JP2001274087A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2001274087A
JP2001274087A JP2000087670A JP2000087670A JP2001274087A JP 2001274087 A JP2001274087 A JP 2001274087A JP 2000087670 A JP2000087670 A JP 2000087670A JP 2000087670 A JP2000087670 A JP 2000087670A JP 2001274087 A JP2001274087 A JP 2001274087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor film
impurity element
film
forming
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000087670A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4463374B2 (en
Inventor
Tomohito Yoshimoto
智史 吉本
Koji Ono
幸治 小野
Tatsuya Arao
達也 荒尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2000087670A priority Critical patent/JP4463374B2/en
Publication of JP2001274087A publication Critical patent/JP2001274087A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4463374B2 publication Critical patent/JP4463374B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the diameter of the crystal grain of a crystal semiconductor film that is manufactured by a laser crystallization method, and to manufacture a TFT by the crystal semiconductor film for obtaining reliability that is equal to that of a MOS transistor. SOLUTION: To increase the diameter of a crystal grain of the crystal semiconductor film that is manufactured by the laser crystallization method, a heat- insulating barrier is formed between the semiconductor film and a substrate to reduce the outflow speed of heat, and the cooling process of the semiconductor film that is heated by applying a laser beam is moderated. Crystal growth distance is proportional to the product of growth time and speed, thus moderating the cooling speed, lengthening the growth time, and hence increasing the diameter of the crystal grain.

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】本発明は結晶質半導体膜及び
その作製方法に関し、特に薄膜トランジスタで構成され
た回路を有する半導体装置に好適に利用できる技術を提
供する。例えば、液晶表示装置に代表される電気光学装
置およびその様な電気光学装置を部品として搭載した電
子機器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystalline semiconductor film and a method for manufacturing the same, and more particularly to a technique which can be suitably used for a semiconductor device having a circuit constituted by thin film transistors. For example, the present invention relates to an electro-optical device typified by a liquid crystal display device and an electronic apparatus equipped with such an electro-optical device as a component.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラスなどの透光性を有する絶縁基板上
に非晶質半導体膜を形成し、レーザーアニール法や熱ア
ニール法などで結晶化させた結晶質半導体膜を活性層と
した薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、
TFTと記す)が開発されている。
2. Description of the Related Art A thin film transistor (hereinafter referred to as a thin film transistor) in which an amorphous semiconductor film is formed on a light-transmitting insulating substrate such as glass, and a crystalline semiconductor film crystallized by a laser annealing method, a thermal annealing method or the like is used as an active layer. Thin Film Transistor:
TFT) has been developed.

【0003】結晶質半導体膜を得る手段の一つとして知
られるレーザー結晶化法は、基板の温度をあまり上昇さ
せず、非晶質半導体膜にのみ高いエネルギーを与えて結
晶化させることができる結晶化技術として知られてい
る。特に、紫外光で大出力が得られるエキシマレーザー
はこの用途において適していると考えられている。エキ
シマレーザーを用いたレーザー結晶化法は、レーザービ
ームを被照射面においてスポット状や線状となるように
光学系で集光し、被照射面を走査すること(レーザー光
の照射位置を被照射面に対して相対的に移動させる)に
より行う。例えば、線状レーザー光を照射する場合に
は、その長手方向と直角な方向だけの走査で被照射面全
体を処理することが可能であり、大型基板にも適用でき
ることから液晶表示装置の製造技術として主流となって
いる。
[0003] The laser crystallization method, which is known as one of means for obtaining a crystalline semiconductor film, employs a crystal in which a high energy can be applied only to an amorphous semiconductor film without increasing the temperature of the substrate so much. It is known as chemical technology. In particular, an excimer laser capable of obtaining a large output with ultraviolet light is considered suitable for this application. In the laser crystallization method using an excimer laser, a laser beam is condensed by an optical system so as to form a spot or a line on the surface to be irradiated, and the surface to be irradiated is scanned. (Relative to the surface). For example, when irradiating a linear laser beam, it is possible to process the entire illuminated surface by scanning only in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and it can be applied to a large substrate. It has become mainstream.

【0004】レーザー結晶化法は様々な半導体材料の結
晶化に適用できる。しかし、TFTの活性層に典型的に
用いられる材料は結晶質シリコン膜であり、その材料を
用いて高い電界効果移動度を実現してきた。その技術は
一枚のガラス基板上に画素部の画素TFTと、画素部の
周辺に設ける駆動回路のTFTを一体形成したモノシリ
ック型の液晶表示装置を可能とした。
[0004] Laser crystallization is applicable to the crystallization of various semiconductor materials. However, a material typically used for an active layer of a TFT is a crystalline silicon film, and a high field-effect mobility has been realized by using the material. This technology has enabled a monolithic liquid crystal display device in which a pixel TFT of a pixel portion and a TFT of a driving circuit provided around the pixel portion are integrally formed on one glass substrate.

【0005】しかしながら、レーザーアニール法で作製
される結晶質シリコン膜は複数の結晶粒が集合したもの
であり、その結晶粒の位置と大きさはランダムに形成さ
れてしまう。結晶粒の位置や大きさを指定して形成する
ことはできず、その大きさは数十〜数百nm程度であっ
た。結晶粒の界面(結晶粒界)には、非晶質構造や結晶
欠陥などに起因する再結合中心や捕獲中心や結晶粒界に
おけるポテンシャル準位の影響により、キャリアの電流
輸送特性が低下する原因があった。
However, a crystalline silicon film produced by a laser annealing method is a collection of a plurality of crystal grains, and the positions and sizes of the crystal grains are formed at random. Crystal grains cannot be formed by designating the position or size thereof, and the size is about several tens to several hundreds nm. At the interface of crystal grains (grain boundaries), the current transport characteristics of carriers are degraded by the influence of recombination centers, trapping centers, and potential levels at the crystal grain boundaries caused by amorphous structures and crystal defects. was there.

【0006】TFTの特性を制限する要因として、チャ
ネル形成領域に存在する結晶粒界の影響がある。そのた
め結晶質シリコン膜を活性層とするTFTは、単結晶シ
リコン基板に作製されるMOSトランジスタと同等な特
性を得ることは不可能であった。
As a factor limiting the characteristics of the TFT, there is an influence of a crystal grain boundary existing in a channel forming region. Therefore, a TFT using a crystalline silicon film as an active layer cannot obtain characteristics equivalent to those of a MOS transistor manufactured on a single crystal silicon substrate.

【0007】このような問題点を解決する方法として、
結晶粒を大きくすると共に、その位置を制御して、チャ
ネル形成領域から結晶粒界をなくすことは有効な手段と
して考えられる。例えば、「"Location Control of Lar
ge Grain Following Excimer-Laser Melting of Si Thi
n-Films", R.Ishihara and A.Burtsev, Japanese Journ
al of Applied Physics vol.37, No.3B, pp1071-1075,1
988」には、シリコン膜の温度分布を3次元的に制御し
て結晶の位置制御と大粒径化を実現する方法が開示され
ている。その方法によれば、ガラス基板上に高融点金属
を成膜して、その上に部分的に膜厚の異なる酸化シリコ
ン膜を形成し、その表面に非晶質シリコン膜を形成した
基板の両面からエキシマレーザー光を照射することによ
り結晶粒径を数μmに大きくできることが報告されてい
る。
As a method for solving such a problem,
Eliminating the crystal grain boundaries from the channel forming region by enlarging the crystal grains and controlling their positions is considered as an effective means. For example, "" Location Control of Lar
ge Grain Following Excimer-Laser Melting of Si Thi
n-Films ", R. Ishihara and A. Burtsev, Japanese Journ
al of Applied Physics vol.37, No.3B, pp1071-1075,1
988 "discloses a method of three-dimensionally controlling the temperature distribution of a silicon film to achieve crystal position control and a large grain size. According to the method, a refractory metal is formed on a glass substrate, a silicon oxide film having a partially different thickness is formed thereon, and an amorphous silicon film is formed on the surface thereof. Report that the crystal grain size can be increased to several μm by irradiating an excimer laser beam.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】結晶粒を大きくするこ
とは、換言すれば、結晶成長距離を長くすることであ
り、成長時間と成長速度の積に比例するものと考えられ
る。成長時間を長くするためにはレーザー光から得られ
たエネルギーが流出する速度を低減する必要がある。
Increasing the crystal grain, in other words, increasing the crystal growth distance, is considered to be proportional to the product of the growth time and the growth rate. In order to lengthen the growth time, it is necessary to reduce the speed at which the energy obtained from the laser light flows out.

【0009】ガラスなどの基板上にレーザー結晶化法で
結晶質半導体膜を作製する場合には、基板との間に酸化
シリコン膜などを介在させている。結晶質半導体膜の結
晶化に有効なエキシマレーザーはパルス発振するもので
あり、その実用的な発振周波数が数十〜数百Hzであるの
に対し、パルス幅は数十ナノ秒である。酸化シリコン膜
上に非晶質半導体膜を堆積してからレーザー結晶化を行
うと、パルスレーザー光の照射により蓄積される熱エネ
ルギーは基板側へと流出してしまう。Si−O結合がラ
ンダムにネットワーク結合している酸化シリコン膜はそ
の熱エネルギーの流出を容易なものとしている。
When a crystalline semiconductor film is formed on a substrate such as glass by a laser crystallization method, a silicon oxide film or the like is interposed between the substrate and the substrate. An excimer laser effective for crystallization of a crystalline semiconductor film emits pulses, and its practical oscillation frequency is several tens to several hundreds Hz, whereas its pulse width is several tens of nanoseconds. When laser crystallization is performed after depositing an amorphous semiconductor film on a silicon oxide film, heat energy accumulated by irradiation with pulsed laser light flows out to the substrate side. A silicon oxide film in which Si—O bonds are randomly network-bonded facilitates the outflow of the thermal energy.

