JP2001195011A - Thin-film transistor array substrate for display device and display device - Google Patents

Thin-film transistor array substrate for display device and display device

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JP2001195011A
JP2001195011A JP2000002976A JP2000002976A JP2001195011A JP 2001195011 A JP2001195011 A JP 2001195011A JP 2000002976 A JP2000002976 A JP 2000002976A JP 2000002976 A JP2000002976 A JP 2000002976A JP 2001195011 A JP2001195011 A JP 2001195011A
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thin film
polycrystalline silicon
array substrate
display device
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Motonari Sai
基成 蔡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a TFT array substrate of a drive circuit built-in type which allows the simplification of manufacturing processes and are decreased in characteristic variations. SOLUTION: This TFT array substrate 1 has pixel driving TFTs 8 which control the writing of pixel signals to pixels connected to the respective pixels of a display region 4 and TFTs 9 for drivers for driving the pixel driving TFTs 8 on the same substrate. Semiconductor active layers 15 of the pixel driving TFTs 8 consist of polcyrstalline silicon formed without heat treatment after deposition and semiconductor active layers 15 of the TFTs 9 for drivers consist of polcyrstalline silicon obtained by subjecting the polcyrstalline silicon to heat treatment.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置用薄膜ト
ランジスタアレイ基板および表示装置に関し、特に成膜
後のアニール処理を経ない多結晶シリコン膜とアニール
処理を経た多結晶シリコン膜とを、薄膜トランジスタの
使用場所によって作り分けた薄膜トランジスタアレイ基
板技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor array substrate for a display device and a display device. The present invention relates to a thin-film transistor array substrate technology that is made differently according to a place of use.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示パネルを構成する薄膜トランジ
スタ(Thin Film Transistor, 以下、TFTと略記す
る)アレイ基板においては、複数のソース線と複数のゲ
ート線がマトリクス状に配設され、隣接する2本のソー
ス線と隣接する2本のゲート線とに囲まれた領域が各画
素を構成している。そして、各画素にはそれぞれ画素電
極が設けられ、その画素電極に対する信号の書き込みを
制御するためのTFTが設けられている。TFTの構造
には大きく分けてトップゲート型と呼ばれるもの(順ス
タガ型ともいう)とボトムゲート型と呼ばれるもの(逆
スタガ型ともいう)とがあるが、ここではトップゲート
構造のTFTの一例を説明する。
2. Description of the Related Art In a thin film transistor (TFT) array substrate constituting a liquid crystal display panel, a plurality of source lines and a plurality of gate lines are arranged in a matrix. A region surrounded by a source line and two adjacent gate lines constitutes each pixel. Each pixel is provided with a pixel electrode, and a TFT for controlling writing of a signal to the pixel electrode is provided. The structure of a TFT is roughly classified into a top gate type (also referred to as a forward stagger type) and a bottom gate type (also referred to as an inverted stagger type). Here, an example of a top gate type TFT is shown. explain.

【0003】トップゲート型TFTは、図7に示すよう
に、透明基板101上にソース領域102とドレイン領
域104とチャネル領域103とを有するアイランド状
の半導体能動層105が設けられ、チャネル領域103
上にゲート絶縁膜106が設けられ、ゲート絶縁膜10
6上にはゲート電極107が設けられている。ゲート電
極107および半導体能動層105を覆うように層間絶
縁膜108が設けられ、層間絶縁膜108上にはコンタ
クトホール109を通じて半導体能動層105のソース
領域102に接続されたソース電極110が設けられる
とともに、コンタクトホール111を通じて半導体能動
層105のドレイン領域104に接続されたドレイン電
極112が設けられている。そして、このTFTがアク
ティブマトリクス基板の各画素のスイッチング素子とし
て用いられる場合には、これらソース電極110、ドレ
イン電極112を覆うように層間絶縁膜108上にパッ
シベーション膜113が設けられ、パッシベーション膜
113のコンタクトホール114を通じてドレイン電極
112に接続された画素電極115が設けられる。
As shown in FIG. 7, a top gate type TFT is provided with an island-shaped semiconductor active layer 105 having a source region 102, a drain region 104 and a channel region 103 on a transparent substrate 101.
A gate insulating film 106 is provided thereon, and the gate insulating film 10
A gate electrode 107 is provided on 6. An interlayer insulating film is provided so as to cover the gate electrode 107 and the semiconductor active layer 105, and a source electrode 110 connected to the source region 102 of the semiconductor active layer 105 through a contact hole 109 is provided on the interlayer insulating film. And a drain electrode 112 connected to the drain region 104 of the semiconductor active layer 105 through the contact hole 111. When the TFT is used as a switching element of each pixel of the active matrix substrate, a passivation film 113 is provided on the interlayer insulating film 108 so as to cover the source electrode 110 and the drain electrode 112. A pixel electrode 115 connected to the drain electrode 112 through the contact hole 114 is provided.

【0004】上記TFTの構造において、各層を構成す
る材料の一例を挙げると、半導体能動層105は多結晶
シリコン(poly−Si)から構成され、ソース電極11
0、ドレイン電極112およびゲート電極107は導電
性金属材料から構成され、画素電極115はインジウム
錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記す
る)等の透明導電膜から構成される。また、ゲート絶縁
膜106、層間絶縁膜108等の絶縁膜はシリコン酸化
膜(SiO2 膜)から構成され、パッシベーション膜1
13はシリコン窒化膜(SiNx膜)から構成される。
このTFTは、ゲート電極107に電圧を印加した際の
電界の作用によりチャネル領域103に誘起されるキャ
リアを制御することでソース−ドレイン間に流れる電流
をオン、オフし、スイッチング素子として機能する。
In the above-mentioned TFT structure, as an example of a material constituting each layer, the semiconductor active layer 105 is made of polycrystalline silicon (poly-Si), and the source electrode 11 is made of poly-Si.
The drain electrode 112 and the gate electrode 107 are made of a conductive metal material, and the pixel electrode 115 is made of a transparent conductive film such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO). Insulating films such as the gate insulating film 106 and the interlayer insulating film 108 are formed of a silicon oxide film (SiO 2 film), and the passivation film 1
13 is composed of a silicon nitride film (SiN x film).
The TFT functions as a switching element by turning on and off a current flowing between the source and the drain by controlling carriers induced in the channel region 103 by the action of an electric field when a voltage is applied to the gate electrode 107.

【0005】上に例示したように、近年、液晶表示パネ
ル等にスイッチング素子として用いられるTFTでは、
半導体能動層として多結晶シリコンが多用されるように
なってきた。その理由は、多結晶シリコンはアモルファ
スシリコンに比べてキャリアの移動度が大きく、例えば
アモルファスシリコンの移動度が0.3〜1cm2/V・sec
程度であるのに対して、多結晶シリコンの移動度は10
〜100cm2/V・sec 程度が得られる。このように、いわ
ゆる多結晶シリコンTFTは、アモルファスシリコンT
FTに比べてキャリアの移動度が大きいことから駆動能
力が大きく、高速動作が可能になるという利点を有して
いるからである。
As exemplified above, in recent years, TFTs used as switching elements in liquid crystal display panels and the like have
Polycrystalline silicon has been widely used as a semiconductor active layer. The reason is that polycrystalline silicon has a higher carrier mobility than amorphous silicon. For example, amorphous silicon has a mobility of 0.3 to 1 cm 2 / V · sec.
While the mobility of polycrystalline silicon is 10
About 100 cm 2 / V · sec. Thus, what is called a polycrystalline silicon TFT is an amorphous silicon TFT.
This is because the mobility of the carrier is larger than that of the FT, so that the driving capability is large and the high-speed operation can be performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示パ
ネルの駆動に関しては、ドライバ用ICをTFTアレイ
基板に外付けする従来の方式に代えて、画素駆動用のT
FTと同様、基板上に作り込んだTFTでドライバ回路
を構成するドライバ回路内蔵型のTFTアレイ基板が採
用されている。この場合、画素駆動用TFTとドライバ
用TFTに求められる駆動能力は同等ではなく、一つの
画素のスイッチング動作のみを受け持つ画素駆動用TF
Tに比べて、ソース線やゲート線に連なる多数のTFT
を駆動するドライバ用TFTの方が高い駆動能力を持つ
必要がある。
As for the driving of the liquid crystal display panel, instead of the conventional method in which a driver IC is externally mounted on a TFT array substrate, a pixel driving TFT is driven.
As with the FT, a TFT array substrate with a built-in driver circuit, in which a driver circuit is formed by TFTs formed on the substrate, is employed. In this case, the driving abilities required for the pixel driving TFT and the driver TFT are not the same, and the pixel driving TF that performs only the switching operation of one pixel is used.
Many TFTs connected to source line and gate line compared to T
It is necessary that the driver TFT for driving the TFT has a higher driving capability.

