JP2001094113A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
(以下、TFTという)及び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に関する。半導体装置とし
て例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置お
よびその様な電気光学装置を部品として搭載した電子機
器の構成に関する。なお、本明細書中において半導体装
置とは、半導体特性を利用することで機能する装置全般
を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器も半
導体装置である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and a semiconductor device having a circuit composed of the thin film transistor. For example, the present invention relates to a configuration of an electro-optical device typified by a liquid crystal display panel as a semiconductor device and an electronic device equipped with such an electro-optical device as a component. Note that in this specification, a semiconductor device generally means a device that functions by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are also semiconductor devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、結晶性シリコン膜を利用したTF
Tで回路を構成したアクティブマトリクス型液晶表示装
置が注目されている。これはマトリクス状に配置された
複数の画素によって液晶にかかる電界をマトリクス状に
制御し、高精細な画像表示を実現するものである。2. Description of the Related Art Recently, a TF using a crystalline silicon film has been developed.
An active matrix type liquid crystal display device in which a circuit is configured with T has attracted attention. This is to realize a high-definition image display by controlling the electric field applied to the liquid crystal in a matrix by a plurality of pixels arranged in a matrix.
【0003】この様なアクティブマトリクス型液晶表示
装置は、解像度がXGA、SXGAというように高精細になる
に従い、画素数だけでも100万個を超えるようにな
る。そしてその全てを駆動するためのドライバ回路は非
常に複雑かつ多くのTFTによって形成される。In such an active matrix type liquid crystal display device, as the resolution becomes higher, such as XGA or SXGA, the number of pixels alone exceeds one million. A driver circuit for driving all of them is very complicated and formed by many TFTs.
【0004】実際の液晶表示装置(液晶パネルともい
う)に要求される仕様は厳しく、全ての画素が正常に動
作するためには画素、ドライバともに高い信頼性が確保
されなければならない。特に、ドライバ回路で異常が発
生すると一列(または一行)の画素が全滅するといった
線欠陥と呼ばれる不良となる。The specifications required for an actual liquid crystal display device (also referred to as a liquid crystal panel) are strict, and high reliability is required for both pixels and drivers in order for all pixels to operate normally. In particular, when an abnormality occurs in the driver circuit, a defect called a line defect occurs in which pixels in one column (or one row) are completely annihilated.
【0005】ところが、結晶性シリコン膜を利用したT
FTは信頼性の面でまだまだLSIなどに用いられるM
OSFET(単結晶半導体基板上に形成されたトランジ
スタ)に及ばないとされている。そして、この弱点が克
服されない限り、TFTでLSI回路を形成することは
困難であるとの見方が強まっている。[0005] However, T using a crystalline silicon film.
FT is an M which is still used in LSIs etc. in terms of reliability.
It is said to be inferior to OSFETs (transistors formed on a single crystal semiconductor substrate). Unless this weakness is overcome, it is becoming increasingly difficult to form an LSI circuit using TFTs.
【0006】TFTの信頼性を向上させる構造として、
GOLD(Gate Overlapped Light-doped Drain)やL
ATID(Large-Tilt-Angle Implanted Drain)などが
知られている。これらの構造の特徴はLDD領域とゲー
ト電極とがオーバーラップしている点であり、こうする
ことでLDD領域の不純物濃度を低減することが可能と
なり、電界の緩和効果が大きくなってホットキャリア耐
性が高まる。As a structure for improving the reliability of a TFT,
GOLD (Gate Overlapped Light-doped Drain) and L
ATID (Large-Tilt-Angle Implanted Drain) and the like are known. The feature of these structures is that the LDD region and the gate electrode overlap. This makes it possible to reduce the impurity concentration in the LDD region, thereby increasing the effect of relaxing the electric field and increasing the hot carrier resistance. Increase.
【0007】例えば、「M.Hatano,H.Akimoto,and T.Sak
ai,IEDM97 TECHNICAL DIGEST,p523-526,1997」ではシリ
コンで形成したサイドウォールを用いてGOLD構造の
TFTを実現している。For example, "M. Hatano, H. Akimoto, and T. Sak
ai, IEDM97 TECHNICAL DIGEST, p523-526, 1997 ”, a TFT having a GOLD structure is realized by using a sidewall formed of silicon.
【0008】しかしながら、同論文に開示されたGOL
D構造では通常のLDD構造に比べてオフ電流(TFT
がオフ状態にある時に流れる電流)が大きくなってしま
うという問題があり、そのための対策が必要であった。However, the GOL disclosed in the same paper
The off current (TFT) in the D structure is lower than that in the normal LDD structure.
However, there is a problem that the current flowing when the transistor is in the off state increases, and a countermeasure for that problem is required.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明はGOLD構造
TFTの欠点を解消し、オフ電流を減少させ、かつホッ
トキャリア耐性の高いTFTを提供することを課題とす
る。そして、そのようなTFTで回路を形成した半導体
回路を有する信頼性の高い半導体装置を実現することを
課題とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the drawbacks of the GOLD structure TFT, to provide a TFT with reduced off-current and high hot carrier resistance. It is another object of the present invention to realize a highly reliable semiconductor device including a semiconductor circuit in which a circuit is formed using such a TFT.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明に係る薄膜トランジスタは、チャネルが
形成される半導体層にソース領域またはドレイン領域と
して機能するn型又はp型の第1の不純物領域のほか
に、チャネルと第1の不純物領域の間に2種類の第1の
不純物領域と同じ導電型を示す不純物領域(第2、第3
の不純物領域)を有する。これら第2、第3の不純物領
域はその導電型を決める不純物濃度が第1の不純物領域
よりも低く、高抵抗領域として機能する。In order to solve the above-mentioned problems, a thin film transistor according to the present invention comprises an n-type or p-type first thin film which functions as a source region or a drain region in a semiconductor layer where a channel is formed. In addition to the impurity regions, impurity regions (second and third regions) having the same conductivity type as the two types of first impurity regions are provided between the channel and the first impurity region.
Impurity region). These second and third impurity regions have lower impurity concentrations that determine the conductivity type than the first impurity region, and function as high-resistance regions.
【0011】第2の不純物領域はゲート絶縁膜を介して
ゲート電極と重なった低濃度不純物領域であり、ホット
キャリア耐性を高める作用を有する。他方、第3の不純
物領域はゲート電極と重ならない低濃度不純物領域であ
り、オフ電流の増加を防ぐ作用を有する。The second impurity region is a low-concentration impurity region overlapping with the gate electrode via the gate insulating film, and has a function of improving hot carrier resistance. On the other hand, the third impurity region is a low-concentration impurity region that does not overlap with the gate electrode, and has a function of preventing an increase in off-state current.
【0012】なお、ゲート電極とはゲート絶縁膜を挟ん
で半導体層と交差している電極であって、半導体層に電
界を印可して空乏層を形成するための電極である。ゲー
ト配線においては、ゲート絶縁膜を挟んで半導体層と交
差している部分がゲート電極である。Note that the gate electrode is an electrode that intersects the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween, and is an electrode for applying an electric field to the semiconductor layer to form a depletion layer. In the gate wiring, a portion intersecting the semiconductor layer with the gate insulating film interposed therebetween is a gate electrode.
【0013】更に、本発明において、ゲート電極は、ゲ
ート電極周囲は中央の平坦部から外側に向かって、その
膜厚が線形に減少する。第2の不純物領域にはゲート電
極のテーパー部を通って、導電型を付与する不純物が添
加されるため、その濃度勾配はゲート電極側面の傾斜
(膜厚の変化)を反映することとなる。すなわち、第2
の不純物領域へ添加される不純物濃度はチャネル形成領
域から第1の領域に向かって増加することとなる。Further, in the present invention, the thickness of the gate electrode linearly decreases from the central flat portion toward the outside around the gate electrode. Since the impurity imparting the conductivity type is added to the second impurity region through the tapered portion of the gate electrode, the concentration gradient reflects the inclination of the side surface of the gate electrode (change in film thickness). That is, the second
The impurity concentration added to the impurity region increases from the channel formation region toward the first region.
【0014】本発明において、他のゲート電極の構成に
おいては、ゲート絶縁膜に接する第1のゲート電極と、
第1のゲート電極上に形成された第2のゲート電極が積
層されている。この構成において、第1のゲート電極が
側面かゲート絶縁膜となす角度は3度以上60度以下の
範囲の値であるテーパー状となっている。他方、第2の
ゲート電極はチャネル長方向の幅が第1のゲート電極よ
りも狭くなっている。According to the present invention, in another configuration of the gate electrode, a first gate electrode in contact with the gate insulating film;
A second gate electrode formed over the first gate electrode is stacked. In this configuration, the angle formed by the first gate electrode with the side surface or the gate insulating film is a tapered shape whose value is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less. On the other hand, the width of the second gate electrode in the channel length direction is smaller than that of the first gate electrode.
【0015】上記の積層型のゲート電極を有する薄膜ト
ランジスタにおいても、第2の不純物領域の不純物の濃
度分布は第1のゲート電極の膜厚の変化を反映し、その
不純物濃度はチャネル形成領域から第1の領域に向かっ
て増加することとなる。In the above-described thin film transistor having a stacked gate electrode, the impurity concentration distribution in the second impurity region reflects a change in the film thickness of the first gate electrode, and the impurity concentration varies from the channel formation region to the first gate electrode. 1 will be increased.
【0016】本発明に係る薄膜トランジスタは、半導体
層に2種類の低濃度不純物領域を有することで、MOS
FETに匹敵する、さらにはそれ以上の信頼性を有す
る。The thin-film transistor according to the present invention has two types of low-concentration impurity regions in the semiconductor layer, so that
It has comparable or even higher reliability than FETs.
【0017】(本発明の薄膜トランジスタの利点) 図
34を用いて、従来のTFTの特性と比較して、本発明
の利点を説明する。(Advantages of Thin Film Transistor of the Present Invention) Referring to FIG. 34, advantages of the present invention will be described in comparison with the characteristics of a conventional TFT.
【0018】上述したように本発明は、第2不純物領域
(ゲートオーバーラップ型のLDD領域)と第3不純物
領域(非ゲートオーバーラップ型のLDD領域)という
2種類の低濃度不純物を半導体層に形成することに特徴
がある。As described above, according to the present invention, two types of low-concentration impurities, that is, a second impurity region (gate overlap type LDD region) and a third impurity region (non-gate overlap type LDD region) are added to the semiconductor layer. It is characterized by forming.
【0019】図34(A)、はLDD領域のないnチャ
ネル型TFTの模式図であり、同図(B)その電気特性
(ゲート電圧Vg対ドレイン電流Id特性)である。同様
に、図34(C)、(D)は通常のLDD構造の場合を
示し、図34(E)、(F)はいわゆるGOLD構造の場合
を示し、図34(G)、(H)には本発明のnチャネル
型TFTの場合を示す。FIG. 34A is a schematic diagram of an n-channel TFT without an LDD region, and FIG. 34B shows its electrical characteristics (gate voltage Vg vs. drain current Id characteristics). 34 (C) and (D) show the case of a normal LDD structure, and FIGS. 34 (E) and (F) show the case of a so-called GOLD structure. Shows the case of the n-channel TFT of the present invention.
【0020】なお、図面中においてn+ はソース領域ま
たはドレイン領域を示し、channelはチャネル形成領域
を示し、n- はn+ よりも不純物濃度が低い低濃度不純物
領域を指す。また、Idはドレイン電流、Vgはゲート電圧
を示す。[0020] Incidentally, n + in the drawings indicates the source or drain region, channel represents a channel formation region, n - refers to the low concentration impurity region lower in impurity concentration than the n +. Id indicates a drain current, and Vg indicates a gate voltage.
【0021】図34(A)、(B)に示すようにLDD
がない場合、オフ電流(TFTがオフ状態にある時のド
レイン電流)は高く、オン電流(TFTがオン状態にあ
る時のドレイン電流)やオフ電流が劣化しやすい。As shown in FIGS. 34A and 34B, the LDD
When there is no such current, the off current (drain current when the TFT is in the off state) is high, and the on current (drain current when the TFT is in the on state) and the off current tend to deteriorate.
【0022】一方非ゲートオーバーラップ型のLDDを
形成することで、オフ電流はかなり抑えられ、オン電流
もオフ電流も劣化が抑制できる。しかしながら、オン電
流の劣化を完全に抑えられているわけではない。(図3
4(C)、(D))On the other hand, by forming a non-gate overlap type LDD, the off-state current can be suppressed considerably, and the deterioration of both the on-state current and the off-state current can be suppressed. However, the deterioration of the on-current is not completely suppressed. (FIG. 3
4 (C), (D))
【0023】LDD領域がゲート電極とオーバーラップ
したオーバーラップ型のLDDのみを持つTFT構造
(GOLD構造)(図34(E)、(F))であるが、
この構造は従来のLDD構造においてオン電流の劣化を
抑制することに重点を置いた構造となっている。A TFT structure (GOLD structure) having only an overlap type LDD in which an LDD region overlaps with a gate electrode (FIGS. 34E and 34F).
This structure focuses on suppressing the deterioration of the ON current in the conventional LDD structure.
【0024】この場合、オン電流の劣化を十分に抑える
ことができる反面、通常の非オーバーラップ型のLDD
構造よりもややオフ電流が高いという問題を持つ。従来
例で述べた論文はこの構造を採用しており、本発明はこ
のオフ電流が高いという問題を認識した上で、解決する
ための構造を模索した結果である。In this case, while the deterioration of the ON current can be sufficiently suppressed, the ordinary non-overlap type LDD
There is a problem that the off-state current is slightly higher than the structure. The paper described in the conventional example employs this structure, and the present invention recognizes the problem that the off-state current is high and seeks a structure to solve the problem.
【0025】そして、本発明の構造は図34(G)、
(H)に示すように、ゲート電極とオーバーラップさせ
たLDD領域(第2の不純物領域)と、ゲート電極とオ
ーバーラップしないLDD領域(第3の不純物領域)を
半導体層に形成した。この構造を採用することで、オン
電流の劣化を抑制する効果をそのままに、オフ電流を小
さくすることが可能となった。The structure of the present invention is shown in FIG.
As shown in (H), an LDD region (second impurity region) overlapping with the gate electrode and an LDD region (third impurity region) not overlapping with the gate electrode were formed in the semiconductor layer. By employing this structure, it is possible to reduce the off-current while keeping the effect of suppressing the deterioration of the on-current.
【0026】本出願人は図34(E)、(F)に示した
ような構造の場合に何故オフ電流が高くなってしまうか
を次のように推測した。nチャネル型TFTがオフ状態
にある時、ゲート電極にはマイナス数十ボルトといった
負の電圧が印加される。その状態でドレイン領域にプラ
ス数十ボルトの正の電圧がかかってしまうと、ゲート絶
縁膜のドレイン側端部に非常に大きな電界が形成され
る。The present applicant has guessed why the off-state current becomes high in the structure shown in FIGS. 34 (E) and (F) as follows. When the n-channel TFT is off, a negative voltage such as minus several tens of volts is applied to the gate electrode. If a positive voltage of plus several tens of volts is applied to the drain region in that state, a very large electric field is formed at the drain-side end of the gate insulating film.
【0027】この時、LDD領域にはホールが誘起され
て、ドレイン領域、LDD領域、チャネル形成領域をつ
なぐ小数キャリアによる電流経路が形成されてしまう。
この電流経路がオフ電流の増加を招くと予想される。At this time, holes are induced in the LDD region, and a current path is formed by minority carriers connecting the drain region, the LDD region, and the channel forming region.
This current path is expected to cause an increase in off-state current.
【0028】本出願人は、このような電流経路を途中で
遮断するために、ゲート電極とオーバーラップしない位
置に別の抵抗体、即ち第3の不純物領域LDD領域を形
成する必要があると考えた。本発明はこのような構成を
有する薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを用
いた回路に関するものである。The present applicant considers that in order to cut off such a current path halfway, it is necessary to form another resistor, that is, a third impurity region LDD region at a position not overlapping with the gate electrode. Was. The present invention relates to a thin film transistor having such a configuration and a circuit using the thin film transistor.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】図1〜図7を用いて、本発明の実
施形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0030】[実施形態1] 本実施形態は本発明をT
FTに適用したものである。図1〜図4を用いて、本実
施形態の作製工程を説明する。[Embodiment 1] In the present embodiment, the present invention
This is applied to FT. The manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS.
【0031】まず、基板100全面に下地膜101を形
成し、下地膜101上に、島状の半導体層102を形成
する。半導体層102を覆って基板100全面に、ゲー
ト絶縁膜となる絶縁膜103を形成する。(図1
(A))First, a base film 101 is formed on the entire surface of the substrate 100, and an island-shaped semiconductor layer 102 is formed on the base film 101. An insulating film 103 serving as a gate insulating film is formed over the entire surface of the substrate 100 so as to cover the semiconductor layer 102. (Figure 1
(A))
【0032】基板100には、ガラス基板、石英基板、
結晶性ガラス基板、ステンレス基板ポリエチレンテレフ
タレート(PET)等の樹脂基板を用いることができ
る。As the substrate 100, a glass substrate, a quartz substrate,
A crystalline glass substrate, a stainless steel substrate, or a resin substrate such as polyethylene terephthalate (PET) can be used.
【0033】下地膜101は、半導体層102に基板か
らナトリウムイオンなどの不純物が拡散するのを防いだ
り、基板100上に形成される半導体膜の密着性を高め
るための膜である。下地膜101には、酸化シリコン膜
や、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の無機絶縁
膜の単層又は多層膜が使用できる。The base film 101 is a film for preventing impurities such as sodium ions from diffusing from the substrate into the semiconductor layer 102 and for improving the adhesion of the semiconductor film formed on the substrate 100. As the base film 101, a single-layer or multilayer film of an inorganic insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film can be used.
【0034】下地膜101の成膜方法はCVD法やスパ
ッタ法だけでなく、石英基板のような耐熱性基板を用い
た場合には、非晶質シリコン膜を成膜し熱酸化して、酸
化シリコン膜を形成する方法を用いることもできる。The method of forming the base film 101 is not limited to the CVD method or the sputtering method. When a heat-resistant substrate such as a quartz substrate is used, an amorphous silicon film is formed and thermally oxidized. A method for forming a silicon film can also be used.
【0035】また、下地膜101には上記の無機絶縁膜
だけでなく、タングステンシリサイドなどのシリサイ
ド、クロム、チタン、窒化チタン、窒化アルミニウムな
どの金属や合金などの導電性膜を下層に、上記無機絶縁
膜を上層に積層した多層膜を下地膜として用いることも
できる。In addition to the inorganic insulating film described above, a conductive film such as a metal or alloy such as silicide such as tungsten silicide, chromium, titanium, titanium nitride, or aluminum nitride is used as a lower layer of the base film 101. A multilayer film in which an insulating film is stacked as an upper layer can be used as a base film.
【0036】半導体層102の材料や結晶性はTFTに
求められる特性に合わせて適宜選択すればよい。非晶質
シリコン、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質ゲルマ
ニウム、又はこれら非晶質半導体膜をレーザ照射や加熱
処理によって結晶化させた結晶性シリコン、結晶性ゲル
マニウムや結晶性シリコンゲルマニウムを用いることが
できる。半導体層102の厚さは10〜150nmとす
ればよい。The material and crystallinity of the semiconductor layer 102 may be appropriately selected according to the characteristics required for the TFT. It is possible to use amorphous silicon, amorphous silicon germanium, amorphous germanium, or crystalline silicon, crystalline germanium, or crystalline silicon germanium obtained by crystallizing these amorphous semiconductor films by laser irradiation or heat treatment. it can. The thickness of the semiconductor layer 102 may be 10 to 150 nm.
【0037】絶縁膜103はTFTのゲート絶縁膜を構
成する膜であり、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸
化シリコンの無機絶縁膜の単層膜、多層膜である。例え
ば、積層膜とする場合には、窒化酸化シリコン膜と酸化
シリコンの2層膜や、窒化シリコン膜を酸化シリコンで
挟んだ積層膜などが用いられる。The insulating film 103 is a film constituting a gate insulating film of the TFT, and is a single-layer film or a multilayer film of an inorganic insulating film of silicon oxide, silicon nitride, or silicon nitride oxide. For example, in the case of a stacked film, a two-layer film of a silicon nitride oxide film and a silicon oxide film, a stacked film in which a silicon nitride film is interposed between silicon oxides, and the like are used.
【0038】絶縁膜103の成膜手段としてはプラズマ
CVD法、ECRCVD法など化学気相法(CVD)や
スパッタ法等の物理気相法(PVD)を用いればよい。As a means for forming the insulating film 103, a chemical vapor method (CVD) such as a plasma CVD method or an ECRCVD method or a physical vapor method (PVD) such as a sputtering method may be used.
【0039】絶縁膜103上には、ゲート電極(ゲート
配線)を構成する第1の導電膜104、第2の導電膜1
05を形成する。(図1(B))On the insulating film 103, a first conductive film 104 and a second conductive film 1 constituting a gate electrode (gate wiring) are formed.
05 is formed. (FIG. 1 (B))
【0040】第1の導電膜104はテーパー部を有する
第1のゲート電極(第1のゲート配線)108を構成す
る。このため、テーパーエッチングが容易にできる材料
が望まれる。例えば、クロム(Cr)、タンタル(T
a)を主成分(組成比が50%以上)とする材料、リン
を含有するn型のシリコンが代表的に用いられる。また
チタン(Ti)、タングステン(W)、モリブデン(M
o)等を主成分とする材料を用いることができる。また
これらの材料の単層膜だけでなく、多層膜を用いること
ができ、例えば、タンタル膜を窒化タンタル(TaN)
膜で挟んだ3層膜を用いることができる。The first conductive film 104 forms a first gate electrode (first gate wiring) 108 having a tapered portion. Therefore, a material that can easily perform taper etching is desired. For example, chromium (Cr), tantalum (T
A material containing a) as a main component (composition ratio is 50% or more), and n-type silicon containing phosphorus are typically used. Also, titanium (Ti), tungsten (W), molybdenum (M
o) can be used. Further, not only a single-layer film of these materials but also a multilayer film can be used.
A three-layer film sandwiched between films can be used.
【0041】第2の導電膜105は第2のゲート電極
(第2のゲート配線)109を構成する膜であり、アル
ミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、タン
タル(Ta)チタン(Ti)、タングステン(W)、モ
リブデン(Mo)を主成分(組成比が50%以上)とす
る材料、リンを含有するn型のシリコン、シリサイド等
の材料で形成することができる。ただし、第1の導電膜
と第2の導電膜は互いのパターニングにおいて、エッチ
ング選択比のある材料を選択する必要がある。The second conductive film 105 is a film constituting the second gate electrode (second gate wiring) 109, and is made of aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), tantalum (Ta), titanium It can be formed of a material containing (Ti), tungsten (W), and molybdenum (Mo) as main components (composition ratio is 50% or more), a phosphorus-containing n-type silicon, a material such as silicide, or the like. However, in the patterning of the first conductive film and the second conductive film, it is necessary to select a material having an etching selectivity.
【0042】例えば、第1の導電膜104/第2の導電
膜105としては、n型Si/Ta、n型Si/Ta−M
o合金、Ta/Al、Ti/Al、WN/W、TaN/
Ta等の組み合わせを選択することができる。また、材
料の選択する他の指標として抵抗率が挙げられ、第2の
導電膜105はできるだけ抵抗率の低い、少なくとも第
1の導電膜104よりもシート抵抗が低い材料とするこ
とが望まれる。これはゲート配線と上層配線とを接続さ
せるために、第2のゲート配線と上層配線とでコンタク
トをとるためである。また、第1の導電膜104の厚さ
は10〜400nm、第2の導電膜の厚さは10〜40
0nmとし、膜厚の合計が200〜500nmになるよ
うする。For example, as the first conductive film 104 / second conductive film 105, n-type Si / Ta, n-type Si / Ta-M
o alloy, Ta / Al, Ti / Al, WN / W, TaN /
A combination such as Ta can be selected. Another index for selecting a material is resistivity. It is desired that the second conductive film 105 be a material having as low a resistivity as possible, that is, a material having a lower sheet resistance than at least the first conductive film 104. This is because a contact is made between the second gate wiring and the upper wiring in order to connect the gate wiring to the upper wiring. The thickness of the first conductive film 104 is 10 to 400 nm, and the thickness of the second conductive film is 10 to 40 nm.
0 nm, so that the total thickness is 200 to 500 nm.
【0043】次に、第2の導電膜105上にレジストマ
スク106を形成する。レジストマスク106を用いて
第2の導電膜105をエッチングして第2のゲート電極
109を形成する。エッチングには等方性のウェットエ
ッチングを用いればよい。また、第1の導電膜104と
エッチング選択比がとれる場合には、ドライエッチング
を用いることもできる。(図1(C))Next, a resist mask 106 is formed on the second conductive film 105. The second conductive film 105 is etched using the resist mask 106 to form a second gate electrode 109. For the etching, isotropic wet etching may be used. In the case where an etching selectivity with the first conductive film 104 can be obtained, dry etching can be used. (Fig. 1 (C))
【0044】同じレジストマスク106を用いて、第1
の導電膜104を異方性エッチング(いわゆるテーパー
エッチング)して、第1のゲート電極(第1のゲート配
線)108を形成する。なお、このエッチング用に新し
いレジストマスクを形成することもできる。Using the same resist mask 106, the first
The first conductive film 104 is anisotropically etched (so-called tapered etching) to form a first gate electrode (first gate wiring) 108. In addition, a new resist mask can be formed for this etching.
【0045】このエッチングにより、図3に示すよう
に、ゲート電極108の側面がゲート絶縁膜103とな
すテーパー角θは3度以上60度以下の範囲の値とされ
る。このテーパー角θは好ましくは5度以上45度以下
の範囲、より好ましくは7度以上20度以下の範囲とす
る。角θが小さいほどゲート電極108のテーパー部の
膜厚変化が小さくなり、これに対応して、半導体層のテ
ーパー部と交差する部分において、n型又はp型の不純
物濃度の変化を緩やかにすることができる。By this etching, as shown in FIG. 3, the taper angle θ between the side surface of the gate electrode 108 and the gate insulating film 103 is set to a value in the range of 3 degrees to 60 degrees. The taper angle θ is preferably in a range of 5 degrees or more and 45 degrees or less, and more preferably in a range of 7 degrees or more and 20 degrees or less. The smaller the angle θ, the smaller the change in the film thickness of the tapered portion of the gate electrode 108, and correspondingly, the change in the n-type or p-type impurity concentration is moderated at the portion intersecting the tapered portion of the semiconductor layer. be able to.
【0046】図3に示すようにテーパー角θは、テーパ
ー部の幅WG、厚さHGを用いて、tanθ=HG/WGと定義
できる。As shown in FIG. 3, the taper angle θ can be defined as tan θ = HG / WG using the width WG and thickness HG of the tapered portion.
【0047】レジストマスク106を除去し、ゲート電
極108、109をマスクにして半導体層102に所定
の導電型(n型又はp型)の不純物を添加する。添加方
法としては、イオン注入法、イオンドーピング法を用い
ることができる。n型の不純物はドナーとなる不純物で
あり、シリコン、ゲルマニウムに対しては15族元素で
あり、典型的にはリン(P)、ひ素(As)である。p
型の不純物はアクセプターとなる不純物であり、シリコ
ン、ゲルマニウムに対しては13族元素であり、典型的
にはボロン(B)である。The resist mask 106 is removed, and a predetermined conductivity type (n-type or p-type) impurity is added to the semiconductor layer 102 using the gate electrodes 108 and 109 as a mask. As an addition method, an ion implantation method or an ion doping method can be used. The n-type impurity is an impurity serving as a donor, and is a Group 15 element for silicon and germanium, and is typically phosphorus (P) or arsenic (As). p
The type impurity is an impurity serving as an acceptor, and is a Group 13 element for silicon and germanium, and is typically boron (B).
【0048】ここでは、リンをイオンドーピング法にて
添加し、n-型の不純物領域111、112を形成す
る。この添加工程において、n-型の第2の不純物領域
124、125、n-型の第3の不純物領域126、1
27におけるn型の不純物の濃度分布が決定される。本
明細書でn-型とはn+型よりもドナーとなる不純物濃度
が低く、シート抵抗が高いことを示している。(図2
(A))Here, phosphorus is added by an ion doping method to form n − -type impurity regions 111 and 112. In this addition step, n − -type second impurity regions 124 and 125 and n − -type third impurity regions 126 and 1
The concentration distribution of the n-type impurity at 27 is determined. In this specification, the term “n − type” indicates that the impurity concentration as a donor is lower and the sheet resistance is higher than that of the n + type. (Figure 2
(A))
【0049】n- 型の不純物領域111、112には第
1のゲート電極108のテーパー部を通過させてリンを
添加するため、その濃度勾配は図示の通り、第1のゲー
ト電極108のテーパー部の膜厚の変化を反映する。即
ち、リンの深さ方向の濃度分布において、任意の濃度と
なる深さに注目した場合、その濃度勾配はゲート電極の
テーパー部の傾斜を反映したプロファイルになる。Since phosphorus is added to the n − -type impurity regions 111 and 112 through the tapered portion of the first gate electrode 108, the concentration gradient is as shown in FIG. Reflects the change in film thickness. That is, when attention is paid to a depth at which an arbitrary concentration is obtained in the concentration distribution of phosphorus in the depth direction, the concentration gradient has a profile reflecting the inclination of the tapered portion of the gate electrode.
【0050】更に、後述するように、n- 型の不純物領
域111、112の濃度勾配はドーピング時の加速電圧
にも依存する。本発明では、リンを第1のゲート電極1
08のテーパー部及び絶縁膜103を通過させるため、
ドーピングの加速電圧は40〜100keVと高めに設
定する必要がある。また、この加速電圧であれば、ゲー
ト電極108のテーパー部の厚さが100nm以下の部
分をリンが通過することが可能である。Further, as described later, the concentration gradient of the n − -type impurity regions 111 and 112 also depends on the acceleration voltage at the time of doping. In the present invention, phosphorus is used for the first gate electrode 1.
08 to pass through the tapered portion and the insulating film 103.
The acceleration voltage for doping needs to be set as high as 40 to 100 keV. Also, with this acceleration voltage, phosphorus can pass through a portion where the thickness of the tapered portion of the gate electrode 108 is 100 nm or less.
【0051】図2(A)では、n-型の不純物領域11
1、112において第1のゲート電極108とオーバー
ラップしている領域はハッチングと白地で示されている
が、これは、白地部分にリンが添加されていないという
ことを示すのではなく、上述したように、この領域のリ
ンの濃度分布が第1のゲート電極108のテーパー部の
膜厚を反映していることを直感的に理解できるようにし
たためである。なお、このことは本明細書の他の図面に
おいても同様である。In FIG. 2A, n − type impurity region 11 is formed.
In FIGS. 1 and 112, the region overlapping with the first gate electrode 108 is indicated by hatching and a white background. This does not indicate that phosphorus is not added to the white background, but is described above. As described above, it is possible to intuitively understand that the phosphorus concentration distribution in this region reflects the thickness of the tapered portion of the first gate electrode 108. This is the same in other drawings of this specification.
【0052】次にゲート電極108、109を覆ってレ
ジストマスク120を形成する。このマスク120によ
って、第3の不純物領域の長さが決定される。レジスト
マスク120を介して、再びイオンドーピング法により
n型の不純物であるリンを半導体層102に添加する。
(図2(B))Next, a resist mask 120 is formed to cover the gate electrodes 108 and 109. The length of the third impurity region is determined by the mask 120. Via the resist mask 120, phosphorus, which is an n-type impurity, is again added to the semiconductor layer 102 by an ion doping method.
(FIG. 2 (B))
【0053】レジストマスク120で覆われていないn
-型不純物領域111、112に選択的にリンが添加さ
れて、n+型の第1の不純物領域122、123が形成
される。また第2のゲート電極109で覆われていた領
域121は図2(A)、(B)の添加工程でリンが添加
されないため、チャネル形成領域となる。N not covered with the resist mask 120
Phosphorus is selectively added to the − type impurity regions 111 and 112 to form n + type first impurity regions 122 and 123. In addition, the region 121 covered with the second gate electrode 109 becomes a channel formation region because phosphorus is not added in the addition step of FIGS. 2A and 2B.
【0054】また、n- 型の不純物領域111、112
において、図2(B)の添加工程でリンが添加されなか
った領域は、ソース/ドレイン領域よりも高抵抗な低濃
度不純物領域124〜127となる。Also, n − type impurity regions 111 and 112
In FIG. 2B, regions where phosphorus is not added in the addition step of FIG. 2B are low-concentration impurity regions 124 to 127 having higher resistance than the source / drain regions.
【0055】第1のゲート電極108と重なっている
(オーバーラップ)している低濃度不純物領域124、
125はn- 型の第2の不純物領域となり、第1の電極
108と重なっていない低濃度不純物領域はn- 型の第
3の不純物領域126、127となる。A low-concentration impurity region 124 overlapping (overlapping) with the first gate electrode 108;
Reference numeral 125 denotes an n − -type second impurity region, and low-concentration impurity regions that do not overlap with the first electrode 108 become n − -type third impurity regions 126 and 127.
【0056】なお、図2(B)の添加工程に先立ってゲ
ート配線をマスクにして、絶縁膜103をエッチングし
て、半導体層102表面を部分的に露出させても良い。Note that the insulating film 103 may be etched using the gate wiring as a mask to partially expose the surface of the semiconductor layer 102 prior to the adding step of FIG. 2B.
【0057】図4に示すように、第2の不純物領域12
4は4つのタイプに分類できる。これらを区別するた
め、図4を図4(A)〜(D)に分け、121、124
にA〜Dを付した。なお、図4には図示されないが、ゲ
ート電極109を挟んで対称的に形成されている他方の
第2の不純物領域125も領域124と同様である。As shown in FIG. 4, the second impurity region 12
4 can be classified into four types. FIG. 4 is divided into FIGS.
Were assigned A to D. Although not shown in FIG. 4, the other second impurity region 125 formed symmetrically with the gate electrode 109 interposed therebetween is similar to the region 124.