【0010】本発明はこのような問題点を解決するため
の技術であり、レーザー結晶化法で作製される結晶質半
導体膜の結晶粒の大粒径化を実現することを目的とす
る。その結晶質半導体膜でTFTを作製して、MOSト
ランジスタに匹敵する信頼性を得ることを目的とする。
さらに、そのようなTFTを透過型の液晶表示装置やE
L表示装置などのさまざまな半導体装置に適用できる技
術を提供することを目的とする。
The present invention is a technique for solving such a problem, and an object of the present invention is to realize a crystal grain of a crystalline semiconductor film formed by a laser crystallization method with a large grain size. It is an object of the present invention to manufacture a TFT from the crystalline semiconductor film and obtain reliability comparable to that of a MOS transistor.
Further, such a TFT is used as a transmission type liquid crystal display device or an E-type.
It is an object of the present invention to provide a technique applicable to various semiconductor devices such as an L display device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザー結晶
化法で作製される結晶質半導体膜の結晶粒の大粒径化を
実現するために、半導体膜と基板との間に断熱層を形成
して熱の流出速度を低下させ、レーザー光の照射によっ
て加熱された半導体膜の冷却過程を緩やかなものとす
る。結晶成長距離は成長時間と成長速度の積に比例する
ので、冷却速度が緩やかとなり成長時間が長くなること
により大粒径化を実現することができる。
According to the present invention, a heat insulating layer is provided between a semiconductor film and a substrate in order to realize a large crystal grain of a crystalline semiconductor film produced by a laser crystallization method. When formed, the outflow rate of heat is reduced, and the cooling process of the semiconductor film heated by the irradiation of the laser light is moderated. Since the crystal growth distance is proportional to the product of the growth time and the growth rate, the cooling rate is slow and the growth time is long, so that a large grain size can be realized.

【0012】断熱層はエチル(C25)基、プロピル
(C38)基、ブチル(C410)基、ビニル(C
22)基、フェニル(C65)基、CF3基のいずれか
を含有する酸化シリコン(有機含有酸化シリコン)で形
成する。これらのうちいずれかの有機結合を有する酸化
シリコンは、シリコンと有機体との結合はネットワーク
結合に関与しないので熱の伝搬速度が低下し、断熱層と
して有効に作用する。断熱層の他の形態として多孔質シ
リコンを用いることも有効である。多孔質シリコンは空
孔のために熱の伝搬速度が低下し断熱層として利用でき
る。
The heat insulating layer is composed of an ethyl (C 2 H 5 ) group, a propyl (C 3 H 8 ) group, a butyl (C 4 H 10 ) group, and a vinyl (C
It is formed of silicon oxide (organic silicon oxide) containing any of a 2 H 2 ) group, a phenyl (C 6 H 5 ) group, and a CF 3 group. Among these, silicon oxide having an organic bond has a low heat propagation speed because the bond between the silicon and the organic substance does not participate in network bonding, and effectively functions as a heat insulating layer. It is also effective to use porous silicon as another form of the heat insulating layer. Porous silicon can be used as a heat insulating layer because of the vacancies that reduce the speed of heat propagation.

【0013】このように、断熱層を半導体膜と基板との
間に介在させてレーザー結晶化法により作製される結晶
質半導体膜は、さまざまの半導体装置に適用できる。特
に、TFTの活性層を形成するのに適している。
As described above, the crystalline semiconductor film manufactured by the laser crystallization method with the heat insulating layer interposed between the semiconductor film and the substrate can be applied to various semiconductor devices. In particular, it is suitable for forming an active layer of a TFT.

【0014】結晶の大粒径化はTFTの電界効果移動度
などの諸特性を向上させることを可能とする。その中
で、信頼性の確保を目的として適した半導体装置の形態
は、基板上に第1のnチャネル型TFTと第2のnチャ
ネル型TFTが形成された半導体装置において、第1の
nチャネル型TFTは、第1の半導体膜と第1のゲート
電極とを有し、第1のゲート電極と重なり一導電型の不
純物元素が添加された第1の不純物領域と、その外側に
設けられ、第1の不純物領域に接する一導電型の不純物
元素が添加された第2の不純物領域とを有し、一方、第
2のnチャネル型TFTは、第2の半導体膜と第2のゲ
ート電極を有し、第2のゲート電極と重なり一導電型の
不純物元素が添加された第3の不純物領域を有し、第1
のゲート電極及び第2のゲート電極は、第1の導電膜
と、前記第1の導電膜の内側に形成された第2の導電膜
とから形成されていることが望ましい。
Increasing the grain size of the crystal makes it possible to improve various characteristics such as the field-effect mobility of the TFT. Among them, a semiconductor device suitable for the purpose of securing reliability is a semiconductor device in which a first n-channel TFT and a second n-channel TFT are formed on a substrate. The type TFT has a first semiconductor film and a first gate electrode, and is provided outside a first impurity region overlapping with the first gate electrode and doped with an impurity element of one conductivity type; A second impurity region to which an impurity element of one conductivity type is added, which is in contact with the first impurity region, while the second n-channel type TFT includes a second semiconductor film and a second gate electrode. A third impurity region overlapped with the second gate electrode and doped with an impurity element of one conductivity type;
The gate electrode and the second gate electrode are preferably formed of a first conductive film and a second conductive film formed inside the first conductive film.

【0015】上記TFTの構成において、一導電型の不
純物元素が添加された第1の不純物領域の該不純物元素
の濃度は2×1016〜1×1018/cm3であり、一導電型
の不純物元素が添加された第2の不純物領域の該不純物
元素の濃度は1×1017〜5×1018/cm3であり、一導
電型の不純物元素が添加された第3の不純物領域の該不
純物元素の濃度は5×1017〜5×1019/cm3であり、
かつ、一導電型の不純物元素が添加された第2の不純物
領域の該不純物元素の濃度は、一導電型の不純物元素が
添加された第1の不純物領域の該不純物元素の濃度より
も高く、かつ、前記一導電型の不純物元素が添加された
第3の不純物領域の該不純物元素の濃度よりも低い関係
を満たすことが望ましい。
In the structure of the TFT, the concentration of the impurity element in the first impurity region to which the impurity element of one conductivity type is added is 2 × 10 16 to 1 × 10 18 / cm 3 . The concentration of the impurity element in the second impurity region to which the impurity element is added is 1 × 10 17 to 5 × 10 18 / cm 3 , and the concentration of the impurity element in the third impurity region to which the one conductivity type impurity element is added is The concentration of the impurity element is 5 × 10 17 to 5 × 10 19 / cm 3 ,
In addition, the concentration of the impurity element in the second impurity region to which the impurity element of one conductivity type is added is higher than the concentration of the impurity element in the first impurity region to which the impurity element of one conductivity type is added, Further, it is preferable that the third impurity region to which the one conductivity type impurity element is added satisfy a relationship lower than the concentration of the impurity element.

【0016】また、上記TFTの作製方法は、基板上に
第1のnチャネル型TFTと第2のnチャネル型TFT
とを形成する半導体装置の作製方法において、基板上に
断熱層を形成する第1の工程と、断熱層上に第1の絶縁
層を形成する第2の工程と、第1の絶縁層上に非晶質構
造を有する半導体膜を形成する第3の工程と、非晶質構
造を有する半導体膜にレーザー光を照射して結晶構造を
有する半導体膜を形成する第4の工程と、結晶構造を有
する半導体膜から、島状に分離した第1の半導体膜と第
2の半導体膜とを形成する第5の工程と、第1の半導体
膜と第2の半導体膜の上方に第1の導電層と第2の導電
層とを重ねて形成する第6の工程と、第1の導電層と第
2の導電層とをエッチングして、端部にテーパー部を有
する複数の第1の形状の導電層を形成する第7の工程
と、複数の第1の形状の導電層を異方性エッチングし
て、第1の導電層の内側に第2の導電層が設けられた複
数の第2の形状の導電層を形成する第8の工程と、第1
の半導体膜に、一導電型の不純物元素を添加して、第2
の形状の導電層と重なる第1の不純物領域と、第2の形
状の導電層と重ならない第2の不純物領域を形成する第
9の工程と、第2の半導体膜に、一導電型の不純物元素
を添加して、第2の形状の導電層と重なる第3の不純物
領域を形成する第10の工程とを有することを特徴とし
ている。
Further, the above-mentioned TFT is manufactured by a method of forming a first n-channel TFT and a second n-channel TFT on a substrate.
A first step of forming a heat insulating layer on a substrate, a second step of forming a first insulating layer on the heat insulating layer, and a step of forming a first insulating layer on the heat insulating layer. A third step of forming a semiconductor film having an amorphous structure, a fourth step of irradiating the semiconductor film having an amorphous structure with a laser beam to form a semiconductor film having a crystalline structure, A fifth step of forming a first semiconductor film and a second semiconductor film separated into islands from the semiconductor film having the first semiconductor film and a first conductive layer above the first semiconductor film and the second semiconductor film; A sixth step of forming the first conductive layer and the second conductive layer by overlapping the first conductive layer and the second conductive layer; and forming a plurality of first shape conductive layers having a tapered portion at an end by etching the first conductive layer and the second conductive layer. A seventh step of forming a layer, and anisotropically etching the plurality of first-shape conductive layers to form a first conductive layer. An eighth step of the second conductive layer to form a conductive layer of the plurality of second shape provided in the first
A second conductivity type impurity element is added to the
A ninth step of forming a first impurity region overlapping the conductive layer having the shape of the second shape and a second impurity region not overlapping the conductive layer having the second shape; A tenth step of forming a third impurity region overlapping with the second shape conductive layer by adding an element.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】[実施形態1]レーザー結晶化法に
よる結晶質シリコン膜の結晶粒径が小さい原因は、溶融
後のシリコン層の冷却速度が速く、そのために核発生密
度が大きくなり、1つの結晶核からの十分な結晶成長が
阻害されているためであると考えられる。そこで、溶融
状態から固相状態へ変化する際に、シリコン層から下層
部の酸化シリコン層および基板への熱拡散を抑え、溶融
後のシリコン層の冷却速度を小さくすれば、粒径の大き
な結晶の形成が可能であると考えられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment 1] The crystal grain size of a crystalline silicon film obtained by a laser crystallization method is small because the cooling rate of a silicon layer after melting is high, so that the nucleation density becomes large. This is considered to be because sufficient crystal growth from one crystal nucleus was inhibited. Therefore, when changing from the molten state to the solid state, thermal diffusion from the silicon layer to the lower silicon oxide layer and the substrate is suppressed, and the cooling rate of the silicon layer after melting is reduced, so that a crystal having a large grain size can be obtained. Is thought to be possible.