【0007】この種のTFTを製造するに際して、半導
体能動層をなす多結晶シリコン膜の成膜は以下の工程を
経て行われていた。まず、低圧プラズマCVD装置を用
いて基板上にアモルファスシリコン膜を成膜する。この
際、アモルファスシリコン膜の組織中には水素が含有さ
れるので、続いて、例えば電気炉型等の熱アニール装置
を用いて基板を加熱し、アモルファスシリコン膜の脱水
素処理を行う。その後、例えばXeCl、ArF、Ar
Cl、XeF等のハロゲンガスを用いたガスレーザアニ
ール装置を用いて脱水素後のアモルファスシリコン膜の
多結晶化を行い、アモルファスシリコン膜を多結晶シリ
コン膜に変換していた。
In manufacturing this type of TFT, a polycrystalline silicon film forming a semiconductor active layer has been formed through the following steps. First, an amorphous silicon film is formed on a substrate using a low-pressure plasma CVD apparatus. At this time, since hydrogen is contained in the structure of the amorphous silicon film, subsequently, the substrate is heated using, for example, a thermal annealing apparatus such as an electric furnace to dehydrogenate the amorphous silicon film. Then, for example, XeCl, ArF, Ar
The amorphous silicon film after the dehydrogenation was polycrystallized by using a gas laser annealing apparatus using a halogen gas such as Cl, XeF or the like to convert the amorphous silicon film into a polycrystalline silicon film.

【0008】この方法は一般的に固相成長法と呼ばれる
多結晶シリコン膜の形成法である。その他、低圧CVD
法、スパッタ法などを用いて直接多結晶シリコンを成膜
することもできるが、従来、このようにして直接成膜し
た多結晶シリコンの場合、結晶粒径が小さく、キャリア
の移動度があまり大きくならなかった。そこで、比較的
低温で一旦アモルファスシリコンを成膜した後、それよ
り高温の熱処理(アニール処理)を施し、数μmの結晶
粒径を持つ多結晶シリコン膜を成長させる、という方法
が採用されていた。
This method is a method of forming a polycrystalline silicon film generally called a solid phase growth method. Other low pressure CVD
Polycrystalline silicon can be directly formed by a sputtering method, a sputtering method, or the like.However, conventionally, in the case of polycrystalline silicon formed directly in this manner, the crystal grain size is small, and the carrier mobility is too large. did not become. Therefore, a method has been adopted in which amorphous silicon is once formed at a relatively low temperature, and then a heat treatment (annealing treatment) at a higher temperature is performed to grow a polycrystalline silicon film having a crystal grain size of several μm. .

【0009】しかしながら、上記従来の多結晶シリコン
膜の形成方法では、水素を含有したアモルファスシリコ
ン(以下、水素化アモルファスシリコンという)の成
膜、水素化アモルファスシリコン膜の脱水素処理、アモ
ルファスシリコン膜の多結晶化処理、と成膜プロセスが
複雑であり、TAT(Turn Around Time、製品完成まで
の時間)が増加する原因となっていた。特に大画面の液
晶表示パネルを製作する場合などは、多結晶化に用いる
レーザアニール装置への負担が非常に大きくなるととも
に、アニール処理の面内バラツキが大きくなることで特
性バラツキが大きくなるという問題があり、大画面化の
障害となっていた。
However, in the above-mentioned conventional method of forming a polycrystalline silicon film, the formation of amorphous silicon containing hydrogen (hereinafter referred to as hydrogenated amorphous silicon), the dehydrogenation of the hydrogenated amorphous silicon film, the formation of the amorphous silicon film, The polycrystallization process and the film forming process are complicated, which causes an increase in TAT (Turn Around Time, time until product completion). In particular, when manufacturing a large-screen liquid crystal display panel, the load on the laser annealing apparatus used for polycrystallization becomes extremely large, and the variation in characteristics due to the large in-plane variation of the annealing process increases. There was an obstacle to enlargement of the screen.

【0010】また、TFTに要求される駆動能力の違い
に応じて、例えば画素駆動用TFTはボトムゲート構造
とし、ドライバ用TFTはトップゲート構造とするとい
うように、画素駆動用TFTとドライバ用TFTとでT
FTの構造自体を変えることも提案されている。ところ
が、この場合には製造プロセス中にボトムゲート構造を
作るための工程とトップゲート構造を作るための工程の
双方を兼ね備える必要があるため、製造プロセスが極め
て複雑になり、TATの増大、製造コストの高騰を引き
起こすという問題があった。
In accordance with the difference in driving ability required for the TFT, for example, the pixel driving TFT has a bottom gate structure and the driver TFT has a top gate structure. And T
It has also been proposed to change the structure of the FT itself. However, in this case, since it is necessary to have both a step for forming a bottom gate structure and a step for forming a top gate structure during the manufacturing process, the manufacturing process becomes extremely complicated, the TAT increases, and the manufacturing cost increases. There was a problem that caused soaring.

【0011】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、製造プロセスの簡略化が図れ、し
かも特性バラツキの少ないドライバ回路内蔵型のTFT
アレイ基板およびこれを用いた表示装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has a driver circuit built-in type TFT which can simplify a manufacturing process and has less characteristic variation.
It is an object to provide an array substrate and a display device using the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の表示装置用TFTアレイ基板は、同一基
板上に、画素に接続され画素への画像信号の書き込みを
制御する画素駆動用薄膜トランジスタと、画素駆動用薄
膜トランジスタに画像信号を供給するソースドライバ用
薄膜トランジスタと、画素駆動用薄膜トランジスタを駆
動するゲートドライバ用薄膜トランジスタとを有し、画
素駆動用薄膜トランジスタの半導体能動層が、成膜後の
熱処理を経ずに形成された低移動度多結晶シリコンから
なり、ソースドライバ用薄膜トランジスタおよびゲート
ドライバ用薄膜トランジスタのうちの少なくとも一方の
半導体能動層が、低移動度多結晶シリコンに熱処理を施
して得られた高移動度多結晶シリコンからなることを特
徴とする。
In order to achieve the above object, a TFT array substrate for a display device according to the present invention is provided on a same substrate by a pixel drive which is connected to pixels and controls writing of image signals to the pixels. A thin film transistor for driving a pixel driver, a thin film transistor for a source driver for supplying an image signal to the thin film transistor for pixel driving, and a thin film transistor for a gate driver for driving the thin film transistor for pixel driving. The low-mobility polycrystalline silicon is formed without heat treatment, and the semiconductor active layer of at least one of the source driver thin film transistor and the gate driver thin film transistor is obtained by performing heat treatment on the low mobility polycrystalline silicon. And high mobility polycrystalline silicon.

