1×1015cm -2の以上のドーズ量
で第1導電型不純物を前記半導体膜に導入し、前記低濃
度第1導電型不純物導入工程では約1×1013cm-2以
下のドーズ量で第1導電型不純物を前記半導体膜に導入
し、前記第1の高濃度第1導電型不純物導入工程では約
1×1013cm-2から約1×1015cm-2までのドーズ
量で第1導電型不純物を前記半導体膜に導入してもよ
い。
電型不純物導入工程を行った以降、前記第1のゲート電
極形成工程を行う前に、前記第1のゲート絶縁膜の表面
に第2のゲート絶縁膜を形成する第2のゲート絶縁膜形
成工程を行ってもよい。
とえば駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス基板の製
造に適用することができる。この場合、前記第1導電型
のTFTからなる画素スイッチング用TFTおよび駆動
回路用TFTと、前記第2導電型のTFTからなる駆動
回路用薄膜トランジスタとを同一基板上に形成する。ま
た、前記第2導電型のTFTからなる画素スイッチング
用TFTおよび駆動回路用TFTと、前記第1導電型の
TFTからなる駆動回路用薄膜トランジスタとを同一基
板上に形成してもよい。
対向基板との間に電気光学物質を挟持させることによ
り、電気光学装置を製造するのに用いられる。
形態を説明する。なお、以下の説明では、第1導電型を
N型とし、第2導電型をP型としてある。
形態1に係る半導体装置の断面図である。図2および図
3は、この半導体装置を製造する際の工程断面図であ
る。ここに示す半導体装置は、後述する電気光学装置
(電気光学装置)に用いる駆動回路内蔵型のアクティブ
マトリクス基板である。従って、このアクティブマトリ
クス基板上には3種類のTFTが形成されている。そこ
で、図1には、図面に向かって右側から左側に向かっ
て、LDD構造を有するN型の画素スイッチング用TF
T、LDD構造を有するN型の駆動回路用TFT、およ
びセルフアライン構造を有するP型の駆動回路用TFT
を示してある。
2に形成されているN型の画素用TFT10、N型の駆
動回路用TFT20、およびP型の駆動回路用TFT3
0は、いずれも、ソース・ドレイン領域11、12、2
1、22、31、32の間にチャネルを形成するための
チャネル形成領域13、23、33を有している。これ
らのチャネル形成領域13、23、33は、低濃度のボ
ロンイオンによってチャネルドープしてある場合には、
不純物濃度が約1×1017cm-3の低濃度P型領域など
として構成される。このようチャネルドープを行うと、
N型の駆動回路用TFT20およびP型の駆動回路用T
FT30のスレッショルド電圧を所定の値に設定でき
る。一般に、正孔の移動度は電子の移動度に比して小さ
いため、P型の駆動回路用TFTのオン電流はN型の駆
動回路用TFTのオン電流に比して著しく小さい傾向に
あるが、かかる問題点は、チャネルドープによってスレ
ッショルド電圧を調整することにより、ほぼ解消でき
る。それ故、本例のアクティブマトリクス基板2では、
相補型トランジスタ回路を構成するN型の駆動回路用T
FT20とP型の駆動回路用TFT30との間における
オン電流のバランスがよい。
用TFT20、およびP型の駆動回路用TFT30は、
チャネル形成領域13、23、33の表面側に対して、
ゲート絶縁膜14(厚さが約300オングストローム〜
約2000オングストローム、好ましくは約1000オ
ングストロームのシリコン酸化膜)を介して対峙するゲ
ート電極15、25、35を有する。
型の駆動回路用TFT20のソース・ドレイン領域はL
DD構造に構成されている。従って、ソース・ドレイン
領域11、12、21、22は、ゲート電極15、25
の端部に対してゲート絶縁膜14を介して対峙する部分
に不純物濃度が約1×1018cm-3の低濃度ソース・ド
レイン領域111、121、211、221を有してい
る。従って、これらのTFTではドレイン端における電
界強度が緩和された状態にあるので、オフリーク電流が
著しく小さい。また、LDD構造のTFTは、セルフア
ライン構造のTFTに比較して、ソース・ドレイン間の
耐電圧が高いので、チャネル長を短くすることができ
る。
0のソース・ドレイン領域31、32は、ゲート電極3
5に対してセルフアライン的に構成されている。但し、
P型のTFTは、N型のTFTと比較してオフリーク電
流が小さい傾向にあるため、LDD構造にしなくてもオ
フリーク電流や耐電圧などの問題が少ないので、本発明
では、P型の駆動回路用TFT30についてはセルフア
ライン構造にしてオン電流を確保することにより、相補
型トランジスタ回路を構成するN型の駆動回路用TFT
20とP型の駆動回路用TFT30との間におけるオン
電流のバランスを向上させてある。
の駆動回路用TFT20のソース・ドレイン領域11、
12、21、22のうち、低濃度ソース・ドレイン領域
111、121、211、221を除く領域は、不純物
濃度が約1×1020cm-3の高濃度ソース・ドレイン領
域112、122、212、222である。また、P型
の駆動回路用TFT30では、ソース・ドレイン領域3
1、32全体が不純物濃度が約1×1020cm-3の高濃
度領域である。これらの高濃度領域に対して、走査線、
データ線や画素電極などのソース・ドレイン電極16、
17、26、27、36がそれぞれ、下層側層間絶縁膜