【0018】図1は熱拡散を抑制することが可能な構成
を示し、本発明のレーザー結晶化法の概念を説明する図
である。基板101上には第1の絶縁膜102、断熱層
103、第2の絶縁膜104、非晶質半導体膜105が
形成される。第1及び第2の絶縁膜はシリコンの酸化
物、窒化物、またはそれらの混合物で形成する。好適に
は酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンから
選ばれる材料を選択する。断熱層はエチル(C25
基、プロピル(C38)基、ブチル(C410)基、ビ
ニル(C22)基、フェニル(C65)基、CF3基の
いずれかを含有する酸化シリコン膜で形成する。例え
ば、エチル基を含む酸化シリコン膜は、エチル基がシリ
コンのみと結合するので、シリコンのネットワーク結合
密度が低下し、熱拡散の速度を低下するものと考えられ
る。その他に、多孔質シリコン膜で形成しても良い。多
孔質シリコン膜は空孔が多数あるために熱拡散の速度が
低下する。
FIG. 1 shows a configuration capable of suppressing thermal diffusion, and is a view for explaining the concept of the laser crystallization method of the present invention. A first insulating film 102, a heat insulating layer 103, a second insulating film 104, and an amorphous semiconductor film 105 are formed over a substrate 101. The first and second insulating films are formed using silicon oxide, nitride, or a mixture thereof. Preferably, a material selected from silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride is selected. Heat insulation layer is ethyl (C 2 H 5 )
Oxide film containing any one of a group, a propyl (C 3 H 8 ) group, a butyl (C 4 H 10 ) group, a vinyl (C 2 H 2 ) group, a phenyl (C 6 H 5 ) group, and a CF 3 group Formed. For example, in a silicon oxide film containing an ethyl group, since the ethyl group bonds only to silicon, it is considered that the network bond density of silicon is reduced and the rate of thermal diffusion is reduced. Alternatively, it may be formed of a porous silicon film. Since the porous silicon film has a large number of holes, the speed of thermal diffusion is reduced.

【0019】非晶質半導体膜の材料は、非晶質シリコ
ン、非晶質シリコン・ゲルマニウム、非晶質シリコン・
カーバイトなどであり、プラズマCVD法などの気相成
長法やスパッタ法などで形成する。
The material of the amorphous semiconductor film is amorphous silicon, amorphous silicon germanium, amorphous silicon
It is a carbide or the like, and is formed by a vapor phase growth method such as a plasma CVD method or a sputtering method.

【0020】レーザー結晶化法では、照射するレーザー
光(またはレーザービーム)の条件を最適なものとする
ことにより半導体膜を加熱して溶融させ、結晶核の発生
密度とその結晶核からの結晶成長を制御している。適用
し得るレーザー光の照射条件は、レーザーエネルギー密
度、照射パルス数、パルス幅(照射時間)、繰り返し周
波数(冷却時間)、基板加熱温度などである。しかし、
基板加熱温度は500℃以下の温度において、結晶の大
粒径化にあまり寄与しないので積極的に利用されていな
い。
In the laser crystallization method, the semiconductor film is heated and melted by optimizing the conditions of the laser beam (or laser beam) to be irradiated, and the density of crystal nuclei generated and the crystal growth from the crystal nuclei Is controlling. Applicable laser light irradiation conditions include laser energy density, number of irradiation pulses, pulse width (irradiation time), repetition frequency (cooling time), substrate heating temperature, and the like. But,
Substrate heating temperatures below 500 ° C. are not actively used because they do not contribute much to increasing the crystal grain size.

【0021】図2は非晶質半導体膜111が形成された
基板110に線状レーザー光113が照射される様子を
示している。線状レーザー光は、通常膜が形成された面
から照射するが、反対の基板側から照射することもでき
る。レーザー光はシリンドリカルレンズ112によって
線状に集光するが、そのためには複数のシリンドリカル
レンズを組み合わせる必要がある(図2では省略してい
る)。照射する線状レーザー光の強度分布は、長手方向
(y方向)と幅方向(x方向)で均一なものとする。
FIG. 2 shows how the substrate 110 on which the amorphous semiconductor film 111 is formed is irradiated with linear laser light 113. The linear laser light is usually applied from the surface on which the film is formed, but may be applied from the opposite substrate side. The laser light is condensed linearly by the cylindrical lens 112, and for that purpose, it is necessary to combine a plurality of cylindrical lenses (omitted in FIG. 2). The intensity distribution of the linear laser light to be irradiated is uniform in the longitudinal direction (y direction) and the width direction (x direction).

【0022】図3はレーザー結晶化法で用いるレーザー
照射装置の構成の一例を示す図である。レーザー発振器
301にはエキシマレーザーやYAGレーザーなどが適
用される。ArF、KrF、XeClなどを用いるエキ
シマレーザーはいずれも波長400nm以下であり、エネ
ルギー密度の高いレーザー光を得ることができる。ダイ
オード励起のYAGレーザーも、高エネルギー密度のレ
ーザー光を高い発振周波数で得られる特徴があり、レー
ザー結晶化法に採用するのに適している。但し、この場
合には第2高調波(532nm)から第3高調波(355
nm)を用いる。また、YAGレーザーの類型として、Y
LFレーザー、YVO4レーザーを用いることもでき
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a laser irradiation apparatus used in the laser crystallization method. An excimer laser, a YAG laser, or the like is applied to the laser oscillator 301. Excimer lasers using ArF, KrF, XeCl, or the like have a wavelength of 400 nm or less, and can obtain laser light with high energy density. The diode-pumped YAG laser also has a feature that a laser beam having a high energy density can be obtained at a high oscillation frequency, and is suitable for use in a laser crystallization method. However, in this case, the second harmonic (532 nm) to the third harmonic (355 nm)
nm). As a type of YAG laser, YAG laser
An LF laser and a YVO 4 laser can also be used.

【0023】レーザー光発生装置301から照射される
レーザー光はビームエキスパンダー302、303によ
りレーザービームを一方向に広げられ、ミラー304に
よって反射する。そして、シリンドリカルレンズアレイ
305で分割され、シリンドリカルレンズ306、30
7によって、線幅100〜1000μmの線状ビームに
して、試料面に線状の照射領域310を形成するように
照射する。基板308はX方向、Y方向、θ方向に動作
可能なステージ309上に保持されている。そして、照
射領域310に対し、ステージ309が動くことによ
り、基板308の全面に渡ってレーザー光を照射するこ
とができる。このとき、基板308は大気雰囲気中に保
持しても良いし、減圧下または不活性ガス雰囲気中に保
持して結晶化を行っても良い。
The laser beam emitted from the laser beam generator 301 is expanded in one direction by beam expanders 302 and 303 and reflected by a mirror 304. Then, the light is divided by the cylindrical lens array 305, and the cylindrical lenses 306 and 30 are divided.
7, a linear beam having a line width of 100 to 1000 μm is irradiated so as to form a linear irradiation area 310 on the sample surface. The substrate 308 is held on a stage 309 that can operate in the X, Y, and θ directions. Then, by moving the stage 309 to the irradiation region 310, laser light can be irradiated over the entire surface of the substrate 308. At this time, the substrate 308 may be held in an air atmosphere, or may be held under reduced pressure or in an inert gas atmosphere for crystallization.

【0024】次に、図3のような構成のレーザー装置に
おいて、基板308を取り扱う装置の一例を図15を用
いて説明する。ステージ412に保持された基板413
は、処理室(A)418に設置され、図3で示したレー
ザー発振器411を発振源とする線状のレーザー光が照
射される。反応室内は図示されていない排気系またはガ
ス系により減圧状態または不活性ガス雰囲気とすること
ができ、半導体膜を汚染させることなく100〜450
℃まで加熱することができる加熱手段がステージ425
には設けられている。尚、ステージ425は図4で示す
ステージ412に対応するものである。
Next, an example of an apparatus for handling the substrate 308 in the laser apparatus having the configuration shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. Substrate 413 held on stage 412
Is installed in the processing chamber (A) 418, and is irradiated with linear laser light having the laser oscillator 411 shown in FIG. 3 as an oscillation source. The inside of the reaction chamber can be set in a reduced pressure state or an inert gas atmosphere by an exhaust system or a gas system (not shown), so that the semiconductor film does not contaminate the semiconductor film.
Stage 425 is a heating means capable of heating to ℃.
Are provided. The stage 425 corresponds to the stage 412 shown in FIG.