【0013】従来の多結晶シリコンTFTを製造する際
には、アモルファスシリコンの成膜後、アニール処理を
施してアモルファスシリコンを多結晶化し、多結晶シリ
コンからなる半導体能動層を形成していた。直接成膜し
た後、アニール等の熱処理を経ていない多結晶シリコン
(この多結晶シリコンのことを以下、as-depo.多結晶シ
リコンと記す)では、キャリアの移動度があまり大きく
ならず、アモルファスシリコンと同等だったからであ
る。これに対して、本出願人は鋭意研究した結果、多結
晶シリコン膜をある特定の成膜方法によって成膜すれ
ば、移動度100には至らないものの、as-depo.多結晶
シリコンでもアモルファスシリコンと比べると充分に大
きな移動度が得られることを発見した。
In manufacturing a conventional polycrystalline silicon TFT, after forming an amorphous silicon film, an annealing process is applied to polycrystallize the amorphous silicon to form a semiconductor active layer made of polycrystalline silicon. In polycrystalline silicon that has not been subjected to heat treatment such as annealing after being directly formed into a film (this polycrystalline silicon is hereinafter referred to as as-depo. Polycrystalline silicon), the mobility of carriers is not so large, and amorphous silicon Because it was equivalent to On the other hand, as a result of diligent research, the present applicant has found that if a polycrystalline silicon film is formed by a specific film forming method, the mobility does not reach 100, but as-depo. And found that a sufficiently high mobility was obtained.

【0014】本発明のTFTアレイ基板は、このas-dep
o.多結晶シリコン膜を画素駆動用TFTの半導体能動層
に利用したものである。すなわち、本出願人が達成した
移動度2〜10程度のas-depo.多結晶シリコン膜は、ド
ライバ用TFTとしては駆動能力不足であるが、画素駆
動用TFTとしては充分使える範囲である。そこで、T
FTアレイ基板のうち、表示領域に相当する画素駆動用
TFTではアニール処理を経ないas-depo.多結晶シリコ
ン膜(低移動度多結晶シリコン)をそのまま半導体能動
層とし、周辺回路領域に相当するドライバ用TFTでは
as-depo.多結晶シリコン膜にレーザアニール等の熱処理
を施して移動度を向上させた多結晶シリコン膜(高移動
度多結晶シリコン)を半導体能動層とする構成を採用し
た。
The TFT array substrate of the present invention has
o. A polycrystalline silicon film is used for a semiconductor active layer of a pixel driving TFT. In other words, the polycrystalline silicon film with the mobility of about 2 to 10 achieved by the present applicant has insufficient driving capability as a driver TFT, but is in a range that can be sufficiently used as a pixel driving TFT. So T
In the FT array substrate, in a pixel driving TFT corresponding to a display region, an as-deposited polycrystalline silicon film (low mobility polycrystalline silicon) which is not subjected to an annealing process is directly used as a semiconductor active layer and corresponds to a peripheral circuit region. In driver TFT
A configuration in which a polycrystalline silicon film (high mobility polycrystalline silicon) whose mobility is improved by performing a heat treatment such as laser annealing on the polycrystalline silicon film is employed as a semiconductor active layer.

【0015】この構成によれば、レーザアニール等の熱
処理を周辺回路領域のドライバ用TFT部分のみに施せ
ばよいので、レーザアニール装置の負担が軽くなるとと
もに、アニール処理の面内バラツキの影響が充分に小さ
くなる。しかも、as-depo.多結晶シリコン膜の状態で既
にある程度高い移動度が得られているので、アモルファ
スシリコン膜をアニール処理する場合に比べてレーザ光
の強度を下げることができる。これにより、アニール処
理のバラツキ自体も小さくなる。
According to this structure, heat treatment such as laser annealing only needs to be performed on the driver TFT portion in the peripheral circuit region, so that the load on the laser annealing device is reduced and the influence of the in-plane variation of the annealing process is sufficient. Become smaller. In addition, since a relatively high mobility has already been obtained in the as-depo. Polycrystalline silicon film state, the intensity of the laser beam can be reduced as compared with the case where the amorphous silicon film is annealed. Thereby, the variation itself of the annealing process is also reduced.

【0016】つまり、本発明によれば、as-depo.多結晶
シリコン膜で既にある程度の移動度が得られるため、こ
れを画素駆動用TFTに使うことができ、このas-depo.
多結晶シリコン膜にアニールを施すことで移動度が上昇
するため、これをドライバ用TFTに使うことができ
る。よって、要求される駆動能力が異なる画素駆動用T
FTとドライバ用TFTとでわざわざ構造を変えなくて
も、双方のTFTに同一の構造を採用することができ
る。特にトップゲート構造を採用した場合、半導体能動
層のソース・ドレイン領域がセルフアラインで形成でき
るので、使用マスク数の低減、製造プロセスの簡略化に
寄与することができる。
That is, according to the present invention, since a certain degree of mobility can be already obtained in the as-depo. Polycrystalline silicon film, this can be used for a pixel driving TFT.
Since the mobility is increased by annealing the polycrystalline silicon film, this can be used for the driver TFT. Therefore, the pixel driving T for which the required driving capability is different is used.
The same structure can be adopted for both TFTs without changing the structure between the FT and the driver TFT. In particular, when a top gate structure is employed, the source / drain regions of the semiconductor active layer can be formed in a self-aligned manner, which can contribute to reduction in the number of masks used and simplification of the manufacturing process.

【0017】このように、本発明によれば、製造プロセ
スの簡略化が図れ、製造コストの低減、TATの短縮等
が期待でき、しかも特性バラツキの少ないドライバ回路
内蔵型のTFTアレイ基板を提供することが可能にな
る。
As described above, according to the present invention, a TFT array substrate with a built-in driver circuit which can be expected to simplify the manufacturing process, reduce the manufacturing cost, shorten the TAT, etc., and has less variation in characteristics. It becomes possible.

【0018】なお、本明細書でいうところの「低移動度
多結晶シリコン」とは、画素の駆動に充分な2〜50cm
2/V・sec の移動度を持つ多結晶シリコン、「高移動度多
結晶シリコン」とは、ドライバ回路への使用が可能な7
0〜200cm2/V・sec の移動度を持つ多結晶シリコン、
をそれぞれ指す。
It should be noted that "low mobility polycrystalline silicon" as used herein means 2 to 50 cm which is sufficient for driving a pixel.
Polycrystalline silicon with a mobility of 2 / V · sec, “high mobility polycrystalline silicon” means that it can be used for driver circuits.
Polycrystalline silicon having a mobility of 0 to 200 cm 2 / V · sec,
Respectively.

【0019】本発明に好適な低移動度多結晶シリコン膜
の成膜方法の一つとして、ラジアルラインスロットアン
テナ方式のプラズマCVD成膜法を用いることができ
る。また他の方法として、スパッタ法を用いることがで
きる。特に、スパッタリングガスとしてヘリウムガスを
用いた2周波励起スパッタ法を用いることが望ましい。
「2周波励起スパッタ法」とは、ターゲットを保持する
上部電極と基板を保持する下部電極の双方に高周波電力
を印加してスパッタを行う方法のことである。
As one of suitable methods for forming a low mobility polycrystalline silicon film in the present invention, a radial line slot antenna type plasma CVD film forming method can be used. As another method, a sputtering method can be used. In particular, it is desirable to use a two-frequency excitation sputtering method using helium gas as a sputtering gas.
The “two-frequency excitation sputtering method” is a method in which high-frequency power is applied to both an upper electrode holding a target and a lower electrode holding a substrate to perform sputtering.