401および上層側層間絶縁膜402のコンタクトホー
ルを介して電気的に接続している。
板2は、たとえば、以下の方法により製造できる。な
お、以下の説明において、不純物濃度はいずれも、活性
化アニール後の不純物濃度で表してある。
やガラス基板などの絶縁基板200の表面に、シリコン
酸化膜からなる下地保護膜201を形成する。次に、1
CVD法、プラズマCVD法などを用いてアモルファス
シリコン膜202を形成した後、レーザアニール法また
は急速加熱法により結晶粒を成長させてポリシリコン膜
とする。
コン膜をフォトリソグラフィ法によってパターニングし
て、画素用TFT10、N型の駆動回路用TFT20、
およびP型の駆動回路用TFT30の各形成領域に島状
のシリコン膜10a、20a、30aを残す。
プラズマCVD法、熱酸化法などにより、シリコン膜1
0a、20a、30aの表面に厚さが約300オングス
トローム〜約2000オングストロームのシリコン酸化
膜からなるゲート絶縁膜14を形成する(第1のゲート
絶縁膜形成工程)。ここで、熱酸化法を利用してゲート
絶縁膜14を形成する際には、シリコン膜10a、20
a、30a、40aの結晶化も行い、これらのシリコン
膜をポリシリコン膜とすることができる。
ば、このタイミングで約1×1012cm-2のドーズ量で
ボロンイオンを打ち込む。その結果、シリコン膜10
a、20a、30aは、不純物濃度が約1×1017cm
-3の低濃度P型のシリコン膜となる。
縁膜14の表面に、ドープドシリコン、シリサイド膜や
アルミニウム膜、クロム膜、タンタル膜などの金属膜な
どといったゲート電極形成用導電膜150を形成する。
次に、ゲート電極形成用導電膜150の表面にパターニ
ング用マスク551を形成し、この状態でパターニング
を行なって、図2(d)に示すように、駆動回路用TF
T30の側にゲート電極35を形成する(第1のゲート
電極形成工程)。この際に、N型の画素用TFT10お
よびN型の駆動回路用TFT20の側では、ゲート電極
形成用導電膜150がパターニング用マスク551で覆
われているので、ゲート電極形成用導電膜150はパタ
ーニングされることはない。
動回路用TFT30の側のゲート電極35、およびN型
の画素用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20
の側に残したゲート電極形成用導電膜150をマスクと
して、ボロンイオン(第2導電型/P型)を約1×10
15cm-2ドーズ量(高濃度)でイオン注入する(高濃度
第2導電型不純物導入工程)。その結果、不純物濃度が
1×1020cm-3の高濃度のソース・ドレイン領域3
1、32がゲート電極35に対してセルフアライン的に
形成される。ここで、ゲート電極35で覆われていた部
分がチャネル形成領域33となる。
動回路用TFT30の側を完全に覆い、かつ、N型の画
素用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20の側
のゲート電極形成領域を覆うレジストマスクからなるパ
ターニング用マスク552を形成する。次に、図3
(b)に示すように、パターニング用マスク552を介
してゲート電極形成用導電膜150をパターニングし、
N型の画素用TFT10およびN型の駆動回路用TFT
20のゲート電極15、25を形成する(第2のゲート
電極形成工程)。このパターニングの際には、パターニ
ング用マスク552で覆われているゲート電極形成用導
電膜150に横方向のエッチング(サイドエッチング)
が起こる。このため、ゲート電極15、25はパターニ
ング用マスク552よりも幅方向および長さ方向のいず
れにおいても小さい。
ゲート電極形成用導電膜150に積極的にサイドエッチ
ングを進行させるという観点からすれば、第2のゲート
電極形成工程では、ウェットエッチング、あるいはプラ
ズマエッチングなどといった等方性を有するエッチング
方法が好ましい。
たまま、リンイオン(第1導電型/N型)を1×1015
cm-2のドーズ量(高濃度)でイオン注入する(第1の
高濃度第1導電型不純物導入工程)。その結果、パター
ニング用マスク552に対してセルフアライン的に不純
物が導入され、高濃度ソース・ドレイン領域112、1
22、212、222が形成される。ここで、シリコン
膜10a、20bのうち、高濃度のリンが導入されない
領域は、ゲート電極15、25で覆われていた領域より
も広い。すなわち、シリコン膜10a、20bのうち、
ゲート電極15、25と対向する領域の両側には高濃度
ソース・ドレイン領域112、122、212、222
との間に高濃度のリンが導入されない領域が形成され
る。
ング用マスク552を除去し、この状態でリンイオンを
1×1013cm-2のドーズ量(低濃度)でイオン注入す
る(低濃度第1導電型不純物導入工程)。その結果、シ
リコン膜10a、20bにはゲート電極15、25に対
してセルフアライン的に低濃度の不純物が導入され、低
濃度ソース・ドレイン領域111、121、211、2
21が形成される。なお、ゲート電極15、25と重な
る領域にはチャネル形成領域13、23が形成される。
極15、25、35の表面側に下層側層間絶縁膜401
を形成した後、コンタクトホールを形成する。次に、ソ
ース・ドレイン電極16、17、26、27、36を形
成する。