【0058】図4(A)に示すように、第2の不純物領
域124Aにおけるリンの濃度は第1のゲート電極10
8のテーパー部の膜厚の変化に対応して逆比例し、第3
の不純物領域126Aからチャネル形成領域121Aに
向かってほぼ線形的に減少している。即ち、第2の不純
物領域124Aリンの濃度を深さ方向に平均化した場
合、平均化されたリンの濃度はチャネル形成領域121
Aから第3の不純物領域126Aに向かって増加する。As shown in FIG. 4A, the concentration of phosphorus in the second impurity region 124A is
8 is inversely proportional to the change in the thickness of the tapered portion.
From the impurity region 126A to the channel forming region 121A. That is, when the concentration of phosphorus in the second impurity region 124A is averaged in the depth direction, the averaged concentration of phosphorus is
A increases from A to the third impurity region 126A.
【0059】この場合、第3の不純物領域126Aにお
いて、膜厚方向に平均化したリン濃度は領域126Aで
ほぼ均一になる。また、第2のゲート電極109に覆わ
れている半導体層にはリンが全く添加されないため、こ
の領域がチャネル形成領域121Aとなり、チャネル長
LAは第2のゲート電極109のチャネル長方向の幅にな
る。In this case, in the third impurity region 126A, the phosphorus concentration averaged in the thickness direction becomes substantially uniform in the region 126A. Further, since no phosphorus is added to the semiconductor layer covered with the second gate electrode 109, this region becomes a channel formation region 121A and a channel length is reduced.
LA is the width of the second gate electrode 109 in the channel length direction.
【0060】また、図2(A)のリン添加工程で、図4
(A)の場合よりも加速電圧を大きくした場合、図4
(B)に示すように、第2の不純物領域124Bには、
チャネル形成領域121Bとの接合部分にもリンが添加
される。この場合も、チャネル形成領域121Bは第2
のゲート電極109で覆われた領域であり、チャネル長
LBは第2のゲート電極109のチャネル長方向の幅にな
る。また、図4(A)と同じ加速電圧であっても、テー
パー角が小さい場合やテーパー部の膜厚が薄い場合に
も、第2の不純物領域124Bを形成することができ
る。Further, in the phosphorus addition step of FIG.
FIG. 4 shows a case where the acceleration voltage is higher than that in the case of FIG.
As shown in (B), the second impurity region 124B has
Phosphorus is also added to the junction with the channel formation region 121B. Also in this case, the channel formation region 121B is
Is a region covered with the gate electrode 109 of FIG.
LB is the width of the second gate electrode 109 in the channel length direction. Further, even when the acceleration voltage is the same as that in FIG. 4A, the second impurity region 124B can be formed even when the taper angle is small or the thickness of the tapered portion is small.
【0061】更に加速電圧を大きくした場合、図4
(C)に示すように、第2の不純物領域124Cにおい
て、膜厚方向に平均化したリン濃度を均一がすることも
できる。この場合は、チャネル長LCは第2のゲート電極
109のチャネル長方向の幅になる。When the acceleration voltage is further increased, FIG.
As shown in (C), the phosphorus concentration averaged in the film thickness direction in the second impurity region 124C can be made uniform. In this case, the channel length LC is the width of the second gate electrode 109 in the channel length direction.
【0062】また、図2(A)のリン添加工程で、図4
(A)の場合よりも加速電圧を小さくした時には、図4
(D)に示すように、リンは第1のゲート電極108の
テーパー部の膜厚が薄い部分しか通過できないため、第
2の不純物領域124Dは図4(A)よりも狭くなる。In the step of adding phosphorus shown in FIG.
When the accelerating voltage is lower than in the case of FIG.
As shown in FIG. 4D, phosphorus can only pass through a portion where the thickness of the tapered portion of the first gate electrode 108 is small, so that the second impurity region 124D is narrower than that in FIG.
【0063】第2の不純物領域124Dにおいて、深さ
方向に平均化されたリンの濃度は図4(A)と同様に、
第3の不純物領域126Dからチャネル形成領域121
Dに向かって徐々に減少する。しかし図4(D)の場合
には図4(A)と異なり、第2の不純物領域124Dと
チャネル形成領域121Dとの接合部は第1のゲート電
極108のテーパー部の下に存在する。このため、チャ
ネル長LDは第2のゲート電極109のチャネル長方向の
幅よりも広くなる。In the second impurity region 124D, the phosphorus concentration averaged in the depth direction is the same as in FIG.
From the third impurity region 126D to the channel formation region 121
It gradually decreases toward D. However, in the case of FIG. 4D, unlike FIG. 4A, the junction between the second impurity region 124D and the channel formation region 121D exists below the tapered portion of the first gate electrode 108. For this reason, the channel length LD becomes wider than the width of the second gate electrode 109 in the channel length direction.
【0064】なお、図4(A)と同じ加速電圧であって
も、テーパー角が大きい場合や、第1のゲート電極10
8の膜厚が厚い場合にも、図4(D)の第2の不純物領
域124Dを形成することができる。It should be noted that even if the acceleration voltage is the same as that of FIG.
Even when the film thickness of 8 is large, the second impurity region 124D of FIG. 4D can be formed.
【0065】上述したようにプラズマドープ法で不純物
を添加する場合、第1のゲート電極108のテーパー部
において、厚さが100nm以下の部分を不純物が通過
して、第2の不純物領域124を形成することが可能で
あるので、第1の導電膜104の厚さ(第1のゲート電
極108の厚さが最大となる部分の厚さ)、及びテーパ
ー角θを調節することにより、チャネル長、第2の不純
物領域の長さを制御することが可能である。When the impurity is added by the plasma doping method as described above, the impurity passes through a portion having a thickness of 100 nm or less in the tapered portion of the first gate electrode 108 to form the second impurity region 124. By adjusting the thickness of the first conductive film 104 (the thickness of the portion where the thickness of the first gate electrode 108 is maximum) and the taper angle θ, the channel length, It is possible to control the length of the second impurity region.
【0066】ここで、第1不純物領域122、123の
長さ(チャネル長方向)は2〜20μm(代表的には3
〜10μm)である。半導体層に導電性を与える不純物
(この場合にはリンである)の濃度は1×1019〜1×
1021atoms/cm3 (代表的には1×1020〜5×1020
atoms/cm3 )である。この第1不純物領域122、12
3はソース配線又はドレイン配線とTFTとを電気的に
接続させるための低抵抗領域であり、ソース領域又はド
レイン領域となる。Here, the length (in the channel length direction) of the first impurity regions 122 and 123 is 2 to 20 μm (typically 3 to 20 μm).
〜1010 μm). The concentration of an impurity (in this case, phosphorus) that imparts conductivity to the semiconductor layer is 1 × 10 19 to 1 ×.
10 21 atoms / cm 3 (typically 1 × 10 20 to 5 × 10 20
atoms / cm 3 ). The first impurity regions 122 and 12
Reference numeral 3 denotes a low-resistance region for electrically connecting the source wiring or the drain wiring to the TFT, and serves as a source region or a drain region.
【0067】また、第2不純物領域124、125の長
さは0.1〜1μm(代表的には0.1〜0.5μm、
好ましくは0.1〜0.2μm)であり、リンの濃度は
1×1015〜1×1017atoms/cm3 (代表的には5×1
015〜5×1016atoms/cm3、好ましくは1×1016〜
2×1016atoms/cm3 )であり、第1のゲート電極10
8を通って不純物が添加されるため、リンの濃度は第
1、第3の不純物領域より低くなる。The length of the second impurity regions 124 and 125 is 0.1 to 1 μm (typically 0.1 to 0.5 μm,
The concentration of phosphorus is preferably 1 × 10 15 to 1 × 10 17 atoms / cm 3 (typically 5 × 1 μm).
0 15 to 5 × 10 16 atoms / cm 3 , preferably 1 × 10 16 to
2 × 10 16 atoms / cm 3 ), and the first gate electrode 10
Since the impurities are added through 8, the concentration of phosphorus is lower than that of the first and third impurity regions.
【0068】また、第3不純物領域126、127の長
さは0.5〜2μm(代表的には1〜1.5μm)であ
り、リンの濃度は1×1016〜1×1019atoms/cm
3 (代表的には1×1017〜5×1018atoms/cm3 、好
ましくは5×1017〜1×1018atoms/cm3 )である。The length of the third impurity regions 126 and 127 is 0.5 to 2 μm (typically 1 to 1.5 μm), and the concentration of phosphorus is 1 × 10 16 to 1 × 10 19 atoms /. cm
3 (typically 1 × 10 17 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 , preferably 5 × 10 17 to 1 × 10 18 atoms / cm 3 ).
【0069】また、チャネル形成領域121は真性半導
体層でなり、第1の不純物領域に添加された不純物(リ
ン)を含まない領域、又はボロンを1×1016〜5×1
018atoms/cm3の濃度で含む領域である。ボロンはしき
い値電圧の制御用やパンチスルー防止用の不純物であ
り、同様の効果を生むものであれば他の元素で代用する
こともできる。その場合も濃度はボロンと同じにする。The channel formation region 121 is an intrinsic semiconductor layer, and does not contain an impurity (phosphorus) added to the first impurity region, or contains boron in a concentration of 1 × 10 16 to 5 × 1.
This is a region containing a concentration of 0 18 atoms / cm 3 . Boron is an impurity for controlling the threshold voltage and preventing punch-through, and can be replaced with another element as long as it produces the same effect. In that case, the concentration is the same as that of boron.
【0070】なお、第1の不純物領域122、123と
第2の不純物領域124、125の間に、ゲート電極と
重ならない低濃度不純物領域(第3の不純物領域12
6、127)を1つ形成したが、この部分に、不純物濃
度が互いに異なる不純物領域を2以上形成することもで
きる。本発明では、少なくとも第1の不純物領域12
2、123と第2の不純物領域124、125の間に、
第1の不純物領域122、123よりも不純物(リン)
濃度が低い不純物領域、即ち第1の不純物領域122、
123よりも抵抗が高い不純物領域が少なくとも1つ存
在すればよい。もちろん、この高抵抗な不純物領域(第
3の不純物領域)がゲート電極に重ならないことも重要
である。Note that, between the first impurity regions 122 and 123 and the second impurity regions 124 and 125, a low-concentration impurity region which does not overlap with the gate electrode (the third impurity region 12
6, 127), but two or more impurity regions having different impurity concentrations may be formed in this portion. In the present invention, at least the first impurity region 12
2, 123 and the second impurity regions 124, 125,
More impurity (phosphorus) than the first impurity regions 122 and 123
An impurity region having a low concentration, that is, a first impurity region 122;
It is sufficient that at least one impurity region having a resistance higher than 123 exists. Of course, it is also important that this high-resistance impurity region (third impurity region) does not overlap with the gate electrode.
【0071】第1の不純物領域122、123が形成し
たら、レジストマスク120を除去する。熱処理して、
半導体層102に添加されたリンを活性化する。活性化
工程には、熱処理だけでなくレーザや赤外ランプ光によ
る光アニールを行うこともできる。After forming the first impurity regions 122 and 123, the resist mask 120 is removed. Heat treated,
The phosphorus added to the semiconductor layer 102 is activated. In the activation step, not only heat treatment but also optical annealing using laser or infrared lamp light can be performed.
【0072】次に、酸化シリコン等でなる層間絶縁膜1
30を形成する。ゲート絶縁膜103、層間絶縁膜13
0に第1の不純物領域122、123、及び第2のゲー
ト配線109に達するコンタクトホールを形成する。そ
して、ソース電極131、ドレイン電極132、及び図
示しないゲート配線の取り出し電極を形成する。Next, an interlayer insulating film 1 made of silicon oxide or the like is used.
Form 30. Gate insulating film 103, interlayer insulating film 13
At 0, contact holes reaching the first impurity regions 122 and 123 and the second gate wiring 109 are formed. Then, a source electrode 131, a drain electrode 132, and an extraction electrode of a gate wiring (not shown) are formed.
【0073】[実施形態2] 図5、図6を用いて、本
実施形態のTFTの作製工程について説明する。本実施
形態は実施形態1の変形例であり、ゲート電極(ゲート
配線)の構造を変形したものであり、他の主要構造は実
施形態1と同様である。[Embodiment 2] A manufacturing process of the TFT of this embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is a modification of the first embodiment, in which the structure of the gate electrode (gate wiring) is modified, and the other main structures are the same as the first embodiment.
【0074】実施形態1ではゲート電極は幅の異なる2
つのゲート電極が積層された構造であったが、本実施形
態は上部の第2の電極を省略し、テーパー部を有する第
1のゲート電極のみでゲート電極を形成する。In the first embodiment, the gate electrodes have different widths.
Although this embodiment has a structure in which two gate electrodes are stacked, this embodiment omits the upper second electrode and forms the gate electrode only with the first gate electrode having a tapered portion.
【0075】まず、基板140全面に下地膜141を形
成し、下地膜141上に、島状の半導体層142を形成
する。半導体層142を覆って基板140全面に、ゲー
ト絶縁膜となる絶縁膜143を形成する。(図5
(A))First, a base film 141 is formed on the entire surface of the substrate 140, and an island-shaped semiconductor layer 142 is formed on the base film 141. An insulating film 143 serving as a gate insulating film is formed over the entire surface of the substrate 140 so as to cover the semiconductor layer 142. (FIG. 5
(A))
【0076】ゲート絶縁膜143上にゲート電極(ゲー
ト配線)を構成する導電膜144を形成する。この導電
膜144は、テーパーエッチングが容易にできる材料が
望まれる。例えば、クロム(Cr)、タンタル(Ta)
を主成分(組成比が50%以上)とする材料、リンを含
有するn型のシリコンが代表的に用いられる。またチタ
ン(Ti)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)
等を主成分とする材料を用いることができる。またこれ
らの材料の単層膜だけでなく、多層膜を用いることがで
き、例えば、タンタル膜を窒化タンタル(TaN)膜で
挟んだ3層膜を用いることができる。導電膜144の厚
さは200〜500nmとする。(図5(B))On the gate insulating film 143, a conductive film 144 forming a gate electrode (gate wiring) is formed. It is desired that the conductive film 144 be made of a material that can be easily tapered. For example, chrome (Cr), tantalum (Ta)
Is mainly used, and n-type silicon containing phosphorus is typically used. Also, titanium (Ti), tungsten (W), molybdenum (Mo)
A material containing, for example, a main component can be used. In addition, not only a single-layer film of these materials but also a multilayer film can be used. For example, a three-layer film in which a tantalum film is sandwiched between tantalum nitride (TaN) films can be used. The thickness of the conductive film 144 is 200 to 500 nm. (FIG. 5 (B))
【0077】次に、導電膜144上にレジストマスク1
45を形成する。マスク145を用いて導電膜144を
エッチングしてゲート電極(ゲート配線)146を形成
する。(図5(C))Next, the resist mask 1 is formed on the conductive film 144.
45 is formed. The conductive film 144 is etched using the mask 145 to form a gate electrode (gate wiring) 146. (FIG. 5 (C))
【0078】このエッチングにより、図3に示すよう
に、ゲート電極146の側面がゲート絶縁膜となすテー
パー角θは3度以上60度以下の範囲の値とされる。こ
のテーパー角θは好ましくは5度以上45度以下、より
好ましくは7度以上20度以下とする。As a result of this etching, as shown in FIG. 3, the taper angle θ between the side surface of the gate electrode 146 and the gate insulating film is set to a value within a range from 3 degrees to 60 degrees. The taper angle θ is preferably 5 degrees or more and 45 degrees or less, and more preferably 7 degrees or more and 20 degrees or less.
【0079】レジストマスク145が存在する状態で、
半導体層142に所定の導電型(n型又はp型)の不純
物を添加する。ここでは、リンをイオンドーピング法に
て添加し、n- 型の不純物領域148、149を形成す
る。この添加工程において、n- 型の第2の不純物領域
154、155、n- 型の第3の不純物領域156、1
57の濃度分布が決定される。また、後述するがレジス
トマスク145で覆われている領域は、チャネル形成領
域151となる。(図6(A))With the resist mask 145 present,
A predetermined conductivity type (n-type or p-type) impurity is added to the semiconductor layer 142. Here, phosphorus is added by an ion doping method to form n − -type impurity regions 148 and 149. In this addition step, n − -type second impurity regions 154 and 155, and n − -type third impurity regions 156 and 155
57 are determined. As described later, a region covered with the resist mask 145 becomes a channel formation region 151. (FIG. 6 (A))
【0080】第2のゲート電極が存在しないため、この
添加工程には、半導体層142のチャネルが形成される
領域にリンが添加されるのを防ぐためのマスクが必要で
ある。このようなマスクとして導電膜144のエッチン
グに用いたレジストマスク145を用いたが、不純物添
加用に新たに形成することもできる。Since the second gate electrode does not exist, this adding step requires a mask for preventing phosphorus from being added to the region of the semiconductor layer 142 where the channel is to be formed. Although the resist mask 145 used for etching the conductive film 144 is used as such a mask, it can be newly formed for adding impurities.
【0081】次に、レジストマスク145を除去し、ゲ
ート電極146を覆ってレジストマスク150を形成す
る。レジストマスク150を介して、再びイオンドーピ
ング法によりn型の不純物であるリンを半導体層142
に添加するため、レジストマスク150によって、第3
の不純物領域の長さが決定される。なおこの添加工程に
先立って、ゲート配線146をマスクにして絶縁膜14
3をエッチングして、半導体層142表面を露出させて
も良い。(図6(B))Next, the resist mask 145 is removed, and a resist mask 150 is formed to cover the gate electrode 146. Via the resist mask 150, phosphorus, which is an n-type impurity, is again doped into the semiconductor layer 142 by ion doping.
Is added to the third mask by the resist mask 150.
Of the impurity region is determined. Prior to this addition step, the insulating film 14 is formed using the gate wiring 146 as a mask.
3 may be etched to expose the surface of the semiconductor layer 142. (FIG. 6 (B))
【0082】図6(B)に示すように、レジストマスク
150で覆われていないn- 型不純物領域148、14
9に選択的にリンが添加されて、n+型の第1の不純物
領域152、153が形成される。As shown in FIG. 6B, n − -type impurity regions 148 and 14 not covered with resist mask 150 are formed.
Phosphorus 9 is selectively added to form n + -type first impurity regions 152 and 153.
【0083】またレジストマスク150で覆われていた
領域は導電型、抵抗値が図6(A)の状態が保たれる。
よって、先にレジストマスク145で覆われていた領域
151はチャネル形成領域となる。ゲート電極146と
重なっている(オーバーラップ)領域は、n- 型の第2
の不純物領域154、155となり、ゲート電極146
と重なっていない領域はn- 型の第3の不純物領域15
6、157となる。第2、第3の不純物領域154〜1
57は第1の不純物領域152、153よりも高抵抗な
低濃度不純物領域である。The region covered with the resist mask 150 is kept of the conductivity type and the resistance value as shown in FIG.
Therefore, the region 151 previously covered with the resist mask 145 becomes a channel formation region. A region overlapping (overlapping) with the gate electrode 146 is an n − -type second region.
Impurity regions 154 and 155 of the gate electrode 146.
Is not overlapped with the n − -type third impurity region 15.
6, 157. Second and third impurity regions 154-1
Reference numeral 57 denotes a low-concentration impurity region having a higher resistance than the first impurity regions 152 and 153.
【0084】本実施形態でも、実施形態1と同様に第2
の不純物領域154、155は図4に示した4つのタイ
プに分類できる。また、チャネル形成領域151、第1
〜第3の不純物領域152〜157について、チャネル
長方向の長さや不純物濃度は実施形態1と同様である。
ただし、チャネル長は実施形態1の第2のゲート電極1
09に代わって、本実施形態では図6(A)の添加工程
に用いたレジストマスク145で決定される。In the present embodiment, the same as in the first embodiment, the second
Impurity regions 154 and 155 can be classified into the four types shown in FIG. The channel formation region 151 and the first
The length and impurity concentration of the third to third impurity regions 152 to 157 in the channel length direction are the same as those in the first embodiment.
However, the channel length is the second gate electrode 1 of the first embodiment.
In this embodiment, it is determined by the resist mask 145 used in the addition step of FIG.
【0085】実施形態1のゲート電極は形状の異なる電
極の積層構造であるため、第1のゲート電極108の厚
さを薄くしても、第2のゲート電極109を厚くするこ
とで低抵抗化が可能であるが、本実施形態のゲート電極
146はテーパー部を有する単層電極であるため、その
膜厚は第1のゲート電極108よりも厚くなってしま
う。Since the gate electrode of Embodiment 1 has a laminated structure of electrodes having different shapes, even if the thickness of the first gate electrode 108 is reduced, the resistance can be reduced by increasing the thickness of the second gate electrode 109. However, since the gate electrode 146 of this embodiment is a single-layer electrode having a tapered portion, its thickness is larger than that of the first gate electrode 108.
【0086】ゲート電極幅を考慮するとテーパー部の幅
WG(図3参照)の長さに限度があるので、第2の不純物
領域154、155の不純物の濃度分布は図4(D)に
示すタイプとするのが最も実用的である。Considering the gate electrode width, the width of the tapered portion
Since the length of the WG (see FIG. 3) is limited, it is most practical that the impurity concentration distribution of the second impurity regions 154 and 155 is of the type shown in FIG.
【0087】なお、第1の不純物領域152、153と
第2の不純物領域154、155の間に、ゲート電極と
重ならない低濃度不純物領域(第3の不純物領域15
6、157)を1つ形成したが、この部分に、不純物濃
度が互い異なるような不純物領域を2以上の形成しても
良い。本発明では、少なくとも第1の不純物領域15
2、153と第2の不純物領域154、155の間に、
第1の不純物領域152、153よりも不純物(リン)
濃度が低く、抵抗が高い不純物領域が少なくとも1つ存
在すればよい。Note that a low-concentration impurity region (the third impurity region 15) which does not overlap with the gate electrode is provided between the first impurity regions 152 and 153 and the second impurity regions 154 and 155.
6, 157), but two or more impurity regions having different impurity concentrations may be formed in this portion. In the present invention, at least the first impurity region 15
2, 153 and the second impurity regions 154, 155,
More impurity (phosphorus) than the first impurity regions 152 and 153
It is sufficient that at least one impurity region having a low concentration and a high resistance exists.
【0088】第1の不純物領域152、153を形成し
た後レジストマスク150を除去する。熱処理して、半
導体層142に添加されたリンを活性化する。活性化工
程には、熱処理だけでなくレーザや、赤外ランプ光によ
る光アニールを行うこともできる。だだし、第2の不純
物領域154、155内のリンを活性化するには、ゲー
ト電極146と重なっているため、必ず熱処理が必要で
ある。After forming first impurity regions 152 and 153, resist mask 150 is removed. By heat treatment, phosphorus added to the semiconductor layer 142 is activated. In the activation step, not only heat treatment but also light annealing using laser or infrared lamp light can be performed. However, in order to activate phosphorus in the second impurity regions 154 and 155, heat treatment is necessarily performed because the region overlaps with the gate electrode 146.
【0089】次に、酸化シリコン等でなる層間絶縁膜1
58を形成する。ゲート絶縁膜143、層間絶縁膜15
8に第1の不純物領域152、153、ゲート配線14
6に達するコンタクトホールを形成する。そして、ソー
ス電極159、ドレイン電極160、及び図示しないゲ
ート配線146の取り出し電極を形成する。Next, an interlayer insulating film 1 made of silicon oxide or the like is used.
58 is formed. Gate insulating film 143, interlayer insulating film 15
8, the first impurity regions 152 and 153, the gate wiring 14
A contact hole reaching 6 is formed. Then, a source electrode 159, a drain electrode 160, and an extraction electrode of a gate wiring 146 (not shown) are formed.
【0090】[実施形態3] 図7を用いて、本実施形
態のTFTの作製工程について説明する。本実施形態も
実施形態1の変形例であり、ゲート電極(ゲート配線)
の構造の変形したものであり、他の主要構造は実施形態
1と同様である。なお図7において、図1、図2と同じ
符号は同じ構成要素を示している。[Embodiment 3] A manufacturing process of a TFT of this embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is also a modification of the first embodiment, and includes a gate electrode (gate wiring).
This is a modification of the first embodiment, and the other main structures are the same as those of the first embodiment. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same components.
【0091】本実施形態のゲート電極は実施形態1と同
様に、第1のゲート電極168と第2のゲート電極16
9が積層した構造であるが、第1のゲート電極168の
側面をテーパー状にしない例であり、本実施形態では第
1のゲート電極168が第2のゲート電極169側面か
ら外側に延びている部分でも膜厚がほぼ一定になってい
る。As in the first embodiment, the first gate electrode 168 and the second gate electrode 16
9, the first gate electrode 168 does not have a tapered side surface. In this embodiment, the first gate electrode 168 extends outward from the second gate electrode 169 side surface. The film thickness is almost constant even in the part.
【0092】半導体層には、実施形態1と同様のリンの
添加を経て、チャネル形成領域161、n+ 型の第1の
不純物領域162、163、n- 型の第2の不純物領域
164、165、n- 型の第3の不純物領域166、1
67が形成される。The semiconductor layer is doped with phosphorus in the same manner as in the first embodiment to form a channel forming region 161, n + -type first impurity regions 162 and 163, and n − -type second impurity regions 164 and 165. , N − -type third impurity regions 166, 1
67 are formed.
【0093】本実施形態では、第1のゲート電極168
の膜厚は一定とされるため、第2の不純物領域164、
165では不純物濃度に勾配がほとんどない。In this embodiment, the first gate electrode 168
Is constant, the second impurity region 164,
At 165, there is almost no gradient in the impurity concentration.
【0094】[実施形態4] 本実施形態は、実施形態
1及び実施形態2の変形例である。実施形態1、2では
ゲート電極のテーパー部での厚さはほぼ線形に変化して
いる。本実施形態では、テーパー部の厚さを非線形に変
化させたものである。[Embodiment 4] This embodiment is a modification of the first and second embodiments. In the first and second embodiments, the thickness of the gate electrode at the tapered portion changes substantially linearly. In the present embodiment, the thickness of the tapered portion is changed non-linearly.
【0095】図8に実施形態1のTFTの変形例を示
す。図8において図2と同じ符号は同じ構成要素を示
す。図8に示すように、第1のゲート電極170(ゲー
ト配線)のテーパー部の厚さは非線形に変化されてい
る。半導体層には、実施形態1と同様のリンの添加を経
て、チャネル形成領域171、n+ 型の第1の不純物領
域172、173、n- 型の第2の不純物領域174、
175、n- 型の第3の不純物領域176、177が形
成される。FIG. 8 shows a modification of the TFT of the first embodiment. 8, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same components. As shown in FIG. 8, the thickness of the tapered portion of the first gate electrode 170 (gate wiring) is changed nonlinearly. In the semiconductor layer, through the same addition of phosphorus as in the first embodiment, the channel formation region 171, the n + -type first impurity regions 172 and 173, the n − -type second impurity region 174,
175, n − -type third impurity regions 176 and 177 are formed.
【0096】図9に実施形態2のTFTの変形例を示
す。図9において図6と同じ符号は同じ構成要素を示
す。図9に示すように、ゲート電極180(配線)のテ
ーパー部の厚さは非線形に変化している。半導体層に
は、実施形態1と同様のリンの添加を経て、チャネル形
成領域181、n+ 型の第1の不純物領域182、18
3、n- 型の第2の不純物領域184、185、n- 型
の第3の不純物領域186、187が形成される。FIG. 9 shows a modification of the TFT of the second embodiment. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same components. As shown in FIG. 9, the thickness of the tapered portion of the gate electrode 180 (wiring) changes nonlinearly. In the semiconductor layer, the channel formation region 181 and the n + -type first impurity regions 182 and 18 are added through the same addition of phosphorus as in the first embodiment.
3, n − -type second impurity regions 184 and 185 and n − -type third impurity regions 186 and 187 are formed.
【0097】図8、図9の断面図が示すように、ゲート
電極170、180は膜厚が一定の部分から若干端にず
れた部分で厚さがごく薄くなるようにして、ドナーやア
クセプターとなる不純物をゲート電極170、180を
通過しやすくした。As shown in the cross-sectional views of FIGS. 8 and 9, the gate electrodes 170 and 180 are formed so as to have a very small thickness at a portion where the film thickness is slightly shifted from a fixed portion to an end, so that the Impurities easily pass through the gate electrodes 170 and 180.
【0098】図示したようなテーパー部をゲート電極1
70、180に形成するには、異方性エッチングと等方
性エッチングを組み合わせて、導電膜をエッチングすれ
ばよい。The tapered portion shown in FIG.
In order to form the conductive films 70 and 180, the conductive film may be etched by combining anisotropic etching and isotropic etching.
【0099】なお、実施形態1〜4に記載のTFTの構
成は、以下に示す本発明の全ての実施例に適用できるの
は、いうまでもない。It is needless to say that the structure of the TFT described in the first to fourth embodiments can be applied to all examples of the present invention described below.
【0100】[0100]
【実施例】 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0101】[実施例1] 本実施例は本発明をアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置に適用した例を説明す
る。Embodiment 1 In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device will be described.
【0102】図10は本実施例のアクティブマトリクス
型液晶パネルの概略の構成図である。液晶パネルは、ア
クティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶が挟ま
れた構造を有し、アクティブマトリクス基板と対向基板
に形成された電極により、映像データに対応した電圧を
液晶に印加することで、パネルに映像を表示することが
できる。FIG. 10 is a schematic structural view of the active matrix type liquid crystal panel of this embodiment. A liquid crystal panel has a structure in which liquid crystal is sandwiched between an active matrix substrate and a counter substrate, and a voltage corresponding to video data is applied to the liquid crystal by electrodes formed on the active matrix substrate and the counter substrate. , Can display video on the panel.
【0103】アクティブマトリクス基板200は、ガラ
ス基板300上にTFTをスイッチング素子に用いた画
素部202、画素部202を駆動するためのゲートドラ
イバ回路203及びソースドライバ回路204が形成さ
れている。ドライバ回路203、204はそれぞれソー
ス配線、ドレイン配線によって画素部202に接続され
ている。In the active matrix substrate 200, a pixel portion 202 using a TFT as a switching element, a gate driver circuit 203 for driving the pixel portion 202, and a source driver circuit 204 are formed on a glass substrate 300. The driver circuits 203 and 204 are connected to the pixel unit 202 by a source wiring and a drain wiring, respectively.
【0104】更に、ガラス基板300上には、ドライバ
回路203、204に入力される信号を処理する信号処
理回路205が形成され、さらにドライバ回路203、
204、信号処理回路205へ電力や制御信号を入力す
るための外部端子が形成され、この外部端子にFPC2
06が接続されている。Further, on the glass substrate 300, a signal processing circuit 205 for processing signals input to the driver circuits 203 and 204 is formed.
204, an external terminal for inputting power and a control signal to the signal processing circuit 205 is formed.
06 is connected.
【0105】対向基板210においては、ガラス基板全
面にITO膜等の透明導電膜が形成されている。透明導
電膜は画素部202の画素電極に対する対向電極であ
り、画素電極、対向電極間の電界強度を変化することに
よって液晶材料の配向が変化され、階調表示が可能にな
る。更に、対向基板210には必要であれば配向膜や、
カラーフィルタが形成されている。In the counter substrate 210, a transparent conductive film such as an ITO film is formed on the entire surface of the glass substrate. The transparent conductive film is a counter electrode with respect to the pixel electrode of the pixel portion 202. By changing the electric field intensity between the pixel electrode and the counter electrode, the orientation of the liquid crystal material is changed, and a gray scale display can be performed. Further, the counter substrate 210 may have an alignment film if necessary,
A color filter is formed.
【0106】図11(A)は画素部の一画素の等価回路
であり、図11(B)は画素部202の上面図である。
図11(C)はドライバ回路203、204を構成する
CMOS回路の上面図である。FIG. 11A is an equivalent circuit of one pixel of the pixel portion, and FIG. 11B is a top view of the pixel portion 202.
FIG. 11C is a top view of a CMOS circuit included in the driver circuits 203 and 204.
【0107】図12はアクティブマトリクス基板の断面
図である。図12(A)は画素部202の断面図であ
り、図11(B)の鎖線X−X’に沿った断面に対応す
る。図12(B)はCMOS回路の断面図であり、図1
1(C)の鎖線Y−Y’に沿った断面に対応する。図1
2に示すように、画素TFT及びCMOS回路の薄膜ト
ランジスタは同一のガラス基板300上に同時に作製さ
れる。FIG. 12 is a sectional view of an active matrix substrate. FIG. 12A is a cross-sectional view of the pixel portion 202, which corresponds to a cross section taken along a dashed line XX ′ in FIG. FIG. 12B is a cross-sectional view of the CMOS circuit, and FIG.
1 (C) corresponds to the cross section along the chain line YY ′. FIG.
As shown in FIG. 2, the pixel TFT and the thin film transistor of the CMOS circuit are simultaneously formed on the same glass substrate 300.
【0108】画素部202において、ゲート配線350
が行ごとに形成され、ソース配線380が列ごとに形成
されている。ゲート配線350、ソース配線380の交
差部近傍には、画素TFT220が形成されている。画
素TFT220のソース領域にはソース配線380に接
続され、ドレイン領域には液晶セル240、保持容量2
30という2つのコンデンサーが接続されている。In the pixel section 202, the gate wiring 350
Are formed for each row, and the source wiring 380 is formed for each column. The pixel TFT 220 is formed near the intersection of the gate line 350 and the source line 380. The source region of the pixel TFT 220 is connected to a source line 380, and the drain region is a liquid crystal cell 240 and a storage capacitor 2.
Two capacitors of 30 are connected.
【0109】液晶セル240は画素電極390と対向基
板210の透明電極を電極対に、液晶を誘電体とするコ
ンデンサーであり、画素電極390によって画素TFT
220に電気的に接続されている。保持容量230は、
共通配線360と、画素TFT220の半導体層に形成
されるチャネル領域を電極対に、ゲート絶縁膜を誘電体
とするコンデンサである。The liquid crystal cell 240 is a capacitor using a liquid crystal as a dielectric with the pixel electrode 390 and the transparent electrode of the counter substrate 210 as an electrode pair.
220 is electrically connected. The storage capacity 230 is
This capacitor uses a common line 360 and a channel region formed in the semiconductor layer of the pixel TFT 220 as an electrode pair and a gate insulating film as a dielectric.