【0020】本発明の表示装置は、上記本発明の表示装
置用TFTアレイ基板を用いたことを特徴とするもので
ある。本発明の表示装置は、上記本発明の表示装置用T
FTアレイ基板を用いたものであるため、製造コストの
低減、TATの短縮、特性バラツキの低減等を実現する
ことができる。
A display device according to the present invention is characterized by using the above-mentioned TFT array substrate for a display device according to the present invention. The display device of the present invention is the same as the display device T
Since the FT array substrate is used, reduction in manufacturing cost, reduction in TAT, reduction in variation in characteristics, and the like can be realized.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1ないし図5を参照して説明する。図1は本実施の形態
のTFTアレイ基板(表示装置用薄膜トランジスタアレ
イ基板)の概略構成を示す図である。このTFTアレイ
基板は、液晶表示装置の一方の基板を構成する、ソース
ドライバ、ゲートドライバが基板上に作り込まれたドラ
イバ内蔵型の基板である。なお、表示領域、ソースドラ
イバ、ゲートドライバの内部には実際には多数のTFT
が配置されているが、図1では、図示の都合上、1個の
TFTのみを拡大して示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a TFT array substrate (a thin film transistor array substrate for a display device) according to the present embodiment. This TFT array substrate is a driver built-in substrate in which a source driver and a gate driver are formed on the substrate, which constitutes one substrate of the liquid crystal display device. Note that a large number of TFTs are actually provided in the display area, the source driver, and the gate driver.
However, FIG. 1 shows only one TFT in an enlarged manner for convenience of illustration.

【0022】本実施の形態のTFTアレイ基板1は、図
1に示すように、多数のソース線2と多数のゲート線3
とが格子状に配置され、これらソース線2とゲート線3
とで区画された領域に多数の画素電極がマトリクス状に
配置された表示領域4と、表示領域4の周囲に配置され
た周辺回路領域5を有している。周辺回路領域5のう
ち、図1における表示領域4の上側にはソースドライバ
6が設けられており、表示領域4内を縦方向に延在する
多数のソース線2の一端がソースドライバ6に接続され
ている。同様に、表示領域4の左側にはゲートドライバ
7が設けられており、表示領域4内を横方向に延在する
多数のゲート線3の一端がゲートドライバ7に接続され
ている。表示領域4の内部には多数の画素駆動用TFT
8が形成され、ソースドライバ6、ゲートドライバ7の
内部には多数のドライバ用TFT9が形成されている
が、本実施の形態の場合、これらは全てトップゲート型
のTFTで構成されている。また、ソースドライバ6、
ゲートドライバ7それぞれには外部のコントローラ(図
示せず)からの信号をソースドライバ6およびゲートド
ライバ7に供給するための接続用配線10が設けられて
いる。
As shown in FIG. 1, the TFT array substrate 1 of this embodiment has a large number of source lines 2 and a large number of gate lines 3.
Are arranged in a lattice pattern, and these source lines 2 and gate lines 3
And a peripheral area 5 arranged around the display area 4 in which a number of pixel electrodes are arranged in a matrix. In the peripheral circuit area 5, a source driver 6 is provided above the display area 4 in FIG. 1, and one end of a number of source lines 2 extending in the display area 4 in the vertical direction is connected to the source driver 6. Have been. Similarly, a gate driver 7 is provided on the left side of the display area 4, and one ends of a number of gate lines 3 extending in the display area 4 in the horizontal direction are connected to the gate driver 7. A large number of pixel driving TFTs are provided inside the display area 4.
8 are formed, and a large number of driver TFTs 9 are formed inside the source driver 6 and the gate driver 7. In the case of the present embodiment, these are all constituted by top gate type TFTs. Also, the source driver 6,
Each of the gate drivers 7 is provided with a connection wiring 10 for supplying a signal from an external controller (not shown) to the source driver 6 and the gate driver 7.

【0023】次に、本実施の形態のTFTアレイ基板1
の構成を、その製造方法とともに図2を用いて説明す
る。図2の破断線の右側は表示領域4の画素駆動用TF
T8を示す断面図(図1のA−A線に沿う断面図)、破
断線の左側は周辺回路領域5のドライバ用TFT9を示
す断面図(図1のB−B線に沿う断面図)である。
Next, the TFT array substrate 1 of the present embodiment
Will be described with reference to FIGS. The right side of the broken line in FIG.
A cross-sectional view showing T8 (a cross-sectional view along the line AA in FIG. 1), and the left side of the broken line is a cross-sectional view (a cross-sectional view along the line BB in FIG. 1) showing the driver TFT 9 in the peripheral circuit region 5. is there.

【0024】まず、図2Aに示すように、ガラス基板等
の透明基板12上に例えば膜厚50nm程度の多結晶シ
リコン膜13(低移動度多結晶シリコン膜)を成膜す
る。この際には、ラジアルラインスロットアンテナ方式
のプラズマCVD成膜法、もしくはスパッタ法のいずれ
かを用いることができる。ここで、この成膜に用いる成
膜装置について説明する。
First, as shown in FIG. 2A, a polycrystalline silicon film 13 (low mobility polycrystalline silicon film) having a thickness of, for example, about 50 nm is formed on a transparent substrate 12 such as a glass substrate. In this case, either a radial line slot antenna type plasma CVD film formation method or a sputtering method can be used. Here, a film forming apparatus used for this film formation will be described.

【0025】図3はラジアルラインスロットアンテナ型
のプラズマCVD装置53の概略構成を示しており、マ
イクロ波を放射するラジアルラインスロットアンテナ5
4を備えたマイクロ波プラズマ励起方式の成膜装置であ
る。また、図4はラジアルラインスロットアンテナ54
の平面図である。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a radial line slot antenna type plasma CVD apparatus 53, in which a radial line slot antenna 5 for radiating microwaves.
4 is a film forming apparatus of a microwave plasma excitation type provided with the apparatus 4. FIG. 4 shows a radial line slot antenna 54.
FIG.

【0026】図3に示すように、チャンバー55の上部
にラジアルラインスロットアンテナ54が設置されてお
り、これと対向するようにチャンバー55の下部には透
明基板12を支持するためのサセプタ56が設置されて
いる。したがって、透明基板12の上方がプラズマ形成
空間57となり、ラジアルラインスロットアンテナ54
からこのプラズマ形成空間57に向けてマイクロ波が放
射されるようになっている。ラジアルラインスロットア
ンテナ54の表面にはマイクロ波放射用の多数のスロッ
ト穴(図3においては図示を省略する)が設けられ、マ
イクロ波発生システム58で生成された2.45GHz
のマイクロ波が導波管59、同軸導波管変換器60を経
てアンテナ54の裏面側から給電される構成となってい
る。
As shown in FIG. 3, a radial line slot antenna 54 is installed above the chamber 55, and a susceptor 56 for supporting the transparent substrate 12 is installed below the chamber 55 so as to face the antenna. Have been. Therefore, the upper part of the transparent substrate 12 becomes the plasma forming space 57 and the radial line slot antenna 54
Microwaves are radiated toward the plasma forming space 57 from. A number of slot holes for microwave radiation (not shown in FIG. 3) are provided on the surface of the radial line slot antenna 54, and 2.45 GHz generated by the microwave generation system 58 is provided.
Is supplied from the back side of the antenna 54 via the waveguide 59 and the coaxial waveguide converter 60.