膜402を形成した後、コンタクトホールを形成する。
次に、画素電極8を形成する。
極形成工程では、ゲート絶縁膜14の表面に形成したゲ
ート電極形成用導電膜150のうち、N型の画素用TF
T10およびN型の駆動回路用TFT20の側にはゲー
ト電極形成用導電膜150を残す一方、P型の駆動回路
用TFT30の側ではこのゲート電極形成用導電膜15
0をゲート電極35にパターニングし、この状態で、高
濃度第2導電型不純物導入工程において、高濃度のボロ
ンイオンを導入する。従って、P型の駆動回路用TFT
30の側には、ゲート電極35に対してセルフアライン
的にソース・ドレイン領域31、32が形成される。一
方、N型の画素用TFT10およびN型の駆動回路用T
FT20の側では、第2のゲート電極形成工程におい
て、パターニング用マスク552を用いてゲート電極1
5、25を形成した後、第1の高濃度第1導電型不純物
導入工程において、パターニング用マスク552を残し
たまま高濃度のリンイオンを導入すると、パターニング
用マスク552に対してセルフアライン的に不純物が導
入され、高濃度ソース・ドレイン領域112、122、
212、222が形成される。ここで、ゲート電極1
5、25を形成する際のサイドエッチングにより、ゲー
ト電極15、25と対向する部分の両側には高濃度ソー
ス・ドレイン領域112、122、212、222との
間に高濃度のリンイオンが導入されない領域が形成さ
れ、この領域の長さ寸法は、ゲート電極15、25を形
成したときに起こるサイドエッチング量と常に等しい。
それ故、パターニング用マスク552を除去した状態で
ゲート電極15、25をマスクにして低濃度のリンイオ
ンを導入すると、ゲート電極15、25に対してセルフ
アライン的に低濃度ソース・ドレイン領域111、12
1、211、221が形成され、この低濃度ソース・ド
レイン領域111、121、211、221のLDD長
は、ゲート電極15、25をパターニングしたときに起
こるサイドエッチング量と常に等しく一定である。それ
故、マスクの位置ずれに起因してLDD長がばらつくこ
とはない。
は、ゲート電極形成用導電膜150によってN型の画素
用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20の側へ
の不純物の導入を避け、高濃度第1導電型不純物導入工
程では、パターニング用マスク552によってN型の駆
動回路用TFT20への不純物の導入を避けているの
で、不純物を選択的に導入するためのマスクの形成回数
を最小限に抑えている。それ故、少ない工程数でアクテ
ィブマトリクス基板2を製造することができる。
において、低濃度のリンを導入する際には、パターニン
グ用マスク552が完全に除去されているので、P型の
駆動回路用TFT30の側にも低濃度のリンが導入され
ることになるが、このP型の駆動回路用TFT30の側
において低濃度のリンが導入されるのは高濃度のソース
・ドレイン領域31、32である。従って、低濃度のリ
ンイオンが導入されたとしても、高濃度のソース・ドレ
イン領域31、32の不純物濃度がほとんど変化するこ
とがない。それ故、低濃度第1導電型不純物導入工程を
行う際にP型の駆動回路用TFT30の側をマスクで覆
っておく必要がないので、その分、工程数を減らすこと
ができる。また、パターン残によって、配線領域に欠陥
が発生するのを防止することもできる。
省略すれば、N型の画素用TFT10およびN型の駆動
回路用TFT20は、オフセットゲート構造となる。
形態2に係る半導体装置の断面図である。図5および図
6は、この半導体装置を製造する際の工程断面図であ
る。ここに示す半導体装置も、後述する電気光学装置
(電気光学装置)に用いる駆動回路内蔵型のアクティブ
マトリクス基板である。従って、このアクティブマトリ
クス基板上には3種類のTFTが形成されている。そこ
で、図4でも、図面に向かって右側から左側に向かっ
て、LDD構造を有するN型の画素スイッチング用TF
T、LDD構造を有するN型の駆動回路用TFT、およ
びセルフアライン構造を有するP型の駆動回路用TFT
を示してある。
クス基板2に形成されているN型の画素用TFT10、
N型の駆動回路用TFT20、およびP型の駆動回路用
TFT30も、ソース・ドレイン領域11、12、2
1、22、31、32の間にチャネルを形成するための
チャネル形成領域13、23、33を有している。
用TFT20、およびP型の駆動回路用TFT30は、
チャネル形成領域13、23、33の表面側に対して、
ゲート絶縁膜14(厚さが約300オングストローム〜
約2000オングストローム、好ましくは約1000オ
ングストロームのシリコン酸化膜)を介して対峙するゲ
ート電極15、25、35を有する。
層側に位置する第1のゲート絶縁膜141と、その上層
側に位置する第2のゲート絶縁膜142とからなる。
型の駆動回路用TFT20のソース・ドレイン領域はL
DD構造に構成されている。すなわち、ソース・ドレイ
ン領域11、12、21、22は、ゲート電極15、2
5の端部に対してゲート絶縁膜14、24を介して対峙
する部分に不純物濃度が約1×1018cm-3の低濃度ソ
ース・ドレイン領域111、121、211、221を
有している。従って、これらのTFTではドレイン端に
おける電界強度が緩和された状態にあるので、オフリー