【0110】図13〜図16を用いて、本実施例のアク
ティブマトリクス基板の作製工程を説明する。図13、
図14は画素部の作製工程を示す断面図であり、図1
5、図16はCMOS回路の作製工程を示す断面図であ
る。The manufacturing process of the active matrix substrate of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the pixel portion.
5 and FIG. 16 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing a CMOS circuit.
【0111】ガラス基板300を用意する。本実施例で
はコーニングス社製1737ガラス基板を用いる。ガラ
ス基板300表面に接して、プラズマCVD法でTEO
Sガスを原料に厚さ200nmの酸化シリコン膜を下地
膜301として形成する。そして、下地膜301を40
0℃、4時間加熱する。A glass substrate 300 is prepared. In this embodiment, a 1737 glass substrate manufactured by Cornings is used. In contact with the surface of the glass substrate 300, TEO is formed by plasma CVD.
A 200-nm-thick silicon oxide film is formed as a base film 301 using S gas as a raw material. Then, the base film 301 is
Heat at 0 ° C. for 4 hours.
【0112】下地膜301上にPECVD法によりH2
ガスで希釈したSiH4 を用いて、厚さ500nmの非
晶質シリコン膜を成膜する。次に、非晶質シリコン膜を
450℃、1時間加熱して水素出し処理をする。非晶質
シリコン膜内の水素原子は5原子%以下、好ましくは1
%以下とする。水素出し処理後の非晶質シリコン膜にエ
キシマレーザ光を照射して結晶性(多結晶)シリコン膜
401を形成する。レーザ結晶化の条件は、レーザ光源
としてXeClエキシマレーザを用い、光学系によりレ
ーザ光を線状に整形し、パルス周波数を30Hz、オー
バーラップ率を96%、レーザエネルギー密度を359
mJ/cm2 とする。(図13(A)、図15(A))H 2 is formed on the underlying film 301 by PECVD.
An amorphous silicon film having a thickness of 500 nm is formed using SiH 4 diluted with a gas. Next, the amorphous silicon film is heated at 450 ° C. for one hour to perform a dehydration treatment. Hydrogen atoms in the amorphous silicon film are 5 atomic% or less, preferably 1 atomic% or less.
% Or less. The crystalline (polycrystalline) silicon film 401 is formed by irradiating an excimer laser beam to the amorphous silicon film after the hydrogen removal treatment. The conditions for laser crystallization are as follows: a XeCl excimer laser is used as a laser light source, the laser light is linearly shaped by an optical system, the pulse frequency is 30 Hz, the overlap ratio is 96%, and the laser energy density is 359.
mJ / cm 2 . (FIG. 13 (A), FIG. 15 (A))
【0113】非晶質シリコン膜の成膜方法はPECVD
法の他に、LPCVD法やスパッタ法を用いることがで
きる。また、非晶質シリコンを結晶化させるレーザには
エキシマレーザのようなパルス発振型の他、Arレーザ
のような連続発振型のレーザを用いても良い。また、レ
ーザ結晶化の代わりにハロゲンランプや水銀ランプを用
いるランプアニール工程、あるいは600℃以上の加熱
処理工程を用いることもできる。The method for forming an amorphous silicon film is PECVD.
In addition to the method, an LPCVD method or a sputtering method can be used. As a laser for crystallizing amorphous silicon, a continuous wave laser such as an Ar laser may be used in addition to a pulsed laser such as an excimer laser. Further, instead of laser crystallization, a lamp annealing step using a halogen lamp or a mercury lamp, or a heat treatment step at 600 ° C. or higher can be used.
【0114】次に、フォトリソ工程用いて図示しないフ
ォトレジストパターンを形成し、このフォトレジストパ
ターンを用いて結晶性シリコン膜401を島状にパター
ニングして、半導体層302、303、304を形成す
る。半導体層302、303、304を覆って、ゲート
絶縁膜305として、窒化酸化シリコンを成膜する。成
膜方法はPECVDとし、原料ガスにSiH4 とNO2
を用いた。窒化酸化シリコン膜の厚さは120nmとす
る。(図13(B)、図15(B))Next, a photoresist pattern (not shown) is formed by using a photolithography process, and the crystalline silicon film 401 is patterned into an island shape using the photoresist pattern to form semiconductor layers 302, 303, and 304. A silicon nitride oxide film is formed as the gate insulating film 305 so as to cover the semiconductor layers 302, 303, and 304. The film forming method was PECVD, and SiH 4 and NO 2 were used as source gases.
Was used. The thickness of the silicon nitride oxide film is 120 nm. (FIG. 13 (B), FIG. 15 (B))
【0115】ゲート絶縁膜305上にリンを含有するn
型のシリコン膜402、モリブデン−タングステン合金
(Mo−W)膜403の積層膜をスパッタ法で成膜す
る。シリコン膜402の厚さは200nmとし、Mo−
W膜403の厚さは250nmとする。Mo−W膜40
3のターゲット材料はMoとWの組成比を1:1とし
た。(図13(C)、図15(C))On the gate insulating film 305, n containing phosphorus
A stacked film of a silicon film 402 of a mold type and a molybdenum-tungsten alloy (Mo-W) film 403 is formed by a sputtering method. The thickness of the silicon film 402 is 200 nm, and the thickness of Mo-
The thickness of the W film 403 is 250 nm. Mo-W film 40
The target material of No. 3 had a Mo: W composition ratio of 1: 1. (FIG. 13 (C), FIG. 15 (C))
【0116】Mo―W膜403上にレジストマスク40
5を形成する。レジストマスク405を用いてMo―W
膜403をウェットエッチングし、画素TFTのゲート
配線、共通配線、CMOS回路のゲート配線の上部配線
である第2のゲート配線352、第2の共通配線36
2、第2のゲート配線372を形成する。(図13
(D)、図15(D))The resist mask 40 is formed on the Mo-W film 403.
5 is formed. Mo-W using resist mask 405
The film 403 is wet-etched, and the second gate wiring 352 and the second common wiring 36 which are upper wirings of the gate wiring and the common wiring of the pixel TFT and the gate wiring of the CMOS circuit
2. A second gate wiring 372 is formed. (FIG. 13
(D), FIG. 15 (D))
【0117】再度レジストマスク405を用いて、塩素
系のガスを用いた異方性エッチングを行い、n型シリコ
ン膜402をエッチングし、第1のゲート配線351、
第2の共通配線361、第1のゲート配線371を形成
する。このとき各配線351、361、371の側面が
ゲート絶縁膜305となす角(テーパー角)θが20度
になるようにし、側部にテーパー部を形成する。(図1
3(E)、図15(E))Using the resist mask 405 again, anisotropic etching using a chlorine-based gas is performed, the n-type silicon film 402 is etched, and the first gate wiring 351 is formed.
A second common wiring 361 and a first gate wiring 371 are formed. At this time, the angle (taper angle) θ between the side surface of each of the wirings 351, 361, and 371 and the gate insulating film 305 is set to 20 degrees, and a tapered portion is formed on the side. (Figure 1
3 (E), FIG. 15 (E))
【0118】レジストマスク405を除去した後、配線
350、360、370をマスクにして、イオンドーピ
ング法により半導体層302〜304にリンを添加し、
n-型領域406〜413を自己整合的に形成する。こ
のリンの添加工程では、第1の電極351、361、3
71のテーパー部(第2の電極352、362、372
の側面よりも外側にある部分)とゲート絶縁膜305を
通過させて、リンを添加するため、加速電圧を高めに
し、90KeVとする。After removing the resist mask 405, phosphorus is added to the semiconductor layers 302 to 304 by ion doping using the wirings 350, 360, and 370 as a mask.
The n − -type regions 406 to 413 are formed in a self-aligned manner. In this phosphorus addition step, the first electrodes 351, 361, 3
71 (the second electrodes 352, 362, 372)
(The portion outside the side surface of the substrate) and the gate insulating film 305, and the acceleration voltage is increased to 90 KeV to add phosphorus.
【0119】n- 型の不純物領域406〜413のリン
濃度が最終的なTFTのn- 型の低濃度不純物領域のリ
ン濃度を決定するため、ドーズ量は低濃度とし、n- 型
不純物領域406〜413において、電極350、36
0、370と交差していない領域のリンの濃度が1×1
018atoms/cm3 となるようにした。ドーピングガスには
水素で希釈したホスフィンを用いる。[0119] n - to determine the phosphorus concentration of the low concentration impurity regions of the mold, and the dose is set to a low concentration, n - - phosphorus concentration impurity regions 406 to 413 of the types n of the final TFT type impurity regions 406 413, the electrodes 350, 36
0, the concentration of phosphorus in the region not intersecting with 370 is 1 × 1
0 18 atoms / cm 3 . Phosphine diluted with hydrogen is used as a doping gas.
【0120】次に、電極350、360、370を覆う
レジストマスク415を形成する。レジストマスク41
5が各電極の第1の電極351、361、371の側面
よりも外側に延びた長さによって、第1の電極351、
361、371とオーバーラップしないn- 型の低濃度
不純物領域の長さが決定される。ここでは、CMOS回
路の半導体層304上にはレジストマスクを形成しな
い。Next, a resist mask 415 covering the electrodes 350, 360, and 370 is formed. Resist mask 41
5 extends outside the side surfaces of the first electrodes 351, 361, 371 of the respective electrodes.
The length of the n − -type low-concentration impurity region that does not overlap with 361 and 371 is determined. Here, no resist mask is formed over the semiconductor layer 304 of the CMOS circuit.
【0121】レジストマスク415を用いて、イオンド
ーピング法によりリンを添加する。この添加工程におい
ても、水素で希釈したホスフィンをドーピングガスに用
いた。また、リンがゲート絶縁膜305を通過できるよ
うにするため、加速電圧は80keVと高めに設定し、
この工程で形成されるn+ 型の不純物領域313〜31
5、332、333、421、422のリンの濃度が5
×1020atoms/cm3となるようにドーズ量を設定した。[0121] Using the resist mask 415, phosphorus is added by an ion doping method. In this addition step, phosphine diluted with hydrogen was used as the doping gas. Further, in order to allow phosphorus to pass through the gate insulating film 305, the acceleration voltage is set as high as 80 keV,
N + -type impurity regions 313 to 31 formed in this step
5,332,333,421,422 phosphorus concentration is 5
The dose was set so as to be × 10 20 atoms / cm 3 .
【0122】画素部202において、半導体層302の
n- 型の不純物領域406〜409にリンが選択的に添
加され、n+ 型の不純物領域313〜315が形成され
る。n- 型の不純物領域406〜409でリンが添加さ
れなかった領域は高抵抗領域として機能し、第1のゲー
ト電極351、第1の共通電極と重なっているn- 型不
純物領域316〜319と326、327と、第1のゲ
ート電極351、第1の共通電極361と重なっていな
いn- 型不純物領域320〜323、328として画定
する。更に、2回のリン添加工程でリンが添加されなか
った領域311、312、325がチャネル形成領域と
して画定する。(図14(A))In the pixel portion 202, phosphorus is selectively added to the n − -type impurity regions 406 to 409 of the semiconductor layer 302 to form n + -type impurity regions 313 to 315. The regions to which phosphorus is not added in the n − -type impurity regions 406 to 409 function as high-resistance regions, and the n − -type impurity regions 316 to 319 overlapping with the first gate electrode 351 and the first common electrode are formed. 326, 327 and n − -type impurity regions 320 to 323, 328 which do not overlap with the first gate electrode 351 and the first common electrode 361. Further, regions 311, 312, and 325 to which phosphorus has not been added in the two phosphorus addition steps are defined as channel formation regions. (FIG. 14A)
【0123】n- 型不純物領域316〜319はリンの
濃度がn- 型不純物領域320〜323より低く、また
リンの濃度はn- 型不純物領域320〜323からチャ
ネル形成領域311、312に向かって低くなってい
る。[0123] n - -type impurity regions 316 to 319 is the concentration of phosphorus the n - lower -type impurity regions 320 to 323, and the concentration of phosphorus the n - toward -type impurity regions 320 to 323 in the channel forming region 311, 312 It is lower.
【0124】CMOS回路において、nチャネル型TF
Tの半導体層303のn- 型不純物領域410、411
にもリンが選択的に添加され、n+ 型の不純物領域32
2、323が形成される。他方、n- 型の不純物領域4
10、411において、リンが添加されなかった領域は
高抵抗領域として機能し、第1のゲート電極371と重
なっているn- 型不純物領域334、335と、第1の
ゲート電極371と重なっていないn- 型不純物領域3
36、337として画定する。2回のリン添加工程でリ
ンが添加されなかった領域331はチャネル形成領域と
して画定する。In a CMOS circuit, an n-channel type TF
N − -type impurity regions 410 and 411 of T semiconductor layer 303
Is selectively added also to the n + -type impurity region 32.
2, 323 are formed. On the other hand, n − type impurity region 4
In regions 10 and 411, the region to which phosphorus is not added functions as a high-resistance region, and n − -type impurity regions 334 and 335 overlapping with the first gate electrode 371 do not overlap with the first gate electrode 371. n - type impurity region 3
36, 337. The region 331 to which phosphorus has not been added in the two phosphorus addition steps is defined as a channel formation region.
【0125】n- 型不純物領域334、335はリンの
濃度がn- 型不純物領域336、337より低く、また
リンの濃度はn- 型不純物領域336、337からチャ
ネル形成領域331に向かって低くなっている。In n − -type impurity regions 334 and 335, the concentration of phosphorus is lower than n − -type impurity regions 336 and 337, and the concentration of phosphorus decreases from n − -type impurity regions 336 and 337 toward channel formation region 331. ing.
【0126】また、pチャネル型TFTの半導体層30
4においては、ゲート電極370が上に存在する部分に
はリンがほとんど添加されず、ゲート電極370がその
上部に存在しない部分にn+ 型領域421、422が形
成され、第1のゲート電極371の下部にはn- 型の不
純物領域が残存する。(図16(A))The semiconductor layer 30 of the p-channel TFT is
In No. 4, phosphorus is hardly added to a portion where the gate electrode 370 is present, and n + -type regions 421 and 422 are formed in a portion where the gate electrode 370 is not present. An n − -type impurity region remains below the gate electrode. (FIG. 16A)
【0127】レジストマスク415を除去した後、nチ
ャネル型TFTを覆うレジストマスク416を形成す
る。pチャネル型TFTの第2のゲート電極372をマ
スクにして、半導体層304側の第1のゲート電極37
1をエッチングよって細らせ、第3のゲート電極373
を形成する。(図14(B)、図16(B))After removing the resist mask 415, a resist mask 416 covering the n-channel TFT is formed. Using the second gate electrode 372 of the p-channel TFT as a mask, the first gate electrode 37 on the semiconductor layer 304 side is used.
1 is thinned by etching, and a third gate electrode 373 is formed.
To form (FIG. 14 (B), FIG. 16 (B))
【0128】第3のゲート電極373の側面がゲート絶
縁膜305となすテーパー角θが75度となった。この
第3の電極373のテーパー角は60度以上90度以下
の範囲とし、より好ましくは70度以上85度以下の範
囲とする。The side surface of the third gate electrode 373 and the gate insulating film 305 have a taper angle θ of 75 degrees. The taper angle of the third electrode 373 is in the range of 60 degrees or more and 90 degrees or less, and more preferably in the range of 70 degrees or more and 85 degrees or less.
【0129】レジストマスク416を残存させた状態
で、半導体層304にボロンとイオンドーピング法で添
加する。ゲート電極372、373がマスクとして機能
して、チャネル形成領域341、p+ 型不純物領域34
2、343、p+ 型不純物領域344、345が自己整
合的に形成される。なお、レジストマスク416を除去
し、別途新しいレジストマスクを形成しても良い。(図
14(C)、図16(C))With the resist mask 416 remaining, boron and ion doping are added to the semiconductor layer 304. The gate electrodes 372 and 373 function as masks, and the channel formation region 341, the p + -type impurity region 34
2, 343 and p + -type impurity regions 344 and 345 are formed in a self-aligned manner. Note that the resist mask 416 may be removed and a new resist mask may be formed separately. (FIG. 14 (C), FIG. 16 (C))
【0130】ボロンの添加工程では、加速電圧を80k
eVに設定し、ドーズ量はp+ 型不純物領域342〜3
45のボロン濃度が3×1021atoms/cm3となるように
設定した。ドーピングガスには水素で希釈したジボラン
を用いたことで、p+ 型不純物領域344、345はp
+ 型不純物領域342、343とボロン濃度は同じであ
るが、リン濃度が低くなっている。p+ 型不純物領域3
44、345の濃度分布は第1のゲート電極371のテ
ーパー部の膜厚変化に対応し、チャネル形成領域341
に向かって低くなっている。In the boron addition step, the accelerating voltage is set to 80 k
eV, and the dose is p + -type impurity regions 342 to 3
The boron concentration was set to be 3 × 10 21 atoms / cm 3 . By using diborane diluted with hydrogen as the doping gas, p + -type impurity regions 344 and 345
The boron concentration is the same as that of + type impurity regions 342 and 343, but the phosphorus concentration is low. p + type impurity region 3
The concentration distributions of 44 and 345 correspond to changes in the thickness of the tapered portion of the first gate electrode 371, and the channel formation region 341
It is lower toward.
【0131】レジストマスク416を除去した後、50
0℃で加熱して半導体層に添加したリン、ボロンを活性
化する。加熱処理に先立って、ゲート配線350、共通
電極360、ゲート配線370の酸化を防止するため
に、厚さ50nmの酸化シリコンでなる保護膜306を
形成する。(図14(C)、図16(C))After removing the resist mask 416, 50
Heating at 0 ° C. activates phosphorus and boron added to the semiconductor layer. Prior to the heat treatment, a protective film 306 made of silicon oxide with a thickness of 50 nm is formed in order to prevent oxidation of the gate wiring 350, the common electrode 360, and the gate wiring 370. (FIG. 14 (C), FIG. 16 (C))
【0132】次に、層間絶縁膜307として、PECV
D法で厚さ20nmの窒化シリコン膜、厚さ900nm
の酸化シリコン膜を積層して成膜する。層間絶縁膜30
7、保護膜306、ゲート絶縁膜305にn+ 型不純物
領域313〜315、n+ 型不純物領域332、33
3、p+ 型不純物領域342、343及び第2のゲート
配線372に達するコンタクトホールを形成する。Next, as the interlayer insulating film 307, PECV
20 nm thick silicon nitride film by method D, 900 nm thick
Are laminated and formed. Interlayer insulating film 30
7, n + -type impurity regions 313 to 315 and n + -type impurity regions 332 and 33
3. A contact hole reaching the p + -type impurity regions 342 and 343 and the second gate wiring 372 is formed.
【0133】層間絶縁膜307上にチタン(150n
m)/アルミニウム(500nm)/チタン(100n
m)でなる積層膜をスパッタ法で成膜し、パターニング
して、ソース配線380、ドレイン電極381、ソース
電極384、385、ドレイン電極386を形成する。
以上により、CMOS回路で主に構成される回路203
〜205と、画素TFT220、保持容量230が設け
られた画素部202が同一のガラス基板300上に作製
される。(図14(E)、図16(E))On the interlayer insulating film 307, titanium (150 n
m) / aluminum (500 nm) / titanium (100 n
m) is formed by sputtering and patterned to form a source wiring 380, a drain electrode 381, source electrodes 384, 385, and a drain electrode 386.
As described above, the circuit 203 mainly composed of the CMOS circuit
205 and the pixel portion 202 provided with the pixel TFT 220 and the storage capacitor 230 are formed on the same glass substrate 300. (FIG. 14 (E), FIG. 16 (E))
【0134】アクティブマトリクス基板を完成するに
は、更に、基板300全面に平坦化膜308を形成す
る。ここでは、アクリルをスピンコート法で塗布し、焼
成して厚さ1μmのアクリル膜を形成する。平坦化膜3
08にCMOS回路のソース電極384、385及に対
するコンタクトホールを開口する。スパッタ法によって
厚さ200nmのチタンを成膜しパターニングしてソー
ス配線387、388を形成する。To complete the active matrix substrate, a flattening film 308 is further formed on the entire surface of the substrate 300. Here, acryl is applied by a spin coating method and baked to form an acrylic film having a thickness of 1 μm. Flattening film 3
At 08, contact holes for the source electrodes 384 and 385 of the CMOS circuit are opened. A 200-nm-thick titanium film is formed by sputtering and patterned to form source wirings 387 and 388.
【0135】次に、第1の平坦化膜308と同様にし
て、厚さ0.5μmのアクリルを第2の平坦化膜309
として形成する。平坦化膜308、309にドレイン電
極381に対するコンタクトホールを形成する。スパッ
タ法でITO膜を成膜し、パターニングして、ドレイン
電極381に接続された画素電極390を形成する。
(図12(A)、(B))Next, similarly to the first flattening film 308, an acrylic having a thickness of 0.5 μm is applied to the second flattening film 309.
Form as A contact hole for the drain electrode 381 is formed in the planarization films 308 and 309. An ITO film is formed by a sputtering method and patterned to form a pixel electrode 390 connected to the drain electrode 381.
(FIGS. 12A and 12B)
【0136】本実施例ではpチャネル型TFTに対して
高抵抗領域として機能する低濃度不純物領域を形成して
いないが、pチャネル型TFTは元来高抵抗領域がなく
とも、信頼性が高いので問題はなく、かえって高抵抗領
域形成しないほうがオン電流を稼ぐことができ、nチャ
ネル型TFTとの特性との釣り合いがとれ、都合が良
い。In this embodiment, a low-concentration impurity region functioning as a high-resistance region is not formed with respect to the p-channel TFT. However, since the p-channel TFT originally has no high-resistance region, its reliability is high. There is no problem. On the contrary, when the high-resistance region is not formed, the ON current can be increased, and the characteristics with the n-channel TFT can be balanced, which is convenient.
【0137】[実施例2] 本実施例は実施例1の変形
例であり、リンとボロンの添加工程の順序を変えたもの
であり、他は実施例1と同様である。図17を用いて本
実施例の作製工程を説明する。また図17において、図
15、図16と同じ符号は同じ構成要素を示す。[Embodiment 2] This embodiment is a modification of the embodiment 1 and is the same as the embodiment 1 except that the order of the steps of adding phosphorus and boron is changed. The manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 17, the same reference numerals as those in FIGS. 15 and 16 denote the same components.
【0138】実施例1では、リンを半導体層に添加して
から、ボロンを添加したが、本実施例ではボロンを先に
添加する。In Example 1, boron was added after phosphorus was added to the semiconductor layer. In this example, boron was added first.
【0139】本実施例ではCMOS回路の作製工程を説
明するが、実施例のように画素部とドライバ回路が一体
化したアクティブマトリクス基板の作製工程に本実施例
を適用できるのはいうまでもない。In this embodiment, a process for manufacturing a CMOS circuit will be described. However, it is needless to say that this embodiment can be applied to a process for manufacturing an active matrix substrate in which a pixel portion and a driver circuit are integrated as in the embodiment. .
【0140】実施例1で示した工程に従って図15
(E)の構成を得る。次にレジストマスク405を除去
する。図17(A)にこの状態を示す。According to the steps shown in Embodiment 1, FIG.
(E) is obtained. Next, the resist mask 405 is removed. FIG. 17A shows this state.
【0141】次に、nチャネル型TFTを覆うレジスト
マスク451を形成する。レジストマスク451を用い
て、半導体層304にボロンをイオンドーピング法で添
加する。ゲート電極371、372がマスクとして機能
し、半導体層304にチャネル形成領域501、ソース
領域、ドレイン領域として機能するp+ 型不純物領域5
02、503が自己整合的に形成される。Next, a resist mask 451 covering the n-channel TFT is formed. Using the resist mask 451, boron is added to the semiconductor layer 304 by an ion doping method. The gate electrodes 371 and 372 function as masks, and the p + -type impurity region 5 that functions as a channel formation region 501, a source region, and a drain region in the semiconductor layer 304.
02, 503 are formed in a self-aligned manner.
【0142】加速電圧は80keVとし、ドーズ量はp
+ 型不純物領域502、503のボロン濃度が3×10
20atoms/cm3となるように設定した。ここで、p+ 型不
純物領域502、503はドーピング時のボロンの回り
込み、ゲート電極370側部の膜厚が薄いため、下部に
も若干重なっていると予想される。(図17(B))The acceleration voltage is 80 keV and the dose is p
The boron concentration of the + type impurity regions 502 and 503 is 3 × 10
The setting was made to be 20 atoms / cm 3 . Here, the p + -type impurity regions 502 and 503 are expected to wrap around boron at the time of doping and have a small thickness on the side of the gate electrode 370, so that they slightly overlap with the lower portion. (FIG. 17B)
【0143】レジストマスク451を除去した後、pチ
ャネル型TFTを覆うレジストマスク452を形成す
る。そして、イオンドーピング法により半導体層303
にリンを添加し、n- 型の低濃度不純物領域453、4
54を自己整合的に形成する。加速電圧は90keVと
し、ドーズ量はn- 型不純物領域453、454のリン
濃度が1×1018atoms/cm3 となるように設定した。ま
た、ドーピングガスには水素で希釈したホスフィンを用
いる。(図17(C))After removing the resist mask 451, a resist mask 452 covering the p-channel TFT is formed. Then, the semiconductor layer 303 is formed by an ion doping method.
To the n − -type low-concentration impurity regions 453 and 4.
54 are formed in a self-aligned manner. The acceleration voltage was set to 90 keV, and the dose was set so that the phosphorus concentration of the n − -type impurity regions 453 and 454 was 1 × 10 18 atoms / cm 3 . In addition, phosphine diluted with hydrogen is used as a doping gas. (FIG. 17C)
【0144】次に、レジストマスク452を除去して、
新たにpチャネル型TFT全体と、nチャネル型TFT
を部分的に覆うレジストマスク456を形成する。nチ
ャネル型TFTにおいて、マスク456が第1のゲート
電極371の側面よりも外側に延びた長さが、第1のゲ
ート電極371とオーバーラップしないn- 型不純物領
域の長さを決定する。Next, the resist mask 452 is removed,
New p-channel TFT and n-channel TFT
Is formed to partially cover the resist. In the n-channel TFT, the length of the mask 456 extending outside the side surface of the first gate electrode 371 determines the length of the n − -type impurity region which does not overlap with the first gate electrode 371.
【0145】レジストマスク456を用いてイオンドー
ピング法によりリンを添加する。この添加工程において
も、ドーピングガスに水素で希釈したホスフィンを用い
た。Using a resist mask 456, phosphorus is added by an ion doping method. Also in this addition step, phosphine diluted with hydrogen was used as the doping gas.
【0146】CMOS回路において、nチャネル型TF
Tの半導体層303のn- 型不純物領域453、454
にリンが選択的に添加され、n+ 型の不純物領域51
2、513が形成される。この工程では、リンをゲート
絶縁膜305を通過させるため、加速電圧は80keV
と高めにする。またn+ 型不純物領域512、513の
リンの濃度が5×1020atoms/cm3となるようにドーズ
量を設定した。In a CMOS circuit, an n-channel type TF
N − -type impurity regions 453 and 454 of T semiconductor layer 303
Is selectively added to the n + -type impurity region 51.
2, 513 are formed. In this step, the accelerating voltage is 80 keV to pass phosphorus through the gate insulating film 305.
And higher. The dose was set such that the concentration of phosphorus in n + -type impurity regions 512 and 513 was 5 × 10 20 atoms / cm 3 .
【0147】他方、n- 型の不純物領域453、454
において、リンが添加されなかった領域は高抵抗領域と
して機能し、第1のゲート電極371と重なっているn
- 型不純物領域514、515と、第1のゲート電極3
71と重なっていないn- 型不純物領域516、517
として画定する。また2回のリン添加工程でリンが添加
されなかった領域511はチャネル形成領域として画定
する。(図17(D))On the other hand, n − -type impurity regions 453 and 454
, The region to which phosphorus has not been added functions as a high-resistance region, and overlaps with the first gate electrode 371.
- -type impurity regions 514 and 515, the first gate electrode 3
N − -type impurity regions 516 and 517 not overlapping with 71
Is defined as A region 511 where phosphorus is not added in the two phosphorus addition steps is defined as a channel formation region. (FIG. 17D)
【0148】本実施例でもゲート電極371と重なって
いるn- 型不純物領域514、515は、リン濃度がn
- 型不純物領域516、517(及びn+ 型不純物領域
512、513)よりも低く、またリンの濃度はチャネ
ル形成領域511に向かって低くなっている。Also in this embodiment, the n − -type impurity regions 514 and 515 overlapping the gate electrode 371 have a phosphorus concentration of n.
The impurity concentration is lower than that of the − type impurity regions 516 and 517 (and the n + type impurity regions 512 and 513), and the concentration of phosphorus decreases toward the channel formation region 511.
【0149】レジストマスク456を除去した後、厚さ
50nmでなる酸化シリコンでなる保護膜306を形成
し、加熱処理して半導体層に添加したリン、ボロンを活
性化する。層間絶縁膜307を形成し、コンタクトホー
ルを開口して、ソース電極384、385、ドレイン電
極386を形成する。以上により、CMOS回路が作製
される。(図17(E))After removing the resist mask 456, a protective film 306 made of silicon oxide having a thickness of 50 nm is formed, and heat treatment is performed to activate phosphorus and boron added to the semiconductor layer. An interlayer insulating film 307 is formed, a contact hole is opened, and a source electrode 384, 385 and a drain electrode 386 are formed. Thus, a CMOS circuit is manufactured. (FIG. 17E)
【0150】本実施例では、pチャネル型TFTの第1
のゲート電極を細らせる工程を省略することができる。
なお、図17(B)のボロンの添加工程を行う前に、p
チャネル型TFTの第1のゲート電極371を第2のゲ
ート電極372をマスクにしてエッチングして、第3の
ゲート電極373を形成する工程を追加することもでき
る。In this embodiment, the first of the p-channel TFTs
The step of thinning the gate electrode can be omitted.
Note that, before performing the boron addition step of FIG.
A step of forming the third gate electrode 373 by etching the first gate electrode 371 of the channel type TFT using the second gate electrode 372 as a mask can also be added.
【0151】[実施例3] 本実施例も実施例2と同様
に、リン、ボロンの添加工程の順序を変えた作製工程を
説明する。図18を用いて本実施例の作製工程を説明す
る。また図18において、図15、図16と同じ符号は
同じ構成要素を示す。[Embodiment 3] In this embodiment, as in Embodiment 2, a manufacturing process in which the order of the steps of adding phosphorus and boron is changed will be described. The manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 18, the same reference numerals as those in FIGS. 15 and 16 denote the same components.
【0152】また、本実施例は実施例2の変形例にも対
応する。実施例2では、nチャネル型TFTを作製する
のに、リンを低濃度で添加した後、ボロンを添加するよ
うにしたが、本実施例では先にボロンを高濃度に添加す
るようにした例である。This embodiment also corresponds to a modification of the second embodiment. In the second embodiment, an n-channel TFT is manufactured by adding phosphorus at a low concentration and then adding boron. In the present embodiment, an example in which boron is added at a high concentration first. It is.
【0153】実施例1で示した工程に従って図15
(E)の構成を得る。次にレジストマスク405を除去
する。図18(A)にこの状態を示す。According to the steps shown in Embodiment 1, FIG.
(E) is obtained. Next, the resist mask 405 is removed. FIG. 18A shows this state.
【0154】次に、nチャネル型TFTを覆うレジスト
マスク600を形成する。レジストマスク600を用い
て、半導体層304にボロンをイオンドーピング法で添
加する。ゲート電極371、372がマスクとして機能
し、半導体層304にチャネル形成領域601、ソース
領域、ドレイン領域として機能するp+ 型不純物領域6
02、603が自己整合的に形成される。ドーピングの
加速電圧は80keVとし、ドーズ量はp+ 型不純物領
域602、603のボロン濃度が2×1020atoms/cm3
となるように設定した。Next, a resist mask 600 covering the n-channel TFT is formed. Using the resist mask 600, boron is added to the semiconductor layer 304 by an ion doping method. The gate electrodes 371 and 372 function as a mask, and the semiconductor layer 304 has a p + -type impurity region 6 functioning as a channel formation region 601, a source region, and a drain region.
02, 603 are formed in a self-aligned manner. The doping acceleration voltage is set to 80 keV, and the dose is set so that the boron concentration of the p + -type impurity regions 602 and 603 is 2 × 10 20 atoms / cm 3.
It was set to be.
【0155】pチャネル型TFT全体と、nチャネル型
TFTを部分的に覆うレジストマスク605を形成す
る。レジストマスク605を用いて、イオンドーピング
法によりリンを添加する。この添加工程においても、水
素で希釈したホスフィンをドーピングガスに用いた。n
チャネル型TFTの半導体層303にリンが選択的に添
加され、n+ 型の不純物領域606、607が形成さ
れ、更に、この工程では、リンをゲート絶縁膜305を
通過させるため、加速電圧は80keVと高めにする。
(図18(C))A resist mask 605 that partially covers the entire p-channel TFT and the n-channel TFT is formed. Using the resist mask 605, phosphorus is added by an ion doping method. In this addition step, phosphine diluted with hydrogen was used as the doping gas. n
Phosphorus is selectively added to the semiconductor layer 303 of the channel type TFT to form n + -type impurity regions 606 and 607. Further, in this step, the accelerating voltage is 80 keV in order to pass phosphorus through the gate insulating film 305. And higher.
(FIG. 18 (C))
【0156】レジストマスク605を除去した後、pチ
ャネル型TFTを覆うレジストマスク608を形成す
る。そして、イオンドーピング法により半導体層303
にリンを添加する。ゲート電極370がマスクとして機
能し、チャネル形成領域611、n- 型不純物領域61
4、615、n- 型不純物領域616、617が自己整
合的に形成される。After removing the resist mask 605, a resist mask 608 covering the p-channel TFT is formed. Then, the semiconductor layer 303 is formed by an ion doping method.
Add phosphorus. The gate electrode 370 functions as a mask, and the channel formation region 611 and the n − -type impurity region 61
4, 615 and n − -type impurity regions 616 and 617 are formed in a self-aligned manner.
【0157】n+ 型不純物領域612、613はソース
/ドレイン領域として機能し、リンの濃度が5×1020
atoms/cm3となるようにして低抵抗化する。n- 型不純
物領域614〜617はn+ 型不純物領域612、61
3よりもリン濃度を低くし、高抵抗化する。第1のゲー
ト電極371と重なっていないn- 型不純物領域61
6、617のリン濃度を1×1018atoms/cm3 とする。
(図18(D))The n + -type impurity regions 612 and 613 function as source / drain regions and have a phosphorus concentration of 5 × 10 20.