【0027】ラジアルラインスロットアンテナ54は、
円板状の導体61の下面に例えばAlN、Al23等の
誘電体材料からなるマイクロ波の遅波路形成体62が固
定され、遅波路形成体62の下面には、多数のスロット
穴63を有するアルミニウム等の金属板からなるスロッ
ト体64が配置されている。さらに、スロット体64の
下面に、マイクロ波を透過させる性質を持つ、例えばA
lN、Al23等の誘電体からなる押さえ体65が固定
されている。押さえ体65はその周縁部でネジ66によ
り導体61に固定されており、したがって、スロット体
64は遅波路形成体62と押さえ体65とをなす2枚の
誘電体板の間に挟持された状態で固定されている。
The radial line slot antenna 54 includes:
A microwave slow wave path forming member 62 made of a dielectric material such as AlN or Al 2 O 3 is fixed to the lower surface of the disc-shaped conductor 61, and a number of slot holes 63 are formed in the lower surface of the slow wave path forming member 62. A slot body 64 made of a metal plate such as aluminum having Further, the lower surface of the slot body 64 has a property of transmitting microwaves, for example, A
A holding body 65 made of a dielectric material such as 1N or Al 2 O 3 is fixed. The pressing body 65 is fixed to the conductor 61 by a screw 66 at the peripheral edge thereof. Therefore, the slot body 64 is fixed while being sandwiched between two dielectric plates forming the slow wave path forming body 62 and the pressing body 65. Have been.

【0028】ラジアルラインスロットアンテナ54のス
ロット穴63の平面的な配置は図4に示す通りであり、
一対のスロット穴63が同心円状に多数配置されてお
り、マイクロ波はこれらスロット穴63から空間に放射
される。なお、図4中の符号67はネジ孔である。さら
に、ラジアルラインスロットアンテナ54の導体61に
は、マイクロ波給電による加熱を防止するための冷却水
を流す冷却管(図示略)が挿通されている。
The planar arrangement of the slot holes 63 of the radial line slot antenna 54 is as shown in FIG.
A large number of a pair of slot holes 63 are arranged concentrically, and microwaves are radiated from these slot holes 63 into space. Reference numeral 67 in FIG. 4 denotes a screw hole. Further, a cooling pipe (not shown) for flowing cooling water for preventing heating by microwave power supply is inserted through the conductor 61 of the radial line slot antenna 54.

【0029】図3に示すように、チャンバー55上部の
周縁部にガス導入ポート68が設けられており、反応ガ
ス供給源(図示略)から供給される反応ガスが配管69
を通してチャンバー55内のプラズマ形成空間57に供
給されるようになっている。一方、チャンバー55の下
部には排気口70が設けられ、排気口70に接続された
真空ポンプ等の真空排気源(図示略)によりチャンバー
55内が減圧されるようになっている。また、チャンバ
ー55の側方には、チャンバー55内を大気に開放する
ことなく透明基板12の搬出入を行うためのロードロッ
ク室71が設けられている。
As shown in FIG. 3, a gas introduction port 68 is provided at the periphery of the upper part of the chamber 55, and a reaction gas supplied from a reaction gas supply source (not shown) is supplied to a pipe 69.
Is supplied to the plasma forming space 57 in the chamber 55 through the chamber. On the other hand, an exhaust port 70 is provided at a lower portion of the chamber 55, and the inside of the chamber 55 is depressurized by a vacuum exhaust source (not shown) such as a vacuum pump connected to the exhaust port 70. A load lock chamber 71 is provided on the side of the chamber 55 for loading and unloading the transparent substrate 12 without opening the inside of the chamber 55 to the atmosphere.

【0030】上記構成のラジアルラインスロットアンテ
ナ型プラズマCVD成膜装置53においては、ガス導入
ポート68から成膜に必要な反応ガス、例えばSi
4、PH3等のガスがチャンバー55内に供給される。
そして、ラジアルラインスロットアンテナ54から放射
された2.45GHzのマイクロ波によってプラズマ形
成空間57においてプラズマが発生し、反応ガスが解離
して生じたラジカルが基板表面で化学反応を起こすこと
によって多結晶シリコン膜13が形成される。
In the radial line slot antenna type plasma CVD film forming apparatus 53 having the above structure, a reaction gas necessary for film formation, for example, Si
Gases such as H 4 and PH 3 are supplied into the chamber 55.
Then, plasma is generated in the plasma forming space 57 by the microwave of 2.45 GHz radiated from the radial line slot antenna 54, and radicals generated by dissociation of the reaction gas cause a chemical reaction on the substrate surface, so that polycrystalline silicon is generated. A film 13 is formed.

【0031】また、図5はスパッタ成膜装置33の概略
構成を示す図であり、このスパッタ成膜装置33は多結
晶シリコン膜13を成膜するための2周波励起型のスパ
ッタ成膜装置である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a sputter film forming apparatus 33. The sputter film forming apparatus 33 is a two-frequency excitation type sputter film forming apparatus for forming the polycrystalline silicon film 13. is there.

【0032】図5に示すスパッタ成膜装置33は、減圧
状態に保持可能なチャンバー39を有しており、チャン
バー39の側方にゲートバルブ40が連設されている。
チャンバー39の上部に上部電極41が設けられ、上部
電極41の下面にシリコンターゲット42が着脱可能に
装着されるとともに、チャンバー39の下部には下部電
極43が設けられ、下部電極43の上面に透明基板12
が着脱可能に装着されている。なお、シリコンターゲッ
ト42または透明基板12の装着には静電チャック等の
周知の装着手段が用いられている。
The sputter film forming apparatus 33 shown in FIG. 5 has a chamber 39 which can be kept in a reduced pressure state, and a gate valve 40 is connected to the side of the chamber 39.
An upper electrode 41 is provided on the upper part of the chamber 39, a silicon target 42 is detachably mounted on the lower surface of the upper electrode 41, and a lower electrode 43 is provided on the lower part of the chamber 39. Substrate 12
Is detachably mounted. A known mounting means such as an electrostatic chuck is used for mounting the silicon target 42 or the transparent substrate 12.

【0033】そして、上部電極41に第1の高周波電源
44が接続されるとともに、上部電極41と第1の高周
波電源44との間には整合回路45が組み込まれてお
り、高周波の反射波をゼロにする作用を奏している。ま
た、上部電極41には、インピーダンス調整用のローパ
スフィルタなどのバンドパスフィルタ46を介して直流
電源47が接続されている。このバンドパスフィルタ4
6は、直流電源47に高周波が乗らないように回路のイ
ンピーダンスを無限大に調整するものである。さらに、
下部電極43にも第2の高周波電源48が接続されると
ともに、下部電極43と第2の高周波電源48との間に
は上記整合回路45と同様の作用を奏する整合回路49
が組み込まれている。なお、スパッタ成膜装置33は、
真空引き用およびガス排気用の排気ユニット50、チャ
ンバー39内へのガス供給機構51等を有しているが、
図5ではこれらを簡略化して図示した。
Then, a first high-frequency power supply 44 is connected to the upper electrode 41, and a matching circuit 45 is incorporated between the upper electrode 41 and the first high-frequency power supply 44, so that a high-frequency reflected wave is It has the effect of making it zero. Further, a DC power supply 47 is connected to the upper electrode 41 via a band-pass filter 46 such as a low-pass filter for impedance adjustment. This bandpass filter 4
Numeral 6 is to adjust the impedance of the circuit to infinity so that high frequency does not get on the DC power supply 47. further,
A second high frequency power supply 48 is also connected to the lower electrode 43, and a matching circuit 49 having the same operation as the matching circuit 45 is provided between the lower electrode 43 and the second high frequency power supply 48.
Is incorporated. In addition, the sputtering film forming apparatus 33 includes:
It has an exhaust unit 50 for evacuation and gas exhaust, a gas supply mechanism 51 into the chamber 39, and the like.
In FIG. 5, these are simplified and shown.