ク電流が著しく小さい。また、LDD構造のTFTは、
セルフアライン構造のTFTに比較して、ソース・ドレ
イン間の耐電圧が高いので、チャネル長を短くすること
ができる。
およびN型の駆動回路用TFT20のソース・ドレイン
領域11、12、21、22には、低濃度ソース・ドレ
イン領域111、121、211、221と所定の距離
だけ隔てた位置に、不純物濃度が約1×1020cm-3の
高濃度ソース・ドレイン領域112、122、212、
222が形成され、これらの高濃度ソース・ドレイン領
域112、122、212、222に対して、走査線、
データ線や画素電極などのソース・ドレイン電極16、
17、26、27がそれぞれ、下層側層間絶縁膜401
および上層側層間絶縁膜402のコンタクトホールを介
して電気的に接続している。
2、122、212、222と低濃度ソース・ドレイン
領域111、121、211、221との間には、不純
物濃度が約1×1019cm-3の中濃度ソース・ドレイン
領域113、123、213、223が形成されてい
る。
0のソース・ドレイン領域31、32は、ゲート電極3
5に対してセルフアライン的に構成されている。すなわ
ち、P型のTFTは、N型のTFTと比較してオフリー
ク電流が小さい傾向にあるため、LDD構造にしなくて
もオフリーク電流や耐電圧などの問題が少ないので、本
発明では、P型の駆動回路用TFT30についてはセル
フアライン構造にして大きなオン電流を確保してある。
P型の駆動回路用TFT30では、ソース・ドレイン領
域31、32全体が不純物濃度が約1×1020cm-3の
高濃度領域であり、これらの高濃度領域に対して、ソー
ス・ドレイン電極27、36がそれぞれ、下層側層間絶
縁膜401および上層側層間絶縁膜402のコンタクト
ホールを介して電気的に接続している。
基板2上には保持容量40(容量素子)が形成されてい
る。この保持容量40では、N型の画素用TFT10の
高濃度ドレイン領域112から延びた半導体領域が第1
の電極41とされ、この第1の電極41には、第1のゲ
ート絶縁膜141と第2のゲート絶縁膜142との二層
構造を備えるゲート絶縁膜14と同時形成された誘電体
膜43が積層されている。この誘電体膜43の上層に
は、ゲート電極15と同時形成された第2の電極42が
形成され、この第2の電極42は第1の電極41と対向
している。
板2は、たとえば、以下の方法により製造できる。な
お、以下の説明において、不純物濃度はいずれも、活性
化アニール後の不純物濃度で表してある。
やガラス基板などの絶縁基板200の表面に、シリコン
酸化膜からなる下地保護膜201を形成する。次に、1
CVD法、プラズマCVD法などを用いてアモルファス
シリコン膜202を形成した後、レーザアニール法また
は急速加熱法により結晶粒を成長させてポリシリコン膜
とする。
コン膜をフォトリソグラフィ法によってパターニングし
て、画素用TFT10、保持容量40、N型の駆動回路
用TFT20、およびP型の駆動回路用TFT30の各
形成領域にシリコン膜10a、20a、30aを残す
(シリコン膜形成工程)。
プラズマCVD法、熱酸化法などにより、シリコン膜1
0a、20a、30aの表面に厚さが約150オングス
トローム〜約1000オングストロームのシリコン酸化
膜からなる第1のゲート絶縁膜141を形成する(第1
のゲート絶縁膜形成工程)。ここで、熱酸化法を利用し
てゲート絶縁膜14、24、34を形成する際には、シ
リコン膜10a、20a、30a、40aの結晶化も行
い、これらのシリコン膜をポリシリコン膜とすることが
できる。
動回路用TFT30の側をレジストマスク555で覆う
とともに、このレジストマスク555によって、N型の
画素用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20の
ゲート電極15、25の形成予定領域を、後述するパタ
ーニング用マスク552よりも広めに覆うように形成す
る。次に、この状態で、リンイオン(第1導電型/N
型)を1×1015cm-2のドーズ量(高濃度)で導入す
る(第2の高濃度第1導電型不純物導入工程)。その結
果、N型の画素用TFT10およびN型の駆動回路用T
FT20の側には、不純物濃度が約1×1020cm-3の
高濃度ソース・ドレイン領域112、122、212、
222が形成される。また、保持容量40の側には、不
純物濃度が約1×1020cm-3のシリコン膜からなる第
1の電極41が形成される。
マスク555を除去した後、TEOS−CVD法、1C
VD法、プラズマCVD法、熱酸化法などにより、シリ
コン膜10a、20a、30aの表面に厚さが約150
オングストローム〜約1000オングストロームのシリ
コン酸化膜からなる第2のゲート絶縁膜142を形成す
る(第2のゲート絶縁膜形成工程)。
ート絶縁膜142の表面に、ドープドシリコン、シリサ
イド膜やアルミニウム膜、クロム膜、タンタル膜などの
金属膜などといったゲート電極形成用導電膜150を形
成する。次に、ゲート電極形成用導電膜150の表面に
パターニング用マスク551を形成し、この状態でパタ
ーニングを行なって、図6(b)に示すように、P型の
駆動回路用TFT30の側にゲート電極35を形成する
(第1のゲート電極形成工程)。この際に、N型の画素
用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20の側で