The resistance is reduced so as to be atoms / cm 3 . N − -type impurity regions 614 to 617 are n + -type impurity regions 612 and 61
The phosphorus concentration is made lower than 3, and the resistance is increased. N − -type impurity region 61 not overlapping with first gate electrode 371
The phosphorus concentrations of 6 and 617 are set to 1 × 10 18 atoms / cm 3 .
(FIG. 18D)
【0158】レジストマスク608を除去した後、厚さ
50nmの酸化シリコンでなる保護膜306を形成し、
加熱処理して半導体層に添加したリン、ボロンを活性化
する。層間絶縁膜307を形成し、コンタクトホールを
開口して、ソース電極384、385及びドレイン電極
386を形成する。以上により、CMOS回路が作製さ
れる。(図18(E))After removing the resist mask 608, a protective film 306 made of silicon oxide having a thickness of 50 nm is formed.
Heat treatment activates phosphorus and boron added to the semiconductor layer. An interlayer insulating film 307 is formed, a contact hole is opened, and a source electrode 384, 385 and a drain electrode 386 are formed. Thus, a CMOS circuit is manufactured. (FIG. 18E)
【0159】本実施例では、リンの添加工程において、
pチャネル型TFTを覆うレジストマスク605、60
8を形成したが、これらのレジストマスク605又は/
及び608を省略することもできる。この場合は、p+
型の不純物領域602、603にリンが添加されるた
め、添加されるリン濃度をみこして、ボロンを多く添加
する必要がある。In this example, in the step of adding phosphorus,
Resist masks 605 and 60 covering p-channel TFT
8 were formed, but these resist masks 605 and / or
And 608 can also be omitted. In this case, p +
Since phosphorus is added to the impurity regions 602 and 603 of the mold, it is necessary to add a large amount of boron in consideration of the concentration of phosphorus to be added.
【0160】[実施例4] 本実施例も実施例1の変形
例であり、リンとボロンの添加工程の順序を変えたもの
であり、主要な構成は実施例1と同様である。[Embodiment 4] This embodiment is also a modified example of Embodiment 1, except that the order of the steps of adding phosphorus and boron is changed, and the main configuration is the same as that of Embodiment 1.
【0161】図19を用いて本実施例の作製工程を説明
する。図19において、図15、16と同じ符号は同じ
構成要素を示す。The manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIG. 19, the same reference numerals as those in FIGS. 15 and 16 indicate the same components.
【0162】実施例1で示した工程に従って図15
(E)の構成を得る。次にレジストマスク405を除去
する。そして、ゲート配線370において、nチャネル
型TFTのゲート電極として機能する部分を少なくとも
覆うレジストマスクを形成し、第2のゲート電極(配
線)372をエッチングマスクに用いて、第1のゲート
電極(配線)371をエッチングして、第3のゲート電
極(配線)を形成する。According to the steps shown in Embodiment 1, FIG.
(E) is obtained. Next, the resist mask 405 is removed. Then, in the gate wiring 370, a resist mask which covers at least a portion functioning as a gate electrode of the n-channel TFT is formed, and the first gate electrode (wiring) is formed using the second gate electrode (wiring) 372 as an etching mask. ) Etch 371 to form a third gate electrode (wiring).
【0163】即ち、少なくとも、第1のゲート配線37
1において、pチャネル型TFTの半導体層304と重
なる部分の幅を細らせて、第3のゲート電極373を形
成する。(図19(A))That is, at least the first gate wiring 37
In 1, a third gate electrode 373 is formed by reducing the width of a portion overlapping with the semiconductor layer 304 of the p-channel TFT. (FIG. 19A)
【0164】イオンドーピング法により半導体層30
3、304にリンを低濃度に添加する。第1〜第3のゲ
ート電極371〜373がマスクとして機能し、n- 型
領域621〜624が自己整合的に形成される。(図1
9(B))The semiconductor layer 30 is formed by the ion doping method.
3, 304 Add phosphorus to low concentration. The first to third gate electrodes 371 to 373 function as masks, and n − -type regions 621 to 624 are formed in a self-aligned manner. (Figure 1
9 (B))
【0165】次に、nチャネル型TFTを覆うレジスト
マスク630を形成する。レジストマスク630を用い
て、半導体層304にボロンをイオンドーピング法で高
濃度に添加する。第1、第3のゲート電極371、37
3がマスクとして機能し、半導体層304にチャネル形
成領域631、ソース領域、ドレイン領域として機能す
るp+ 型不純物領域632、633が自己整合的に形成
される。(図19(C))Next, a resist mask 630 covering the n-channel TFT is formed. Using the resist mask 630, boron is added to the semiconductor layer 304 at a high concentration by an ion doping method. First and third gate electrodes 371, 37
3 functions as a mask, and p + -type impurity regions 632 and 633 functioning as a channel formation region 631, a source region, and a drain region are formed in the semiconductor layer 304 in a self-aligned manner. (FIG. 19C)
【0166】次に、レジストマスク630を除去して、
新たにpチャネル型TFT全体と、nチャネル型TFT
を部分的に覆うレジストマスク640を形成する。レジ
ストマスク640を用いて、イオンドーピング法により
リンを高濃度に添加する。nチャネル型TFTの半導体
層303のn- 型不純物領域621、622にリンが選
択的に添加され、n+ 型の不純物領域642、643が
形成される。更に、レジストマスク640で覆われてい
る領域は、チャネル形成領域641、第1のゲート電極
371と重なっているn- 型不純物領域644、645
と、第1のゲート電極371と重なっていないn- 型不
純物領域646、647として画定する。(図19
(D))Next, the resist mask 630 is removed.
New p-channel TFT and n-channel TFT
Is formed to partially cover the resist. Using the resist mask 640, phosphorus is added at a high concentration by an ion doping method. Phosphorus is selectively added to the n − -type impurity regions 621 and 622 of the semiconductor layer 303 of the n-channel TFT, so that n + -type impurity regions 642 and 643 are formed. Further, regions covered with the resist mask 640 are n − -type impurity regions 644 and 645 overlapping with the channel formation region 641 and the first gate electrode 371.
And n − -type impurity regions 646 and 647 that do not overlap with the first gate electrode 371. (FIG. 19
(D))
【0167】本実施例でもゲート電極371と重なって
いるn- 型不純物領域644、645は、リン濃度がn
- 型不純物領域646、647(及びn+ 型不純物領域
642、643)よりも低く、またリンの濃度はチャネ
ル形成領域641に向かって低くなっている。Also in this embodiment, the n − -type impurity regions 644 and 645 overlapping the gate electrode 371 have a phosphorus concentration of n.
The impurity concentration is lower than that of the − type impurity regions 646 and 647 (and n + type impurity regions 642 and 643), and the concentration of phosphorus decreases toward the channel formation region 641.
【0168】レジストマスク640を除去した後、厚さ
50nmでなる酸化シリコンでなる保護膜306を形成
し、加熱処理して半導体層に添加したリン、ボロンを活
性化する。層間絶縁膜307を形成し、コンタクトホー
ルを開口して、ソース電極384、385、ドレイン電
極386を形成する。以上により、CMOS回路が作製
される。(図19(E))After removing the resist mask 640, a protective film 306 made of silicon oxide having a thickness of 50 nm is formed, and heat treatment is performed to activate phosphorus and boron added to the semiconductor layer. An interlayer insulating film 307 is formed, a contact hole is opened, and a source electrode 384, 385 and a drain electrode 386 are formed. Thus, a CMOS circuit is manufactured. (FIG. 19E)
【0169】また、本実施例では、pチャネル型TFT
の第1のゲート電極の幅を細らせたが、この工程を省略
することもできる。In this embodiment, the p-channel type TFT is used.
Although the width of the first gate electrode is reduced, this step can be omitted.
【0170】本実施例では、リンの添加工程において、
pチャネル型TFTを覆うレジストマスク630、64
0を形成したが、これらのレジストマスク630又は/
及び640を省略することもできる。この場合は、p+
型の不純物領域632、633にリンが添加されるた
め、添加されるリン濃度をみこして、ボロンを多く添加
する必要がある。In this example, in the step of adding phosphorus,
Resist masks 630 and 64 covering p-channel TFT
0, but these resist masks 630 and / or
And 640 may be omitted. In this case, p +
Since phosphorus is added to the impurity regions 632 and 633 of the mold, it is necessary to add a large amount of boron in consideration of the concentration of phosphorus to be added.
【0171】[実施例5] 本実施例は実施例1の変形
例であり、リンとボロンの添加工程の順序を変えたもの
である。主要な構成は実施例1と同様である。[Embodiment 5] This embodiment is a modification of the embodiment 1 and is different from the embodiment 1 in that the order of the steps of adding phosphorus and boron is changed. The main configuration is the same as that of the first embodiment.
【0172】図20を用いて本実施例の作製工程を説明
する。図20において、図15、図16と同じ符号は同
じ構成要素を示す。The manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIG. 20, the same reference numerals as those in FIGS. 15 and 16 indicate the same components.
【0173】また、本実施例は実施例4の変形例に対応
し、実施例4と同様にpチャネル型TFTの第1のゲー
ト電極を細らせて、第3のゲート電極373を形成す
る。(図20(A))This embodiment corresponds to a modification of the fourth embodiment, and the third gate electrode 373 is formed by narrowing the first gate electrode of the p-channel TFT as in the fourth embodiment. . (FIG. 20A)
【0174】次に、pチャネル型TFT全体と、nチャ
ネル型TFTを部分的に覆うレジストマスク650を形
成する。レジストマスク650を用いて、イオンドーピ
ング法によりリンを高濃度に添加し、n型領域651、
652を形成する。(図20(B))Next, a resist mask 650 that partially covers the entire p-channel TFT and the n-channel TFT is formed. Using a resist mask 650, phosphorus is added at a high concentration by an ion doping method to form an n-type region 651,
652 are formed. (FIG. 20 (B))
【0175】次に、nチャネル型TFTを覆うレジスト
マスク660を形成する。レジストマスク660を用い
て、半導体層304にボロンをイオンドーピング法で高
濃度に添加する。第1、第3のゲート電極371、37
3がマスクとして機能し、半導体層304にチャネル形
成領域661、ソース領域、ドレイン領域として機能す
るp+ 型不純物領域662、663が自己整合的に形成
される。(図20(C))Next, a resist mask 660 covering the n-channel TFT is formed. Using the resist mask 660, boron is added to the semiconductor layer 304 at a high concentration by an ion doping method. First and third gate electrodes 371, 37
3 functions as a mask, and p + -type impurity regions 662 and 663 functioning as a channel formation region 661 and source and drain regions are formed in the semiconductor layer 304 in a self-aligned manner. (FIG. 20 (C))
【0176】次に、レジストマスク660を除去して、
新たにpチャネル型TFT全体を覆うレジストマスク6
70を形成する。イオンドーピング法によりリンを低濃
度に添加し、またリンが第1のゲート電極371のテー
パー部を通過するように加速電圧を90keVと高めに
設定する。Next, the resist mask 660 is removed,
A new resist mask 6 covering the entire p-channel TFT
70 is formed. Phosphorus is added at a low concentration by an ion doping method, and the acceleration voltage is set as high as 90 keV so that phosphorus passes through the tapered portion of the first gate electrode 371.
【0177】この結果、nチャネル型TFTの半導体層
303に、チャネル形成領域671、n+ 型の不純物領
域672、673、第1のゲート電極371と重なって
いるn- 型不純物領域674、675と、第1のゲート
電極371と重なっていないn- 型不純物領域676、
677が自己整合的に形成される。(図20(D))As a result, in the semiconductor layer 303 of the n-channel TFT, the channel formation region 671, the n + -type impurity regions 672 and 673, and the n − -type impurity regions 674 and 675 overlapping the first gate electrode 371 are formed. An n − -type impurity region 676 not overlapping with the first gate electrode 371;
677 are formed in a self-aligned manner. (FIG. 20 (D))
【0178】レジストマスク670を除去した後、厚さ
50nmでなる酸化シリコンでなる保護膜306を形成
し、加熱処理して半導体層に添加したリン、ボロンを活
性化する。層間絶縁膜307を形成し、コンタクトホー
ルを開口して、ソース電極384、385、ドレイン電
極386を形成する。以上により、CMOS回路が作製
される。(図20(E))After removing the resist mask 670, a protective film 306 made of silicon oxide having a thickness of 50 nm is formed, and heat treatment is performed to activate phosphorus and boron added to the semiconductor layer. An interlayer insulating film 307 is formed, a contact hole is opened, and a source electrode 384, 385 and a drain electrode 386 are formed. Thus, a CMOS circuit is manufactured. (FIG. 20 (E))
【0179】また、本実施例では、pチャネル型TFT
の第1のゲート電極の幅を細らせたが、この工程を省略
することもできる。In this embodiment, the p-channel type TFT is used.
Although the width of the first gate electrode is reduced, this step can be omitted.
【0180】本実施例では、リンの添加工程において、
pチャネル型TFTを覆うレジストマスク650、67
0を形成したが、これらのレジストマスク650又は/
及び670を省略することもできる。この場合は、p+
型の不純物領域662、663にリンが添加されるた
め、添加されるリン濃度をみこして、ボロンを多く添加
する必要がある。In this example, in the step of adding phosphorus,
Resist masks 650 and 67 covering p-channel TFT
0, but these resist masks 650 and / or
And 670 may be omitted. In this case, p +
Since phosphorus is added to the impurity regions 662 and 663 of the mold, it is necessary to add a large amount of boron in consideration of the concentration of phosphorus to be added.
【0181】[実施例6] 本実施例は実施例1の変形
例であって、リンとボロンの添加工程の順序を変えたも
のであり、他の構成は実施例1とほぼ同様である。[Embodiment 6] This embodiment is a modification of the embodiment 1, in which the order of the steps of adding phosphorus and boron is changed, and the other structure is almost the same as that of the embodiment 1.
【0182】以下、図21を用いて本実施例の作製工程
を説明する。図21において、図15、図16と同じ符
号は同じ構成要素を示す。Hereinafter, the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 21, the same reference numerals as those in FIGS. 15 and 16 indicate the same components.
【0183】また、本実施例は実施例5の変形例に対応
し、実施例5と同様にpチャネル型TFTの第1のゲー
ト電極を細らせて、第3のゲート電極373を形成す
る。(図21(A))This embodiment corresponds to a modification of the fifth embodiment, and the third gate electrode 373 is formed by narrowing the first gate electrode of the p-channel TFT as in the fifth embodiment. . (FIG. 21A)
【0184】更に実施例5と同様に、pチャネル型TF
T全体と、nチャネル型TFTを部分的に覆うレジスト
マスク680を形成する。レジストマスク680を用い
て、イオンドーピング法によりリンを高濃度に添加し、
n型領域681、682を形成する。(図21(B))Further, similarly to the fifth embodiment, the p-channel type TF
A resist mask 680 that partially covers the entire T and the n-channel TFT is formed. Using a resist mask 680, phosphorus is added at a high concentration by an ion doping method,
The n-type regions 681 and 682 are formed. (FIG. 21 (B))
【0185】次に、レジストマスク680を除去して、
新たにpチャネル型TFT全体を覆うレジストマスク6
90を形成する。イオンドーピング法によりリンを低濃
度に添加する。リンが第1のゲート電極371のテーパ
ー部を通過するように加速電圧を90keVと高めに設
定する。Next, the resist mask 680 is removed.
A new resist mask 6 covering the entire p-channel TFT
90 are formed. Phosphorus is added at a low concentration by an ion doping method. The acceleration voltage is set as high as 90 keV so that phosphorus passes through the tapered portion of the first gate electrode 371.
【0186】この結果、nチャネル型TFTの半導体層
303に、チャネル形成領域691、n+ 型の不純物領
域692、693、第1のゲート電極371と重なって
いるn- 型不純物領域694、675と、第1のゲート
電極371と重なっていないn- 型不純物領域696、
697が自己整合的に形成される。(図21(C))As a result, in the semiconductor layer 303 of the n-channel TFT, the channel formation region 691, the n + -type impurity regions 692 and 693, and the n − -type impurity regions 694 and 675 overlapping with the first gate electrode 371 are formed. An n − -type impurity region 696 that does not overlap with the first gate electrode 371;
697 are formed in a self-aligned manner. (FIG. 21 (C))
【0187】次に、nチャネル型TFT全体を覆うレジ
ストマスク700を形成した後、イオンドーピング法で
半導体層304にボロンを高濃度に添加する。第1、第
3のゲート電極371、373がマスクとして機能し、
半導体層304にチャネル形成領域701、ソース領
域、ドレイン領域として機能するp+ 型不純物領域70
2、703が自己整合的に形成される。(図21
(D))Next, after forming a resist mask 700 covering the entire n-channel TFT, boron is added to the semiconductor layer 304 at a high concentration by ion doping. The first and third gate electrodes 371 and 373 function as masks,
In the semiconductor layer 304, a p + -type impurity region 70 functioning as a channel formation region 701, a source region, and a drain region
2, 703 are formed in a self-aligned manner. (FIG. 21
(D))
【0188】レジストマスク700を除去した後、厚さ
50nmでなる酸化シリコンでなる保護膜306を形成
し、加熱処理して半導体層に添加したリン、ボロンを活
性化する。層間絶縁膜307を形成し、コンタクトホー
ルを開口して、ソース電極384、385ドレイン電極
386を形成する。以上により、CMOS回路が作製さ
れる。(図21(E))After removing the resist mask 700, a protective film 306 made of silicon oxide having a thickness of 50 nm is formed, and heat treatment is performed to activate phosphorus and boron added to the semiconductor layer. An interlayer insulating film 307 is formed, a contact hole is opened, and a source electrode 384 and a drain electrode 386 are formed. Thus, a CMOS circuit is manufactured. (FIG. 21E)
【0189】また、本実施例では、pチャネル型TFT
の第1のゲート電極の幅を細らせたが、この工程を省略
することもできる。In this embodiment, a p-channel type TFT is used.
Although the width of the first gate electrode is reduced, this step can be omitted.
【0190】本実施例では、リンの添加工程において、
pチャネル型TFTを覆うレジストマスク680、69
0を形成したが、これらのレジストマスク680又は/
及び690を省略することもできる。この場合は、p+
型の不純物領域702、703にリンが添加されるた
め、添加されるリン濃度をみこして、ボロンを多く添加
する必要がある。In this example, in the step of adding phosphorus,
Resist masks 680 and 69 covering p-channel TFT
0, but these resist masks 680 and / or
And 690 can also be omitted. In this case, p +
Since phosphorus is added to the impurity regions 702 and 703 of the mold, it is necessary to add a large amount of boron in consideration of the concentration of phosphorus to be added.
【0191】上述したように実施例2〜6ではCMOS
回路の作製工程を説明するが、実施例1のように画素部
とドライバ回路が一体化したアクティブマトリクス基板
の作製工程に本実施例を適用できるのはいうまでもな
い。As described above, in the second to sixth embodiments, the CMOS
A circuit manufacturing process will be described. Needless to say, the present embodiment can be applied to a manufacturing process of an active matrix substrate in which a pixel portion and a driver circuit are integrated as in the first embodiment.
【0192】[実施例7]本実施例は、実施例1等に示
したテーパー部を有するゲート電極及びゲート電極の形
成方法の一例を説明する。[Embodiment 7] In this embodiment, an example of a gate electrode having a tapered portion shown in Embodiment 1 and the like and a method of forming the gate electrode will be described.
【0193】まず、窒化酸化シリコン膜からなるゲート
絶縁膜を形成し、その上にスパッタ法により金属積層膜
を形成した。本実施例では純度が6N以上のタングステ
ンターゲットを用いた。また、スパッタガスとしてはア
ルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(X
e)等の単体ガスまたはそれらの混合ガスを用いればよ
い。なお、スパッタパワー、ガスの圧力、基板温度等の
成膜条件は適宜実施者が制御すればよい。なお、上記金
属積層膜は下層にWNx(但し、0<x<1)で示され
る窒化タングステン膜を有し、上層にタングステン膜を
有している。First, a gate insulating film made of a silicon nitride oxide film was formed, and a metal laminated film was formed thereon by a sputtering method. In this embodiment, a tungsten target having a purity of 6N or more was used. As a sputtering gas, argon (Ar), krypton (Kr), xenon (X
A simple gas such as e) or a mixed gas thereof may be used. In addition, film forming conditions such as sputtering power, gas pressure, and substrate temperature may be appropriately controlled by an operator. The metal laminated film has a tungsten nitride film represented by WNx (where 0 <x <1) as a lower layer and a tungsten film as an upper layer.
【0194】こうして得られた金属積層膜は、不純物元
素がほとんど含まれておらず、特に酸素の含有量は30
ppm以下とすることができ、電気抵抗率は20μΩ・
cm以下、代表的には、6μ〜15μΩ・cmとするこ
とができる。また、膜の応力は、−5×109〜5×1
09dyn/cm2とすることができる。The metal laminated film thus obtained contains almost no impurity elements, and particularly has an oxygen content of 30%.
ppm or less, and the electrical resistivity is 20 μΩ ·
cm or less, typically, 6 μm to 15 μΩ · cm. The stress of the film is -5 × 10 9 to 5 × 1.
It can be set to 9 dyn / cm 2 .
【0195】なお、窒化酸化シリコン膜とはSiOxNy
で表される絶縁膜であり、珪素、酸素、窒素を所定の割
合で含む絶縁膜を指す。The silicon oxynitride film is SiOxNy.
And an insulating film containing silicon, oxygen, and nitrogen at a predetermined ratio.
【0196】次いで、所望のゲート配線パターンを得る
ためのレジストマスクパターン(膜厚:1.5μm)を
形成する。Next, a resist mask pattern (film thickness: 1.5 μm) for obtaining a desired gate wiring pattern is formed.
【0197】次いで、本実施例では、上記金属積層膜の
パターニングに高密度プラズマを使用するICP(Indu
ctively Coupled Plasma)エッチング装置を使用してエ
ッチングを行ない、断面がテーパー形状を有するゲート
電極及びゲート電極を形成した。Next, in this embodiment, an ICP (Induplex) using high-density plasma for patterning the metal laminated film is used.
Etching was performed using a ctively coupled plasma etching apparatus to form a gate electrode having a tapered cross section and a gate electrode.
【0198】ここで、ICPドライエッチング装置プラ
ズマ生成機構について図22を用いて詳細に説明する。Here, the plasma generation mechanism of the ICP dry etching apparatus will be described in detail with reference to FIG.
【0199】図22にエッチングチャンバーの簡略構造
図を示す。チャンバー上部の石英板11上にアンテナコ
イル12を配置し、マッチングボックス13を介してR
F電源14に接続されている。また、対向に配置された
基板側の下部電極15にもマッチングボックス16を介
してRF電源17が接続されている。FIG. 22 shows a simplified structural diagram of an etching chamber. An antenna coil 12 is arranged on a quartz plate 11 at the top of the chamber, and R
It is connected to the F power supply 14. Further, an RF power source 17 is also connected to the lower electrode 15 on the substrate side, which is disposed to face the opposite side, via a matching box 16.
【0200】基板上方のアンテナコイル12にRF電流
が印加されると、アンテナコイル12にRF電流Jがα
方向に流れ、Z方向に磁界Bが発生する。電流Jと磁界
Bの関係は次式に従う。When an RF current is applied to the antenna coil 12 above the substrate, the RF current J is applied to the antenna coil 12 by α
And a magnetic field B is generated in the Z direction. The relationship between the current J and the magnetic field B follows the following equation.
【0201】μ0J=rotB(μ0は磁化率)Μ 0 J = rotB (μ 0 is magnetic susceptibility)
【0202】次式で示すファラデーの電磁誘導の法則に
従って、α方向に誘導電界Eが生じる。An induction electric field E is generated in the α direction according to Faraday's law of electromagnetic induction represented by the following equation.
【0203】―∂B/∂t=rotE-∂B / ∂t = rotE
【0204】この誘導電界Eで電子がα方向に加速され
ガス分子と衝突し、プラズマが生成される。誘導電界の
方向がα方向なので、荷電粒子がエッチングチャンバー
壁や、基板に衝突して電荷を消失する確率が低くなる。
従って、1Pa程度の低圧力でも高密度のプラズマを発
生させることができる。また、下流へは、磁界Bがほと
んどないので、シート状に広がった高密度プラズマ領域
となる。The electrons are accelerated in the α direction by the induction electric field E and collide with gas molecules to generate plasma. Since the direction of the induced electric field is the α direction, the probability of the charged particles colliding with the etching chamber wall or the substrate and losing the charge is reduced.
Therefore, high-density plasma can be generated even at a low pressure of about 1 Pa. Further, since there is almost no magnetic field B downstream, a high-density plasma region spreading like a sheet is formed.
【0205】アンテナコイル12(ICPパワーが印加
される)と基板側の下部電極15(バイアスパワーが印
加される)のそれぞれに印加するRFパワーを調節する
ことによってプラズマ密度と自己バイアス電圧を独立に
制御することが可能である。また、被エッチング膜に応
じて異なる周波数のRFパワーを印加できる。The plasma density and the self-bias voltage can be independently controlled by adjusting the RF power applied to each of the antenna coil 12 (to which ICP power is applied) and the lower electrode 15 (to which bias power is applied) on the substrate side. It is possible to control. In addition, different frequencies of RF power can be applied depending on the film to be etched.
【0206】ICPエッチング装置で高密度プラズマを
得るためには、アンテナコイル12に流れるRF電流J
を低損失で流す必要があり、大面積化するためには、ア
ンテナコイル12のインダクタンスを低下させなければ
ならない。そのために図23に示したようにアンテナを
分割したマルチスパイラルコイル22のICPエッチン
グ装置が開発された。図23中の21は石英板、23、
26はマッチングボックス、24、27はRF電源であ
る。また、チャンバーの底部には、基板28を保持する
下部電極25が絶縁体29を介して設けられている。In order to obtain high-density plasma with an ICP etching apparatus, an RF current J flowing through the antenna coil 12 is required.
Must be flowed with low loss, and in order to increase the area, the inductance of the antenna coil 12 must be reduced. For this purpose, an ICP etching apparatus for a multi-spiral coil 22 in which an antenna is divided as shown in FIG. 23 has been developed. 23 in FIG. 23 is a quartz plate, 23,
26 is a matching box, and 24 and 27 are RF power supplies. At the bottom of the chamber, a lower electrode 25 for holding a substrate 28 is provided via an insulator 29.
【0207】本実施例は、様々なICPエッチング装置
の中でも特に、マルチスパイラルコイル方式のICPエ
ッチング装置を用いることで所望のテーパー角θを有す
る配線を形成した。In this example, a wiring having a desired taper angle θ was formed by using a multi-spiral coil type ICP etching apparatus among various ICP etching apparatuses.
【0208】所望のテーパー角θを得るため、本実施例
では、ICPエッチング装置のバイアスパワー密度を調
節する。図24は、テーパー角θのバイアスパワー依存
性を示した図である。図24に示したように、バイアス
パワー密度に応じてテーパー角θを制御することができ
る。In this embodiment, in order to obtain a desired taper angle θ, the bias power density of the ICP etching apparatus is adjusted. FIG. 24 is a diagram showing the bias power dependence of the taper angle θ. As shown in FIG. 24, the taper angle θ can be controlled according to the bias power density.
【0209】また、エッチングガス(CF4とCl2の混
合ガス)のCF4の流量比を調節してもよい。図25は
テーパー角θとCF4の流量比依存性を示した図であ
る。CF4の流量比を大きくすればタングステンとレジ
ストとの選択比が大きくなり、配線のテーパー角θを大
きくすることができる。The flow ratio of CF 4 in the etching gas (mixed gas of CF 4 and Cl 2 ) may be adjusted. FIG. 25 is a diagram showing the dependence of the taper angle θ on the flow ratio of CF 4 . If the flow ratio of CF 4 is increased, the selectivity between tungsten and resist is increased, and the taper angle θ of the wiring can be increased.
【0210】また、テーパー角θはタングステンとレジ
ストの選択比に依存していると考えられる。図26にタ
ングステンとレジストの選択比とテーパー角θとの依存
性を示した。It is considered that the taper angle θ depends on the selectivity between tungsten and resist. FIG. 26 shows the dependence of the selectivity of tungsten and resist on the taper angle θ.
【0211】このようにICPエッチング装置を用い
て、バイアスパワー密度や反応ガス流量比を適宜決定す
ることで、極めて容易に所望のテーパー角θ=3〜60
°(好ましくは5〜45°より好ましくは7〜20°)
を有するゲート電極および配線を形成することができ
た。By appropriately determining the bias power density and the reactant gas flow ratio by using the ICP etching apparatus as described above, the desired taper angle θ = 3 to 60 can be extremely easily obtained.
° (preferably 5 to 45 °, more preferably 7 to 20 °)
The gate electrode and the wiring having the above can be formed.
【0212】ここでは、W膜を一例として示したが、一
般に知られている耐熱性導電性材料(Ta、Ti、M
o、Cr、Nb、Si等)についてICPエッチング装
置を用いると、容易にパターンの端部をテーパー形状と
して加工することができる。Although the W film is shown as an example here, generally known heat-resistant conductive materials (Ta, Ti, M
When an ICP etching apparatus is used for (o, Cr, Nb, Si, etc.), the end of the pattern can be easily processed into a tapered shape.
【0213】また、上記ドライエッチングに用いるエッ
チングガスとしてCF4(四フッ化炭素ガス)とCl2ガ
スとの混合ガスを用いたが、特に限定されず、例えば、
C2F 6、またはC4F8から選ばれたフッ素を含む反応ガ
スとCl2、SiCl4、またはBCl3から選ばれた塩
素を含むガスとの混合ガスを用いることも可能である。In addition, the edge used for the dry etching is used.
CF as a gasFour(Carbon tetrafluoride gas) and ClTwoMoth
Although a mixed gas with a gas was used, there is no particular limitation, for example,
CTwoF 6Or CFourF8Reaction gas containing fluorine selected from
And ClTwo, SiClFourOr BClThreeSalt selected from
It is also possible to use a mixed gas with a gas containing nitrogen.
【0214】以降の工程は、実施例1に従えば、半導体
装置が完成する。In the subsequent steps, according to the first embodiment, the semiconductor device is completed.
【0215】なお、本実施例の構成は、本明細書に記載
された実施例のテーパ部を有する電極の作製工程に適用
できる。The structure of this embodiment can be applied to the process of manufacturing an electrode having a tapered portion of the embodiment described in this specification.
【0216】[実施例8] 実施例1では半導体層にエ
キシマレーザにより結晶化した多結晶シリコン膜を用い
たが、本実施例は他の結晶化方法を示す。[Eighth Embodiment] In the first embodiment, a polycrystalline silicon film crystallized by an excimer laser is used for the semiconductor layer. However, this embodiment shows another crystallization method.
【0217】本実施例の結晶化工程は特開平7−130
652号公報に記載の結晶化技術である。この結晶化工
程について図27を用いて説明する。The crystallization step of this embodiment is described in JP-A-7-130.
652 discloses a crystallization technique. This crystallization step will be described with reference to FIG.
【0218】まずガラス基板1001上に下地膜として
酸化シリコン膜1002を成膜する。酸化シリコン膜1
002上に非晶質シリコン膜1003を成膜する。本実
施例では酸化シリコン膜1002と非晶質シリコン膜1
003とをスパッタ法により連続的に成膜した。次に、
重量換算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶
液を塗布してニッケル含有層1004を形成した。(図
27(A))First, a silicon oxide film 1002 is formed as a base film on a glass substrate 1001. Silicon oxide film 1
An amorphous silicon film 1003 is formed over 002. In this embodiment, the silicon oxide film 1002 and the amorphous silicon film 1
003 was continuously formed by a sputtering method. next,
A nickel acetate solution containing 10 ppm by weight of nickel was applied to form a nickel-containing layer 1004. (FIG. 27A)
【0219】なお、ニッケル(Ni)以外にも、ゲルマニ
ウム(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、錫(Sn)、
鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金
(Au)、シリコン(Si)といった元素から選ばれた一種
または複数種の元素を用いても良い。[0219] In addition to nickel (Ni), germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn),
One or more elements selected from elements such as lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au), and silicon (Si) may be used.
【0220】次に、600℃1時間の水素だし工程の
後、450〜1100℃で4〜12時間(本実施例では
500℃4時間)の熱処理を行い、結晶性シリコン膜1
005を形成した。こうして得られた結晶性シリコン膜
1005は非常に優れた結晶性を有することが分かって
いる。(図27(B))Next, after a hydrogenation step at 600 ° C. for 1 hour, a heat treatment is performed at 450 ° C. to 1100 ° C. for 4 to 12 hours (500 ° C. for 4 hours in this embodiment) to obtain the crystalline silicon film 1.
005 was formed. It has been found that the crystalline silicon film 1005 thus obtained has extremely excellent crystallinity. (FIG. 27 (B))
【0221】なお、本実施例の結晶化工程は本明細書に
記載された半導体層の形成工程に適用できる。Note that the crystallization step of this embodiment can be applied to the step of forming a semiconductor layer described in this specification.
【0222】[実施例9] 本実施例では、実施例8と
異なる結晶化工程に関するものであり、特開平8−78
329号公報に記載された技術を用いて結晶化した場合
の例について説明する。特開平8−78329号公報に
記載された技術は、触媒元素を選択的に添加することに
よって、半導体膜の選択的な結晶化を可能とするもので
ある。図28を用いて、同技術を本発明に適用した場合
について説明する。[Embodiment 9] This embodiment relates to a crystallization step different from that of Embodiment 8, and is disclosed in
An example in the case of crystallization using the technique described in Japanese Patent Publication No. 329 will be described. The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78329 enables selective crystallization of a semiconductor film by selectively adding a catalyst element. A case where the same technology is applied to the present invention will be described with reference to FIG.
【0223】まず、ガラス基板1011上に酸化シリコ
ン膜1012を成膜し、その表面上に非晶質シリコン膜
1013、酸化シリコン膜1014を連続的に成膜し
た。この時、酸化シリコン膜1014の膜厚は150n
mとした。First, a silicon oxide film 1012 was formed on a glass substrate 1011, and an amorphous silicon film 1013 and a silicon oxide film 1014 were formed continuously on the surface thereof. At this time, the thickness of the silicon oxide film 1014 is 150 n.
m.