【0025】また、ステージ425はガイドレール42
1に沿って反応室内を移動することができ、基板の全面
に線状のレーザー光を照射することができる。レーザー
光は基板426の上面に設けられた図示されていない石
英製の窓から入射する。また、図15ではこの反応室4
18が仕切弁424を介してトランスファー室415と
接続されている。トランスファー室415にはその他に
仕切弁422を介してロード・アンロード室417、仕
切弁423を介して被膜を形成する処理室(B)416
が接続している。
The stage 425 is connected to the guide rail 42
1 can be moved in the reaction chamber, and the entire surface of the substrate can be irradiated with linear laser light. The laser light enters from a quartz window (not shown) provided on the upper surface of the substrate 426. In FIG. 15, the reaction chamber 4
Reference numeral 18 is connected to a transfer chamber 415 via a gate valve 424. In the transfer chamber 415, a load / unload chamber 417 via a gate valve 422 and a processing chamber (B) 416 for forming a coating via a gate valve 423.
Is connected.

【0026】ロード・アンロード室417には複数の基
板を保持することが可能なカセット419が設置され、
トランスファー室415に設けられた搬送手段420に
より基板を搬送する構成となっている。基板427'は
搬送中の基板を表す。処理室(B)416はプラズマC
VD法やスパッタ法などで半導体膜を形成するためのも
ので、基板加熱手段428、グロー放電発生手段429
の他に図示していないガス供給手段が設けられている。
In the load / unload chamber 417, a cassette 419 capable of holding a plurality of substrates is provided.
The substrate is transferred by the transfer means 420 provided in the transfer chamber 415. The substrate 427 ′ represents the substrate being transported. Processing chamber (B) 416 has plasma C
This is for forming a semiconductor film by a VD method, a sputtering method, or the like. The substrate heating means 428 and the glow discharge generating means 429
In addition, a gas supply unit (not shown) is provided.

【0027】図15では図示していないが、排気手段と
ガス供給手段をトランスファー室415、処理室(A)
415、処理室(B)416、ロード・アンロード室4
17に設けた構成とすることにより、半導体膜の形成と
レーザー光を用いた半導体膜の熱処理とを減圧下または
不活性ガス雰囲気中で連続して処理することができる。
Although not shown in FIG. 15, the exhaust means and the gas supply means are connected to the transfer chamber 415 and the processing chamber (A).
415, processing room (B) 416, loading / unloading room 4
With the configuration provided in 17, the formation of the semiconductor film and the heat treatment of the semiconductor film using laser light can be continuously performed under reduced pressure or in an inert gas atmosphere.

【0028】エキシマレーザーのパルス幅は数nsec〜数
十nsec、例えば30nsecであるので、パルス発振周波数
を30Hzとして照射すると、半導体膜はパルスレーザ
ー光により瞬時に加熱され、その加熱時間よりも遥かに
長い時間冷却されることになる。それより高い発振周波
数のYAGレーザーを用いたとしても、その関係に変わ
りはない。レーザー光の照射が終わった直後から始まる
冷却過程では、基板側と気相中に熱が拡散するが、媒質
の違いにより拡散速度は前者の方が支配的要因となる。
Since the pulse width of the excimer laser is several nanoseconds to several tens of nanoseconds, for example, 30 nanoseconds, when the pulse oscillation frequency is set to 30 Hz, the semiconductor film is instantaneously heated by the pulse laser light, and is much longer than the heating time. It will be cooled for a long time. Even if a YAG laser having a higher oscillation frequency is used, the relationship does not change. In the cooling process that starts immediately after the end of the laser beam irradiation, heat diffuses into the substrate and into the gas phase, but the former is the dominant factor in the diffusion speed due to the difference in the medium.

【0029】結晶化の過程を図1を用いて説明すると、
非晶質半導体膜105はパルス発振するレーザー光10
6の照射により加熱され一旦溶融状態となる。レーザー
光106が遮断された直後から冷却過程が始まり、固相
状態へと相変化するが、基板側への熱拡散は断熱層10
3により抑制される。即ち、断熱層103が無い場合と
比べ冷却速度は相対的に遅くなる。
The crystallization process will be described with reference to FIG.
The amorphous semiconductor film 105 has a pulsed laser beam 10
It is heated by the irradiation of No. 6 and once in a molten state. Immediately after the laser beam 106 is cut off, the cooling process starts, and the phase changes to a solid phase state.
3 to be suppressed. That is, the cooling rate is relatively slower than when the heat insulating layer 103 is not provided.

【0030】結晶核は溶融状態から固相状態へ移る冷却
過程で生成形成されるものと推定されている。その核発
生密度は、溶融状態の温度と冷却速度とに相関があり、
高温から急冷されると核発生密度が高くなる傾向が経験
的知見として得られている。結晶核は半導体膜と下地と
の界面付近に生成される。図1の場合、レーザー光の照
射条件と断熱層103の厚さを最適なものとすることに
より、溶融状態の温度とその冷却速度を制御することが
可能となり、結晶核107の発生数を抑え、大粒径の結
晶を成長させることができる。
It is presumed that crystal nuclei are formed and formed in a cooling process in which a transition from a molten state to a solid state occurs. The nucleation density has a correlation between the temperature in the molten state and the cooling rate,
Empirical knowledge has shown that the nucleation density tends to increase when quenched from a high temperature. Crystal nuclei are generated near the interface between the semiconductor film and the base. In the case of FIG. 1, by optimizing the irradiation conditions of the laser beam and the thickness of the heat insulating layer 103, the temperature in the molten state and the cooling rate thereof can be controlled, and the number of crystal nuclei 107 generated can be reduced. In addition, a crystal having a large grain size can be grown.

【0031】こうした意味から、断熱層の熱伝導率は
1.0W/m・K以下、好ましくは0.3W/m・K以下であるこ
とが望ましい。この断熱層の熱伝導率は、基板(石英基
板の場合1.4W/m・K)や、酸化シリコン(1〜2W/m・
K)と比べて非常に低いため、十分に半導体膜から基板
への熱拡散が抑えられる。
In this sense, the thermal conductivity of the heat insulating layer is desirably 1.0 W / m · K or less, preferably 0.3 W / m · K or less. The thermal conductivity of this heat-insulating layer can be measured using a substrate (1.4 W / m · K for a quartz substrate) or silicon oxide (1-2 W / m · K).
Since the temperature is very low as compared with K), thermal diffusion from the semiconductor film to the substrate can be sufficiently suppressed.

【0032】このようなメカニズムにより、レーザー結
晶化法で作製される結晶質半導体膜の結晶粒の大粒径化
が達成される。基板上に断熱層を介して作製される結晶
質半導体膜は、TFTの活性層などに利用することがで
きる。
By such a mechanism, the crystal grains of the crystalline semiconductor film produced by the laser crystallization method can be made larger. A crystalline semiconductor film formed over a substrate with a heat insulating layer interposed therebetween can be used as an active layer of a TFT.

【0033】[実施形態2]本発明のレーザー結晶化法に
よる結晶質半導体膜の作製方法の一例を図4を用いて説
明する。図4(A)において、基板201にはバリウム
ホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどの無
アルカリガラス基板や石英基板等を用いることができ
る。その他に、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレ
ート(PAr)、ポリエーテルサルフォン(PES)、
ポリエーテルテレフタレート(PET)などの有機樹脂
フィルムを用いることもできる。
[Embodiment 2] An example of a method for manufacturing a crystalline semiconductor film by the laser crystallization method of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 4A, an alkali-free glass substrate such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass, a quartz substrate, or the like can be used as the substrate 201. In addition, polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polyethersulfone (PES),
An organic resin film such as polyether terephthalate (PET) can also be used.

【0034】そして、基板101のTFTを形成する表
面に基板101からの不純物汚染を防ぐために、酸化シ
リコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜な
どの絶縁膜から成る第1の絶縁膜202を形成する。例
えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから
作製される酸化窒化シリコン膜を10〜200nm(好ま
しくは50〜100nm)の厚さに積層形成する。
Then, a first insulating film 202 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed on the surface of the substrate 101 on which the TFT is to be formed, in order to prevent impurity contamination from the substrate 101. I do. For example, a silicon oxynitride film formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O is formed by plasma CVD to a thickness of 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm).