は、ゲート電極形成用導電膜150がパターニング用マ
スク551で覆われているので、ゲート電極形成用導電
膜150はパターニングされることはない。
ゲート電極35、およびN型の画素用TFT10および
N型の駆動回路用TFT20の側に残したゲート電極形
成用導電膜150をマスクとして、ボロンイオン(第2
導電型/P型)を約1×10 15cm-2ドーズ量(高濃
度)でイオン注入する(高濃度第2導電型不純物導入工
程)。その結果、不純物濃度が1×1020cm-3の高濃
度のソース・ドレイン領域31、32がゲート電極35
に対してセルフアライン的に形成される。ここで、ゲー
ト電極35で覆われていた部分がチャネル形成領域33
となる。
動回路用TFT30の側を完全に覆い、かつ、N型の画
素用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20の側
のゲート電極形成領域とともに、保持容量40の側を覆
うレジストマスクからなるパターニング用マスク554
を形成する。次に、図6(d)に示すように、パターニ
ング用マスク554を介してゲート電極形成用導電膜1
50をパターニングし、N型の画素用TFT10および
N型の駆動回路用TFT20のゲート電極15、25、
および保持容量40の第2の電極42を形成する(第2
のゲート電極形成工程)。このパターニングの際には、
パターニング用マスク552で覆われているゲート電極
形成用導電膜150に横方向のエッチング(サイドエッ
チング)が起こる。このため、ゲート電極15、25は
パターニング用マスク552よりも幅方向および長さ方
向のいずれにおいても小さい。
ゲート電極形成用導電膜150に積極的にサイドエッチ
ングを進行させるという観点からすれば、第2のゲート
電極形成工程では、ウェットエッチング、あるいはプラ
ズマエッチングなどといった等方性を有するエッチング
方法が好ましい。
たまま、リンイオン(第1導電型/N型)を1×1014
cm-2のドーズ量(中濃度)でイオン注入する(第1の
高濃度第1導電型不純物導入工程)。ここでは、高濃度
ソース・ドレイン領域111、121、211、221
を形成したときよりも少ない中濃度のリンイオンを導入
する。その結果、パターニング用マスク554に対して
セルフアライン的に不純物が導入され、中濃度ソース・
ドレイン領域113、123、213、223が形成さ
れる。なお、この工程では、中濃度に代えて高濃度のリ
ンイオンを導入してもよい。
ち、高濃度あるいは中濃度のリンが導入されない領域
は、ゲート電極15、25で覆われていた領域よりも広
い。すなわち、シリコン膜10a、20bのうち、ゲー
ト電極15、25と対向する領域の両側には中濃度ソー
ス・ドレイン領域113、123、213、223との
間にリンが導入されない領域が形成される。
ング用マスク554を除去し、この状態でリンイオンを
1×1013cm-2のドーズ量(低濃度)でイオン注入す
る(低濃度第1導電型不純物導入工程)。その結果、シ
リコン膜10a、20bにはゲート電極15、25に対
してセルフアライン的に低濃度の不純物が導入され、低
濃度ソース・ドレイン領域111、121、211、2
21が形成される。なお、ゲート電極15、25と重な
る領域にはチャネル形成領域13、23が形成される。
極15、25、35の表面側に下層側層間絶縁膜401
を形成した後、コンタクトホールを形成する。次に、ソ
ース・ドレイン電極16、17、26、27、36を形
成する。
膜402を形成した後、コンタクトホールを形成する。
次に、画素電極8を形成する。
極形成工程では、ゲート絶縁膜14、24、34の表面
に形成したゲート電極形成用導電膜150のうち、N型
の画素用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20
の側にはゲート電極形成用導電膜150を残す一方、P
型の駆動回路用TFT30の側ではこのゲート電極形成
用導電膜150をゲート電極35にパターニングし、こ
の状態で、高濃度第2導電型不純物導入工程において、
高濃度のボロンイオンを導入する。従って、P型の駆動
回路用TFT30の側には、ゲート電極35に対してセ
ルフアライン的にソース・ドレイン領域31、32が形
成される。一方、N型の画素用TFT10およびN型の
駆動回路用TFT20の側では、第2のゲート電極形成
工程において、パターニング用マスク554を用いてゲ
ート電極15、25を形成した後、第1の高濃度第1導
電型不純物導入工程において、パターニング用マスク5
52を残したまま中濃度のリンイオンを導入すると、パ
ターニング用マスク552に対してセルフアライン的に
不純物が導入され、中濃度ソース・ドレイン領域11
3、123、213、223が形成される。ここで、ゲ
ート電極15、25を形成する際のサイドエッチングに
より、ゲート電極15、25と対向する部分の両側には
高濃度ソース・ドレイン領域112、122、212、
222との間に高濃度のリンイオンが導入されない領域
が形成され、この領域の長さ寸法は、ゲート電極15、
25を形成したときに起こるサイドエッチング量と常に
等しい。それ故、パターニング用マスク552を除去し
た状態でゲート電極15、25をマスクにして低濃度の