【0224】次に酸化シリコン膜1014をパターニン
グして選択的に開口部1015を形成し、その後、重量
換算で100ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液
を塗布した。形成されたニッケル含有層1016は開口
部1015の底部のみで非晶質シリコン膜1013と接
触した状態となった。(図28(A))Next, an opening 1015 was selectively formed by patterning the silicon oxide film 1014, and then a nickel acetate solution containing 100 ppm by weight of nickel was applied. The formed nickel-containing layer 1016 was in contact with the amorphous silicon film 1013 only at the bottom of the opening 1015. (FIG. 28A)
【0225】次に、500〜650℃で4〜24時間
(本実施例では550℃14時間)の熱処理を行い、非
晶質シリコン膜の結晶化を行った。この結晶化過程で
は、ニッケルが接した部分がまず結晶化し、そこから基
板にほぼ平行な方向へと結晶成長が進行する。結晶学的
には<111>軸方向に向かって進行することが確かめ
られている。Next, a heat treatment was performed at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours (in this embodiment, 14 hours at 550 ° C.) to crystallize the amorphous silicon film. In this crystallization process, the portion in contact with nickel is first crystallized, and crystal growth proceeds in a direction substantially parallel to the substrate. It has been confirmed crystallographically that it proceeds in the <111> axis direction.
【0226】こうして形成された結晶性シリコン膜10
17は棒状または針状の結晶が集合してなり、各々の棒
状結晶は、巨視的にはある特定の方向性をもって成長し
ているため、結晶性が揃っているという利点がある。The crystalline silicon film 10 thus formed is
Reference numeral 17 is an aggregation of rod-shaped or needle-shaped crystals, and each rod-shaped crystal macroscopically grows in a specific direction, and thus has the advantage of uniform crystallinity.
【0227】なお、上記公報に記載された技術において
もニッケル(Ni)以外にゲルマニウム(Ge)、鉄(F
e)、パラジウム(Pd)、錫(Sn)、鉛(Pb)、コバル
ト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、シリコン
(Si)といった元素から選ばれた一種または複数種の元
素を用いることができる。In the technology described in the above publication, germanium (Ge) and iron (F) are also used in addition to nickel (Ni).
e), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au), silicon (Si) A plurality of elements can be used.
【0228】以上のような技術を用いて結晶を含む半導
体膜(結晶性シリコン膜や結晶性シリコンゲルマニウム
膜を含む)を形成し、パターニングを行って結晶を含む
半導体膜でなる半導体層を形成すれば良い。その後の工
程は実施例1に従えば良い。勿論、実施例2〜7との組
み合わせも可能である。A semiconductor film including a crystal (including a crystalline silicon film and a crystalline silicon germanium film) is formed by using the above-described techniques, and is patterned to form a semiconductor layer formed of a semiconductor film including a crystal. Good. Subsequent steps may follow the first embodiment. Of course, a combination with Embodiments 2 to 7 is also possible.
【0229】本実施例の技術を用いて結晶化した結晶を
含む半導体膜を用いてTFTを作製した場合、高い電界
効果移動度(モビリティ)が得られるが、そのため高い
信頼性を要求されていた。しかしながら、本発明のTF
T構造を採用することで本実施例の技術を最大限に生か
したTFTを作製することが可能となった。When a TFT is manufactured using a semiconductor film containing crystals crystallized by using the technique of this embodiment, high field-effect mobility (mobility) can be obtained, but high reliability has been required. . However, the TF of the present invention
The adoption of the T structure makes it possible to manufacture a TFT that makes full use of the technology of this embodiment.
【0230】[実施例10] 本実施例は、実施例8、
9で示した半導体の結晶化に用いたニッケルを、結晶化
後にリンを用いて除去する工程を行う例を示す。本実施
例ではその方法として、特開平10−135468号公
報または特開平10−135469号公報に記載された
技術を用いた。[Embodiment 10] This embodiment relates to Embodiment 8,
An example in which a step of removing nickel used for crystallization of the semiconductor shown in No. 9 using phosphorus after crystallization is performed will be described. In the present embodiment, the technique described in JP-A-10-135468 or 10-135469 was used as the method.
【0231】同公報に記載された技術は、非晶質半導体
膜の結晶化に用いた触媒元素を結晶化後にリンのゲッタ
リング作用を用いて除去する技術である。同技術を用い
ることで、結晶性半導体膜中の触媒元素の濃度を1×1
017atms/cm3以下、好ましくは1×1016atms/cm3にま
で低減することができる。The technique described in the publication is a technique of removing the catalytic element used for crystallization of the amorphous semiconductor film after crystallization by using the gettering action of phosphorus. By using the same technology, the concentration of the catalytic element in the crystalline semiconductor film can be reduced to 1 × 1
It can be reduced to 0 17 atms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 16 atms / cm 3 .
【0232】本実施例の構成について図29を用いて説
明する。ここではコーニング社の1737基板に代表さ
れる無アルカリガラス基板を用いた。図29(A)で
は、実施例2で示した結晶化の技術を用いて、下地膜1
022、結晶性シリコン膜1023が形成された状態を
示している。そして、結晶性シリコン膜1023の表面
にマスク用の酸化珪素膜1024が150nmの厚さに
形成され、パターニングにより開孔部が設けられ、結晶
性シリコン膜を露出させた領域を設けてある。そして、
リンを添加する工程を実施して、結晶性シリコン膜にリ
ンが添加された領域1025が設けられた。The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. Here, an alkali-free glass substrate typified by a Corning 1737 substrate was used. In FIG. 29A, the underlying film 1 is formed using the crystallization technique described in the second embodiment.
022, a state where the crystalline silicon film 1023 is formed. Then, a silicon oxide film 1024 for a mask is formed on the surface of the crystalline silicon film 1023 to a thickness of 150 nm, an opening is provided by patterning, and a region where the crystalline silicon film is exposed is provided. And
By performing the step of adding phosphorus, a region 1025 in which phosphorus was added to the crystalline silicon film was provided.
【0233】この状態で、窒素雰囲気中で550〜10
20℃、5〜24時間、例えば600℃、12時間の熱
処理を行うと、結晶性シリコン膜にリンが添加された領
域1025がゲッタリングサイトとして働き、結晶性シ
リコン膜1023に残存していた触媒元素はリンが添加
された領域1025に偏析させることができた。In this state, 550 to 10
When heat treatment is performed at 20 ° C. for 5 to 24 hours, for example, at 600 ° C. for 12 hours, the region 1025 in which phosphorus is added to the crystalline silicon film functions as a gettering site, and the catalyst remaining in the crystalline silicon film 1023 The element was able to segregate in the region 1025 to which phosphorus was added.
【0234】そして、マスク用の酸化珪素膜1024
と、リンが添加された領域1025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
晶性シリコン膜を得ることができた。この結晶性シリコ
ン膜はそのまま実施例1で示した本願発明のTFTの半
導体層として使用することができた。Then, silicon oxide film 1024 for mask is used.
And the region 1025 to which phosphorus is added by etching to remove the crystalline silicon film in which the concentration of the catalyst element used in the crystallization step is reduced to 1 × 10 17 atms / cm 3 or less. I got it. This crystalline silicon film could be used as it is as the semiconductor layer of the TFT of the present invention shown in the first embodiment.
【0235】[実施例11] 本実施例では、実施例
8、9に対して特開平10−135468号公報または
特開平10−135469号公報に記載された技術を組
み合わせた例を示す。[Embodiment 11] This embodiment shows an example in which the techniques described in JP-A-10-135468 or JP-A-10-135469 are combined with Embodiments 8 and 9.
【0236】同公報に記載された技術は、実施例3、4
で示した半導体の結晶化に用いたニッケルを、結晶化後
にハロゲン元素(代表的には塩素)のゲッタリング作用
を用いて除去する技術である。同技術を用いることで半
導体層中のニッケル濃度を1×1017atoms/cm3 以下
(好ましくは1×1016atoms/cm3 以下)にまで低減す
ることができる。The technology described in the publication is described in Examples 3 and 4.
This is a technique for removing the nickel used for crystallization of the semiconductor shown in the above by using the gettering action of a halogen element (typically chlorine) after crystallization. By using this technique, the nickel concentration in the semiconductor layer can be reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less (preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 or less).
【0237】本実施例の構成について図30を用いて説
明する。まず基板として耐熱性の高い石英基板1031
を用いた。勿論、シリコン基板やセラミックス基板を用
いても良い。石英基板を用いた場合、特に下地膜として
酸化シリコン膜を設けなくても基板側からの汚染はな
い。The structure of this embodiment will be described with reference to FIG. First, a quartz substrate 1031 having high heat resistance is used as a substrate.
Was used. Of course, a silicon substrate or a ceramic substrate may be used. When a quartz substrate is used, there is no contamination from the substrate side even if a silicon oxide film is not provided as a base film.
【0238】次に実施例3、4の結晶化方法を用いて結
晶性シリコン膜(図示せず)を形成し、パターニングし
て半導体層1032、1033を形成した。さらに、そ
れら半導体層を覆って酸化シリコン膜でなるゲート絶縁
膜1034を形成した。(図30(A))Next, a crystalline silicon film (not shown) was formed by using the crystallization method of Embodiments 3 and 4, and was patterned to form semiconductor layers 1032 and 1033. Further, a gate insulating film 1034 made of a silicon oxide film was formed to cover the semiconductor layers. (FIG. 30A)
【0239】ゲート絶縁膜1034を形成したら、ハロ
ゲン元素を含む雰囲気中において熱処理を行った。本実
施例では処理雰囲気を酸素と塩化水素とを混合した酸化
性雰囲気とし、処理温度を950℃、処理時間を30分
とした。なお、処理温度は700〜1150℃(代表的
には900〜1000℃)の間で選択すれば良いし、処
理時間も10分〜8時間(代表的には30分〜2時間)
の間で選択すれば良い。(図30(B))After forming the gate insulating film 1034, heat treatment was performed in an atmosphere containing a halogen element. In this embodiment, the processing atmosphere is an oxidizing atmosphere in which oxygen and hydrogen chloride are mixed, the processing temperature is 950 ° C., and the processing time is 30 minutes. The processing temperature may be selected from 700 to 1150 ° C (typically 900 to 1000 ° C), and the processing time is also 10 minutes to 8 hours (typically 30 minutes to 2 hours).
You can choose between. (FIG. 30 (B))
【0240】この時、ニッケルは揮発性のニッケル塩化
物となって処理雰囲気中に離脱し、結晶性シリコン膜中
のニッケル濃度が低減する。従って、図30(B)に示
した半導体層1035、1036中に含まれるニッケル
濃度は1×1017atoms/cm3以下に低減されていた。At this time, nickel becomes volatile nickel chloride and is released into the processing atmosphere, and the nickel concentration in the crystalline silicon film is reduced. Therefore, the concentration of nickel contained in the semiconductor layers 1035 and 1036 shown in FIG. 30B was reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less.
【0241】以上のような技術でなる本実施例を用いて
半導体層を形成し、その後の工程は実施例1、2に従え
ば良い。勿特に本実施例と実施例4の結晶化方法の組み
合わせは非常に結晶性の高い結晶性シリコン膜を実現で
きることが判明している。A semiconductor layer is formed by using this embodiment having the above-described technique, and the subsequent steps may be performed according to the first and second embodiments. Of course, it has been found that the combination of the crystallization methods of the present embodiment and the embodiment 4 can realize a crystalline silicon film having extremely high crystallinity.
【0242】(半導体層の結晶構造に関する知見)上記
作製工程に従って形成した半導体層は、微視的に見れば
複数の針状又は棒状の結晶(以下、棒状結晶と略記す
る)が集まって並んだ結晶構造を有する。このことはT
EM(透過型電子顕微鏡法)による観察で容易に確認で
きた。(Knowledge on Crystal Structure of Semiconductor Layer) The semiconductor layer formed in accordance with the above-described manufacturing process has a plurality of needle-like or rod-like crystals (hereinafter abbreviated as rod-like crystals) gathered and arranged microscopically. It has a crystal structure. This is T
It was easily confirmed by observation by EM (transmission electron microscopy).
【0243】また、電子線回折及びエックス線(X線)
回折を利用して半導体層の表面(チャネルを形成する部
分)が結晶軸に多少のずれが含まれているものの主たる
配向面が{110}面であることを確認した。本出願人
がスポット径約1.5μmの電子線回折写真を詳細に観察し
た結果、{110}面に対応する回折斑点がきれいに現
れているが、各斑点は同心円上に分布を持っていること
が確認された。Further, electron diffraction and X-ray (X-ray)
Using diffraction, it was confirmed that the main orientation plane was a {110} plane, although the surface of the semiconductor layer (portion where a channel was formed) contained some deviation in the crystal axis. As a result of the applicant's detailed observation of an electron beam diffraction photograph with a spot diameter of about 1.5 μm, diffraction spots corresponding to the {110} plane clearly appear, but each spot has a distribution on a concentric circle. confirmed.
【0244】また、本出願人は個々の棒状結晶が接して
形成する結晶粒界をHR−TEM(高分解能透過型電子
顕微鏡法)により観察し、結晶粒界において結晶格子に
連続性があることを確認した。これは観察される格子縞
が結晶粒界において連続的に繋がっていることで、容易
に確認できる。The applicant has observed, by HR-TEM (high-resolution transmission electron microscopy), a grain boundary formed by the contact of individual rod-shaped crystals, and found that the crystal lattice at the grain boundary has continuity. It was confirmed. This can be easily confirmed because the observed lattice fringes are continuously connected at the crystal grain boundaries.
【0245】なお、結晶粒界における結晶格子の連続性
は、その結晶粒界が「平面状粒界」と呼ばれる粒界であ
ることに起因する。本明細書における平面状粒界の定義
は、「Characterization of High-Efficiency Cast-Si
Solar Cell Wafers by MBICMeasurement ;Ryuichi Shi
mokawa and Yutaka Hayashi,Japanese Journal ofAppl
ied Physics vol.27,No.5,pp.751-758,1988」に記載
された「Planar boundary 」である。The continuity of the crystal lattice at the crystal grain boundaries is caused by the fact that the crystal grain boundaries are grain boundaries called “planar grain boundaries”. The definition of the planar grain boundary in this specification is `` Characterization of High-Efficiency Cast-Si
Solar Cell Wafers by MBICMeasurement; Ryuichi Shi
mokawa and Yutaka Hayashi, Japanese Journal of Appl
ied Physics vol.27, No.5, pp.751-758, 1988 ".
【0246】上記論文によれば、平面状粒界には双晶粒
界、特殊な積層欠陥、特殊なtwist粒界などが含まれ
る。この平面状粒界は電気的に不活性であるという特徴
を持つ。即ち、結晶粒界でありながらキャリアの移動を
阻害するトラップとして機能しないため、実質的に存在
しないと見なすことができる。According to the above paper, the planar grain boundaries include twin grain boundaries, special stacking faults, special twist grain boundaries, and the like. This planar grain boundary is characterized by being electrically inactive. In other words, since it is a crystal grain boundary but does not function as a trap that hinders the movement of carriers, it can be considered that it does not substantially exist.
【0247】特に結晶軸(結晶面に垂直な軸)が〈11
0〉軸である場合、{211}双晶粒界はΣ3の対応粒
界とも呼ばれる。Σ値は対応粒界の整合性の程度を示す
指針となるパラメータであり、Σ値が小さいほど整合性
の良い粒界であることが知られている。Particularly, when the crystal axis (the axis perpendicular to the crystal plane) is <11
In the case of the <0> axis, the {211} twin grain boundaries are also called corresponding grain boundaries of {3}. The Σ value is a parameter serving as a guideline indicating the degree of consistency of the corresponding grain boundaries, and it is known that the smaller the Σ value, the better the grain boundaries of consistency.
【0248】本出願人が本発明を実施して得た結晶性シ
リコン膜を詳細にTEMを用いて観察した結果、結晶粒
界の殆ど(90%以上、典型的には95%以上)がΣ3
の対応粒界、即ち{211}双晶粒界であることが判明
した。As a result of observing the crystalline silicon film obtained by carrying out the present invention in detail by using a TEM, it was found that most (90% or more, typically 95% or more) of the crystal grain boundary was $ 3.
, That is, a {211} twin grain boundary.
【0249】二つの結晶粒の間に形成された結晶粒界に
おいて、両方の結晶の面方位が{110}である場合、
{111}面に対応する格子縞がなす角をθとすると、
θ=70.5°の時にΣ3の対応粒界となることが知られて
いる。In a grain boundary formed between two crystal grains, when the plane orientation of both crystals is {110},
Assuming that the angle formed by the lattice fringes corresponding to the {111} plane is θ,
It is known that when θ = 70.5 °, the corresponding grain boundary becomes Σ3.
【0250】本実施例の結晶性シリコン膜は、結晶粒界
において隣接する結晶粒の各格子縞がまさに約70.5°の
角度で連続しており、その事からこの結晶粒界は{21
1}双晶粒界であるという結論に辿り着いた。In the crystalline silicon film of this embodiment, the lattice fringes of adjacent crystal grains at the crystal grain boundary are continuous at exactly an angle of about 70.5 °, which means that this crystal grain boundary has
We arrived at the conclusion that it was a 1} twin grain boundary.
【0251】なお、θ= 38.9 °の時にはΣ9の対応粒
界となるが、この様な他の結晶粒界も存在した。When θ = 38.9 °, a corresponding grain boundary of Σ9 was obtained, but such other crystal grain boundaries also existed.
【0252】この様な対応粒界は、同一面方位の結晶粒
間にしか形成されない。即ち、本実施例を実施して得た
結晶性シリコン膜は面方位が概略{110}で揃ってい
るからこそ、広範囲に渡ってこの様な対応粒界を形成し
うる。Such a corresponding grain boundary is formed only between crystal grains having the same plane orientation. That is, the crystalline silicon film obtained by carrying out the present embodiment can form such a corresponding grain boundary over a wide range only because the plane orientation is approximately {110}.
【0253】この様な結晶構造(正確には結晶粒界の構
造)は、結晶粒界において異なる二つの結晶粒が極めて
整合性よく接合していることを示している。即ち、結晶
粒界において結晶格子が連続的に連なり、結晶欠陥等に
起因するトラップ準位を非常に作りにくい構成となって
いる。従って、この様な結晶構造を有する半導体薄膜は
実質的に結晶粒界が存在しないと見なすことができる。Such a crystal structure (accurately, the structure of a crystal grain boundary) indicates that two different crystal grains at the crystal grain boundary are joined with extremely high consistency. That is, the crystal lattice is continuously connected at the crystal grain boundary, and it is very difficult to form a trap level due to a crystal defect or the like. Therefore, it can be considered that the semiconductor thin film having such a crystal structure has substantially no crystal grain boundary.
【0254】また700〜1150℃という高い温度で
の熱処理工程によって結晶粒内に存在する欠陥が殆ど消
滅していることがTEM観察によって確認されている。
これはこの熱処理工程の前後で欠陥数が大幅に低減され
ていることからも明らかである。It has been confirmed by TEM observation that defects existing in crystal grains have almost disappeared by the heat treatment process at a high temperature of 700 to 1150 ° C.
This is apparent from the fact that the number of defects is significantly reduced before and after this heat treatment step.
【0255】この欠陥数の差は電子スピン共鳴分析(El
ectron Spin Resonance :ESR)によってスピン密度
の差となって現れる。現状では本実施例の作製工程に従
って作製された結晶性シリコン膜のスピン密度は少なく
とも3×1017spins/cm3以下(好ましくは5×1015s
pins/cm3 以下)であることが判明している。ただし、
この測定値は現存する測定装置の検出限界に近いので、
実際のスピン密度はさらに低いと予想される。The difference in the number of defects was determined by electron spin resonance analysis (El
ectron Spin Resonance (ESR) appears as a difference in spin density. At present, the spin density of the crystalline silicon film manufactured according to the manufacturing process of this embodiment is at least 3 × 10 17 spins / cm 3 or less (preferably 5 × 10 15 s).
pins / cm 3 or less). However,
Since this measurement is close to the detection limit of existing measuring equipment,
The actual spin density is expected to be even lower.
【0256】以上の事から、本実施例を実施することで
得られた結晶性シリコン膜は結晶粒内及び結晶粒界が実
質的に存在しないため、単結晶シリコン膜又は実質的な
単結晶シリコン膜と考えて良い。本出願人はこのような
結晶構造を有する結晶性シリコン膜をCGS(Continuou
s Grain Silicon)と呼んでいる。As described above, the crystalline silicon film obtained by performing this embodiment has substantially no single crystal silicon film or substantially single crystal silicon film because there is substantially no inside of crystal grains and no crystal grain boundaries. Think of it as a membrane. The present applicant has proposed a crystalline silicon film having such a crystal structure as CGS (Continuou).
s Grain Silicon).
【0257】CGSに関する記載は本出願人による特開
平10−294280号公報、特願平10−15231
6号、特願平10−152308号または特願平10−
152305号の出願を参照すれば良い。The description relating to CGS is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-294280 and Japanese Patent Application No. Hei 10-15231 by the present applicant.
6, Japanese Patent Application No. 10-152308 or Japanese Patent Application No. 10-152308
Reference may be had to the application of US Pat.
【0258】(TFTの電気特性に関する知見)本実施
例で作製したTFTは、MOSFETに匹敵する電気特
性を示した。本出願人が試作したTFTからは次に示す
様なデータが得られている。(Knowledge Regarding Electrical Characteristics of TFT) The TFT manufactured in this example exhibited electrical characteristics comparable to MOSFETs. The following data is obtained from the TFT prototyped by the present applicant.
【0259】スイッチング性能(オン/オフ動作切り換
えの俊敏性)の指標となるサブスレッショルド係数が、
nチャネル型TFTおよびpチャネル型TFTともに60
〜100mV/decade(代表的には60〜85mV/decade )と小さ
い。The sub-threshold coefficient which is an index of the switching performance (the agility of switching on / off operation) is
60 for both n-channel and p-channel TFTs
~ 100mV / decade (typically 60-85mV / decade).
【0260】(2)TFTの動作速度の指標となる電界
効果移動度(μFE)が、nチャネル型TFTで 200〜65
0cm2/Vs (代表的には 300〜500cm2/Vs )、pチャネル
型TFTで100〜300cm2/Vs (代表的には 150〜200cm2/
Vs )と大きい。(2) The field effect mobility (μFE) which is an index of the operation speed of the TFT is 200 to 65 for the n-channel type TFT.
0 cm 2 / Vs (typically 300 to 500 cm 2 / Vs), 100 to 300 cm 2 / Vs for p-channel TFT (typically 150 to 200 cm 2 / Vs)
Vs) and big.
【0261】(3)TFTの駆動電圧の指標となるしき
い値電圧(Vth)が、nチャネル型TFTで-0.5〜1.5
V、pチャネル型TFTで-1.5〜0.5 Vと小さい。(3) The threshold voltage (Vth) as an index of the driving voltage of the TFT is -0.5 to 1.5 for the n-channel TFT.
V, p-channel type TFT is as small as -1.5 to 0.5 V.
【0262】以上の様に、極めて優れたスイッチング特
性および高速動作特性が実現可能であることが確認され
ている。As described above, it has been confirmed that extremely excellent switching characteristics and high-speed operation characteristics can be realized.
【0263】(回路特性に関する知見)次に、本実施例
を実施して形成したTFTを用いて作製されたリングオ
シレータによる周波数特性を示す。リングオシレータと
はCMOS構造でなるインバータ回路を奇数段リング状
に接続した回路であり、インバータ回路1段あたりの遅
延時間を求めるのに利用される。実験に使用したリング
オシレータの構成は次の様になっている。 段数:9段 TFTのゲイト絶縁膜の膜厚:30nm及び50nm TFTのゲイト長: 0.6μm(Knowledge on Circuit Characteristics) Next, the frequency characteristics of a ring oscillator manufactured using the TFT formed by carrying out this embodiment will be described. The ring oscillator is a circuit in which inverter circuits having a CMOS structure are connected in an odd-numbered stage ring shape, and is used to determine a delay time per one stage of the inverter circuit. The configuration of the ring oscillator used in the experiment is as follows. Number of steps: 9 Steps Thickness of gate insulating film of TFT: 30 nm and 50 nm Gate length of TFT: 0.6 μm
【0264】このリングオシレータによって発振周波数
を調べた結果、最大値で1.04GHzの発振周波数を得る
ことができた。また、実際にLSI回路のTEGの一つ
であるシフトレジスタを作製して動作周波数を確認し
た。その結果、ゲイト絶縁膜の膜厚30nm、ゲイト長
0.6μm、電源電圧5V、段数50段のシフトレジスタ
回路において動作周波数100 MHzの出力パルスが得ら
れた。As a result of examining the oscillation frequency with this ring oscillator, it was possible to obtain an oscillation frequency of 1.04 GHz as the maximum value. Further, a shift register, which is one of the TEGs of the LSI circuit, was actually manufactured, and the operating frequency was confirmed. As a result, the thickness of the gate insulating film is 30 nm, and the gate length is
An output pulse having an operation frequency of 100 MHz was obtained in a shift register circuit having 0.6 μm, a power supply voltage of 5 V, and 50 stages.
【0265】以上の様なリングシレータおよびシフトレ
ジスタの驚異的なデータは、本実施例のTFTがMOS
FETに匹敵する、若しくは凌駕する性能(電気特性)
を有していることを示している。The surprising data of the ring oscillator and the shift register as described above is that the TFT of this embodiment is a MOS transistor.
Performance comparable to or superior to FET (electrical characteristics)
Has been shown.
【0266】[実施例12] 本実施例も結晶化工程で
用いた触媒元素をゲッタリングする技術に関する。[Embodiment 12] This embodiment also relates to a technique for gettering the catalyst element used in the crystallization step.
【0267】実施例10では、結晶化シリコン中の触媒
元素をゲッタリングするため、ゲッタリング領域102
5(図29参照)を形成する必要がある。ゲッタリング
領域には、TFTを形成することができなくなるため、
回路の集積化を妨げている。本実施例は上記の問題点を
解消したゲッタリング方法であり、nチャネル型TFT
のn+ 型不純物領域及び、pチャネル型TFTのp+ 型
不純物領域をゲッタリング領域に用いる。In the tenth embodiment, the gettering region 102 is used to getter the catalytic element in the crystallized silicon.
5 (see FIG. 29). Since the TFT cannot be formed in the gettering region,
Prevents circuit integration. The present embodiment is a gettering method that solves the above-described problem, and is an n-channel type TFT.
The n + -type impurity regions and, using a p + -type impurity region of the p-channel type TFT in the gettering region.
【0268】実施例1で示した工程では、n+ 型不純物
領域313〜315及び、p+ 型不純物領域332、3
33にはリンが5×1020atoms/cm3の高濃度に存在す
る。(図14、図16参照)このため、これらの領域を
ゲッタリング領域に用いることができる。In the steps described in the first embodiment, n + -type impurity regions 313 to 315 and p + -type impurity regions
In 33, phosphorus exists at a high concentration of 5 × 10 20 atoms / cm 3 . (See FIGS. 14 and 16.) Therefore, these regions can be used as gettering regions.
【0269】このため、TFTの半導体層302〜30
4を実施例3、4で示した結晶性シリコンで形成した場
合、リン、ボロンの活性化工程をゲッタリングのための
加熱工程と兼ねればよい。例えば、活性化工程(図14
(D)、図16(D)参照)において、500〜650
℃(代表的には550〜600℃)の処理温度で2〜2
4時間(代表的には4〜12時間)の熱処理工程を行え
ばよい。For this reason, the semiconductor layers 302 to 30 of the TFT
In the case where the substrate No. 4 is formed of the crystalline silicon shown in the third and fourth embodiments, the step of activating phosphorus and boron may be combined with the heating step for gettering. For example, the activation step (FIG. 14)
(D) and FIG. 16 (D)).
C. (typically 550-600 C.) at a processing temperature of 2-2.
The heat treatment step may be performed for 4 hours (typically, 4 to 12 hours).
【0270】この熱処理工程において、各TFTのチャ
ネル形成領域311、312、325、331、341
に残存したニッケルは、リンの作用により上記のn+ 型
不純物領域、p+ 型不純物領域へ向かって拡散し、そこ
で捕獲される。In this heat treatment step, the channel forming regions 311, 312, 325, 331, 341 of each TFT are formed.
Is diffused toward the n + -type impurity region and the p + -type impurity region by the action of phosphorus, and is captured there.
【0271】そのため、n+ 型不純物領域313〜31
5及び、p+ 型不純物領域332、333のニッケル
(触媒)濃度は1×1017〜1×1020atoms/cm3(代
表的には1×1018〜5×1019atoms/cm3)と増加
し、他方、チャネル形成領域311、312、325、
331、341のニッケル濃度は2×1017atoms/cm3
以下(代表的には1×1014〜5×1016atoms/cm3)
にまで低減することができる。Therefore, n + -type impurity regions 313 to 31
5 and the concentration of nickel (catalyst) in p + -type impurity regions 332 and 333 is 1 × 10 17 to 1 × 10 20 atoms / cm 3 (typically 1 × 10 18 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 ) On the other hand, the channel forming regions 311, 312, 325,
The nickel concentration of 331 and 341 is 2 × 10 17 atoms / cm 3
Below (typically 1 × 10 14 to 5 × 10 16 atoms / cm 3 )
Can be reduced to
【0272】なお、本実施例の効果を得るには、n+ 型
不純物領域313〜315及び、p + 型不純物領域33
2、333には、リンまたはヒ素の濃度が少なくとも1
×1019atoms/cm3以上(好ましくは1×1020〜5×
1021atoms/cm3)となるようする。In order to obtain the effect of this embodiment, n+Type
Impurity regions 313 to 315 and p +Type impurity region 33
2,333 have a phosphorus or arsenic concentration of at least 1
× 1019atoms / cmThreeOr more (preferably 1 × 1020~ 5x
10twenty oneatoms / cmThree).
【0273】[実施例13] 本実施例は、実施例1の
CMOS回路の変形例である。図31を用いて。本実施
例例のTFTの構造を説明する。図31(A)〜(D)
において同じ符号は同じ構成要素を示す。また、本実施
例の作製工程は実施例1、2を適用すれば良く、詳細な
説明を省略する。[Embodiment 13] The present embodiment is a modification of the CMOS circuit of the embodiment 1. Using FIG. The structure of the TFT of this embodiment will be described. FIG. 31 (A) to (D)
, The same reference numerals indicate the same components. In addition, the manufacturing steps of this embodiment may be the same as those of Embodiments 1 and 2, and the detailed description is omitted.
【0274】図31(A)は、実施例1の変形例であ
り、第2のゲート電極(配線)を省略して、テーパー部
を有する電極(配線)だけでゲート電極(配線)を形成
した例である。FIG. 31A shows a modification of the first embodiment, in which the second gate electrode (wiring) is omitted, and the gate electrode (wiring) is formed only by the electrode (wiring) having a tapered portion. It is an example.
【0275】基板900全面に酸化シリコンでなる下地
膜901を形成されている。下地膜901上に、nチャ
ネル型TFT、pチャネル型TFTの島状の半導体層が
形成されている。島状の半導体層を覆って基板900全
面に、ゲート絶縁膜905が形成されている。更に、T
FTを覆って窒化シリコンでなる保護膜906、層間絶
縁膜が形成907が形成され、層間絶縁膜907上には
ソース電極941、942、ドレイン電極943が形成
されている。A base film 901 made of silicon oxide is formed on the entire surface of the substrate 900. On the base film 901, island-shaped semiconductor layers of an n-channel TFT and a p-channel TFT are formed. A gate insulating film 905 is formed over the entire surface of the substrate 900 so as to cover the island-shaped semiconductor layers. Further, T
A protective film 906 made of silicon nitride and an interlayer insulating film 907 are formed to cover the FT, and a source electrode 941, 942 and a drain electrode 943 are formed on the interlayer insulating film 907.
【0276】ゲート絶縁膜905を挟んでゲート配線
(ゲート電極)933が半導体層を交差して形成されて
いる。ゲート配線931の側面はテーパー状に形成され
ている。ここでは、厚さ250nmのクロムで形成し
た。更に、pチャネル型TFTの半導体層と交差してい
る部分は、その幅が細らされて第2のゲート電極933
Aが形成されている。A gate wiring (gate electrode) 933 is formed across the semiconductor layer with the gate insulating film 905 interposed therebetween. The side surface of the gate wiring 931 is formed in a tapered shape. Here, it was formed of chromium having a thickness of 250 nm. Further, the portion intersecting with the semiconductor layer of the p-channel TFT is reduced in width so that the second gate electrode 933 is formed.
A is formed.
【0277】また半導体層にリン、ボロンを添加する方
法は実施例1を適用した。nチャネル型TFTの半導体
層には、チャネル形成領域911A、n+ 型不純物領域
912A、913A、ゲート電極931Aと重なってい
るn- 不純物型領域914A、915A、ゲート電極9
31Aと重なっていないn- 型不純物領域916A、9
17Aが形成されている。Example 1 was applied to the method of adding phosphorus and boron to the semiconductor layer. In the semiconductor layer of the n-channel TFT, channel formation regions 911A, n + -type impurity regions 912A and 913A, n − -type impurity regions 914A and 915A overlapping with the gate electrode 931A, and the gate electrode 9
N − -type impurity regions 916 A, 9 9 which do not overlap with 31 A
17A are formed.
【0278】n- 型不純物領域914A、915A、n
- 型不純物領域916A、917Aはリンの濃度がn+
型不純物領域912A、913Aよりも低くなってい
る。また、n- 型不純物領域914A、915Aとチャ
ネル形成領域911Aとの接合部はゲート電極931A
のテーパー部の下に存在し、n- 型不純物領域914
A、915Aの濃度はチャネル形成領域911Aに向か
って減少している。N − -type impurity regions 914 A, 915 A, n
- -type impurity regions 916A, 917a is the concentration of phosphorus n +
It is lower than the type impurity regions 912A and 913A. The junction between n − -type impurity regions 914A and 915A and channel formation region 911A is formed at gate electrode 931A.