【0034】このスパッタ成膜装置33を用いて多結晶
シリコン膜13を成膜する際には、チャンバー39内を
ヘリウムガス雰囲気とし、上部電極41にシリコンター
ゲット42を、下部電極43に透明基板12を装着した
状態で、上部電極41に第1の高周波電源44から高周
波電力を供給し、直流電源47から負荷直流電力を供給
するとともに、下部電極43に第2の高周波電源48か
ら高周波電力を供給する。これにより、ヘリウムイオン
によってシリコンターゲット42がスパッタされ、透明
基板12上に多結晶シリコン膜13が成膜される。スパ
ッタ法を用いる場合には、このように、スパッタリング
ガスとしてヘリウムガスを用いた2周波励起スパッタ法
を用いることが望ましい。
When the polycrystalline silicon film 13 is formed by using the sputtering film forming apparatus 33, a helium gas atmosphere is set in the chamber 39, a silicon target 42 is formed on the upper electrode 41, and the transparent substrate 12 is formed on the lower electrode 43. In a state in which the high-frequency power is supplied from the first high-frequency power supply 44 to the upper electrode 41, the load DC power is supplied from the DC power supply 47, and the high-frequency power is supplied to the lower electrode 43 from the second high-frequency power supply 48. I do. Thereby, the silicon target 42 is sputtered by the helium ions, and the polycrystalline silicon film 13 is formed on the transparent substrate 12. When the sputtering method is used, it is desirable to use the two-frequency excitation sputtering method using helium gas as the sputtering gas.

【0035】以上説明したような2種類の成膜装置3
3,53を用いて多結晶シリコン膜の成膜を行うことに
より、本発明において必要となる2〜50cm2/V・sec 程
度の移動度を持つ多結晶シリコン膜13を成膜すること
ができる。
The two types of film forming apparatuses 3 as described above
By forming a polycrystalline silicon film using 3, 53, a polycrystalline silicon film 13 having a mobility of about 2 to 50 cm 2 / V · sec required in the present invention can be formed. .

【0036】次に図2Aに示すように、多結晶シリコン
膜13のうち、周辺回路領域5に相当する多結晶シリコ
ン膜13のみにレーザアニール処理を施す。この際に
は、一般のレーザアニール装置を使用し、スポット状の
レーザ光を透明基板12上の周辺回路領域のみに走査さ
せるように走査領域の制御を行えばよい。レーザ照射条
件は、例えば波長248nmまたは308nm、パルス
幅20nsecのKrFエキシマレーザを用い、レーザのパ
ワー密度は100〜300mJ/cm2、好ましくは150〜
200mJ/cm2とする。このレーザアニール処理により、
レーザ光が照射された部分、すなわち周辺回路領域5の
多結晶シリコン膜13は移動度が大きくなり、70〜2
00cm2/V・sec 程度の移動度を持つ多結晶シリコン膜1
4に変化する。
Next, as shown in FIG. 2A, of the polycrystalline silicon film 13, only the polycrystalline silicon film 13 corresponding to the peripheral circuit region 5 is subjected to laser annealing. In this case, a general laser annealing apparatus may be used, and the scanning area may be controlled so that the spot-shaped laser light is scanned only in the peripheral circuit area on the transparent substrate 12. Laser irradiation conditions are, for example, a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm or 308 nm and a pulse width of 20 nsec, and the power density of the laser is 100 to 300 mJ / cm 2 , preferably 150 to 300 mJ / cm 2 .
It is set to 200 mJ / cm 2 . By this laser annealing process,
The portion irradiated with the laser beam, that is, the polycrystalline silicon film 13 in the peripheral circuit region 5 has a high mobility,
Polycrystalline silicon film 1 having a mobility of about 00 cm 2 / V · sec
Change to 4.

【0037】次に、図2Bに示すように、表示領域4、
周辺回路領域5双方の多結晶シリコン膜13,14を周
知のフォトリソグラフィー、エッチングを用いてパター
ニングし、TFTの半導体能動層15の形状に加工す
る。なお、上記の工程順を逆にし、多結晶シリコン膜を
パターニングした後、レーザアニール処理を行うように
しても良い。
Next, as shown in FIG.
The polycrystalline silicon films 13 and 14 in both the peripheral circuit region 5 are patterned using well-known photolithography and etching, and processed into the shape of the semiconductor active layer 15 of the TFT. The laser annealing may be performed after patterning the polycrystalline silicon film by reversing the above process order.

【0038】次に、半導体能動層15を覆うように基板
全面にゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜16を成膜す
る。次いで、全面に例えば膜厚100nm程度のCu、
Al等の金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィー、
エッチングによりこの金属膜をパターニングし、ゲート
電極17およびゲート線3を形成する。
Next, a silicon oxide film 16 serving as a gate insulating film is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the semiconductor active layer 15. Next, for example, Cu having a thickness of about 100 nm
After forming a metal film such as Al, photolithography,
This metal film is patterned by etching to form a gate electrode 17 and a gate line 3.

【0039】次に、図2Cに示すように、ゲート電極1
7の上方からリン、砒素等のn型不純物をイオン注入す
ることによって、半導体能動層15のうちゲート電極1
7の下方を除いた領域をn型シリコン層とし、ソース領
域18、ドレイン領域19をそれぞれ形成する。ここ
で、ソース領域18とドレイン領域19との間がチャネ
ル領域20となる。次いで、全面に例えば膜厚200n
m程度のシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜21を成膜
する。次いで、フォトリソグラフィー、エッチングによ
りこの層間絶縁膜21をパターニングし、半導体能動膜
15のソース領域18、ドレイン領域19にそれぞれ達
するコンタクトホール22,23を形成する。次いで、
全面に例えば膜厚100nm程度のCu、Al等の金属
膜を成膜し、パターニングすることによりソース電極2
4およびソース線2、ドレイン電極25をそれぞれ形成
する。
Next, as shown in FIG.
, An n-type impurity such as phosphorus or arsenic is ion-implanted from above the gate electrode 1 of the semiconductor active layer 15.
A region excluding the region below 7 is an n-type silicon layer, and a source region 18 and a drain region 19 are formed. Here, a region between the source region 18 and the drain region 19 becomes a channel region 20. Next, for example, a film thickness of 200 n
An interlayer insulating film 21 of about m silicon oxide film is formed. Next, the interlayer insulating film 21 is patterned by photolithography and etching to form contact holes 22 and 23 reaching the source region 18 and the drain region 19 of the semiconductor active film 15, respectively. Then
A metal film of, for example, Cu or Al having a thickness of about 100 nm is formed on the entire surface and patterned to form a source electrode 2.
4 and the source line 2 and the drain electrode 25 are formed.