リンイオンを導入すると、ゲート電極15、25に対し
てセルフアライン的に低濃度ソース・ドレイン領域11
1、121、211、221が形成され、この低濃度ソ
ース・ドレイン領域111、121、211、221の
LDD長は、ゲート電極15、25をパターニングした
ときに起こるサイドエッチング量と常に等しく一定であ
る。それ故、マスクの位置ずれに起因してLDD長がば
らつくことはない。
する前に、第2の高濃度第1導電型不純物導入工程にお
いて不純物の導入を行うので、保持容量40の第1の電
極41を形成することができる。この際に、N型の画素
用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20の側で
は、ゲート電極15、25の形成予定領域を広めに覆う
レジストマスク555で不純物の導入を避けるが、この
ときのレジストマスク555の形成位置については多少
の位置ずれがあっても、第1の高濃度第1導電型不純物
導入工程において、パターニング用マスク554からは
み出す領域には中濃度のリンイオンが導入される。従っ
て、ソース・ドレイン領域11、12、21、22に不
純物が導入されない隙間が形成されることはない。
では、ゲート電極形成用導電膜150によってN型の画
素用TFT10およびN型の駆動回路用TFT20の側
への不純物の導入を避け、高濃度第1導電型不純物導入
工程では、パターニング用マスク554によってP型の
駆動回路用TFT30への不純物の導入を避けているの
で、不純物を選択的に導入するためのマスクの形成回数
を最小限に抑えている。それ故、少ない工程数でアクテ
ィブマトリクス基板2を製造することができる。また、
パターン残によって、配線領域や保持容量40の形成領
域に欠陥が発生するのを防止することもできる。
工程において、低濃度のリンを導入する際には、パター
ニング用マスク552が完全に除去されているので、P
型の駆動回路用TFT30の側にも低濃度のリンが導入
されることになるが、このP型の駆動回路用TFT30
の側において低濃度のリンが導入されるのは高濃度のソ
ース・ドレイン領域31、32である。従って、低濃度
のリンイオンが導入されたとしても、高濃度のソース・
ドレイン領域31、32の不純物濃度がほとんど変化す
ることがない。それ故、低濃度第1導電型不純物導入工
程を行う際にP型の駆動回路用TFT30の側をマスク
で覆っておく必要がないので、その分、工程数を減らす
ことができる。
省略すれば、N型の画素用TFT10およびN型の駆動
回路用TFT20は、オフセットゲート構造となる。ま
た、保持容量40の第2の電極42については第1のゲ
ート電極形成工程でパターニング形成してもよい。
は、画素用TFTをN型のTFTで形成したが、画素用
TFTをP型のTFTとしてもよい。
のTFT30とともに、保持容量40を同一の基板上に
形成する場合には、第1のゲート電極形成工程を行う前
に、容量素子形成用半導体領域に対してP型の不純物を
半導体膜に導入する不純物導入工程を行い、第1のゲー
ト電極形成工程または第2のゲート電極形成工程では、
この不純物導入工程によって導電化した容量素子形成用
半導体領域に第1のゲート絶縁膜14を介して対向する
容量素子用の第2の電極42を形成してもよい。
型のTFT30とともに、保持容量40を同一の基板上
に形成する場合には、第1のゲート絶縁膜形成工程を行
った以降、第1のゲート電極形成工程を行う前に、容量
素子形成用半導体領域に高濃度のP型の導電型不純物を
導入する高濃度不純物導入工程を行い、第1のゲート電
極形成工程または第2のゲート電極形成工程では、この
高濃度不純物導入工程によって導電化した容量素子形成
用半導体領域に第1のゲート絶縁膜14を介して対向す
る容量素子用の第2の電極42を形成してもよい。この
ように構成すると、ゲート電極を形成する前に半導体膜
に対して選択的に不純物を導入しておけるので、この半
導体領域と、第1のゲート電極形成工程または前記第2
のゲート電極形成工程で形成した容量素子用の第2の電
極42とを用いて保持容量40を形成できる。
N型とし、第2導電型をP型としたが、第1導電型をP
型とし、第2導電型をN型とすれば、画素用TFTをP
型のTFTで形成でき、かつ、P型領域を利用して容量
素子を形成することができる。
図7は、電気光学装置の構成を模式的に示すブロック図
である。図7に示すように、電気光学装置用のアクティ
ブマトリクス基板2上には、データ線90および走査線
91が形成されている。走査線91には各画素において
画素電極に接続する画素用TFT10のゲートが接続
し、データ線90には画素用TFT10のソースが接続
している。各画素には画素用TFT10を介して画像信
号が入力される液晶セル94が存在する。データ線90
に対しては、シフトレジスタ84、レベルシフタ85、
ビデオライン87、アナログスイッチ86を備えるデー
タ線駆動回路60がアクティブマトリクス基板2上に形
成されている。走査線91に対しては、シフトレジスタ
88およびレベルシフタ89を備える走査線駆動回路7
0がアクティブマトリクス基板2上に形成されている。
タ線駆動回路60は、図1あるいは図4を参照して説明
したN型の駆動回路用TFT20およびP型の駆動回路
用TFT30によって構成される。
に、容量線98(第2の電極42)との間に保持容量4