Of the n − -type impurity region 914
The concentration of A and 915A decreases toward the channel formation region 911A.
【0279】他方、pチャネル型TFTの半導体層に
は、チャネル形成領域921A、p+型不純物領域92
2A、923A、p+ 型不純物領域924A、925A
が形成されている。p+ 型不純物領域922A、923
Aよりもp+ 型不純物領域924A、925Aはリンの
濃度が低く、ボロン濃度は同じになっている。On the other hand, in the semiconductor layer of the p-channel type TFT, a channel formation region 921A and ap + -type impurity region 92
2A, 923A, p + -type impurity regions 924A, 925A
Are formed. p + -type impurity regions 922A and 923
The p + -type impurity regions 924A and 925A have a lower phosphorus concentration and the same boron concentration than A.
【0280】図31(B)は実施例2、3の変形例であ
り、第2の電極を省略して、ゲート電極をテーパー部を
有する電極だけで形成した例である。FIG. 31B is a modification of the second and third embodiments, in which the second electrode is omitted and the gate electrode is formed only of an electrode having a tapered portion.
【0281】図31(B)では、nチャネル型TFTと
pチャネル型TFTともゲート電極931Bはテーパー
状に形成されている。ここでは、厚さ250nmのクロ
ムで形成した。In FIG. 31B, the gate electrode 931B is formed in a tapered shape in both the n-channel TFT and the p-channel TFT. Here, it was formed of chromium having a thickness of 250 nm.
【0282】また半導体層にリン、ボロンを添加する工
程は実施例2を適用した。nチャネル型TFTの半導体
層には、チャネル形成領域911B、n+ 型不純物領域
912B、913B、ゲート電極931Bと重なってい
るn- 不純物型領域914B、915B、ゲート電極9
31Bと重なっていないn- 型不純物領域916B、9
17Bが形成されている。Example 2 was applied to the step of adding phosphorus and boron to the semiconductor layer. In the semiconductor layer of the n-channel TFT, channel formation region 911B, n + -type impurity regions 912B and 913B, n − -type impurity regions 914B and 915B overlapping with gate electrode 931B, and gate electrode 9
N − -type impurity regions 916B and 9 not overlapping with 31B
17B are formed.
【0283】n- 型不純物領域914B、915B、n
- 型不純物領域916B、917Bはリンの濃度がn+
型不純物領域912B、913Bよりも低くなってい
る。また、n- 型不純物領域914B、915Bとチャ
ネル形成領域911Bとの接合部はゲート電極931の
テーパー部の下に存在し、n- 型不純物領域914B、
915Bの濃度はチャネル形成領域911Bに向かって
減少している。N − -type impurity regions 914 B, 915 B, n
- -type impurity regions 916B, 917b is the concentration of phosphorus n +
It is lower than the type impurity regions 912B and 913B. Further, n - -type impurity regions 914B, the junction between 915B and the channel formation region 911B is present under the taper portion of the gate electrode 931, n - -type impurity regions 914B,
The concentration of 915B decreases toward the channel formation region 911B.
【0284】他方、pチャネル型TFTの半導体層に
は、チャネル形成領域921B、p+型不純物領域92
2B、923Bがゲート電極931Bをマスクにして自
己整合的に形成されている。On the other hand, in the semiconductor layer of the p-channel type TFT, the channel formation region 921B and the p + -type impurity region 92
2B and 923B are formed in a self-aligned manner using the gate electrode 931B as a mask.
【0285】図31(C)は実施例1において、第1の
ゲート電極のテーパーエッチングを省略した例である。FIG. 31C shows an example in which the taper etching of the first gate electrode is omitted in the first embodiment.
【0286】ゲート配線は第1のゲート配線931Cと
第1のゲート配線931Cよりもチャネル長方向の幅の
狭い第2のゲート配線932Cでなる。なお、第1のゲ
ート配線931Cがpチャネル型TFTの半導体層と交
差する部分は、第2のゲート配線932Cをマスクにし
て幅が細らされた第3のゲート電極933Cが形成され
ている。The gate wiring comprises a first gate wiring 931C and a second gate wiring 932C having a smaller width in the channel length direction than the first gate wiring 931C. Note that a portion where the first gate wiring 931C intersects with the semiconductor layer of the p-channel TFT is provided with a third gate electrode 933C having a reduced width using the second gate wiring 932C as a mask.
【0287】nチャネル型TFTの半導体層には、チャ
ネル形成領域911C、n+ 型不純物領域912C、9
13C、ゲート電極931Cと重なっているn- 不純物
型領域914C、915C、ゲート電極931Cと重な
っていないn- 型不純物領域916C、917Cが形成
されている。In the semiconductor layer of the n-channel TFT, a channel formation region 911C, n + -type impurity regions 912C, 9
@ 13 C, n overlaps with the gate electrode 931C - impurity type regions 914C, 915C, not overlapping with the gate electrode 931C n - -type impurity regions 916C, 917C are formed.
【0288】n- 型不純物領域914C、915C、n
- 型不純物領域916C、917Cはリンの濃度がn+
型不純物領域912C、913Cよりも低くなってい
る。N − -type impurity regions 914 C, 915 C, n
- -type impurity regions 916C, 917C is the concentration of phosphorus n +
It is lower than the type impurity regions 912C and 913C.
【0289】他方、pチャネル型TFTの半導体層に
は、チャネル形成領域921C、p+型不純物領域92
2C、923C、p+ 型不純物領域924C、925C
が形成されている。p+ 型不純物領域924C、925
Cはp+ 型不純物領域922C、923Cよりもリン濃
度が低くなっている。On the other hand, in the semiconductor layer of the p-channel TFT, a channel formation region 921C and ap + -type impurity region 92
2C, 923C, p + -type impurity regions 924C, 925C
Are formed. p + -type impurity regions 924C and 925
C has a lower phosphorus concentration than the p + -type impurity regions 922C and 923C.
【0290】図31(D)は実施例1において、ゲート
配線表面を覆う第4のゲート配線を形成した例である。FIG. 31D shows an example in which the fourth gate wiring covering the surface of the gate wiring is formed in the first embodiment.
【0291】CMOS回路は実施例1の工程に従ってボ
ロンの添加工程を行う。次に、窒化シリコンでなる保護
膜906を形成する代わりに、クロム(Cr)、タンタ
ル(Ta)、チタン(Ti)、タングステン(W)、モ
リブデン(Mo)でなる金属膜、またはこれらの元素を
主成分とする合金、またはシリサイド等の導電性材料を
形成し、パターニングして第4のゲート配線934Dを
形成する。しかる後活性化を行えばよい。In the CMOS circuit, the step of adding boron is performed according to the steps of the first embodiment. Next, instead of forming the protective film 906 made of silicon nitride, a metal film made of chromium (Cr), tantalum (Ta), titanium (Ti), tungsten (W), molybdenum (Mo), or these elements is used. An alloy as a main component or a conductive material such as silicide is formed and patterned to form a fourth gate wiring 934D. After that, activation may be performed.
【0292】この構成により、第2のゲート配線932
Dが第1のゲート配線931D(第3のゲート電極93
3Dを含む)と第4のゲート配線934Dでくるまれた
構造のゲート配線を得ることができる。With this structure, the second gate wiring 932
D is the first gate wiring 931D (third gate electrode 93
3D) and a fourth gate wiring 934D.
【0293】この場合には、nチャネル型TFTの半導
体層には、チャネル形成領域911D、n+ 型不純物領
域912D、913D、ゲート電極931Dと重なって
いるn- 不純物型領域914D、915D、ゲート電極
931Dと重なっていないn - 型不純物領域916D、
917Dが形成されているが、n- 型不純物領域914
D、915Dは第1及び第4のゲート電極と交差してい
る部分であり、n- 型不純物領域916D、917Dは
第4のゲート電極934Dと交差していない。In this case, the semiconductor of the n-channel TFT is
In the body layer, channel formation regions 911D, n+Type impurity area
Area 912D, 913D, overlap with gate electrode 931D
N-Impurity type regions 914D, 915D, gate electrode
N not overlapping with 931D -Type impurity region 916D,
917D is formed, but n-Type impurity region 914
D and 915D intersect the first and fourth gate electrodes.
And n-Type impurity regions 916D and 917D
It does not intersect with the fourth gate electrode 934D.
【0294】この構成の利点は、第1のゲート電極93
1Dの下部の半導体層にほとんどリンが添加されない場
合に特に有効である。図31(D)に示すように、n-
不純物型領域914D、915Dが第1のゲート電極9
31Dとほとんど重ならなくなっても、第4のゲート電
極934Dをn- 型不純物領域に重ならせることができ
るので、確実にゲート電極とオーバーラップしているn
- 型不純物領域を形成することが可能になる。The advantage of this structure is that the first gate electrode 93
This is particularly effective when phosphorus is hardly added to the semiconductor layer below 1D. As shown in FIG. 31D, n −
The impurity type regions 914D and 915D are the first gate electrodes 9
Even if the fourth gate electrode 934D does not substantially overlap with the base electrode 31D, the fourth gate electrode 934D can overlap the n − -type impurity region.
- it is possible to form the impurity regions.
【0295】他方、pチャネル型TFTの半導体層に
は、チャネル形成領域921D、p+型不純物領域92
2D、923D、p+ 型不純物領域924D、925D
が形成されている。p+ 型不純物領域924D、925
Dはp+ 型不純物領域922D、923Dよりもリン濃
度が低くなっている。この場合には、n- 型不純物領域
と第4のゲート電極934Dが重なっている。オフ電流
特性や耐圧性に問題が生ずる場合には、第4のゲート配
線934Dを形成する際に、pチャネル型TFTの半導
体層と交差している部分に第4のゲート配線934Dを
形成しないようにすればよい。On the other hand, the channel formation region 921D and the p + -type impurity region 92
2D, 923D, p + -type impurity regions 924D, 925D
Are formed. p + -type impurity regions 924D and 925
D has a lower phosphorus concentration than the p + -type impurity regions 922D and 923D. In this case, the n − -type impurity region and the fourth gate electrode 934D overlap. In the case where a problem occurs in off-state current characteristics or withstand voltage, when forming the fourth gate wiring 934D, be careful not to form the fourth gate wiring 934D in a portion that intersects with the semiconductor layer of the p-channel TFT. What should I do?
【0296】[実施例14]本明細書記載の液晶表示装
置にはネマチック液晶以外にも様々な液晶を用いること
が可能である。例えば、1998, SID, "Characteristics
and Driving Schemeof Polymer-Stabilized Monostable
FLCD Exhibiting Fast Response Time andHigh Contra
st Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue e
t al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thre
sholdless Antiferroelectric LCDExhibiting Wide Vie
wing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida
etal.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thr
esholdless antiferroelectricity in liquid crystals
and its application to displays" by S. Inui et a
l.や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いる
ことが可能である。[Embodiment 14] In the liquid crystal display device described in this specification, various liquid crystals other than the nematic liquid crystal can be used. For example, 1998, SID, "Characteristics
and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable
FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contra
st Ratio with Gray-Scale Capability "by H. Furue e
t al., 1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thre
sholdless Antiferroelectric LCDExhibiting Wide Vie
wing Angle with Fast Response Time "by T. Yoshida
et al., 1996, J. Mater. Chem. 6 (4), 671-673, "Thr
esholdless antiferroelectricity in liquid crystals
and its application to displays "by S. Inui et a
and the liquid crystal disclosed in U.S. Pat. No. 5,594,569 can be used.
【0297】等方相−コレステリック相−カイラルスメ
クティックC相転移系列を示す強誘電性液晶(FLC)
を用い、DC電圧を印加しながらコレステリック相−カ
イラルスメクティックC相転移をさせ、かつコーンエッ
ジをほぼラビング方向に一致させた単安定FLCの電気
光学特性を図41に示す。図41に示すような強誘電性
液晶による表示モードは「Half−V字スイッチング
モード」と呼ばれている。図41に示すグラフの縦軸は
透過率(任意単位)、横軸は印加電圧である。「Hal
f−V字スイッチングモード」については、寺田らの”
Half−V字スイッチングモードFLCD”、第46
回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、1999年3
月、第1316頁、および吉原らの”強誘電性液晶によ
る時分割フルカラーLCD”、液晶第3巻第3号第19
0頁に詳しい。A ferroelectric liquid crystal (FLC) showing an isotropic phase-cholesteric phase-chiral smectic C phase transition series
FIG. 41 shows the electro-optical characteristics of a monostable FLC in which the cholesteric phase-chiral smectic C phase transition is performed while applying a DC voltage and the cone edge is almost aligned with the rubbing direction. The display mode using the ferroelectric liquid crystal as shown in FIG. 41 is called “Half-V switching mode”. The vertical axis of the graph shown in FIG. 41 is the transmittance (arbitrary unit), and the horizontal axis is the applied voltage. "Hal
For the fV-shaped switching mode, see Terada et al.
Half-V switching mode FLCD ", 46th
Proceedings of the JSCE Lecture Meeting, March 1999
Moon, p. 1316, and Yoshihara et al., "Time-Division Full-Color LCD with Ferroelectric Liquid Crystal", Liquid Crystal Vol. 3, No. 19, 1992.
See page 0 for details.
【0298】図41に示されるように、このような強誘
電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可
能となることがわかる。本発明の液晶表示装置には、こ
のような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いること
ができる。As shown in FIG. 41, it can be seen that when such a ferroelectric mixed liquid crystal is used, low-voltage driving and gradation display are possible. A ferroelectric liquid crystal having such electro-optical characteristics can be used in the liquid crystal display device of the present invention.
【0299】また、ある温度域において反強誘電相を示
す液晶を反強誘電性液晶(AFLC)という。反強誘電
性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連
続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反
強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい
値反強誘電性混合液晶は、いわゆるV字型の電気光学応
答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±2.5V
程度(セル厚約1μm〜2μm)のものも見出されてい
る。A liquid crystal exhibiting an antiferroelectric phase in a certain temperature range is called an antiferroelectric liquid crystal (AFLC). As a mixed liquid crystal having an antiferroelectric liquid crystal, there is a so-called thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal exhibiting an electro-optical response characteristic in which transmittance changes continuously with an electric field. This thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a so-called V-shaped electro-optical response characteristic, and its driving voltage is about ± 2.5 V.
Some (cell thicknesses of about 1 μm to 2 μm) have been found.
【0300】また、一般に、無しきい値反強誘電性混合
液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。こ
のため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置
に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要
となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反
強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。In general, a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a large spontaneous polarization and a high dielectric constant of the liquid crystal itself. Therefore, when a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used for a liquid crystal display device, a relatively large storage capacitance is required for a pixel. Therefore, it is preferable to use a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal having a small spontaneous polarization.
【0301】なお、このような無しきい値反強誘電性混
合液晶を本発明の液晶表示装置に用いることによって低
電圧駆動が実現されるので、低消費電力化が実現され
る。Note that low-voltage driving is realized by using such a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal in the liquid crystal display device of the present invention, so that low power consumption is realized.
【0302】[実施例15]本発明のTFTは実施例1
に示した液晶表示装置だけでなく、あらゆる半導体回路
に適用することが可能である。即ち、RISCプロセッ
サ、ASICプロセッサ等のマイクロプロセッサに適用
しても良いし、D/Aコンバータ等の信号処理回路から
携帯機器(携帯電話、PHS、モバイルコンピュータ)
用の高周波回路に適用しても良い。[Embodiment 15] The TFT according to the present invention is described in Embodiment 1.
The present invention can be applied not only to the liquid crystal display device shown in FIG. That is, the present invention may be applied to a microprocessor such as a RISC processor or an ASIC processor, or from a signal processing circuit such as a D / A converter to a portable device (cellular phone, PHS, mobile computer).
May be applied to a high-frequency circuit for use.
【0303】さらに、従来のMOSFET上に層間絶縁
膜を形成し、その上に本発明のTFTを用いて半導体回
路を作製したような三次元構造の半導体装置を実現する
ことも可能である。このように本発明は現在LSIが用
いられている全ての半導体装置に適用することが可能で
ある。即ち、SIMOX、Smart−Cut(SOITEC
社の登録商標)、ELTRAN(キャノン株式会社の登
録商標)などのSOI構造(単結晶半導体薄膜を用いた
TFT構造)に本発明を適用しても良い。Further, it is possible to realize a semiconductor device having a three-dimensional structure in which an interlayer insulating film is formed on a conventional MOSFET, and a semiconductor circuit is formed thereon using the TFT of the present invention. As described above, the present invention can be applied to all semiconductor devices using LSIs at present. That is, SIMOX, Smart-Cut (SOITEC
The present invention may be applied to an SOI structure (TFT structure using a single crystal semiconductor thin film) such as a registered trademark of ELECTRONICS CORPORATION and ELTRAN (a registered trademark of Canon Inc.).
【0304】また、本実施例の半導体回路は実施例1〜
13のどのような組み合わせからなる構成を用いても実
現することができる。The semiconductor circuit of this embodiment is similar to those of the first to third embodiments.
The present invention can be realized by using any combination of the thirteen combinations.
【0305】[実施例16]本実施例では、本願発明を
用いてアクティブマトリクス型EL(エレクトロルミネ
ッセンス)表示装置を作製した例について説明する。[Embodiment 16] In this embodiment, an example in which an active matrix EL (electroluminescence) display device is manufactured by using the present invention will be described.
【0306】図35(A)は本願発明を用いたEL表示
装置の上面図である。図35(A)において、4010
は基板、4011は画素部、4012はソース側駆動回
路、4013はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆
動回路は配線4014〜4016を経てFPC4017
に至り、外部機器へと接続される。FIG. 35A is a top view of an EL display device using the present invention. In FIG. 35A, 4010
Denotes a substrate, 4011 denotes a pixel portion, 4012 denotes a source side driver circuit, and 4013 denotes a gate side driver circuit. Each of the driver circuits is connected to an FPC 4017 through wirings 4014 to 4016.
And connected to the external device.
【0307】このとき、少なくとも画素部、好ましくは
駆動回路及び画素部を囲むようにしてカバー材600
0、シーリング材(ハウジング材ともいう)7000、
密封材(第2のシーリング材)7001が設けられてい
る。At this time, the cover material 600 is formed so as to surround at least the pixel portion, preferably the driving circuit and the pixel portion.
0, sealing material (also referred to as housing material) 7000,
A sealing material (a second sealing material) 7001 is provided.
【0308】また、図35(B)は本実施例のEL表示
装置の断面構造であり、基板4010、下地膜4021
の上に駆動回路用TFT(但し、ここではnチャネル型
TFTとpチャネル型TFTを組み合わせたCMOS回
路を図示している。)4022及び画素部用TFT40
23(但し、ここではEL素子への電流を制御するTF
Tだけ図示している。)が形成されている。これらのT
FTは公知の構造(トップゲート構造またはボトムゲー
ト構造)を用いれば良い。FIG. 35B shows a cross-sectional structure of the EL display device of this embodiment.
A driving circuit TFT 4022 (here, a CMOS circuit combining an n-channel TFT and a p-channel TFT is illustrated) 4022 and a pixel portion TFT 40
23 (however, here, TF for controlling the current to the EL element)
Only T is shown. ) Is formed. These T
The FT may use a known structure (top gate structure or bottom gate structure).
【0309】本願発明は、駆動回路用TFT4022、
画素部用TFT4023に際して用いることができる。The present invention is directed to a TFT 4022 for a driving circuit,
It can be used for the TFT 4023 for the pixel portion.
【0310】本願発明を用いて駆動回路用TFT402
2、画素部用TFT4023が完成したら、樹脂材料で
なる層間絶縁膜(平坦化膜)4026の上に画素部用T
FT4023のドレインと電気的に接続する透明導電膜
でなる画素電極4027を形成する。透明導電膜として
は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物(ITOと呼
ばれる)または酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を
用いることができる。そして、画素電極4027を形成
したら、絶縁膜4028を形成し、画素電極4027上
に開口部を形成する。By using the present invention, the TFT 402 for the driving circuit
2. When the pixel portion TFT 4023 is completed, the pixel portion TFT is formed on an interlayer insulating film (flattening film) 4026 made of a resin material.
A pixel electrode 4027 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of the FT 4023 is formed. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used. After the pixel electrode 4027 is formed, an insulating film 4028 is formed, and an opening is formed over the pixel electrode 4027.
【0311】次に、EL層4029を形成する。EL層
4029は公知のEL材料(正孔注入層、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層または電子注入層)を自由に組み合
わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのよう
な構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、E
L材料には低分子系材料と高分子系(ポリマー系)材料
がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いる
が、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、
印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いる
ことが可能である。Next, an EL layer 4029 is formed. The EL layer 4029 is formed of a known EL material (a hole injection layer, a hole transport layer,
A light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer) may be freely combined to form a stacked structure or a single-layer structure. A known technique may be used to determine the structure. Also, E
The L material includes a low molecular material and a high molecular (polymer) material. When a low molecular material is used, an evaporation method is used, but when a high molecular material is used, a spin coating method,
A simple method such as a printing method or an inkjet method can be used.
【0312】本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸
着法によりEL層を形成する。シャドーマスクを用いて
画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層(赤色発光
層、緑色発光層及び青色発光層)を形成することで、カ
ラー表示が可能となる。その他にも、色変換層(CC
M)とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光
層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいず
れの方法を用いても良い。勿論、単色発光のEL表示装
置とすることもできる。[0312] In this embodiment, an EL layer is formed by an evaporation method using a shadow mask. By forming a light-emitting layer (a red light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a blue light-emitting layer) capable of emitting light having different wavelengths for each pixel using a shadow mask, color display becomes possible. In addition, the color conversion layer (CC
M) and a color filter are combined, and a white light-emitting layer and a color filter are combined. Either method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.
【0313】EL層4029を形成したら、その上に陰
極4030を形成する。陰極4030とEL層4029
の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが
望ましい。従って、真空中でEL層4029と陰極40
30を連続成膜するか、EL層4029を不活性雰囲気
で形成し、大気解放しないで陰極4030を形成すると
いった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバ
ー方式(クラスターツール方式)の成膜装置を用いるこ
とで上述のような成膜を可能とする。After forming the EL layer 4029, a cathode 4030 is formed thereon. Cathode 4030 and EL layer 4029
It is desirable to remove as much as possible moisture and oxygen existing at the interface. Therefore, the EL layer 4029 and the cathode 40 in vacuum
It is necessary to devise a method of continuously forming the film 30 or forming the EL layer 4029 in an inert atmosphere and forming the cathode 4030 without opening to the atmosphere. In this embodiment, the above-described film formation is made possible by using a multi-chamber type (cluster tool type) film formation apparatus.
【0314】なお、本実施例では陰極4030として、
LiF(フッ化リチウム)膜とAl(アルミニウム)膜
の積層構造を用いる。具体的にはEL層4029上に蒸
着法で1nm厚のLiF(フッ化リチウム)膜を形成
し、その上に300nm厚のアルミニウム膜を形成す
る。勿論、公知の陰極材料であるMgAg電極を用いて
も良い。そして陰極4030は4031で示される領域
において配線4016に接続される。配線4016は陰
極4030に所定の電圧を与えるための電源供給線であ
り、導電性ペースト材料4032を介してFPC401
7に接続される。In this embodiment, the cathode 4030 is
A laminated structure of a LiF (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, a 1-nm-thick LiF (lithium fluoride) film is formed over the EL layer 4029 by a vapor deposition method, and a 300-nm-thick aluminum film is formed thereover. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 4030 is connected to the wiring 4016 in a region indicated by 4031. A wiring 4016 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 4030, and the FPC 401 via the conductive paste material 4032.
7 is connected.
【0315】4031に示された領域において陰極40
30と配線4016とを電気的に接続するために、層間
絶縁膜4026及び絶縁膜4028にコンタクトホール
を形成する必要がある。これらは層間絶縁膜4026の
エッチング時(画素電極用コンタクトホールの形成時)
や絶縁膜4028のエッチング時(EL層形成前の開口
部の形成時)に形成しておけば良い。また、絶縁膜40
28をエッチングする際に、層間絶縁膜4026まで一
括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜40
26と絶縁膜4028が同じ樹脂材料であれば、コンタ
クトホールの形状を良好なものとすることができる。The cathode 40 in the region indicated by 4031
In order to electrically connect the wiring 30 and the wiring 3016, it is necessary to form contact holes in the interlayer insulating film 4026 and the insulating film 4028. These are at the time of etching the interlayer insulating film 4026 (at the time of forming the contact hole for the pixel electrode).
Or when the insulating film 4028 is etched (when an opening is formed before the EL layer is formed). Also, the insulating film 40
When etching 28, etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 4026. In this case, the interlayer insulating film 40
If the same resin material is used for the insulating film 26 and the insulating film 4028, the shape of the contact hole can be made good.
【0316】このようにして形成されたEL素子の表面
を覆って、パッシベーション膜6003、充填材600
4、カバー材6000が形成される。The passivation film 6003 and the filler 600 cover the surface of the EL element thus formed.
4. The cover material 6000 is formed.
【0317】さらに、EL素子部を囲むようにして、カ
バー材6000と基板4010の内側にシーリング材7
000が設けられ、さらにシーリング材7000の外側
には密封材(第2のシーリング材)7001が形成され
る。Further, the sealing material 7000 and the sealing material 7 are provided inside the substrate 4010 so as to surround the EL element portion.
000 is provided, and a sealing material (second sealing material) 7001 is formed outside the sealing material 7000.
【0318】このとき、この充填材6004は、カバー
材6000を接着するための接着剤としても機能する。
充填材6004としては、PVC(ポリビニルクロライ
ド)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビ
ニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテー
ト)を用いることができる。この充填材6004の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。At this time, the filler 6004 also functions as an adhesive for bonding the cover material 6000.
As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because a moisture absorbing effect can be maintained.
【0319】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。[0319] The filler 6004 may contain a spacer. At this time, the spacer may be a granular substance made of BaO or the like, and the spacer itself may have hygroscopicity.
【0320】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。When a spacer is provided, the passivation film 6003 can reduce the spacer pressure.
Further, a resin film or the like for relaxing the spacer pressure may be provided separately from the passivation film.
【0321】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。Further, as the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Five)
rglass-Reinforced Plastic
s) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film,
Mylar film, polyester film or acrylic film can be used. The filling material 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.
【0322】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。However, depending on the direction of light emission (the direction of light emission) from the EL element, the cover material 6000 needs to have translucency.
【0323】また、配線4016はシーリング材700
0および密封材7001と基板4010との隙間を通っ
てFPC4017に電気的に接続される。なお、ここで
は配線4016について説明したが、他の配線401
4、4015も同様にしてシーリング材7000および
密封材7001の下を通ってFPC4017に電気的に
接続される。The wiring 4016 is made of a sealing material 700.
0 and through the gap between the sealing material 7001 and the substrate 4010, and is electrically connected to the FPC 4017. Although the wiring 4016 has been described here, the other wiring 401
4, 4015 are similarly electrically connected to the FPC 4017 under the sealant 7000 and the sealant 7001.
【0324】[実施例17]本実施例では、本願発明を
用いて実施例16とは異なる形態のEL表示装置を作製
した例について、図36(A)、36(B)を用いて説
明する。図35(A)、35(B)と同じ番号のものは
同じ部分を指しているので説明は省略する。[Embodiment 17] In this embodiment, an example of manufacturing an EL display device different from that of Embodiment 16 by using the present invention will be described with reference to FIGS. 36 (A) and 36 (B). . 35 (A) and 35 (B) indicate the same parts, and thus description thereof will be omitted.
【0325】図36(A)は本実施例のEL表示装置の
上面図であり、図36(A)をA-A'で切断した断面図
を図36(B)に示す。FIG. 36A is a top view of the EL display device of this embodiment, and FIG. 36B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 36A.
【0326】実施例17に従って、EL素子の表面を覆
ってパッシベーション膜6003までを形成する。According to the seventeenth embodiment, up to the passivation film 6003 is formed to cover the surface of the EL element.
【0327】さらに、EL素子を覆うようにして充填材
6004を設ける。この充填材6004は、カバー材6
000を接着するための接着剤としても機能する。充填
材6004としては、PVC(ポリビニルクロライ
ド)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビ
ニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテー
ト)を用いることができる。この充填材6004の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。[0327] Further, a filler 6004 is provided so as to cover the EL element. This filler 6004 is used as the cover material 6
000 also functions as an adhesive for bonding. As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because a moisture absorbing effect can be maintained.
【0328】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。Further, a spacer may be contained in the filler 6004. At this time, the spacer may be a granular substance made of BaO or the like, and the spacer itself may have hygroscopicity.
【0329】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。When a spacer is provided, the passivation film 6003 can reduce the spacer pressure.
Further, a resin film or the like for relaxing the spacer pressure may be provided separately from the passivation film.
【0330】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。As the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Five)
rglass-Reinforced Plastic
s) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film,
Mylar film, polyester film or acrylic film can be used. The filling material 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.
【0331】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。[0331] However, depending on the direction of light emission (the direction of light emission) from the EL element, the cover material 6000 needs to have translucency.
【0332】次に、充填材6004を用いてカバー材6
000を接着した後、充填材6004の側面(露呈面)
を覆うようにフレーム材6001を取り付ける。フレー
ム材6001はシーリング材(接着剤として機能する)
6002によって接着される。このとき、シーリング材
6002としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましい
が、EL層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良
い。なお、シーリング材6002はできるだけ水分や酸
素を透過しない材料であることが望ましい。また、シー
リング材6002の内部に乾燥剤を添加してあっても良
い。[0332] Next, the cover material 6
After bonding 000, the side surface of filler 6004 (exposed surface)
Frame material 6001 is attached so as to cover. The frame material 6001 is a sealing material (functions as an adhesive)
Glued by 6002. At this time, a photocurable resin is preferably used as the sealing material 6002, but a thermosetting resin may be used as long as the heat resistance of the EL layer is allowed. Note that the sealing material 6002 is preferably a material that does not transmit moisture or oxygen as much as possible. Further, a desiccant may be added to the inside of the sealing material 6002.
【0333】また、配線4016はシーリング材600
2と基板4010との隙間を通ってFPC4017に電
気的に接続される。なお、ここでは配線4016につい
て説明したが、他の配線4014、4015も同様にし
てシーリング材6002の下を通ってFPC4017に
電気的に接続される。The wiring 4016 is made of the sealing material 600.
2 is electrically connected to the FPC 4017 through a gap between the substrate 2 and the substrate 4010. Note that although the wiring 4016 has been described here, the other wirings 4014 and 4015 are also electrically connected to the FPC 4017 under the sealing material 6002 in the same manner.
【0334】[実施例18]実施例16および実施例1
7のような構成からなるアクティブマトリクス型EL表
示パネルにおいて、本願発明を用いることが出来る。実
施例17,18では光が下方に放射される構造になって
いるが、本実施例では画素部のさらに詳細な断面構造の
一例を図37に、上面構造を図38(A)に、回路図を
図38(B)に示す。図37、図38(A)及び図38
(B)では共通の符号を用いるので互いに参照すれば良
い。本実施例では上方照射の例を示しているが、本実施
例の画素部の構造を実施例17、18に応用してEL表
示装置を作製できるのはいうまでもない。[Embodiment 18] Embodiments 16 and 1
The present invention can be used in an active matrix type EL display panel having the configuration as shown in FIG. In Embodiments 17 and 18, light is emitted downward. In this embodiment, an example of a more detailed sectional structure of the pixel portion is shown in FIG. 37, an upper surface structure is shown in FIG. The figure is shown in FIG. FIGS. 37, 38 (A) and 38
In (B), since a common code is used, they may be referred to each other. In this embodiment, an example of upward irradiation is shown. However, it goes without saying that an EL display device can be manufactured by applying the structure of the pixel portion of this embodiment to Embodiments 17 and 18.
【0335】図37において、基板3501上に設けら
れたスイッチング用TFT3502は本願発明のNTF
Tを用いて形成される(実施例1〜13参照)。本実施
例ではダブルゲート構造としているが、構造及び作製プ
ロセスに大きな違いはないので説明は省略する。但し、
ダブルゲート構造とすることで実質的に二つのTFTが
直列された構造となり、オフ電流値を低減することがで
きるという利点がある。なお、本実施例ではダブルゲー
ト構造としているが、シングルゲート構造でも構わない
し、トリプルゲート構造やそれ以上のゲート本数を持つ
マルチゲート構造でも構わない。また、本願発明のPT
FTを用いて形成しても構わない。In FIG. 37, the switching TFT 3502 provided on the substrate 3501 is the NTF of the present invention.
It is formed using T (see Examples 1 to 13). In this embodiment, a double gate structure is used. However, since there is no significant difference in the structure and the manufacturing process, the description is omitted. However,
The double gate structure has a structure in which substantially two TFTs are connected in series, and has an advantage that an off-current value can be reduced. Although the double gate structure is used in this embodiment, a single gate structure, a triple gate structure, or a multi-gate structure having more gates may be used. In addition, the PT of the present invention
It may be formed using FT.
【0336】また、電流制御用TFT3503は本願発
明のNTFTを用いて形成される。このとき、スイッチ
ング用TFT3502のドレイン配線3035は配線3
036によって電流制御用TFTのゲート電極3037
に電気的に接続されている。ゲート配線3039からス
イッチング用TFT3502のゲート電極3039a、
3039bが伸びている。なお、図面が複雑になるた
め、図38(A)ではゲート配線3039及びゲート電
極3037、3039a、3039bは1層のみしか示
していないが、実際は図37に示すよう2層になってい
る。The current controlling TFT 3503 is formed using the NTFT of the present invention. At this time, the drain wiring 3035 of the switching TFT 3502 is connected to the wiring 3
036, the gate electrode 3037 of the current controlling TFT
Is electrically connected to From the gate wiring 3039 to the gate electrode 3039a of the switching TFT 3502,
3039b is extended. Note that, although the drawing is complicated, FIG. 38A shows only one layer of the gate wiring 3039 and the gate electrodes 3037, 3039a, and 3039b, but actually has two layers as shown in FIG.