【0035】次に、断熱層203をエチル(C25
基、プロピル(C38)基、ブチル(C410)基、ビ
ニル(C22)基、フェニル(C65)基、CF3基の
いずれかを含有する酸化シリコン膜で形成する。作製方
法は原料とする有機材料にも依存するが、気相法または
液相法を用いる。断熱層の膜厚は、100nm〜1000
nm(好ましくは、200〜500nm)とすることが望ま
しい。この膜厚を最適化することにより、レーザー結晶
化工程における冷却速度を制御する。100nmより薄い
場合には十分な断熱効果を得ることができない。また、
1000nmよりも厚いと、この上層に形成する半導体膜
にクラック(亀裂)などがはいるので好ましくない。第
2の絶縁層204は第1の絶縁層202と同様にして、
10〜100nmの厚さで形成する。
Next, the heat insulating layer 203 is made of ethyl (C 2 H 5 ).
Oxide film containing any one of a group, a propyl (C 3 H 8 ) group, a butyl (C 4 H 10 ) group, a vinyl (C 2 H 2 ) group, a phenyl (C 6 H 5 ) group, and a CF 3 group Formed. Although a manufacturing method depends on an organic material used as a raw material, a gas phase method or a liquid phase method is used. The thickness of the heat insulating layer is 100 nm to 1000
nm (preferably 200 to 500 nm). By optimizing this film thickness, the cooling rate in the laser crystallization step is controlled. If the thickness is less than 100 nm, a sufficient heat insulating effect cannot be obtained. Also,
If the thickness is more than 1000 nm, it is not preferable because cracks (cracks) are formed in the semiconductor film formed thereon. The second insulating layer 204 is similar to the first insulating layer 202,
It is formed with a thickness of 10 to 100 nm.

【0036】図4(B)に示すように、第2の絶縁膜2
04上には非晶質半導体膜205を10〜100nmの厚
さで形成する。非晶質半導体膜には、代表的には非晶質
シリコン膜を用いるが、その他に、非晶質シリコン・ゲ
ルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜
を適用しても良い。この非晶質半導体膜の成膜方法は、
プラズマCVD法やスパッタ法等の公知の方法を用いれ
ばよい。
As shown in FIG. 4B, the second insulating film 2
On the substrate 04, an amorphous semiconductor film 205 is formed with a thickness of 10 to 100 nm. Although an amorphous silicon film is typically used as the amorphous semiconductor film, a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon / germanium film may be used. The method for forming the amorphous semiconductor film is as follows.
A known method such as a plasma CVD method or a sputtering method may be used.

【0037】レーザー結晶の条件は実施者が適宣選択す
るものであるが、例えば、エキシマレーザーのパルス発
振周波数50Hzとし、レーザーエネルギー密度を200
〜400mJ/cm2(代表的には250〜350mJ/cm2)とす
る。そして光学系で集光した線状レーザー光を基板全面
に渡って照射する。この時の線状レーザー光の重ね合わ
せ率(オーバーラップ率)を80〜99%(好ましく
は、95〜99%)として行う。このようにして図4
(C)に示すように結晶質半導体膜207を得ることが
できる。
The conditions for the laser crystal are appropriately selected by the practitioner. For example, the pulse oscillation frequency of the excimer laser is set to 50 Hz, and the laser energy density is set to 200.
400400 mJ / cm 2 (typically 250 to 350 mJ / cm 2 ). Then, the linear laser light condensed by the optical system is irradiated over the entire surface of the substrate. The superposition rate (overlap rate) of the linear laser light at this time is set to 80 to 99% (preferably 95 to 99%). Thus, FIG.
A crystalline semiconductor film 207 can be obtained as shown in FIG.

【0038】[実施形態3]実施形態2で図4(A)に示
す断熱層203として、プラズマCVD法でTEOS
(Tetraethyl Ortho Silicate:Si(OC2H5)4)を用いて
作製する有機含有酸化シリコン膜を適用することができ
る。その作製方法の一例は、TEOSとO2とを混合
し、反応圧力20〜100Pa、基板温度200〜350
℃として、高周波(13.56MHz)電力密度0.1〜
0.5W/cm2でグロー放電を形成する。最適な作製条件
は実際に使用する装置の特性にも依存するが、基板温度
と電力密度を低下させて未分解のCxy結合を残留させ
ることにより有機含有酸化シリコン膜を形成することが
できる。
[Third Embodiment] In the second embodiment, as the heat insulating layer 203 shown in FIG.
An organic silicon oxide film formed using (Tetraethyl Ortho Silicate: Si (OC 2 H 5 ) 4 ) can be used. One example of the manufacturing method is to mix TEOS and O 2, and to react at a reaction pressure of 20 to 100 Pa and a substrate temperature of 200 to 350 Pa.
° C, high frequency (13.56 MHz) power density 0.1 ~
A glow discharge is formed at 0.5 W / cm 2 . Although the optimum manufacturing conditions also depend on the characteristics of the device to be actually used, it is necessary to lower the substrate temperature and power density to leave undecomposed C x H y bonds to form an organic-containing silicon oxide film. it can.

【0039】その他に、フェニル基含有の酸化シリコン
膜は、フェニルトリクロロシラン(PhSiCl3)と水(H
2O)の混合気体を60〜100℃に加熱した基板上に直
接形成して得ることができる。また、CF3基を含有す
る酸化シリコン膜は、CF3Si(CH3)3とオゾン(O3
の混合気体を300〜400℃に加熱した基板上に堆積
させることができる。 [実施形態4]実施形態2で断熱層203とする有機含有
酸化シリコン膜を、液相法で作製する一例を図5に示
す。原料505が入った容器501と、溶液506の入
った反応槽502をノズル504で連結する。溶液50
6中に基板508を含浸させておく。窒素をキャリアガ
スとしてマスフローコントローラ503で流量を制御
し、原料をバブリングして原料505を溶液506の入
った反応槽502に供給し、原料と溶液を反応させて基
板上に有機含有酸化シリコン膜を形成する。反応は溶液
506中のスターラーにより撹拌しながら行う。温度は
室温で行えば良い。
In addition, a phenyl group-containing silicon oxide film is made of phenyltrichlorosilane (PhSiCl 3 ) and water (H
The gas mixture 2 O) can be obtained by directly formed on a substrate heated to 60 to 100 [° C.. Further, a silicon oxide film containing CF3 groups, CF 3 Si (CH 3) 3 and ozone (O 3)
Can be deposited on a substrate heated to 300 to 400 ° C. [Embodiment 4] FIG. 5 shows an example in which an organic-containing silicon oxide film serving as a heat insulating layer 203 in Embodiment 2 is manufactured by a liquid phase method. A container 501 containing a raw material 505 and a reaction tank 502 containing a solution 506 are connected by a nozzle 504. Solution 50
6 is impregnated with the substrate 508. The flow rate is controlled by a mass flow controller 503 using nitrogen as a carrier gas, the raw material is bubbled and the raw material 505 is supplied to a reaction tank 502 containing a solution 506, and the raw material and the solution are reacted to form an organic-containing silicon oxide film on a substrate. Form. The reaction is carried out while stirring with a stirrer in the solution 506. The temperature may be set at room temperature.

【0040】原料は、エチルトリエトキシラン(CH3CH2
Si(OC2H5)3)、n−プロピルトリエトキシラン(CH3(CH
2)2Si(OC2H5)3)、n−ブチルトリエトキシラン(CH3(C
H2)3Si(OC2H5)3)、ビニルトリエトキシラン(CH2CHSi
(OC2H5)3)から選ばれる有機化合物の水溶液を用いる。
The raw material is ethyltriethoxysilane (CH 3 CH 2
Si (OC 2 H 5 ) 3 ), n-propyltriethoxysilane (CH 3 (CH 3
2) 2 Si (OC 2 H 5) 3), n- butyl triethoxysilane run (CH 3 (C
H 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 ), vinyltriethoxysilane (CH 2 CHSi
An aqueous solution of an organic compound selected from (OC 2 H 5 ) 3 ) is used.

【0041】溶液506はギ酸(HCOOH)とアンモニア
(NH4OH)を所定の濃度に調整した水溶液である。混合
比は適宣調整されるものであるが、その一例は、溶液量
400mlに対し、ギ酸1.5mol/l、アンモニア1.0m
ol/lを混合したものである。このような液相法の長所
は、低温で堆積可能であり分子構造を壊さずに皮膜を形
成できる点にある。しかしながら、堆積速度は遅く、4n
m/時間である。
The solution 506 is an aqueous solution prepared by adjusting formic acid (HCOOH) and ammonia (NH4OH) to a predetermined concentration. The mixing ratio is appropriately adjusted. One example is a solution volume of 400 ml, formic acid 1.5 mol / l, ammonia 1.0 m
ol / l. The advantage of such a liquid phase method is that the film can be deposited at a low temperature and a film can be formed without breaking the molecular structure. However, the deposition rate is slow, 4n
m / hour.

【0042】[実施形態5]断熱層は有機含有酸化シリコ
ンで形成する他に、多孔質シリコンで形成することもで
きる。その場合の作製例を図11を用いて説明する。図
11(A)において基板21はシリコン基板を用いる。
このシリコン基板はCZシリコン、FZシリコンなどの
半導体級に限定されず、太陽電池級(SOGグレード)
のシリコン基板を用いても良い。また、ガラス基板や石
英基板上にシリコン膜を形成したもので代用することも
可能である。
[Embodiment 5] The heat insulating layer can be formed of porous silicon in addition to the organic insulating silicon oxide. An example of such a case will be described with reference to FIGS. In FIG. 11A, a silicon substrate is used as the substrate 21.
This silicon substrate is not limited to a semiconductor grade such as CZ silicon or FZ silicon, but is a solar cell grade (SOG grade).
May be used. Further, a silicon film formed on a glass substrate or a quartz substrate can be used instead.

【0043】多孔質シリコン層はシリコン基板を陽極化
成することによって容易に作製することができる。陽極
化成液はフッ酸(HF)とエタノールを1対1の割合で
混合したものを用い、電流密度は1〜200mA/cm2とし
て行う。多孔質シリコン層は1〜5μmで形成する。こ
うして基板210に多孔質シリコン層から成る断熱層2
12を形成する。
The porous silicon layer can be easily produced by anodizing a silicon substrate. The anodizing solution used is a mixture of hydrofluoric acid (HF) and ethanol at a ratio of 1: 1 and the current density is 1 to 200 mA / cm 2 . The porous silicon layer is formed at 1 to 5 μm. Thus, the heat insulating layer 2 composed of the porous silicon layer is formed on the substrate 210.
12 is formed.