0(容量素子)が形成される場合があり、この保持容量
40は、液晶セル94での電荷の保持特性を高める機能
を有している。なお、保持容量40は前段の走査線91
との間に形成されることもある。
のように構成したアクティブマトリクス基板2は、図8
および図9に示すようにして電気光学装置を構成する。
の平面図およびそのH−H′線における断面図である。
前記のアクティブマトリクス基板2と、石英基板や高耐
熱ガラス基板などの透明な絶縁基板300に対向電極7
1およびマトリクス状の遮光膜301が形成された対向
基板3と、これらの基板間に封入、挟持されている液晶
6とから概略構成されている。アクティブマトリクス基
板2と対向基板3とはギャップ材含有のシール材を用い
たシール層80によって所定の間隙を介して貼り合わさ
れ、これらの基板間に液晶6が封入されている。シール
層80には、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂など
を用いることができる。また、ギャップ材としては、約
2μm〜約10μmの無機あるいは有機質のファイバ若
しくは球を用いることができる。対向基板3はアクティ
ブマトリクス基板2よりも小さく、アクティブマトリク
ス基板2の周辺部分は、対向基板3の外周縁よりはみ出
た状態に貼り合わされる。従って、アクティブマトリク
ス基板2の走査線駆動回路60およびデータ線駆動回路
70は、対向基板3の外側に位置している。また、アク
ティブマトリクス基板2の入出力端子81も対向基板3
の外側に位置しているので、入出力端子81にはフレキ
シブルプリント配線基板9を配線接続することができ
る。ここで、シール層80は部分的に途切れているの
で、この途切れ部分によって、液晶注入口83が構成さ
れている。このため、対向基板3とアクティブマトリク
ス基板2とを貼り合わせた後、シール層80の内側領域
を減圧状態にすれば、液晶注入口83から液晶6を減圧
注入でき、液晶6を封入した後、液晶注入口83を封止
剤82で塞げばよい。なお、対向基板3には、シール層
80の内側に表示領域を見切りするための遮光膜88も
形成されている。
のTFTのゲート電極を形成した後のパターニング用マ
スクを残したまま高濃度第1導電型不純物を導入するの
で、パターニング用マスクに対してセルフアライン的に
不純物が導入されるので、高濃度第1導電型不純物が導
入されない領域は、パターニング用マスクを除去した後
に、低濃度第1導電型不純物を導入すると、第1のTF
Tの側では、ゲート電極に対してセルフアライン的に低
濃度ソース・ドレイン領域が形成され、この低濃度ソー
ス・ドレイン領域のLDD長は、ゲート電極をパターニ
ングしたときに起こるサイドエッチング量と常に等し
い。それ故、マスクの位置ずれに起因してLDD長がば
らつくことはない。また、不純物を選択的に導入するた
めのマスクの形成を必要最小限に止めたので、製造工程
数が少なくて済む。
リクス基板の断面図である。
トリクス基板の製造方法を示す工程断面図である。
トリクス基板の製造方法において、図2に示す工程に続
いて行う各工程を示す工程断面図である。
リクス基板の断面図である。
トリクス基板の製造方法を示す工程断面図である。
トリクス基板の製造方法において、図5に示す工程に続
いて行う各工程を示す工程断面図である。
ブマトリクス基板の構成を示すブロック図である。
気光学装置の平面図である。
る断面図である。
ト構造のTFTの製造方法を示す工程断面図である。
ン領域 13、23、33 チャネル形成領域 14 ゲート絶縁膜 15、25、35 ゲート電極 16、17、26、27、36 ソース・ドレイン電極 20 N型の駆動回路用TFT 30 P型の駆動回路用TFT 40 保持容量(容量素子) 41 第1の電極 42 第2の電極 43 誘電体膜 111、121、211、221 低濃度ソース・ドレ
イン領域 113、123、213、223 中濃度ソース・ドレ
イン領域 141 第1のゲート絶縁膜 142 第2のゲート絶縁膜 150 ゲート電極形成用導電膜 200 絶縁基板 201 下地保護膜 202 アモルファスシリコン膜 401 下層側層間絶縁膜 402 上層側層間絶縁膜 551、552、554 パターニング用マスク 555 レジストマスク
Claims (12)
- 【請求項1】 基板上に第1導電型の薄膜トランジスタ
と第2導電型の薄膜トランジスタとを形成する半導体装
置の製造方法において、 前記薄膜トランジスタを構成する半導体膜の表面に第1
のゲート絶縁膜を形成する第1のゲート絶縁膜形成工程
と、 前記第1のゲート絶縁膜の表面にゲート電極形成用導電
膜を形成した後、前記第1導電型の薄膜トランジスタの
側に当該ゲート電極形成用導電膜を残す一方、前記第2
導電型の薄膜トランジスタ側には当該ゲート電極形成用
導電膜をパターニングして前記第2導電型の薄膜トラン
ジスタのゲート電極を形成する第1のゲート電極形成工
程と、 前記ゲート電極形成用導電膜および前記第2導電型の薄
膜トランジスタのゲート電極をマスクにして前記半導体
膜に高濃度第2導電型不純物を導入する高濃度第2導電
型不純物導入工程と、 前記第1導電型の薄膜トランジスタの側に残した前記ゲ
ート電極形成用導電膜の表面に該ゲート電極形成用導電
膜のパターニング用マスクを形成するとともに、該パタ
ーニング用マスクで前記第2の薄膜トランジスタの側を