【0040】次に、図2Dに示すように、全面にシリコ
ン窒化膜からなるパッシベーション膜26を成膜した
後、フォトリソグラフィー、エッチングによりパッシベ
ーション膜26をパターニングし、各TFTのドレイン
電極25またはソース電極24に達するコンタクトホー
ル27,28を形成する。次いで、全面にITO、イン
ジウム亜鉛酸化物(ITZO)等の透明導電膜を成膜
し、パターニングを行うことにより、画素駆動用TFT
8においては画素電極29を形成し、ドライバ用TFT
9においてはコントローラへの接続用配線10を形成す
る。以上の工程により、それぞれが異なる駆動能力を有
する画素駆動用TFT8およびドライバ用TFT9が形
成される。
Next, as shown in FIG. 2D, after a passivation film 26 made of a silicon nitride film is formed on the entire surface, the passivation film 26 is patterned by photolithography and etching, and the drain electrode 25 or the source electrode of each TFT is formed. Contact holes 27 and 28 reaching 24 are formed. Next, a transparent conductive film such as ITO or indium zinc oxide (ITZO) is formed on the entire surface and patterned to form a pixel driving TFT.
8, a pixel electrode 29 is formed, and a driver TFT is formed.
At 9, a wiring 10 for connection to the controller is formed. Through the above steps, the pixel driving TFT 8 and the driver TFT 9 having different driving capabilities are formed.

【0041】本実施の形態のTFTアレイ基板1は、上
記製造方法の説明で例示したように、ラジアルラインス
ロットアンテナ方式のプラズマCVD法、もしくはスパ
ッタリングガスにヘリウムを用いた2周波励起スパッタ
法を用いることにより、as.depoとしては従来よりも高
い移動度を持つ多結晶シリコン膜13を形成し、これを
TFTの半導体能動層としたものである。ここで得られ
る移動度2〜50cm2/V・sec程度の半導体能動層はドラ
イバ用TFT9には能力不足であるが、画素駆動用TF
T8には充分であり、このまま半導体能動層15として
用いることができる。よって、次のレーザアニール工程
では周辺回路領域5のドライバ用TFT9となる部分の
みにレーザアニールを施せばよいので、レーザアニール
装置の負担が軽くなる。しかも、as.depoの多結晶シリ
コン膜13で既にある程度の移動度が得られているの
で、従来の多結晶シリコン膜であれば200〜400mJ
/cm2程度のパワーが必要であったものを、100〜30
0mJ/cm2程度にまでレーザパワーを下げることができ
る。周辺回路領域5のみにレーザアニールを施せばよい
点、レーザパワーを下げられる点の双方の効果により、
レーザアニール処理に起因する特性のバラツキを小さく
することができる。
The TFT array substrate 1 of the present embodiment employs a radial line slot antenna type plasma CVD method or a dual frequency excitation sputtering method using helium as a sputtering gas, as exemplified in the above description of the manufacturing method. As a result, a polycrystalline silicon film 13 having higher mobility than before is formed as as.depo, and this is used as the semiconductor active layer of the TFT. Although the obtained semiconductor active layer having a mobility of about 2 to 50 cm 2 / V · sec has insufficient capacity for the driver TFT 9, the pixel driving TF
It is enough for T8 and can be used as it is as the semiconductor active layer 15. Therefore, in the next laser annealing step, only the portion of the peripheral circuit region 5 that becomes the driver TFT 9 needs to be laser-annealed, so that the load on the laser annealing device is reduced. In addition, since a certain degree of mobility has already been obtained in the polycrystalline silicon film 13 of as.depo, a conventional polycrystalline silicon film has a mobility of 200 to 400 mJ.
What needed power of about / cm 2
The laser power can be reduced to about 0 mJ / cm 2 . Due to both the effect of performing laser annealing only on the peripheral circuit region 5 and the effect of reducing the laser power,
Variations in characteristics caused by the laser annealing can be reduced.

【0042】また、本実施の形態では、画素駆動用TF
T8とドライバ用TFT9の双方にトップゲート構造を
採用した。この構造を採用した場合、半導体能動層15
のソース領域18およびドレイン領域19がセルフアラ
インで形成できるので、使用マスク数の低減、製造プロ
セスの簡略化を図ることができる。
In the present embodiment, the pixel driving TF
A top gate structure was adopted for both T8 and driver TFT 9. When this structure is adopted, the semiconductor active layer 15
Since the source region 18 and the drain region 19 can be formed in a self-aligned manner, the number of masks used can be reduced and the manufacturing process can be simplified.

【0043】このように、本実施の形態によれば、製造
プロセスの簡略が図れ、特に多結晶シリコン膜形成周り
の工程を簡略化することで製造コストの低減、TATの
短縮等が期待でき、しかも特性バラツキの少ないドライ
バ回路内蔵型のTFTアレイ基板を提供することが可能
になる。
As described above, according to the present embodiment, the manufacturing process can be simplified. In particular, by simplifying the steps around the formation of the polycrystalline silicon film, it is possible to expect a reduction in manufacturing cost, a reduction in TAT, and the like. In addition, it is possible to provide a TFT array substrate with a built-in driver circuit having less variation in characteristics.

【0044】本実施の形態のTFTアレイ基板1を用い
た液晶表示装置の一例を図6を用いて説明する。本実施
の形態の液晶表示装置73は、図6に示すように、一対
の透明基板12,74が対向して配置され、これら透明
基板12,74のうち、一方の基板12が上記TFTア
レイ基板1、他方の基板74が対向基板75となってい
る。TFTアレイ基板1の対向面側に画素電極29が設
けられるとともに、対向基板75の対向面側に共通電極
76が設けられている。さらに、これら画素電極29、
共通電極76の各々の上に配向膜(図示略)が設けら
れ、これら配向膜間に液晶層77が配設された構成とな
っている。そして、透明基板12,74の外側にそれぞ
れ第1、第2の偏光板78,79が設けられ、第1の偏
光板78の外側にはバックライト80が取り付けられて
いる。
An example of a liquid crystal display using the TFT array substrate 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the liquid crystal display device 73 of the present embodiment has a pair of transparent substrates 12 and 74 arranged opposite to each other, and one of the transparent substrates 12 and 74 is provided with the TFT array substrate. 1. The other substrate 74 is a counter substrate 75. The pixel electrode 29 is provided on the opposite surface side of the TFT array substrate 1, and the common electrode 76 is provided on the opposite surface side of the opposite substrate 75. Further, these pixel electrodes 29,
An alignment film (not shown) is provided on each of the common electrodes 76, and a liquid crystal layer 77 is provided between these alignment films. Then, first and second polarizing plates 78 and 79 are provided outside the transparent substrates 12 and 74, respectively, and a backlight 80 is attached outside the first polarizing plate 78.

【0045】本実施の形態の液晶表示装置73によれ
ば、上記のTFTアレイ基板1を用いたことにより製造
コストの低減、TATの短縮、特性バラツキの低減等を
実現することができる。
According to the liquid crystal display device 73 of the present embodiment, the use of the above-described TFT array substrate 1 makes it possible to realize a reduction in manufacturing cost, a reduction in TAT, a reduction in characteristic variations, and the like.

【0046】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態で述べたTFTアレイ基板の製造方
法における種々の工程条件等はほんの一例にすぎず、変
更が可能なことは勿論である。そして、ソースドライバ
とゲートドライバの双方にレーザアニール処理を施した
例を挙げて説明したが、要求されるTFTの駆動能力に
応じていずれか一方のドライバのみにレーザアニール処
理を施すようにしてもよい。また、上記TFTアレイ基
板上に形成する画素駆動用TFT、ドライバ用TFTは
必ずしもともにトップゲート型である必要はなく、ボト
ムゲート型を採用しても一向に構わない。さらに、上記
TFTアレイ基板は、液晶表示装置以外の他の表示装置
へも適用可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the various process conditions and the like in the method of manufacturing a TFT array substrate described in the above embodiment are merely examples, and it is needless to say that they can be changed. Although an example has been described in which laser annealing is performed on both the source driver and the gate driver, the laser annealing may be performed on only one of the drivers according to the required driving capability of the TFT. Good. Further, the pixel driving TFT and the driver TFT formed on the TFT array substrate do not necessarily have to be of a top gate type, and may be of a bottom gate type. Further, the TFT array substrate can be applied to other display devices other than the liquid crystal display device.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、製造プロセスの簡略化が図れ、特に多結晶シリ
コン膜形成周りの工程を簡略化することで製造コストの
低減、TATの短縮等が期待でき、しかも特性バラツキ
の少ないドライバ回路内蔵型の表示装置用TFTアレイ
基板を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the manufacturing process can be simplified. In particular, the manufacturing cost can be reduced by simplifying the steps around the formation of the polycrystalline silicon film, and the TAT can be reduced. It is possible to provide a TFT array substrate for a display device with a built-in driver circuit, which can be expected to be shortened and has little characteristic variation.