【0044】多孔質シリコンで形成した断熱層212の
表面には約1011個/cm2の空孔があるので、この上に
シリコン層213を形成して平坦化する。シリコン層2
13はCVD法で作製する。最初に900〜1040℃
で水素中熱処理を行い、続いて10〜200nmのシリコ
ン膜を堆積する。水素中熱処理により空孔がなくなり、
シリコン層がエピタキシャル成長することにより表面を
平坦化することができる。さらに、絶縁層214を形成
するが、これは熱CVD法やプラズマCVD法で酸化シ
リコン膜を堆積しても良いし、シリコン層213を熱酸
化して形成しても良い。厚さは10〜100nmとする。
Since the surface of the heat insulating layer 212 made of porous silicon has about 10 11 holes / cm 2 , a silicon layer 213 is formed thereon and flattened. Silicon layer 2
13 is manufactured by a CVD method. 900-1040 ° C first
Heat treatment in hydrogen is performed, and then a silicon film of 10 to 200 nm is deposited. Voids disappear by heat treatment in hydrogen,
The surface can be planarized by epitaxially growing the silicon layer. Further, an insulating layer 214 is formed. A silicon oxide film may be deposited by a thermal CVD method or a plasma CVD method, or the insulating layer 214 may be formed by thermally oxidizing the silicon layer 213. The thickness is 10 to 100 nm.

【0045】そして、して絶縁層214上に実施形態2
と同様に非晶質半導体膜215を10〜100nmの厚さ
で形成する。そして、レーザー光216を照射して非晶
質半導体膜215の結晶化を行う(図11(B))。こ
のようにして図11(C)に示すように結晶質半導体膜
217を得ることができる。
Then, the second embodiment is formed on the insulating layer 214.
Similarly, the amorphous semiconductor film 215 is formed with a thickness of 10 to 100 nm. Then, the amorphous semiconductor film 215 is crystallized by irradiation with laser light 216 (FIG. 11B). Thus, the crystalline semiconductor film 217 can be obtained as shown in FIG.

【0046】[0046]

【実施例】[実施例1]本発明のレーザー結晶化法を用い
て作製される結晶化半導体膜から表示装置を作製する実
施例を説明する。ここでは、画素領域の画素TFT及び
保持容量と、画素領域の周辺に設けられる駆動回路のT
FTを同時に作製する方法について図面を参酌しながら
説明する。
[Example 1] An example of manufacturing a display device from a crystallized semiconductor film manufactured by using the laser crystallization method of the present invention will be described. Here, the pixel TFT and the storage capacitor in the pixel region and the T of the driving circuit provided around the pixel region are used.
A method for simultaneously manufacturing FTs will be described with reference to the drawings.

【0047】図6(A)において、基板601にはコー
ニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに
代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケ
イ酸ガラスなどのガラス基板の他に、ポリエチレンテレ
フタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(P
EN)、ポリエーテルサルフォン(PES)など光学的
異方性を有しないプラスチック基板を用いることができ
る。ガラス基板を用いる場合には、ガラス歪み点よりも
10〜20℃程度低い温度であらかじめ熱処理しておい
ても良い。そして、基板101のTFTを形成する表面
に基板601からの不純物拡散を防ぐために、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜など
の絶縁膜から成る第1の絶縁膜602を形成する。例え
ば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作
製される酸化窒化シリコン膜を10〜100nmの厚さに
形成し、第1の絶縁膜602とする。
In FIG. 6A, a substrate 601 is made of a glass substrate such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass typified by Corning # 7059 glass or # 1737 glass, etc., and polyethylene terephthalate (PET). ), Polyethylene naphthalate (P
EN), a plastic substrate having no optical anisotropy such as polyethersulfone (PES) can be used. When a glass substrate is used, heat treatment may be performed in advance at a temperature lower by about 10 to 20 ° C. than the glass strain point. Then, a first insulating film 602 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed on a surface of the substrate 101 where a TFT is to be formed, in order to prevent impurity diffusion from the substrate 601. For example, a silicon oxynitride film formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O with a thickness of 10 to 100 nm by a plasma CVD method is used as the first insulating film 602.

【0048】酸化窒化シリコン膜は平行平板型のプラズ
マCVD法を用いて形成する。酸化窒化シリコン膜は、
SiH4を10SCCM、NH3を100SCCM、N2Oを20S
CCMとして反応室に導入し、基板温度325℃、反応圧
力40Pa、放電電力密度0.41W/cm2、放電周波数6
0MHzとする。
The silicon oxynitride film is formed by using a parallel plate type plasma CVD method. Silicon oxynitride film
10 SCCM for SiH 4 , 100 SCCM for NH 3 , 20 S for N 2 O
It was introduced into the reaction chamber as CCM, the substrate temperature was 325 ° C., the reaction pressure was 40 Pa, the discharge power density was 0.41 W / cm 2 , and the discharge frequency was 6
0 MHz.

【0049】断熱層603は有機含有酸化シリコン膜で
100nm〜1000nm(好ましくは、200〜500n
m)の厚さに形成する。有機含有酸化シリコン膜は実施
形態2または3に示す方法で形成すれば良い。或いは、
実施形態5で示す多孔質シリコン層を用いても良い。そ
して、第2の絶縁層604は第1の絶縁層602と同様
にして、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜で1
0〜100nmの厚さで形成する。
The heat insulating layer 603 is an organic-containing silicon oxide film having a thickness of 100 nm to 1000 nm (preferably 200 to 500 nm).
m). The organic-containing silicon oxide film may be formed by the method described in Embodiment Mode 2 or 3. Or,
The porous silicon layer described in Embodiment Mode 5 may be used. Then, similarly to the first insulating layer 602, the second insulating layer 604 is formed using a silicon oxide film or a silicon oxynitride film.
It is formed with a thickness of 0 to 100 nm.

【0050】次に、10〜100nm(好ましくは30〜
60nm)の厚さで非晶質構造を有する半導体膜605
を、プラズマCVD法やスパッタ法などの公知の方法で
形成する。代表的には、プラズマCVD法で非晶質シリ
コン膜を55nmの厚さに形成する。また、第2の絶縁膜
604と非晶質シリコン膜605とを連続形成すること
も可能である。例えば、前述のように酸化窒化シリコン
膜を成膜後、反応ガスをSiH4、N2O、H2からSi
4とH2或いはSiH4のみに切り替えれば、大気雰囲
気に晒すことなく連続して形成できる。その結果、この
界面での汚染を防ぐことが可能となり、作製するTFT
の特性バラツキやしきい値電圧の変動を低減させること
ができる。
Next, 10 to 100 nm (preferably 30 to 100 nm)
Semiconductor film 605 having a thickness of 60 nm and having an amorphous structure
Is formed by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method. Typically, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 55 nm by a plasma CVD method. Further, the second insulating film 604 and the amorphous silicon film 605 can be formed continuously. For example, after forming a silicon oxynitride film as described above, the reaction gas is changed from SiH 4 , N 2 O, H 2 to Si.
If only H 4 and H 2 or only SiH 4 are used, they can be formed continuously without exposure to the atmosphere. As a result, it is possible to prevent contamination at this interface, and to fabricate the TFT
And variations in threshold voltage can be reduced.

【0051】図6(B)で示す結晶化の工程はレーザー
結晶化法で行う。パルス発振型のエキシマレーザーに代
表されるガスレーザーや、YAGレーザー、YVO4
ーザーに代表される固体レーザーを用いる。これらのレ
ーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射され
たレーザー光を光学系で線状または長方形状または矩形
状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。非
晶質半導体膜に対するレーザーの照射条件は実施者が適
宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場
合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギ
ー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜3
00mJ/cm2)とする。また、YAGレーザーを用いる場
合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10
kHzとし、レーザーエネルギー密度を300〜600
mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良
い。そして幅100〜1000μm、例えば400μm
で線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射
し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバー
ラップ率)を80〜98%として行う。
The crystallization step shown in FIG. 6B is performed by a laser crystallization method. A gas laser typified by a pulse oscillation type excimer laser, or a solid laser typified by a YAG laser or a YVO 4 laser is used. In the case of using these lasers, a method in which laser light emitted from a laser oscillator is condensed into a linear shape, a rectangular shape, or a rectangular shape by an optical system, and the semiconductor film is irradiated with the light is preferably used. Laser irradiation conditions for the amorphous semiconductor film are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is set to 30 Hz, and the laser energy density is set to 100 to 400 mJ / cm2 (typically 200 to 400 mJ / cm2). ~ 3
00mJ / cm2). When a YAG laser is used, its second harmonic is used to generate a pulse oscillation frequency of 1 to 10.
kHz and laser energy density between 300 and 600
mJ / cm2 (typically 350 to 500 mJ / cm2) is good. And a width of 100 to 1000 μm, for example 400 μm
The laser beam condensed linearly is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition rate (overlap rate) of the linear laser light at this time is set to 80 to 98%.