覆った状態で前記ゲート電極形成用導電膜をパターニン
グして前記第1導電型の薄膜トランジスタのゲート電極
を形成する第2のゲート電極形成工程と、 前記パターニング用マスクを残したまま高濃度第1導電
型不純物を導入する第1の高濃度第1導電型不純物導入
工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項2】 請求項1において、前記第1導電型の薄
膜トランジスタはN型の薄膜トランジスタであり、前記
第2導電型の薄膜トランジスタはP型の薄膜トランジス
タであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1または2において、前記第1の
高濃度第1導電型不純物導入工程を行った以降、前記パ
ターニング用マスクを除去し、しかる後に、前記第1導
電型の薄膜トランジスタのゲート電極をマスクにして前
記半導体膜に低濃度第1導電型不純物を導入する低濃度
第1導電型不純物導入工程を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記第2のゲート電極形成工程では、前記パターニング
用マスクとして前記第1のゲート電極形成工程によって
形成した前記ゲート電極よりも広いマスクを形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記第1のゲート電極形成工程を行う前に、容量素子形
成用半導体領域に対して第1または第2の導電型不純物
を半導体膜に導入する不純物導入工程を行い、 前記第1のゲート電極形成工程または前記第2のゲート
電極形成工程では、前記不純物導入工程によって導電化
した容量素子形成用半導体領域に前記第1のゲート絶縁
膜を介して対向する容量素子用の電極を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記第1のゲート絶縁膜形成工程を行った以降、前記第
1のゲート電極形成工程を行う前に、容量素子形成用半
導体領域に高濃度の第1または第2の導電型不純物を導
入する高濃度不純物導入工程を行い、 前記第1のゲート電極形成工程または前記第2のゲート
電極形成工程では、前記高濃度不純物導入工程によって
導電化した容量素子形成用半導体領域に前記第1のゲー
ト絶縁膜を介して対向する容量素子用の電極を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記第1のゲート絶縁膜形成工程を行った以降、前記第
1のゲート電極形成工程を行う前に、前記第2導電型の
薄膜トランジスタの側をマスクで覆うとともに、該マス
クによって少なくとも前記第1の薄膜トランジスタのゲ
ート電極の形成予定領域を前記パターニング用マスクよ
りも広めに覆った状態で高濃度の第1の導電型不純物を
導入する第2の高濃度第1導電型不純物導入工程を行
い、 前記第1のゲート電極形成工程または前記第2のゲート
電極形成工程では、前記第2の高濃度第1導電型不純物
導入工程によって導電化した容量素子形成用半導体領域
に前記第1のゲート絶縁膜を介して対向する容量素子用
の電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項8】 請求項7において、前記第1の高濃度第
1導電型不純物導入工程では、前記第2の高濃度第1導
電型不純物導入工程よりもドーズ量が少なくて前記低濃
度第1導電型不純物導入工程よりもドーズ量が多い中濃
度の第1導電型不純物を導入することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項9】 請求項8において、前記第2の高濃度第
1導電型不純物導入工程では約1×1015cm-2の以上
のドーズ量で第1導電型不純物を前記半導体膜に導入
し、前記低濃度第1導電型不純物導入工程では約1×1
013cm-2以下のドーズ量で第1導電型不純物を前記半
導体膜に導入し、前記第1の高濃度第1導電型不純物導
入工程では約1×1013cm-2から約1×1015cm-2
までのドーズ量で第1導電型不純物を前記半導体膜に導
入することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 請求項6ないし9のいずれかにおい
て、前記第2の高濃度第1導電型不純物導入工程を行っ
た以降、前記第1のゲート電極形成工程を行う前に、前
記第1のゲート絶縁膜の表面に第2のゲート絶縁膜を形
成する第2のゲート絶縁膜形成工程を行うことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項11】 請求項1ないし10のいずれかに規定
する半導体装置の製造方法を用いて、前記第1導電型の
薄膜トランジスタからなる画素スイッチング用薄膜トラ
ンジスタおよび駆動回路用薄膜トランジスタと、前記第
2導電型の薄膜トランジスタからなる駆動回路用薄膜ト
ランジスタとを同一基板上に形成することを特徴とする
アクティブマトリクス基板の製造方法。 - 【請求項12】 請求項11に規定する製造方法で製造
したアクティブマトリクス基板と対向基板との間に電気
光学物質を挟持することを特徴とする電気光学装置。
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