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

【図1】 本発明の一実施の形態のTFTアレイ基板の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a TFT array substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同基板上に形成するTFTの断面構造を示す
図であって、破断線の右側が画素駆動用TFTを示す断
面図(図1のA−A線に沿う断面図)、破断線の左側が
ドライバ用TFTを示す断面図(図1のB−B線に沿う
断面図)である。
2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a TFT formed on the same substrate, wherein a right side of a break line is a cross-sectional view showing a pixel driving TFT (a cross-sectional view along line AA in FIG. 1), and a break line. Is a cross-sectional view (a cross-sectional view along the line BB in FIG. 1) showing the driver TFT.

【図3】 同、TFTアレイ基板の製造に用いるラジア
ルラインスロットアンテナ方式のプラズマCVD装置の
概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a radial line slot antenna type plasma CVD apparatus used for manufacturing a TFT array substrate.

【図4】 同、プラズマCVD装置のラジアルラインス
ロットアンテナを示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a radial line slot antenna of the plasma CVD apparatus.

【図5】 同、TFTアレイ基板の製造に用いるスパッ
タ装置の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus used for manufacturing a TFT array substrate.

【図6】 本発明の一実施の形態の液晶表示装置の概略
構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図7】 従来のトップゲート型TFTの一例を示す断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional top gate type TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 TFTアレイ基板(表示装置用薄膜トランジスタア
レイ基板) 2 ソース線 3 ゲート線 4 表示領域 5 周辺回路領域 6 ソースドライバ 7 ゲートドライバ 8 画素駆動用TFT 9 ドライバ用TFT 13 多結晶シリコン膜(低移動度多結晶シリコン) 14 多結晶シリコン膜(高移動度多結晶シリコン) 15 半導体能動層 33 スパッタ成膜装置 53 ラジアルラインスロットアンテナ方式のプラズマ
CVD装置 73 液晶表示装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 TFT array substrate (thin film transistor array substrate for display device) 2 source line 3 gate line 4 display area 5 peripheral circuit area 6 source driver 7 gate driver 8 pixel driving TFT 9 driver TFT 13 polycrystalline silicon film (low mobility poly) Crystal silicon) 14 polycrystalline silicon film (high mobility polycrystalline silicon) 15 semiconductor active layer 33 sputter film forming device 53 radial line slot antenna type plasma CVD device 73 liquid crystal display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/336 H01L 29/78 618Z Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA38 JA42 JA44 JA46 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 KA04 KA16 KA18 KB24 MA05 MA08 MA22 NA24 NA25 NA27 5C094 AA13 AA25 AA43 AA44 AA48 AA53 BA03 BA43 CA19 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EB02 FB02 FB14 GB10 5F048 AA09 AB10 AC04 BA16 BB05 BC03 BC16 BC18 BF02 BF11 5F052 AA02 BB07 DA02 DB03 HA06 JA04 JB04 5F110 AA16 AA30 BB02 CC06 DD02 EE02 EE03 EE07 FF02 GG13 GG43 GG45 GG58 HK02 HK03 HL02 HL03 NN23 NN24 PP03 PP15 QQ23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H01L 21/336 H01L 29/78 618Z F term (Reference) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA38 JA42 JA44 JA46 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 KA04 KA16 KA18 KB24 MA05 MA08 MA22 NA24 NA25 NA27 5C094 AA13 AA25 AA43 AA44 AA48 AA53 BA03 BA43 CA19 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EB02 FB02 FB14 GB10 5F048 AA09 BB02 BB02 FB02 JA04 JB04 5F110 AA16 AA30 BB02 CC06 DD02 EE02 EE03 EE07 FF02 GG13 GG43 GG45 GG58 HK02 HK03 HL02 HL03 NN23 NN24 PP03 PP15 QQ23

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一基板上に、画素に接続され画素への
画像信号の書き込みを制御する画素駆動用薄膜トランジ
スタと、該画素駆動用薄膜トランジスタに前記画像信号
を供給するソースドライバ用薄膜トランジスタと、前記
画素駆動用薄膜トランジスタを駆動するゲートドライバ
用薄膜トランジスタとを有し、前記画素駆動用薄膜トラ
ンジスタの半導体能動層が、成膜後の熱処理を経ずに形
成された低移動度多結晶シリコンからなり、前記ソース
ドライバ用薄膜トランジスタおよび前記ゲートドライバ
用薄膜トランジスタのうちの少なくとも一方の半導体能
動層が、前記低移動度多結晶シリコンに熱処理を施して
得られた高移動度多結晶シリコンからなることを特徴と
する表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板。
1. A pixel driving thin film transistor connected to a pixel and controlling writing of an image signal to the pixel, a source driver thin film transistor supplying the image signal to the pixel driving thin film transistor, and the pixel A gate driver thin film transistor for driving a driving thin film transistor, wherein the semiconductor active layer of the pixel driving thin film transistor is made of low-mobility polycrystalline silicon formed without heat treatment after film formation; Wherein at least one semiconductor active layer of the thin film transistor for thin film transistor and the thin film transistor for gate driver is made of high mobility polycrystalline silicon obtained by subjecting the low mobility polycrystalline silicon to heat treatment. Thin film transistor array substrate.
【請求項2】 前記画素駆動用薄膜トランジスタ、前記
ソースドライバ用薄膜トランジスタおよび前記ゲートド
ライバ用薄膜トランジスタが、ともにトップゲート型薄
膜トランジスタであることを特徴とする請求項1記載の
表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板。
2. The thin film transistor array substrate for a display device according to claim 1, wherein each of the pixel driving thin film transistor, the source driver thin film transistor, and the gate driver thin film transistor is a top gate thin film transistor.
【請求項3】 前記低移動度多結晶シリコンが、ラジア
ルラインスロットアンテナ方式のプラズマCVD成膜法
で形成された膜であることを特徴とする請求項1記載の
表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板。
3. The thin film transistor array substrate for a display device according to claim 1, wherein said low mobility polycrystalline silicon is a film formed by a plasma CVD film forming method of a radial line slot antenna system.
【請求項4】 前記低移動度多結晶シリコンが、スパッ
タ成膜法で形成された膜であることを特徴とする請求項
1記載の表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板。
4. The thin film transistor array substrate for a display device according to claim 1, wherein the low mobility polycrystalline silicon is a film formed by a sputtering film forming method.
【請求項5】 請求項1記載の表示装置用薄膜トランジ
スタアレイ基板を用いたことを特徴とする表示装置。
5. A display device using the thin film transistor array substrate for a display device according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005175476A (en) * 2003-12-06 2005-06-30 Samsung Electronics Co Ltd Method of fabricating polycrystalline silicon thin film and method of fabricating transistor through use of the same
JP2013054359A (en) * 2012-09-18 2013-03-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device

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