【0052】このレーザー結晶化法により作製される結
晶質半導体膜607は複数の結晶粒が集合した多結晶構
造を有する。しかし、断熱層603を設けたことの効果
により、結晶粒のそれぞれは大粒径化が図られている。
そのメカニズムは実施形態1を参照すれば良い。いずれ
にしても、パルスレーザー光の照射による半導体膜の溶
融と冷却の過渡的な過程において、断熱層603を設け
ることにより冷却過程を緩やかなものとすることによ
り、粒径の大きな結晶質シリコン膜を得ることができ
る。
The crystalline semiconductor film 607 manufactured by the laser crystallization method has a polycrystalline structure in which a plurality of crystal grains are gathered. However, due to the effect of the provision of the heat insulating layer 603, each of the crystal grains has a large grain size.
The first embodiment may be referred to for the mechanism. In any case, in the transitional process of melting and cooling the semiconductor film by the irradiation of the pulse laser beam, the cooling process is made slow by providing the heat insulating layer 603, so that the crystalline silicon film having a large grain size is obtained. Can be obtained.

【0053】そして、図6(C)に示すように光露光プ
ロセスによりレジストパターンを形成し、ドライエッチ
ングによって結晶質半導体膜607を島状に分割し、島
状の半導体膜608〜611を形成する。ドライエッチ
ングにはCF4とO2の混合ガスを用いる。ゲート絶縁膜
612はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚
さを40〜200nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成
する。プラズマCVD法でSiH4とN2Oの混合ガスか
ら作製される酸化窒化シリコン膜はゲート絶縁膜として
適した材料であり、80nmの厚さに形成しゲート絶縁膜
とする。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリ
コン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶
縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例え
ば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマCVD
法でTEOSとO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板
温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)
電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成するこ
とができる。このようにして作製される酸化シリコン膜
は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート
絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
Then, as shown in FIG. 6C, a resist pattern is formed by a light exposure process, the crystalline semiconductor film 607 is divided into islands by dry etching, and island-like semiconductor films 608 to 611 are formed. . For dry etching, a mixed gas of CF 4 and O 2 is used. The gate insulating film 612 is formed using a plasma CVD method or a sputtering method with a thickness of 40 to 200 nm and containing silicon. A silicon oxynitride film formed from a mixed gas of SiH 4 and N 2 O by a plasma CVD method is a material suitable for a gate insulating film, and is formed to a thickness of 80 nm to form a gate insulating film. Needless to say, the gate insulating film is not limited to such a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure. For example, when a silicon oxide film is used, plasma CVD
TEOS and O 2 are mixed by the method, the reaction pressure is 40 Pa, the substrate temperature is 300-400 ° C., and the high frequency (13.56 MHz)
It can be formed by discharging at a power density of 0.5 to 0.8 W / cm2. The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.

【0054】そして、ゲート絶縁膜612上にゲート電
極を形成するための第1の導電膜613と第2の導電膜
614とを形成する。本実施例で示すTFTのゲート電
極は2層構造で形成し、第1の導電膜613を窒化タン
タル(本明細書ではTaNと表記する)膜で50〜10
0nmの厚さに形成し、第2の導電膜614をタングステ
ン(W)膜で100〜300nmの厚さに形成する。
Then, a first conductive film 613 and a second conductive film 614 for forming a gate electrode are formed over the gate insulating film 612. The gate electrode of the TFT described in this embodiment is formed in a two-layer structure, and the first conductive film 613 is formed of a tantalum nitride (hereinafter, referred to as TaN) film of 50 to 10 nm.
The second conductive film 614 is formed with a thickness of 100 to 300 nm using a tungsten (W) film.

【0055】TaN膜は、後の工程で熱処理を行うこと
を念頭におくと、熱安定性の高い優れた材料である。W
膜はWをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その
他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD
法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極
として使用するためには低抵抗化を図る必要がある。W
膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることが
できるが、W中に酸素などの不純物元素が多い場合には
結晶化が阻害され高抵抗化する。Wのターゲットには純
度99.9999%のものを用い、さらに成膜時に気相
中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を
形成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現す
ることができる。
The TaN film is an excellent material having high thermal stability, considering that heat treatment will be performed in a later step. W
The film is formed by a sputtering method using W as a target. Thermal CVD using tungsten hexafluoride (WF 6 )
It can also be formed by a method. In any case, it is necessary to reduce the resistance in order to use it as a gate electrode. W
The resistivity of the film can be reduced by enlarging the crystal grains. However, when there are many impurity elements such as oxygen in W, crystallization is inhibited and the resistance is increased. A W target having a purity of 99.9999% is used, and a W film is formed with sufficient care so as not to mix impurities from the gas phase during film formation, thereby realizing a resistivity of 9 to 20 μΩcm. can do.

【0056】次に図7(A)に示すように、レジストに
よるマスク615を形成し第1のエッチング処理を行
う。エッチング方法に限定はないが、好適にはICP
(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)
エッチング装置を用いる。エッチング用ガスにはCF4
とCl2を用い、0.5〜2Pa、好ましくは1Paの圧力
でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を
投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板側
(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MHz)電力
を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧が印加された
状態で行う。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及び
Ta膜とも同程度の速度でエッチングすることがででき
る。
Next, as shown in FIG. 7A, a mask 615 made of a resist is formed and a first etching process is performed. There is no limitation on the etching method, but preferably ICP
(Inductively Coupled Plasma)
An etching device is used. CF 4 for etching gas
And Cl 2 at a pressure of 0.5 to 2 Pa, preferably 1 Pa, and an RF (13.56 MHz) power of 500 W is applied to the coil-type electrode to generate plasma and perform etching. 100 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and the operation is performed in a state where a substantially negative self-bias voltage is applied. When CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the Ta film can be etched at the same speed.

【0057】第1のエッチング処理では、第1の導電層
及び第2の導電層の端部がテーパー形状となるように加
工する。テーパー部の角度は15〜45°とする。しか
し、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングす
るためには、10〜20%程度の割合でエッチング時間
を増加させるオーバーエッチング処理をすると良い。W
膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表
的には3)であるので、オーバーエッチング処理によ
り、酸化窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程
度エッチングされる。こうして、第1のエッチング処理
により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状
の導電層616〜620(第1の導電層616a〜62
0aと第2の導電層616b〜620b)を形成する。
In the first etching treatment, the first conductive layer and the second conductive layer are processed so that the end portions have a tapered shape. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °. However, in order to perform etching without leaving any residue on the gate insulating film, an over-etching process in which the etching time is increased by about 10 to 20% is preferably performed. W
Since the selectivity of the silicon oxynitride film to the film is 2 to 4 (typically 3), the exposed surface of the silicon oxynitride film is etched by about 20 to 50 nm by the over-etching process. Thus, by the first etching process, the first shape conductive layers 616 to 620 (the first conductive layers 616 a to 616) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed.
0a and the second conductive layers 616b to 620b).

【0058】次に図7(B)に示すように第2のエッチ
ング処理を行う。ICPエッチング装置を用い、エッチ
ングガスにCF4とCl2とO2を混合して、1Paの圧力
でコイル型の電極に500WのRF電力(13.56MHz)を供
給してプラズマを生成する。基板側(試料ステージ)に
は50WのRF(13.56MHz)電力を投入し、第1のエッ
チング処理に比べ低い自己バイアス電圧となるようにす
る。このような条件によりW膜を異方性エッチングし、
かつ、それより遅いエッチング速度でTaN膜を異方性
エッチングして第2の形状の導電層621〜625(第
1の導電層621a〜625aと第2の導電層621b〜
625b)を形成する。626はゲート絶縁膜であり、
第2の形状の導電層621〜625で覆われない領域
は、第1のエッチング処理と第2のエッチング処理によ
り40〜80nm程度エッチングされ薄くなった領域が形
成される。
Next, a second etching process is performed as shown in FIG. Using an ICP etching apparatus, CF 4 , Cl 2, and O 2 are mixed in an etching gas, and RF power (13.56 MHz) of 500 W is supplied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma. An RF (13.56 MHz) power of 50 W is applied to the substrate side (sample stage) so that the self-bias voltage is lower than that in the first etching process. Under such conditions, the W film is anisotropically etched,
In addition, the TaN film is anisotropically etched at a lower etching rate to form second shape conductive layers 621 to 625 (first conductive layers 621a to 625a and second conductive layers 621b to 621b).
625b). 626 is a gate insulating film,
Regions that are not covered by the second shape conductive layers 621 to 625 are thinned by approximately 40 to 80 nm by the first etching process and the second etching process.

【0059】nチャネル型TFTおよびpチャネル型T
FTの不純物領域の形成は、第2の形状の導電層を利用
して自己整合的に形成する。nチャネル型TFTには濃
度の異なる2種類の不純物領域を形成する。図7(C)
は第1のドーピング処理(高加速電圧低ドーズ量の条
件)でn型を付与する不純物元素を添加して、第1の導
電層621a〜625aと重なる第1の不純物領域62
7〜630を形成する工程を示す。この場合、第1の不
純物領域627〜630の外側には第2の不純物領域6
31〜634が形成される。ドーピング処理の方法は、
イオンドープ法やイオン注入法などにより行う。n型を
付与する不純物元素は、周期律表第15族の元素であ
り、代表的にはリン(P)または砒素(As)を用い
る。添加される不純物元素の濃度は第1の不純物領域に
おいて2×1016〜1×1018/cm3となるようにする。
また、第2の不純物領域においては、1×1017〜5×
1018/cm3となるようにする。
An n-channel TFT and a p-channel TFT
The FT impurity region is formed in a self-aligned manner using the second shape conductive layer. Two types of impurity regions having different concentrations are formed in the n-channel TFT. FIG. 7 (C)
Is formed by adding an impurity element imparting n-type in a first doping process (a condition of a high acceleration voltage and a low dose) to form a first impurity region 62 overlapping with the first conductive layers 621a to 625a.
7 shows a step of forming 7 to 630. In this case, the second impurity region 6 is located outside the first impurity regions 627 to 630.
31 to 634 are formed. The doping method is
This is performed by an ion doping method or an ion implantation method. The impurity element imparting n-type is an element belonging to Group 15 of the periodic table, and typically uses phosphorus (P) or arsenic (As). The concentration of the added impurity element is set to 2 × 10 16 to 1 × 10 18 / cm 3 in the first impurity region.
In the second impurity region, 1 × 10 17 to 5 ×
It should be 10 18 / cm 3 .