【0337】このとき、電流制御用TFT3503が本
願発明の構造であることは非常に重要な意味を持つ。電
流制御用TFTはEL素子を流れる電流量を制御するた
めの素子であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化
やホットキャリアによる劣化の危険性が高い素子でもあ
る。そのため、電流制御用TFTのドレイン側に、ゲー
ト絶縁膜を介してゲート電極に重なるようにLDD領域
を設ける本願発明の構造は極めて有効である。At this time, it is very important that the current control TFT 3503 has the structure of the present invention. Since the current control TFT is an element for controlling the amount of current flowing through the EL element, a large amount of current flows and the element has a high risk of deterioration due to heat or hot carriers. Therefore, the structure of the present invention in which the LDD region is provided on the drain side of the current controlling TFT so as to overlap the gate electrode via the gate insulating film is extremely effective.
【0338】また、本実施例では電流制御用TFT35
03をシングルゲート構造で図示しているが、複数のT
FTを直列につなげたマルチゲート構造としても良い。
さらに、複数のTFTを並列につなげて実質的にチャネ
ル形成領域を複数に分割し、熱の放射を高い効率で行え
るようにした構造としても良い。このような構造は熱に
よる劣化対策として有効である。In this embodiment, the current controlling TFT 35 is used.
03 is shown with a single gate structure.
A multi-gate structure in which FTs are connected in series may be used.
Further, a structure in which a plurality of TFTs are connected in parallel to substantially divide the channel formation region into a plurality of regions so that heat can be radiated with high efficiency may be employed. Such a structure is effective as a measure against deterioration due to heat.
【0339】また、図38(A)に示すように、電流制
御用TFT3503のゲート電極3037となる配線は
3504で示される領域で、電流制御用TFT3503
のドレイン配線3040と絶縁膜を介して重なる。この
とき、3504で示される領域ではコンデンサが形成さ
れる。このコンデンサ3504は電流制御用TFT35
03のゲートにかかる電圧を保持するためのコンデンサ
として機能する。なお、ドレイン配線3040は電流供
給線(電源線)3601に接続され、常に一定の電圧が
加えられている。As shown in FIG. 38A, the wiring which becomes the gate electrode 3037 of the current controlling TFT 3503 is a region indicated by 3504, and the current controlling TFT 3503
Overlap with the drain wiring 3040 via the insulating film. At this time, a capacitor is formed in a region indicated by 3504. This capacitor 3504 is used as a current controlling TFT 35.
It functions as a capacitor for holding the voltage applied to the gate of the gate 03. Note that the drain wiring 3040 is connected to a current supply line (power supply line) 3601, and a constant voltage is constantly applied.
【0340】スイッチング用TFT3502及び電流制
御用TFT3503の上には第1パッシベーション膜3
041が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜
3042が形成される。平坦化膜3042を用いてTF
Tによる段差を平坦化することは非常に重要である。後
に形成されるEL層は非常に薄いため、段差が存在する
ことによって発光不良を起こす場合がある。従って、E
L層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を
形成する前に平坦化しておくことが望ましい。The first passivation film 3 is formed on the switching TFT 3502 and the current control TFT 3503.
041 is provided, and a planarizing film 3042 made of a resin insulating film is formed thereon. TF using the flattening film 3042
It is very important to flatten the step due to T. Since an EL layer formed later is extremely thin, poor light emission may be caused by the presence of a step. Therefore, E
It is desirable to planarize the pixel layer before forming the pixel electrode so that the L layer can be formed as flat as possible.
【0341】また、3043は反射性の高い導電膜でな
る画素電極(EL素子の陰極)であり、電流制御用TF
T3503のドレインに電気的に接続される。画素電極
3043としてはアルミニウム合金膜、銅合金膜または
銀合金膜など低抵抗な導電膜またはそれらの積層膜を用
いることが好ましい。勿論、他の導電膜との積層構造と
しても良い。Reference numeral 3043 denotes a pixel electrode (a cathode of an EL element) made of a highly reflective conductive film, and a current control TF
It is electrically connected to the drain of T3503. As the pixel electrode 3043, a low-resistance conductive film such as an aluminum alloy film, a copper alloy film, or a silver alloy film, or a stacked film thereof is preferably used. Of course, a stacked structure with another conductive film may be employed.
【0342】また、絶縁膜(好ましくは樹脂)で形成さ
れたバンク3044a、3044bにより形成された溝
(画素に相当する)の中に発光層3045が形成され
る。なお、ここでは一画素しか図示していないが、R
(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応した発光層を
作り分けても良い。発光層とする有機EL材料としては
共役ポリマー系材料を用いる。代表的なポリマー系材料
としては、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)系、
ポリビニルカルバゾール(PVK)系、ポリフルオレン
系などが挙げられる。A light emitting layer 3045 is formed in a groove (corresponding to a pixel) formed by banks 3044a and 3044b formed of an insulating film (preferably resin). Although only one pixel is shown here, R
Light emitting layers corresponding to the colors (red), G (green), and B (blue) may be separately formed. A conjugated polymer-based material is used as the organic EL material for the light emitting layer. Typical polymer-based materials include polyparaphenylene vinylene (PPV),
Examples thereof include polyvinyl carbazole (PVK) and polyfluorene.
【0343】なお、PPV系有機EL材料としては様々
な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Ge
lsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers
forLight Emitting Diodes”,Euro Display,Proceeding
s,1999,p.33-37」や特開平10−92576号公報に記
載されたような材料を用いれば良い。There are various types of PPV-based organic EL materials, for example, “H. Shenk, H. Becker, O. Ge.
lsen, E. Kluge, W. Kreuder, and H. Spreitzer, “Polymers
forLight Emitting Diodes ”, Euro Display, Proceeding
s, 1999, p.33-37 "and JP-A-10-92576.
【0344】具体的な発光層としては、赤色に発光する
発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光
する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光す
る発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアル
キルフェニレンを用いれば良い。膜厚は30〜150n
m(好ましくは40〜100nm)とすれば良い。As a specific light emitting layer, cyanopolyphenylenevinylene is used for a red light emitting layer, polyphenylene vinylene is used for a green light emitting layer, and polyphenylenevinylene or polyalkylphenylene is used for a blue light emitting layer. Good. The film thickness is 30-150n
m (preferably 40 to 100 nm).
【0345】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機EL材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせてEL層(発光及びそのための
キャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良
い。However, the above example is an example of an organic EL material that can be used as a light emitting layer, and it is not necessary to limit the invention to this. An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer.
【0346】例えば、本実施例ではポリマー系材料を発
光層として用いる例を示したが、低分子系有機EL材料
を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として
炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これ
らの有機EL材料や無機材料は公知の材料を用いること
ができる。For example, in this embodiment, an example is shown in which a polymer material is used for the light emitting layer, but a low molecular organic EL material may be used. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used for these organic EL materials and inorganic materials.
【0347】本実施例では発光層3045の上にPED
OT(ポリチオフェン)またはPAni(ポリアニリ
ン)でなる正孔注入層3046を設けた積層構造のEL
層としている。そして、正孔注入層3046の上には透
明導電膜でなる陽極3047が設けられる。本実施例の
場合、発光層3045で生成された光は上面側に向かっ
て(TFTの上方に向かって)放射されるため、陽極は
透光性でなければならない。透明導電膜としては酸化イ
ンジウムと酸化スズとの化合物や酸化インジウムと酸化
亜鉛との化合物を用いることができるが、耐熱性の低い
発光層や正孔注入層を形成した後で形成するため、可能
な限り低温で成膜できるものが好ましい。In this embodiment, the PED is formed on the light emitting layer 3045.
EL having a laminated structure provided with a hole injection layer 3046 made of OT (polythiophene) or PAni (polyaniline)
And layers. An anode 3047 made of a transparent conductive film is provided over the hole injection layer 3046. In the case of this embodiment, since the light generated in the light emitting layer 3045 is emitted toward the upper surface (toward the upper side of the TFT), the anode must be translucent. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used; however, it is possible to form after forming a light-emitting layer or a hole-injecting layer with low heat resistance. A material that can form a film at a temperature as low as possible is preferable.
【0348】陽極3047まで形成された時点でEL素
子3505が完成する。なお、ここでいうEL素子35
05は、画素電極(陰極)3043、発光層3045、
正孔注入層3046及び陽極3047で形成されたダイ
オードを指す。図38(A)に示すように画素電極30
43は画素の面積にほぼ一致するため、画素全体がEL
素子として機能する。従って、発光の利用効率が非常に
高く、明るい画像表示が可能となる。[0348] When the anode 3047 is formed, the EL element 3505 is completed. Note that the EL element 35 here
05 denotes a pixel electrode (cathode) 3043, a light emitting layer 3045,
Refers to a diode formed by the hole injection layer 3046 and the anode 3047. As shown in FIG.
Since 43 substantially corresponds to the area of the pixel, the entire pixel is EL
Functions as an element. Therefore, the efficiency of light emission is extremely high, and a bright image can be displayed.
【0349】ところで、本実施例では、陽極3047の
上にさらに第2パッシベーション膜3048を設けてい
る。第2パッシベーション膜3048としては窒化珪素
膜または窒化酸化珪素膜が好ましい。この目的は、外部
とEL素子とを遮断することであり、有機EL材料の酸
化による劣化を防ぐ意味と、有機EL材料からの脱ガス
を抑える意味との両方を併せ持つ。これによりEL表示
装置の信頼性が高められる。In this embodiment, a second passivation film 3048 is further provided on the anode 3047. As the second passivation film 3048, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferable. The purpose of this is to shut off the EL element from the outside, and has both the meaning of preventing the organic EL material from being deteriorated due to oxidation and the effect of suppressing outgassing from the organic EL material. Thereby, the reliability of the EL display device is improved.
【0350】以上のように本願発明のEL表示パネルは
図37のような構造の画素からなる画素部を有し、オフ
電流値の十分に低いスイッチング用TFTと、ホットキ
ャリア注入に強い電流制御用TFTとを有する。従っ
て、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能な
EL表示パネルが得られる。As described above, the EL display panel of the present invention has a pixel portion composed of pixels having a structure as shown in FIG. 37, and a switching TFT having a sufficiently low off-current value and a current control device which is strong against hot carrier injection. And a TFT. Therefore, an EL display panel having high reliability and capable of displaying a good image can be obtained.
【0351】なお、本実施例の構成は、実施例1〜13
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、実施例22の電子機器の表示部として本実施例の
EL表示パネルを用いることは有効である。The structure of this embodiment is similar to that of the first to thirteenth embodiments.
It can be implemented in any combination with the configuration.
In addition, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of Embodiment 22.
【0352】[実施例19]本実施例では、実施例18
に示した画素部において、EL素子3505の構造を反
転させた構造について説明する。説明には図39を用い
る。なお、図37の構造と異なる点はEL素子の部分と
電流制御用TFTだけであるので、その他の説明は省略
することとする。[Embodiment 19] In this embodiment, Embodiment 18 will be described.
A structure in which the structure of the EL element 3505 is inverted in the pixel portion shown in FIG. FIG. 39 is used for the description. Note that the point different from the structure of FIG. 37 is only the EL element portion and the current controlling TFT, and the other description is omitted.
【0353】図39において、電流制御用TFT350
3は本願発明のPTFTを用いて形成される。作製プロ
セスは実施例1〜13を参照すれば良い。In FIG. 39, the current controlling TFT 350
3 is formed using the PTFT of the present invention. For the manufacturing process, Embodiments 1 to 13 may be referred to.
【0354】本実施例では、画素電極(陽極)3050
として透明導電膜を用いる。具体的には酸化インジウム
と酸化亜鉛との化合物でなる導電膜を用いる。もちろ
ん、酸化インジウムと酸化スズとの化合物でなる導電膜
を用いても良い。In this embodiment, the pixel electrode (anode) 3050
Is used as a transparent conductive film. Specifically, a conductive film formed using a compound of indium oxide and zinc oxide is used. Of course, a conductive film formed of a compound of indium oxide and tin oxide may be used.
【0355】そして、絶縁膜でなるバンク3051a、
3051bが形成された後、溶液塗布によりポリビニル
カルバゾールでなる発光層3052が形成される。その
上にはカリウムアセチルアセトネート(acacKと表
記される)でなる電子注入層3053、アルミニウム合
金でなる陰極3054が形成される。この場合、陰極3
054がパッシベーション膜としても機能する。こうし
てEL素子3701が形成される。Then, the bank 3051a made of an insulating film,
After the formation of 3051b, a light emitting layer 3052 made of polyvinyl carbazole is formed by applying a solution. An electron injection layer 3053 made of potassium acetylacetonate (denoted as acacK) and a cathode 3054 made of an aluminum alloy are formed thereon. In this case, the cathode 3
054 also functions as a passivation film. Thus, an EL element 3701 is formed.
【0356】本実施例の場合、発光層3052で発生し
た光は、矢印で示されるようにTFTが形成された基板
から外部に放射される。In the case of this embodiment, the light generated in the light emitting layer 3052 is radiated outside from the substrate on which the TFT is formed as shown by the arrow.
【0357】なお、本実施例の構成は、実施例1〜13
の構成と自由に組み合わせて実施することが可能であ
る。また、実施例22の電子機器の表示部として本実施
例のEL表示パネルを用いることは有効である。The structure of this embodiment is similar to those of the first to thirteenth embodiments.
Can be freely combined with the above configuration. In addition, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of Embodiment 22.
【0358】[実施例20] 本実施例では、図38
(B)に示した回路図とは異なる構造の画素とした場合
の例について図40(A)〜図40(C)に示す。な
お、本実施例において、3801はスイッチング用TF
T3802のソース配線、3803はスイッチング用T
FT3802のゲート配線、3804は電流制御用TF
T、3805はコンデンサ、3806、3808は電流
供給線、3807はEL素子とする。[Embodiment 20] In this embodiment, FIG.
FIGS. 40A to 40C illustrate an example in which a pixel having a structure different from that of the circuit diagram illustrated in FIG. In this embodiment, 3801 is a switching TF.
T3802 source wiring, 3803 switching T
FT3802 gate wiring; 3804, TF for current control
T and 3805 are capacitors, 3806 and 3808 are current supply lines, and 3807 is an EL element.
【0359】図40(A)は、二つの画素間で電流供給
線3806を共通とした場合の例である。即ち、二つの
画素が電流供給線3806を中心に線対称となるように
形成されている点に特徴がある。この場合、電源供給線
の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精
細化することができる。FIG. 40A shows an example in which a current supply line 3806 is shared between two pixels. That is, the feature is that two pixels are formed to be line-symmetric with respect to the current supply line 3806. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.
【0360】また、図40(B)は、電流供給線380
8をゲート配線3803と平行に設けた場合の例であ
る。なお、図40(B)では電流供給線3808とゲー
ト配線3803とが重ならないように設けた構造となっ
ているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、
絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この
場合、電源供給線3808とゲート配線3803とで専
有面積を共有させることができるため、画素部をさらに
高精細化することができる。FIG. 40B shows a current supply line 380.
8 is provided in parallel with the gate wiring 3803. Note that although the current supply line 3808 and the gate wiring 3803 are provided so as not to overlap with each other in FIG. 40B, if the wiring is formed in a different layer,
They can be provided so as to overlap with each other via an insulating film. In this case, since the power supply line 3808 and the gate wiring 3803 can share an occupied area, the pixel portion can have higher definition.
【0361】また、図40(C)は、図40(B)の構
造と同様に電流供給線3808をゲート配線3803と
平行に設け、さらに、二つの画素を電流供給線3808
を中心に線対称となるように形成する点に特徴がある。
また、電流供給線3808をゲート配線3803のいず
れか一方と重なるように設けることも有効である。この
場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画
素部をさらに高精細化することができる。In FIG. 40C, a current supply line 3808 is provided in parallel with the gate wiring 3803 in the same manner as in the structure of FIG. 40B, and two pixels are connected to the current supply line 3808.
It is characterized in that it is formed so as to be line-symmetric with respect to.
It is also effective to provide the current supply line 3808 so as to overlap with one of the gate wirings 3803. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.
【0362】なお、本実施例の構成は、実施例1〜1
3、15〜17の構成と自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。また、実施例22の電子機器の表示部
として本実施例の画素構造を有するEL表示パネルを用
いることは有効である。The structure of this embodiment is similar to that of the first to first embodiments.
3, 15 to 17 can be freely combined and implemented. In addition, it is effective to use an EL display panel having a pixel structure of this embodiment as a display portion of the electronic device of Embodiment 22.
【0363】[実施例21] 実施例18に示した図3
8(A)、38(B)では電流制御用TFT3503の
ゲートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ350
4を設ける構造としているが、コンデンサ3504を省
略することも可能である。実施例19の場合、電流制御
用TFT3503として実施例1〜13に示すような本
願発明のNTFTを用いているため、ゲート絶縁膜を介
してゲート電極に重なるように設けられたLDD領域を
有している。この重なり合った領域には一般的にゲート
容量と呼ばれる寄生容量が形成されるが、本実施例では
この寄生容量をコンデンサ3504の代わりとして積極
的に用いる点に特徴がある。Example 21 FIG. 3 shown in Example 18
In FIGS. 8A and 38B, a capacitor 350 is used to hold a voltage applied to the gate of the current controlling TFT 3503.
4, but the capacitor 3504 can be omitted. In the case of the nineteenth embodiment, since the NTFT of the present invention as shown in the first to thirteenth embodiments is used as the current controlling TFT 3503, the LDD region provided so as to overlap the gate electrode via the gate insulating film is provided. ing. A parasitic capacitance generally called a gate capacitance is formed in the overlapped region. The present embodiment is characterized in that this parasitic capacitance is actively used instead of the capacitor 3504.
【0364】この寄生容量のキャパシタンスは、上記ゲ
ート電極とLDD領域とが重なり合った面積によって変
化するため、その重なり合った領域に含まれるLDD領
域の長さによって決まる。Since the capacitance of the parasitic capacitance changes depending on the area where the gate electrode and the LDD region overlap, it is determined by the length of the LDD region included in the overlapping region.
【0365】また、実施例20に示した図40(A)〜
(C)の構造においても同様に、コンデンサ3805を
省略することは可能である。In addition, FIGS. 40 (A) to 40 (A) to
Similarly, in the structure of (C), the capacitor 3805 can be omitted.
【0366】なお、本実施例の構成は、実施例1〜1
3、16〜20の構成と自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。また、実施例22の電子機器の表示部
として本実施例の画素構造を有するEL表示パネルを用
いることは有効である。なお実施例17から実施例22
中で、NTFT及びPTFTは本願のnチャネル型TF
T及びpチャネル型TFTと同じ物を指すことは言うま
でもない。The structure of this embodiment is similar to that of the first to first embodiments.
3, 16 to 20 can be freely combined and implemented. In addition, it is effective to use an EL display panel having a pixel structure of this embodiment as a display portion of the electronic device of Embodiment 22. Examples 17 to 22
Among them, NTFT and PTFT are the n-channel type TF of the present application.
It goes without saying that it refers to the same thing as the T and p channel type TFTs.
【0367】[実施例22] 本発明を実施して形成さ
れたTFTを用いた半導体装置は様々な半導体回路や電
気光学装置を代表とする表示装置に適用することができ
る。即ち、それら電気光学装置や半導体回路を部品とし
て組み込んだ電子機器全てに本発明は適用できる。Embodiment 22 A semiconductor device using a TFT formed by carrying out the present invention can be applied to various semiconductor circuits and display devices typified by electro-optical devices. That is, the present invention can be applied to all electronic devices in which the electro-optical device and the semiconductor circuit are incorporated as components.
【0368】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型
ディスプレイ)、カーナビゲーション、パーソナルコン
ピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯
電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの一
例を図32及び図33に示す。[0368] Such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector (rear or front type), a head mounted display (goggle type display), a car navigation, a personal computer, and a portable information terminal (mobile computer, mobile phone). Or an electronic book). Examples of these are shown in FIGS.
【0369】図32(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示装置2
003、キーボード2004で構成される。本発明を画
像入力部2002、表示装置2003やその他の信号制
御回路に適用することができる。FIG. 32A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display device 2.
003 and a keyboard 2004. The present invention can be applied to the image input unit 2002, the display device 2003, and other signal control circuits.
【0370】図32(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示装置2102、音声入力部2103、操
作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部21
06で構成される。本発明を表示装置2102、音声入
力部2103やその他の信号制御回路に適用することが
できる。FIG. 32B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display device 2102, an audio input portion 2103, an operation switch 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 21.
06. The present invention can be applied to the display device 2102, the audio input unit 2103, and other signal control circuits.
【0371】図32(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示装置2205で構成される。本発明は表示装置220
5やその他の信号制御回路に適用できる。FIG. 32C shows a mobile computer (mobile computer), which comprises a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, and a display device 2205. The present invention relates to a display device 220.
5 and other signal control circuits.
【0372】図32(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示装置2302、アーム部23
03で構成される。本発明は表示装置2302やその他
の信号制御回路に適用することができる。FIG. 32D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display device 2302, and an arm 23.
03. The present invention can be applied to the display device 2302 and other signal control circuits.
【0373】図32(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示装置2402、スピーカ部24
03、記録媒体2404、操作スイッチ2405で構成
される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Digt
al Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画
鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本
発明は表示装置2402やその他の信号制御回路に適用
することができる。FIG. 32E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display device 2402, and a speaker unit 24.
03, a recording medium 2404, and operation switches 2405. This device uses a DVD (Digt
al Versatile Disc), CDs, etc., to enjoy music, movies, games and the Internet. The present invention can be applied to the display device 2402 and other signal control circuits.
【0374】図32(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示装置2502、接眼部2503、操作
スイッチ2504、受像部(図示しない)で構成され
る。本発明を表示装置2502やその他の信号制御回路
に適用することができる。FIG. 32F shows a digital camera, which comprises a main body 2501, a display device 2502, an eyepiece unit 2503, operation switches 2504, and an image receiving unit (not shown). The present invention can be applied to the display device 2502 and other signal control circuits.
【0375】図33(A)はフロント型プロジェクター
であり、表示装置2601、スクリーン2602で構成
される。本発明は表示装置やその他の信号制御回路に適
用することができる。FIG. 33A shows a front type projector, which comprises a display device 2601 and a screen 2602. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.
【0376】図33(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、表示装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704で構成される。本発明は表示装
置やその他の信号制御回路に適用することができる。FIG. 33B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a display device 2702, and a mirror 270.
3. It is composed of a screen 2704. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.
【0377】なお、図33(C)は、図33(A)及び
図33(B)中における表示装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。表示装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶表示装置2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図33(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。[0377] FIG. 33C is a diagram showing an example of the structure of the display devices 2601 and 2702 in FIGS. 33A and 33B. Display devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal display device 2808, retardation plate 280
9. The projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 denotes an optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.
【0378】また、図33(D)は、図33(C)中に
おける光源光学系2801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクタ
ー2811、光源2812、レンズアレイ2813、2
814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で
構成される。なお、図33(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。FIG. 33D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 33D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.
【0379】以上の様に、本発明の半導体装置は適用範
囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用するこ
とが可能である。また、本実施例の半導体装置は実施例
1〜21のどのような組み合わせからなる構成を用いて
も実現することができる。As described above, the semiconductor device of the present invention has an extremely wide range of application, and can be applied to electronic devices in all fields. Further, the semiconductor device of the present embodiment can be realized by using a configuration composed of any combination of Embodiments 1 to 21.
【0380】[0380]
【発明の効果】本発明を実施することで、TFTの信頼
性を高めること、特にnチャネル型TFTの信頼性を高
めることができる。従って、厳しい信頼性が要求される
高い電気特性(特に高いモビリティ)を有するチャネル
型FTの信頼性を確保することが可能となった。また同
時に、特性バランスに優れたnチャネル型TFTとpチ
ャネル型TFTとを組み合わせてCMOS回路を形成す
ることで、信頼性が高く且つ優れた電気特性を示す半導
体回路を形成できる。According to the present invention, the reliability of the TFT can be improved, and in particular, the reliability of the n-channel TFT can be improved. Therefore, it has become possible to secure the reliability of the channel FT having high electrical characteristics (especially high mobility) requiring strict reliability. At the same time, by forming a CMOS circuit by combining an n-channel TFT and a p-channel TFT having excellent characteristic balance, a semiconductor circuit having high reliability and excellent electric characteristics can be formed.
【0381】さらに、本発明では半導体の結晶化に用い
た触媒元素を低減することができるため、不安定要因の
少ない半導体装置を実現できる。しかも触媒元素を低減
する工程はソース領域及びドレイン領域の形成及び活性
化と同時に行われるため、スループットを低下させるよ
うなこともない。Further, in the present invention, since the number of catalytic elements used for crystallization of a semiconductor can be reduced, a semiconductor device with less instability can be realized. Moreover, since the step of reducing the catalytic element is performed simultaneously with the formation and activation of the source region and the drain region, the throughput does not decrease.
【0382】また、以上のようにTFTで組む回路の信
頼性を高めることで電気光学装置、半導体回路、さらに
は電子機器をも含む全ての半導体装置の信頼性を確保す
ることが可能となる。As described above, by increasing the reliability of a circuit formed by TFTs, it is possible to ensure the reliability of all semiconductor devices including electro-optical devices, semiconductor circuits, and electronic devices.
【図1】本発明のTFTの作製工程を示す断面図。(実
施形態1)FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT of the present invention. (Embodiment 1)
【図2】本発明のTFTの作製工程を示す断面図。(実
施形態1)FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT of the present invention. (Embodiment 1)
【図3】ゲート電極の部分断面図。(実施形態1)FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a gate electrode. (Embodiment 1)
【図4】半導体層の部分断面図。(実施形態1)FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a semiconductor layer. (Embodiment 1)
【図5】本発明のTFTの作製工程を示す断面図。(実
施形態2)FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT of the present invention. (Embodiment 2)
【図6】本発明のTFTの作製工程を示す断面図。(実
施形態2)FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT of the present invention. (Embodiment 2)
【図7】本発明のTFTの断面図。(実施形態3)FIG. 7 is a cross-sectional view of a TFT of the present invention. (Embodiment 3)
【図8】本発明のTFTの断面図。(実施形態4)FIG. 8 is a cross-sectional view of a TFT of the present invention. (Embodiment 4)
【図9】本発明のTFTの断面図。(実施形態4)FIG. 9 is a cross-sectional view of a TFT of the present invention. (Embodiment 4)
【図10】本発明の液晶表示装置の概略を示す図。(実
施例1)FIG. 10 is a diagram schematically showing a liquid crystal display device of the present invention. (Example 1)
【図11】本発明の画素部、CMOS回路の上面図。
(実施例1)FIG. 11 is a top view of a pixel portion and a CMOS circuit of the present invention.
(Example 1)
【図12】本発明のアクティブマトリクス基板の断面
図。(実施例1)FIG. 12 is a cross-sectional view of the active matrix substrate of the present invention. (Example 1)
【図13】本発明の画素部の作製工程を示す断面図。
(実施例1)FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel portion of the present invention.
(Example 1)
【図14】本発明の画素部の作製工程を示す断面図。
(実施例1)FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel portion of the present invention.
(Example 1)
【図15】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例1)FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 1)
【図16】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例1)FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 1)
【図17】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例2)FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 2)
【図18】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例3)FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 3)
【図19】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例4)FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 4)
【図20】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例5)FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 5)
【図21】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例6)FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 6)
【図22】ICPエッチング装置のプラズマ生成機構を
示した図。(実施例7)FIG. 22 is a diagram showing a plasma generation mechanism of the ICP etching apparatus. (Example 7)
【図23】マルチスパイラルコイル方式のICPエッチ
ング装置の概念図で。(実施例7)FIG. 23 is a conceptual diagram of a multi-spiral coil type ICP etching apparatus. (Example 7)
【図24】バイアスパワー対テーパー角θ特性図。(実
施例7)FIG. 24 is a characteristic diagram of bias power versus taper angle θ. (Example 7)
【図25】対CF4の流量比対テーパー角θ特性図。
(実施例7)FIG. 25 is a characteristic diagram of a flow ratio of CF 4 to a taper angle θ.
(Example 7)
【図26】(W/レジスト)選択比対テーパー角θ特性
図。(実施例7)FIG. 26 is a (W / resist) selectivity versus taper angle θ characteristic diagram. (Example 7)
【図27】本発明の結晶性シリコン膜の作製工程を示す
図。(実施例8)FIG. 27 is a diagram showing a manufacturing process of a crystalline silicon film of the present invention. (Example 8)
【図28】本発明の結晶性シリコン膜の作製工程を示す
図。(実施例9)FIG. 28 is a diagram showing a manufacturing process of a crystalline silicon film of the present invention. (Example 9)
【図29】本発明の結晶性シリコン膜の作製工程を示す
図。(実施例10)FIG 29 is a view showing a manufacturing process of a crystalline silicon film of the present invention. (Example 10)
【図30】本発明の結晶性シリコン膜の作製工程を示す
図。(実施例11)FIG. 30 is a diagram showing a manufacturing process of a crystalline silicon film of the present invention. (Example 11)
【図31】本発明のCMOS回路の作製工程を示す断面
図。(実施例13)FIG. 31 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CMOS circuit of the present invention. (Example 13)
【図32】本発明の電子機器の一例を示す図。(実施例
22)FIG. 32 illustrates an example of an electronic device of the invention. (Example 22)
【図33】本発明の電子機器の一例を示す図。(実施例
22)FIG. 33 illustrates an example of an electronic device of the invention. (Example 22)
【図34】TFTのゲート電圧−ドレイン電流特性図。FIG. 34 is a graph showing gate voltage-drain current characteristics of a TFT.
【図35】アクティブマトリクス型EL表示装置の構成
を示す図。(実施例16)FIG. 35 illustrates a structure of an active matrix EL display device. (Example 16)
【図36】アクティブマトリクス型EL表示装置の構成
を示す図。(実施例17)FIG. 36 illustrates a structure of an active matrix EL display device. (Example 17)
【図37】アクティブマトリクス型EL表示装置の画素
部の構成を示す断面図。(実施例18)FIG. 37 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix EL display device. (Example 18)
【図38】アクティブマトリクス型EL表示装置の画素
部の構成を示す上面図及び回路図。(実施例18)38A and 38B are a top view and a circuit diagram illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix EL display device. (Example 18)
【図39】アクティブマトリクス型EL表示装置の画素
部の構成を示す断面図。(実施例19)FIG. 39 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel portion of an active matrix EL display device. (Example 19)
【図40】アクティブマトリクス型EL表示装置の画素
部の構成を示す回路図。(実施例20)FIG. 40 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel portion of an active matrix EL display device. (Example 20)
【図41】反強誘電性混合液晶の光透過率特性の一例を
示す図。(実施例14)FIG. 41 is a diagram showing an example of light transmittance characteristics of an antiferroelectric mixed liquid crystal. (Example 14)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 627G Fターム(参考) 5F052 AA02 AA17 AA24 BA02 BA07 BB01 BB07 DA01 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 GB05 JA01 JA10 5F110 AA06 AA26 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE15 EE23 EE44 FF02 FF03 FF04 FF09 FF10 FF28 FF30 FF31 GG02 GG03 GG04 GG13 GG15 GG25 GG32 GG34 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ07 HJ13 HJ17 HJ18 HJ23 HL03 HL04 HL12 HL24 HM15 NN02 NN23 NN24 NN35 NN73 NN74 PP02 PP03 PP05 PP06 PP10 PP34 PP35 QQ04 QQ05 QQ11 QQ19 QQ28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 627G F-term (Reference) 5F052 AA02 AA17 AA24 BA02 BA07 BB01 BB07 DA01 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 GB05 JA01 JA10 5F110 AA06 AA26 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE15 EE23 EE44 FF02 FF03 FF04 FF09 FF10 FF28 FF30 GG13 GG03 GG01 GG02 GG03 GG03 GG03 GG02 GG03 GG02 GG03 GG02 GG03 GG03 GG03 GG02 GG03 HJ23 HL03 HL04 HL12 HL24 HM15 NN02 NN23 NN24 NN35 NN73 NN74 PP02 PP03 PP05 PP06 PP10 PP34 PP35 QQ04 QQ05 QQ11 QQ19 QQ28
Claims (38)
されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記
半導体層と交差するゲート電極とを有する薄膜トランジ
スタにおいて、 前記ゲート電極の側面が前記ゲート絶縁膜となす角度は
3度以上60度以下の範囲にあり、 前記半導体層は、 チャネル形成領域と、 導電性の第1の不純物領域と、 前記チャネル形成領域と前記第1の不純物領域に挟ま
れ、かつ前記チャネル形成領域に接する前記第1の不純
物領域と同じ導電型の第2の不純物領域と、 前記第1の不純物領域と前記第2の不純物領域に挟ま
れ、前記第1の不純物と同じ導電型の第3の不純物領域
と、を有し、 前記第2の不純物領域は前記ゲート絶縁膜を介して前記
ゲート電極と重なり、 前記第3の不純物領域は前記第ゲート電極と重ならず、 前記第2の不純物領域及び前記第3の不純物領域は、前
記導電型の不純物の濃度が前記第1の不純物領域よりも
低いことを特徴とする薄膜トランジスタ。A thin film transistor including a semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the semiconductor layer, and a gate electrode intersecting the semiconductor layer with the gate insulating film interposed therebetween. The angle formed by the gate insulating film is in the range of 3 degrees or more and 60 degrees or less, and the semiconductor layer includes a channel formation region, a conductive first impurity region, the channel formation region, and the first impurity region And a second impurity region of the same conductivity type as the first impurity region in contact with the channel formation region, and the first impurity region sandwiched between the first impurity region and the second impurity region. A third impurity region of the same conductivity type as the impurity, wherein the second impurity region overlaps the gate electrode via the gate insulating film, and the third impurity region is the third gate region. Not overlap To pole, said second impurity region and the third impurity region of a thin film transistor in which the concentration of impurities of the conductivity type is being lower than said first impurity region.
記第1の不純物領域に向かって、前記導電型の不純物の
濃度が高くなっていることを特徴とする薄膜トランジス
タ。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the concentration of the conductivity type impurity in the second impurity region increases from the channel formation region toward the first impurity region. Thin film transistor.
されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記
半導体層と交差するゲート電極とを有する薄膜トランジ
スタであって、 前記ゲート電極は、 前記ゲート絶縁膜に接して形成された第1のゲート電極
と、 前記第1のゲート電極表面に接し、前記第1のゲート電
極よりもチャネル長方向の幅が狭い第2のゲート電極
と、を有し、 前記第1のゲート電極の側面が前記ゲート絶縁膜となす
角度は3度以上60度以下の範囲にあり、 前記半導体層は、 チャネル形成領域と、 導電性の第1の不純物領域と、 前記チャネル形成領域と前記第1の不純物領域に挟ま
れ、かつ前記チャネル形成領域に接する前記第1の不純
物領域と同じ導電型の第2の不純物領域と、 前記第1の不純物領域と前記第2の不純物領域に挟まれ
た前記第1の不純物と同じ導電型の第3の不純物領域
と、を有し、 前記第2の不純物領域は前記ゲート絶縁膜を介して前記
第1のゲート電極と重なり、 前記第3の不純物領域は前記第1のゲート電極と重なら
ず、 前記第2の不純物領域及び前記第3の不純物領域におい
て、前記導電型の不純物濃度は前記第1の不純物領域よ
りも低いことを特徴とする薄膜トランジスタ。3. A thin film transistor including a semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the semiconductor layer, and a gate electrode intersecting the semiconductor layer with the gate insulating film interposed therebetween. A first gate electrode formed in contact with the gate insulating film, a second gate electrode in contact with the surface of the first gate electrode and having a smaller width in a channel length direction than the first gate electrode; An angle that a side surface of the first gate electrode forms with the gate insulating film is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less, and the semiconductor layer includes a channel formation region and a conductive first impurity region. A second impurity region of the same conductivity type as the first impurity region sandwiched between the channel formation region and the first impurity region and in contact with the channel formation region; And a third impurity region of the same conductivity type as the first impurity sandwiched between second impurity regions, wherein the second impurity region is provided on the first gate electrode via the gate insulating film. And the third impurity region does not overlap with the first gate electrode. In the second impurity region and the third impurity region, the conductivity type impurity concentration is higher than that of the first impurity region. A thin film transistor characterized in that it is also low.
記第1の不純物領域に向かって、前記導電型の不純物の
濃度が高くなっていることを特徴とする薄膜トランジス
タ。4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the concentration of the conductivity type impurity in the second impurity region increases from the channel formation region toward the first impurity region. Thin film transistor.
されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記
半導体層と交差するゲート電極とを有する薄膜トランジ
スタでなる回路を含んだ半導体装置であって、 前記ゲート電極の側面が前記ゲート絶縁膜となす角度は
3度以上60度以下の範囲にあり、 前記半導体層は、 チャネル形成領域と、 前記チャネル形成領域の外側に形成された導電性の第1
の不純物領域と、 前記チャネル形成領域と前記第1の不純物領域に挟ま
れ、かつ前記チャネル形成領域に接する前記第1の不純
物領域と同じ導電型の第2の不純物領域と、 前記第1の不純物領域と前記第2の不純物領域に挟まれ
た前記第1の不純物と同じ導電型の第3の不純物領域
と、を有し、 前記第2の不純物領域は前記ゲート絶縁膜を介して前記
ゲート電極と重なり、 前記第3の不純物領域は前記ゲート電極と重ならず、 前記第2の不純物領域及び前記第3の不純物領域は、前
記導電型の不純物濃度が前記第1の不純物領域よりも低
いことを特徴とする半導体装置。5. A semiconductor device including a circuit including a thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film formed in contact with the semiconductor layer, and a gate electrode intersecting the semiconductor layer via the gate insulating film. An angle formed by a side surface of the gate electrode with the gate insulating film is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less, and the semiconductor layer includes a channel formation region and a conductive layer formed outside the channel formation region. Sex First
An impurity region, a second impurity region of the same conductivity type as the first impurity region sandwiched between the channel formation region and the first impurity region and in contact with the channel formation region; And a third impurity region of the same conductivity type as the first impurity sandwiched between the second impurity region and the second impurity region. The third impurity region does not overlap with the gate electrode, and the second impurity region and the third impurity region have an impurity concentration of the conductivity type lower than that of the first impurity region. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
記第1の不純物領域に向かって、前記導電型の不純物の
濃度が高くなっていることを特徴とする半導体装置。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the concentration of the conductivity type impurity in the second impurity region increases from the channel formation region toward the first impurity region. Semiconductor device.
面に接する誘電体膜と、前記誘電体膜に接する電極を有
することを特徴とする半導体装置。7. The capacitor according to claim 5, wherein a capacitor is connected to the thin film transistor, and the capacitor has a semiconductor layer, a dielectric film in contact with a semiconductor layer surface of the capacitor, and an electrode in contact with the dielectric film. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
導電型の第4の不純物領域と、前記導電型の不純物の濃
度が前記チャネル形成領域と同じ領域とを有することを
特徴とする半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor layer of the capacitor includes a fourth impurity region having the same conductivity type as the first impurity region, and a region having the same concentration of the conductivity type impurity as the channel formation region. A semiconductor device comprising:
て、 前記薄膜トランジスタの半導体層と前記容量の半導体層
は一体であることを特徴とする半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 6, wherein a semiconductor layer of the thin film transistor and a semiconductor layer of the capacitor are integrated.
の半導体装置をアクティブマトリクス型表示装置の画素
マトリクス回路として設けたことを特徴とする液晶表示
装置。10. A liquid crystal display device comprising the semiconductor device according to claim 5 provided as a pixel matrix circuit of an active matrix display device.
の半導体装置をアクティブマトリクス型表示装置の画素
マトリクス回路として用いたことを特徴とするエレクト
ロルミネセンス表示装置。11. An electroluminescent display device using the semiconductor device according to claim 5 as a pixel matrix circuit of an active matrix display device.
けたことを特徴とするビデオカメラ、デジタルカメラ、
プロジェクタ、ゴーグル型ディスプレイ、カーナビゲー
ションシステム、パーソナルコンピュータ又は携帯型情
報端末。12. A video camera, a digital camera, comprising the display device according to claim 10.
Projector, goggle type display, car navigation system, personal computer or portable information terminal.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を含む
半導体装置であって、 前記n型の薄膜トランジスタは、第1の半導体層と、前
記第1の半導体層に接する第1のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第1の半導体層と交差
するゲート電極とを有し、 前記p型の薄膜トランジスタは、第2の半導体層と、前
記第2の半導体層に接する第2のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第2の半導体層と交差
する第2のゲート電極を有し、 前記n型の薄膜トランジスタのゲート電極の側面がゲー
ト絶縁膜となす角度は、3度以上60度以下の範囲にあ
り、 前記第1の半導体層は、 第1のチャネル形成領域と、 第1のn型不純物領域と、 前記第1のチャネル形成領域と前記第1のn型不純物領
域挟まれ、かつ前記第1のチャネル形成領域に接する第
2のn型不純物領域と、 前記第1のn型不純物領域と前記第2のn型不純物領域
に挟まれた第3の不純物領域と、を有し、 前記第2のn型不純物領域は前記第1のゲート絶縁膜を
介して前記ゲート電極と重なり、 前記第3のn型不純物領域は前記ゲート電極と重なら
ず、 前記第2のn型不純物領域及び前記第3のn型不純物領
域は、n型の不純物の濃度が前記第1のn型不純物領域
より低いことを特徴とする半導体装置。13. An n-channel type thin film transistor and a p-type thin film transistor
A semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, wherein the n-type thin film transistor includes a first semiconductor layer, a first gate insulating film in contact with the first semiconductor layer, and a second gate. A gate electrode intersecting the first semiconductor layer via an insulating film, wherein the p-type thin film transistor has a second semiconductor layer, a second gate insulating film in contact with the second semiconductor layer, A second gate electrode intersecting the second semiconductor layer with the second gate insulating film interposed therebetween, and an angle formed by a side surface of the gate electrode of the n-type thin film transistor with the gate insulating film is 3 degrees. The first semiconductor layer includes a first channel formation region, a first n-type impurity region, a first channel formation region, and the first n-type impurity region. Sandwiched, and A second n-type impurity region in contact with the first channel formation region; and a third impurity region sandwiched between the first n-type impurity region and the second n-type impurity region; The second n-type impurity region overlaps with the gate electrode via the first gate insulating film, the third n-type impurity region does not overlap with the gate electrode, and the second n-type impurity region And the third n-type impurity region has an n-type impurity concentration lower than that of the first n-type impurity region.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を備え
た半導体装置であって、 前記n型の薄膜トランジスタは、第1の半導体層と、前
記第1の半導体層に接する第1のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第1の半導体層と交差
するゲート電極を有し、 前記p型の薄膜トランジスタは、第2の半導体層と、前
記第2の半導体層に接する第2のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第2の半導体層と交差
する第2のゲート電極とを有し、 前記n型の薄膜トランジスタのゲート電極の側面がゲー
ト絶縁膜となす角度は、3度以上60度以下の範囲にあ
り、 前記第1の半導体層は、 第1のチャネル形成領域と、 第1のn型不純物領域と、 前記第1のチャネル形成領域と前記第1のn型不純物領
域挟まれ、かつ前記第1のチャネル形成領域に接する第
2のn型不純物領域と、 前記第1のn型不純物領域と前記第2のn型不純物領域
に挟まれた第3のn型不純物領域と、を有し、 前記第2のn型不純物領域は前記第1のゲート絶縁膜を
介して前記第1のゲート電極と重なり、 前記第3のn型不純物領域は前記第1のゲート電極と重
ならず、 前記第2のn型不純物領域及び前記第3のn型不純物領
域は、n型の不純物の濃度が前記第1のn型不純物領域
よりも低く、 前記第2の半導体層は、 第2のチャネル形成領域と、 第1のp型不純物領域と、 前記第2のチャネル形成領域と前記第1のp型不純物領
域に挟まれ、かつ前記第2のチャネル形成領域に接する
第2のp型不純物領域と、を有し、 前記第2のp型不純物領域において、前記n型の不純物
の濃度は前記第1のp型不純物領域よりも低いことを特
徴とする半導体装置。14. An n-channel type thin film transistor and a p-type thin film transistor
A semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, wherein the n-type thin film transistor includes a first semiconductor layer, a first gate insulating film in contact with the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer. A gate electrode intersecting the first semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween, wherein the p-type thin film transistor has a second semiconductor layer and a second gate insulating film in contact with the second semiconductor layer. A second gate electrode intersecting with the second semiconductor layer with the second gate insulating film interposed therebetween, and an angle formed by a side surface of the gate electrode of the n-type thin film transistor with the gate insulating film is 3 The first semiconductor layer includes a first channel forming region, a first n-type impurity region, a first channel forming region, and the first n-type impurity. The area is pinched, A second n-type impurity region in contact with the first channel formation region; and a third n-type impurity region sandwiched between the first n-type impurity region and the second n-type impurity region. The second n-type impurity region overlaps with the first gate electrode via the first gate insulating film, and the third n-type impurity region does not overlap with the first gate electrode. The second n-type impurity region and the third n-type impurity region have an n-type impurity concentration lower than that of the first n-type impurity region, and the second semiconductor layer includes a second A channel formation region; a first p-type impurity region; a second p-type impurity sandwiched between the second channel formation region and the first p-type impurity region and in contact with the second channel formation region. A region, wherein in the second p-type impurity region, the n-type impurity is provided. The semiconductor device of concentration being lower than said first p-type impurity regions.
ならないことを特徴とする半導体装置。15. The semiconductor device according to claim 14, wherein the second p-type impurity region does not overlap with the second gate electrode.
のゲート電極よりも狭いことを特徴とする半導体装置。16. The second gate electrode according to claim 14, wherein the width of the second gate electrode in a channel length direction is the first width.
A semiconductor device having a width smaller than that of the gate electrode.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を含む
半導体装置であって、 前記n型の薄膜トランジスタは、第1の半導体層と、前
記第1の半導体層に接する第1のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第1の半導体層と交差
するゲート電極を有し、 前記p型の薄膜トランジスタは、第2の半導体層と、前
記第2の半導体層に接する第2のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第2の半導体層と交差
するゲート電極を有し、 前記nチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極は、 第1のゲート絶縁膜に接して形成された第1のゲート電
極層と、 前記第1のゲート電極表面に接し、前記第1のゲート電
極よりもチャネル長方向の幅が狭い第2のゲート電極と
を有し、 前記第1のゲート電極の側面と前記第1のゲート絶縁膜
がなす角度は3度以上60度以下の範囲にあり、 前記第1の半導体層は、 第1のチャネル形成領域と、 前記第1のチャネル形成領域の外側に形成された第1の
n型不純物領域と、 前記第1のチャネル形成領域と前記第1のn型不純物領
域挟まれ、かつ前記第1のチャネル形成領域に接する第
2のn型不純物領域と、 前記第1のn型不純物領域と前記第2のn型不純物領域
に挟まれた第3のn型不純物領域と、を有し、 前記第2のn型不純物領域は前記第1のゲート絶縁膜を
介して前記第1のゲート電極と重なり、 前記第3のn型不純物領域は前記第1のゲート電極と重
ならず、 前記第2のn型不純物領域及び前記第3のn型不純物領
域は、n型の不純物の濃度が前記第1のn型不純物領域
よりも低く、 前記pチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極は、 前記第2のゲート絶縁膜に接する第3のゲート電極と、 前記第3のゲート電極に接する第4のゲート電極と、を
有することを特徴とする半導体装置。17. An n-channel type thin film transistor and a p-type thin film transistor
A semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, wherein the n-type thin film transistor includes a first semiconductor layer, a first gate insulating film in contact with the first semiconductor layer, and a second gate. A p-type thin film transistor having a gate electrode intersecting with the first semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween; a second semiconductor layer; a second gate insulating film in contact with the second semiconductor layer; A gate electrode that intersects the second semiconductor layer with the second gate insulating film interposed therebetween; and a gate electrode of the n-channel thin film transistor is a first electrode formed in contact with the first gate insulating film. A gate electrode layer; and a second gate electrode in contact with the first gate electrode surface and having a smaller width in a channel length direction than the first gate electrode. No. The angle formed by the gate insulating film is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less, and the first semiconductor layer includes a first channel formation region and a first channel formation region formed outside the first channel formation region. An n-type impurity region, a second n-type impurity region sandwiched between the first channel formation region and the first n-type impurity region, and in contact with the first channel formation region; -Type impurity region and a third n-type impurity region sandwiched between the second n-type impurity regions, wherein the second n-type impurity region is formed through the first gate insulating film. The third n-type impurity region does not overlap with the first gate electrode; and the second n-type impurity region and the third n-type impurity region are n-type impurity regions. Is lower than the concentration of the first n-type impurity region. The gate electrode of the film transistor, a semiconductor device characterized in that it comprises a second third gate electrode in contact with the gate insulating film, a fourth gate electrode in contact with the third gate electrode, the.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を含む
半導体装置であって、 前記n型の薄膜トランジスタは、第1の半導体層と、前
記第1の半導体層に接する第1のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第1の半導体層と交差
するゲート電極を有し、 前記p型の薄膜トランジスタは、第2の半導体層と、前
記第2の半導体層に接する第2のゲート絶縁膜と、前記
第2のゲート絶縁膜を介して前記第2の半導体層と交差
するゲート電極を有し、 前記nチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極は、 第1のゲート絶縁膜に接して形成された第1のゲート電
極層と、 前記第1のゲート電極表面に接し、前記第1のゲート電
極よりもチャネル長方向の幅が狭い第2のゲート電極と
を有し、 前記第1のゲート電極の側面と前記第1のゲート絶縁膜
がなす角度は3度以上60度以下の範囲にあり、 前記第1の半導体層は、 第1のチャネル形成領域と、 前記第1のチャネル形成領域の外側に形成された第1の
n型不純物領域と、 前記第1のチャネル形成領域と前記第1のn型不純物領
域挟まれ、かつ前記第1のチャネル形成領域に接する第
2のn型不純物領域と、 前記第1のn型不純物領域と前記第2のn型不純物領域
に挟まれた第3のn型の不純物領域と、を有し、 前記第2のn型不純物領域は前記第1のゲート絶縁膜を
介して前記第1のゲート電極と重なり、 前記第3のn型不純物領域は前記第1のゲート電極と重
ならず、 前記第2のn型不純物領域及び前記第3のn型不純物領
域は、n型の不純物の濃度が前記第1のn型不純物領域
よりも低く、 前記pチャネル型薄膜トランジスタのゲート電極は、 前記第2のゲート絶縁膜に接する第3のゲート電極と、 前記第3のゲート電極に接する第4のゲート電極と、を
有し、 前記第2の半導体層は、 第2のチャネル形成領域と、 第1のp型不純物領域と、 前記第2のチャネル形成領域と前記第1のp型不純物領
域に挟まれ、かつ前記第2のチャネル形成領域に接する
第2のp型不純物領域と、を有し、 前記第2のp型不純物領域は、前記n型の不純物の濃度
が前記第1のp型不純物領域よりも低いことを特徴とす
る半導体装置。18. An n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor
A semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, wherein the n-type thin film transistor includes a first semiconductor layer, a first gate insulating film in contact with the first semiconductor layer, and a second gate. A p-type thin film transistor having a gate electrode intersecting with the first semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween; a second semiconductor layer; a second gate insulating film in contact with the second semiconductor layer; A gate electrode that intersects the second semiconductor layer with the second gate insulating film interposed therebetween; and a gate electrode of the n-channel thin film transistor is a first electrode formed in contact with the first gate insulating film. A gate electrode layer; and a second gate electrode in contact with the first gate electrode surface and having a smaller width in a channel length direction than the first gate electrode. No. The angle formed by the gate insulating film is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less, and the first semiconductor layer includes a first channel formation region and a first channel formation region formed outside the first channel formation region. An n-type impurity region, a second n-type impurity region sandwiched between the first channel formation region and the first n-type impurity region, and in contact with the first channel formation region; -Type impurity region and a third n-type impurity region sandwiched between the second n-type impurity regions, wherein the second n-type impurity region is provided via the first gate insulating film. The third n-type impurity region does not overlap with the first gate electrode; and the second n-type impurity region and the third n-type impurity region are n-type impurity regions. An impurity concentration lower than that of the first n-type impurity region; The gate electrode of the thin film transistor includes: a third gate electrode in contact with the second gate insulating film; and a fourth gate electrode in contact with the third gate electrode. A second p-type impurity region, a second p-type impurity region, a second p-type impurity region sandwiched between the second channel formation region and the first p-type impurity region, and in contact with the second channel formation region. A second impurity region, wherein the second p-type impurity region has a lower concentration of the n-type impurity than the first p-type impurity region.
は前記第1のp型の不純物濃度と同じであることを特徴
とする半導体装置。19. The semiconductor device according to claim 18, wherein in the second p-type impurity region, a p-type impurity concentration is the same as the first p-type impurity concentration.
おいて、 前記第3のゲート電極及び第4のゲート電極は、チャネ
ル長方向の幅が前記第1のゲート電極より狭いことを特
徴とする半導体装置。20. The device according to claim 17, wherein the third gate electrode and the fourth gate electrode have a smaller width in a channel length direction than the first gate electrode. Semiconductor device.
おいて、 前記第2のp型不純物領域は前記第4のゲート電極と重
ならないことを特徴とする半導体装置。21. The semiconductor device according to claim 17, wherein the second p-type impurity region does not overlap with the fourth gate electrode.
おいて、 前記第2のn型不純物領域において、前記第1のチャネ
ル形成領域から前記第1のn型不純物領域に向かって、
前記n型の不純物の濃度が高くなっていることを特徴と
する半導体装置。22. The second n-type impurity region according to claim 13, wherein the second n-type impurity region extends from the first channel formation region toward the first n-type impurity region.
A semiconductor device, wherein the concentration of the n-type impurity is high.
1項に記載の半導体装置をソースドライバ回路又はゲー
トドライバ回路に用いたことをするアクティブマトリク
ス型液晶表示装置。23. An active matrix liquid crystal display device using the semiconductor device according to claim 13 in a source driver circuit or a gate driver circuit.
1項に記載の半導体装置をソースドライバ回路又はゲー
トドライバ回路に用いたことをするアクティブマトリク
ス型エレクトロルミネセンス表示装置。24. An active matrix electroluminescent display device using the semiconductor device according to claim 13 for a source driver circuit or a gate driver circuit.
1項に記載の半導体装置を画素マトリクス回路に用いた
ことをするアクティブマトリクス型エレクトロルミネセ
ンス表示装置。25. An active matrix type electroluminescent display device using the semiconductor device according to claim 13 in a pixel matrix circuit.
記載の表示装置を備えたことを特徴とするビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクタ、ゴーグル型ディス
プレイ、カーナビゲーションシステム、パーソナルコン
ピュータ又は携帯型情報端末。26. A video camera, a digital camera, a projector, a goggle type display, a car navigation system, a personal computer, or portable information, comprising the display device according to claim 23. Terminal.
程と、 前記絶縁膜を介して前記半導体層と交差する前記ゲート
電極を形成する工程と、 前記ゲート電極の少なくとも一部を通過させて、所定の
導電型の不純物を前記半導体層に添加する工程と、を有
し、 前記ゲート電極の側面が前記絶縁膜となす角度を3度以
上60度以下の範囲の値にすることを特徴とする半導体
装置の作製方法。27. A step of forming an insulating film in contact with a semiconductor layer; a step of forming the gate electrode intersecting with the semiconductor layer through the insulating film; and passing at least a part of the gate electrode Adding an impurity of a predetermined conductivity type to the semiconductor layer, wherein an angle formed by a side surface of the gate electrode with the insulating film is set to a value in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less. Of manufacturing a semiconductor device.
程と、 前記絶縁膜を介して前記半導体層と交差する前記ゲート
電極を形成する工程と、 前記ゲート電極の少なくとも一部を通過させて、所定の
導電型の不純物を前記半導体層に添加する第1の添加工
程と、 前記ゲート電極を通過させないで、前記不純物を前記半
導体層に添加する第2の添加工程と、を有し、 前記ゲート電極の側面が前記絶縁膜となす角度を3度以
上60度以下の範囲の値にすることを特徴とする半導体
装置の作製方法。28. A step of forming an insulating film in contact with a semiconductor layer; a step of forming the gate electrode that intersects with the semiconductor layer via the insulating film; and passing at least a part of the gate electrode A first addition step of adding an impurity of a predetermined conductivity type to the semiconductor layer; and a second addition step of adding the impurity to the semiconductor layer without passing through the gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein an angle formed between a side surface of a gate electrode and the insulating film is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less.
おいて、 前記ゲート電極を覆い、かつ前記ゲート電極よりもチャ
ネル長方向の幅の広いマスクを用いて、前記半導体層に
前記不純物を添加することを特徴とする半導体装置の作
製方法。29. The second addition step according to claim 28, wherein the impurity is added to the semiconductor layer by using a mask that covers the gate electrode and is wider in a channel length direction than the gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device.
と、 前記絶縁膜に接して第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜に接して第2の導電膜を形成する工程
と、 前記第1、第2の導電膜をパターニングして、第1のゲ
ート電極と、該第1のゲート電極よりもチャネル長方向
の幅の狭い前記第1のゲート電極上に第2のゲート電極
を形成する工程と、 前記第1のゲート電極の少なくとも一部を通過させて、
所定の導電型の不純物を前記半導体層に添加する工程
と、を有し、 前記第1のゲート電極の側面が前記絶縁膜となす角度を
3度以上60度以下の範囲の値にすることを特徴とする
半導体装置の作製方法。30. A step of forming an insulating film in contact with the semiconductor layer, a step of forming a first conductive film in contact with the insulating film, and forming a second conductive film in contact with the first conductive film. Forming, and patterning the first and second conductive films to form a first gate electrode and a first gate electrode on the first gate electrode having a smaller width in a channel length direction than the first gate electrode. Forming at least a part of the first gate electrode,
Adding an impurity of a predetermined conductivity type to the semiconductor layer, wherein an angle formed by a side surface of the first gate electrode with the insulating film is set to a value in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less. A method for manufacturing a semiconductor device.
程と、 前記絶縁膜に接して第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜に接して第2の導電膜を形成する工程
と、 前記第1、第2の導電膜をパターニングして、第1のゲ
ート電極と、該第1のゲート電極よりもチャネル長方向
の幅の狭い前記第1のゲート電極上の第2のゲート電極
を形成する工程と、 前記第1のゲート電極の少なくとも一部を通過させて、
所定の導電型の不純物を前記半導体層に添加する第1の
添加工程と、 前記ゲート電極を通過させないで、前記導電型の不純物
を前記半導体層に添加する第2の添加工程と、を有し、 前記ゲート電極の形成工程において、前記第1のゲート
電極の側面が前記絶縁膜となす角度を3度以上60度以
下の範囲の値にすることを特徴とする半導体装置の作製
方法。31. A step of forming an insulating film in contact with a semiconductor layer, a step of forming a first conductive film in contact with the insulating film, and forming a second conductive film in contact with the first conductive film. Patterning the first and second conductive films to form a first gate electrode and a first gate electrode on the first gate electrode having a smaller width in a channel length direction than the first gate electrode. Forming at least a part of the first gate electrode,
A first addition step of adding a predetermined conductivity type impurity to the semiconductor layer; and a second addition step of adding the conductivity type impurity to the semiconductor layer without passing through the gate electrode. The method of manufacturing a semiconductor device, wherein, in the step of forming the gate electrode, an angle formed by a side surface of the first gate electrode with the insulating film has a value in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less.
おいて、 前記第1のゲート電極を覆い、かつ前記第1のゲート電
極よりもチャネル長方向の幅の広いマスクを用いて、前
記不純物を前記半導体層に添加することを特徴とする半
導体装置の作製方法。32. The second adding step according to claim 31, wherein the impurity is formed by using a mask that covers the first gate electrode and has a wider width in a channel length direction than the first gate electrode. Is added to the semiconductor layer.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を備え
た半導体装置の作製方法であって、 第1の半導体層と第2の半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層と前記第2の半導体層に接して絶縁膜
を形成する工程と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とに交差する
第1のゲート配線と、前記第1のゲート配線上に第2の
ゲート配線とを形成する工程と、 前記第1のゲート配線の少なくとも一部を通過させて、
n型の不純物を前記第1の半導体層に添加する第1の添
加工程と、 前記第1のゲート配線を通過させないで、前記n型の不
純物を前記第1の半導体層に添加する第2の添加工程
と、 前記第1及び第2のゲート配線をマスクにして、p型の
不純物を前記第2の半導体層に添加する添加工程と、を
有し、 前記第1のゲート配線において、前記第1の半導体層と
交差している部分の側面は前記絶縁膜となす角度が3度
以上60度以下の範囲の値であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。33. An n-channel type thin film transistor and a p-type thin film transistor
A method for manufacturing a semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, the method including: forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer; and contacting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming an insulating film, forming a first gate wiring crossing the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and forming a second gate wiring on the first gate wiring. Passing at least a part of the first gate wiring,
a first adding step of adding an n-type impurity to the first semiconductor layer; and a second adding step of adding the n-type impurity to the first semiconductor layer without passing through the first gate wiring. An adding step of adding a p-type impurity to the second semiconductor layer using the first and second gate wirings as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the side surface of a portion intersecting with the first semiconductor layer has an angle formed with the insulating film in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を備え
た半導体装置の作製方法であって、 第1の半導体層と第2の半導体層を形成する工程と、前
記第1半導体層と前記第2の半導体層に接して絶縁膜を
形成する工程と、前記第1の半導体層と前記第2の半導
体層とに交差する第1のゲート配線と、前記第1のゲー
ト配線上に第2のゲート配線とを形成する工程と、 前記第1及び第2のゲート配線をマスクにして、p型の
不純物を前記第2の半導体層に添加する第1の添加工程
と、 前記第1のゲート配線の少なくとも一部を通過させて、
n型の不純物を前記第1の半導体層に添加する第2の添
加工程と、 前記第1のゲート配線を通過させないで、前記n型の不
純物を前記第1の半導体層に添加する第3の添加工程
と、を有し、 前記第1の半導体層と交差している部分の側面は前記絶
縁膜となす角度が3度以上60度以下の範囲の値である
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。34. An n-channel thin film transistor and a p-type thin film transistor
A method for manufacturing a semiconductor device including a CMOS circuit including a channel-type thin film transistor, the method including forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer, and contacting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming an insulating film, forming a first gate wiring crossing the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and forming a second gate wiring on the first gate wiring. A step of adding a p-type impurity to the second semiconductor layer using the first and second gate wirings as a mask; and passing at least a part of the first gate wirings. Let me
a second adding step of adding an n-type impurity to the first semiconductor layer; and a third adding the n-type impurity to the first semiconductor layer without passing through the first gate wiring. An addition step, wherein a side surface of a portion intersecting with the first semiconductor layer has an angle with the insulating film in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less. Production method.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を備え
た半導体装置の作製方法であって、 第1の半導体層と第2の半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層と前記第2の半導体層に接して絶縁膜
を形成する工程と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とに交差する
第1のゲート配線と、前記第1のゲート配線上に積層さ
れた第2のゲート配線とを形成する工程と、 前記第1及び第2のゲート配線をマスクにして、p型の
不純物を前記第2の半導体層に添加する第1の添加工程
と、 前記第1のゲート配線を通過させないで、n型の不純物
を前記第1の半導体層に添加する第2の添加工程と、 前記第1のゲート配線の少なくとも一部を通過させて、
前記n型の不純物を前記第1の半導体層に添加する第3
の添加工程と、を有し、 前記第1の半導体層と交差している部分の側面は前記絶
縁膜となす角度が3度以上60度以下の範囲の値である
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。35. An n-channel thin film transistor and a p-type thin film transistor
A method for manufacturing a semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, the method including: forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer; and contacting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming an insulating film by: a first gate line intersecting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; and a second gate line laminated on the first gate line. Forming a first layer, a first adding step of adding a p-type impurity to the second semiconductor layer using the first and second gate wirings as a mask, and preventing the first gate wiring from passing therethrough. A second adding step of adding an n-type impurity to the first semiconductor layer; and passing at least a part of the first gate wiring,
A third step of adding the n-type impurity to the first semiconductor layer
Wherein the angle of the side surface of the portion intersecting with the first semiconductor layer is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less. Method of manufacturing.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を備え
た半導体装置の作製方法であって、 第1の半導体層と第2の半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層と前記第2の半導体層に接して絶縁膜
を形成する工程と、 前記第1の半導体層と第2の半導体層と交差する第1の
ゲート配線と、前記第1のゲート配線上に積層された第
2のゲート配線とを形成する工程と、 前記第1のゲート配線の少なくとも一部を通過させて、
n型の不純物を前記第1の半導体層に添加する第1の添
加工程と、 前記第1及び第2のゲート配線をマスクにして、p型の
不純物を前記第2の半導体層に添加する第2の添加工程
と、 前記第1のゲート配線を通過させないで、前記n型の不
純物を前記第1の半導体層に添加する第3の添加工程
と、を有し、 前記第1のゲート配線において、前記第1の半導体層と
交差している部分の側面は前記絶縁膜となす角度が3度
以上60度以下の範囲の値であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。36. An n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor
A method for manufacturing a semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, the method including: forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer; and contacting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming an insulating film, forming a first gate wiring intersecting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and forming a second gate wiring laminated on the first gate wiring. And passing at least a part of the first gate wiring,
a first adding step of adding an n-type impurity to the first semiconductor layer; and a p-type impurity adding the second semiconductor layer using the first and second gate wirings as a mask. 2) and a third adding step of adding the n-type impurity to the first semiconductor layer without passing through the first gate wiring. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the side surface of a portion intersecting with the first semiconductor layer has an angle formed with the insulating film in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less.
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を備え
た半導体装置の作製方法であって、 第1の半導体層と第2の半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層と前記第2の半導体層に接して絶縁膜
を形成する工程と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とに交差する
第1のゲート配線と、前記第1のゲート配線上に積層さ
れた第2のゲート配線とを形成するゲート配線形成工程
と、 前記第1のゲート配線を通過させないで、n型の不純物
を前記第1の半導体層に添加する第1の添加工程と、 前記第1及び第2のゲート配線をマスクにして、p型の
不純物を前記第2の半導体層に添加する第2の添加工程
と、 前記第1のゲート配線の少なくとも一部を通過させて、
前記n型の不純物を前記第1の半導体層に添加する第3
の添加工程と、を有し、 前記第1のゲート配線において、前記第1の半導体層と
交差している部分の側面は前記絶縁膜となす角度が3度
以上60度以下の範囲の値であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。37. An n-channel thin film transistor and a p-type thin film transistor
A method for manufacturing a semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, the method including: forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer; and contacting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming an insulating film by: a first gate line intersecting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; and a second gate line laminated on the first gate line. Forming a gate wiring; a first adding step of adding an n-type impurity to the first semiconductor layer without passing through the first gate wiring; and the first and second gate wirings A second adding step of adding a p-type impurity to the second semiconductor layer by using at least a portion of the first gate wiring,
A third step of adding the n-type impurity to the first semiconductor layer
Wherein the side surface of the portion of the first gate wiring that intersects with the first semiconductor layer has an angle formed with the insulating film in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
チャネル型薄膜トランジスタでなるCMOS回路を備え
た半導体装置の作製方法であって、 第1の半導体層と第2の半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層と前記第2の半導体層に接して絶縁膜
を形成する工程と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とに交差する
第1のゲート配線と、前記第1のゲート配線上に積層さ
れた第2のゲート配線とを形成する工程と、 前記第1のゲート配線を通過させないで、n型の不純物
を前記第1の半導体層に添加する第1の添加工程と、 前記第1のゲート配線の少なくとも一部を通過させて、
前記n型の不純物を前記第1の半導体層に添加する第2
の添加工程と、 前記第1及び第2のゲート配線をマスクにして、p型の
不純物を前記第2の半導体層に添加する第3の添加工程
と、を有し、 前記第1のゲート配線において、前記第1の半導体層と
交差している部分の側面は前記絶縁膜となす角度が3度
以上60度以下の範囲の値であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。38. An n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor
A method for manufacturing a semiconductor device including a CMOS circuit including a channel thin film transistor, the method including: forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer; and contacting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming an insulating film by: a first gate line intersecting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; and a second gate line laminated on the first gate line. A first adding step of adding an n-type impurity to the first semiconductor layer without passing through the first gate wiring; and passing at least a part of the first gate wiring. Let me
A second step of adding the n-type impurity to the first semiconductor layer;
And a third adding step of adding a p-type impurity to the second semiconductor layer using the first and second gate wirings as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an angle of a side surface of a portion intersecting with the first semiconductor layer is in a range of 3 degrees or more and 60 degrees or less.
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