【0060】次に、図8(A)に示すようにレジストに
よるマスク635を形成する。このマスクは画素TFT
と駆動回路の内サンプリング回路のnチャネル型TFT
のソース及びドレイン領域を確定するために形成する。
第2のドーピング処理は駆動回路のnチャネル型TFT
に第3の不純物領域636を形成するために行う。第3
の不純物領域636に添加されるn型を付与する不純物
元素の濃度は5×10 17〜5×1019/cm3となるように
する。さらに、第3のドーピング処理を行い、n型を付
与する不純物元素が1×1020〜1×1021/cm3濃度で
添加される第4の不純物領域637〜639を形成す
る。
Next, as shown in FIG.
A mask 635 is formed. This mask is a pixel TFT
And n-channel TFT of the sampling circuit in the driving circuit
Is formed in order to determine the source and drain regions.
The second doping process is an n-channel TFT of a driving circuit.
To form a third impurity region 636. Third
Impurity imparting n-type added to impurity region 636
Element concentration is 5 × 10 17~ 5 × 1019/cmThreeSo that
I do. Further, a third doping process is performed to add an n-type.
The impurity element to be given is 1 × 1020~ 1 × 10twenty one/cmThreeBy concentration
Forming fourth impurity regions 637 to 639 to be added;
You.

【0061】pチャネル型TFTに対するの不純物領域
の形成は、図8(B)で示す様に、レジストのマスク6
40をnチャネル型TFTが形成される領域を保護する
ように形成し、第4のドーピング処理によりp型を付与
する不純物元素が添加された第5の不純物領域641、
642を形成する。p型を付与する不純物元素は、周期
律表第13族の元素であり、代表的にはボロン(B)を
用いる。
As shown in FIG. 8B, the formation of the impurity region for the p-channel TFT is performed by using a resist mask 6.
40 is formed so as to protect a region where an n-channel TFT is formed, and a fifth impurity region 641 to which an impurity element imparting p-type is added by a fourth doping process is formed.
642. The impurity element imparting p-type is an element belonging to Group 13 of the periodic table, and typically boron (B) is used.

【0062】図8(C)に示すように、ゲート電極およ
びゲート絶縁膜上から第1の層間絶縁膜463を形成す
る。第1の層間絶縁膜は酸化シリコン膜、酸化窒化シリ
コン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた
積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第1の層間絶
縁膜643は無機絶縁物材料から形成し、膜中に5〜3
0原子%、好ましくは15〜25原子%の水素が含有さ
せておくと良い。第1の層間絶縁膜643の膜厚は10
0〜200nmとする。酸化シリコン膜を用いる場合に
は、プラズマCVD法で、TEOSとO2とを混合し、
反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周
波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放
電させて形成する。酸化窒化シリコン膜を用いる場合に
は、プラズマCVD法でSiH4、N2O、NH3から作
製される酸化窒化シリコン膜、またはSiH4、N2Oか
ら作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。こ
の場合の作製条件は反応圧力20〜200Pa、基板温度
300〜400℃とし、高周波(60MHz)電力密度
0.1〜1.0W/cm2で形成することができる。また、
SiH4、N2O、H2から作製される酸化窒化水素化シ
リコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプ
ラズマCVD法でSiH4、NH3から作製することが可
能である。
As shown in FIG. 8C, a first interlayer insulating film 463 is formed on the gate electrode and the gate insulating film. The first interlayer insulating film may be formed using a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or a stacked film combining these. In any case, the first interlayer insulating film 643 is formed from an inorganic insulating material, and 5 to 3
0 atomic%, preferably 15 to 25 atomic% of hydrogen is preferably contained. The thickness of the first interlayer insulating film 643 is 10
0 to 200 nm. When a silicon oxide film is used, TEOS and O 2 are mixed by a plasma CVD method,
It is formed by discharging at a reaction pressure of 40 Pa, a substrate temperature of 300 to 400 ° C., and a high frequency (13.56 MHz) power density of 0.5 to 0.8 W / cm 2. In the case of using a silicon oxynitride film, a silicon oxynitride film formed from SiH 4 , N 2 O, and NH 3 by a plasma CVD method or a silicon oxynitride film formed from SiH 4 and N 2 O is used. Good. The manufacturing conditions in this case are a reaction pressure of 20 to 200 Pa, a substrate temperature of 300 to 400 ° C., and a high frequency (60 MHz) power density of 0.1 to 1.0 W / cm 2 . Also,
SiH4, N 2 O, may be applied hydrogenated silicon oxynitride film formed from H 2. Similarly, a silicon nitride film can be formed from SiH 4 and NH 3 by a plasma CVD method.

【0063】その後、それぞれの濃度で添加したn型ま
たはp型を付与する不純物元素を活性化する工程を行
う。この工程はファーネスアニール炉を用いて加熱処理
を行っても良いし、レーザーアニール法で行っても良
い。加熱処理で行う場合には酸素濃度が1ppm以下、好
ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜70
0℃、代表的には400〜550℃で行うものであり、
本実施例では500℃で1時間の加熱処理を行う。この
加熱処理により、第1の層間絶縁膜643が含有する水
素が半導体膜中に拡散し、同時に水素化を行うこともで
きる。また、基板601に耐熱温度が低いプラスチック
基板を用いる場合には、レーザーアニール法を適用する
ことが好ましい。
Thereafter, a step of activating the n-type or p-type impurity element added at each concentration is performed. In this step, heat treatment may be performed using a furnace annealing furnace, or may be performed by a laser annealing method. When heat treatment is performed, the oxygen concentration is 400 to 70 ppm in a nitrogen atmosphere of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
0 ° C., typically at 400 to 550 ° C.,
In this embodiment, heat treatment is performed at 500 ° C. for one hour. By this heat treatment, hydrogen contained in the first interlayer insulating film 643 is diffused into the semiconductor film, and hydrogenation can be performed at the same time. In the case where a plastic substrate having a low heat-resistant temperature is used as the substrate 601, a laser annealing method is preferably applied.

【0064】また、加熱処理を行った後で、3〜100
%の水素を含む雰囲気中において300〜450℃で1
〜12時間の熱処理を行って、半導体膜を水素化しても
良い。いずれにしても、水素化の目的は半導体膜にある
1016〜1018/cm3のダングリングボンドを水素で補償
してその密度を低減させることにある。水素化の他の手
段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された
水素を用いる)を行っても良い。
After the heat treatment, 3 to 100
% At 300-450 ° C in an atmosphere containing 1% hydrogen.
The semiconductor film may be hydrogenated by performing heat treatment for up to 12 hours. In any case, the purpose of hydrogenation is to reduce the density by compensating dangling bonds of 10 16 to 10 18 / cm 3 in the semiconductor film with hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

【0065】第2の層間絶縁膜644は、有機絶縁物材
料を用い1.0〜2.0μmの平均厚で形成する。有機
樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミ
ド、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)
等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱
重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリー
ンオーブンを用い300℃で焼成して形成する。また、
アクリルを用いる場合には、2液性のものを用い、主材
と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗
布した後、ホットプレートで80℃60秒の予備加熱を
行い、さらにクリーンオーブンを用い250℃で60分
焼成して形成することができる。
The second interlayer insulating film 644 is formed using an organic insulating material and has an average thickness of 1.0 to 2.0 μm. Organic resin materials include polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, and BCB (benzocyclobutene)
Etc. can be used. For example, in the case of using a polyimide of a type which is thermally polymerized after being applied to a substrate, it is formed by firing at 300 ° C. using a clean oven. Also,
In the case of using acrylic, a two-pack type is used, after mixing the main material and the curing agent, applying the whole surface of the substrate using a spinner, and then performing preheating at 80 ° C. for 60 seconds on a hot plate. It can be formed by firing at 250 ° C. for 60 minutes using a clean oven.

【0066】このように、層間絶縁膜を有機絶縁物材料
で形成することにより、表面を良好に平坦化させること
ができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いの
で、寄生容量を低減することができる。しかし、吸湿性
があり保護膜としては適さないので、本実施例のよう
に、保護絶縁膜146として形成した酸化シリコン膜、
酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせ
て用いる必要がある。
As described above, the surface can be satisfactorily planarized by forming the interlayer insulating film with the organic insulating material. In addition, since organic resin materials generally have a low dielectric constant, parasitic capacitance can be reduced. However, since it is hygroscopic and is not suitable as a protective film, as in this embodiment, a silicon oxide film formed as the protective insulating film 146,
It is necessary to use in combination with a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or the like.

【0067】その後、光露光プロセスにより所定のパタ
ーンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体膜に
形成されるソース領域またはドレイン領域に達するコン
タクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はド
ライエッチング法により行う。この場合、エッチングガ
スにCF4、O2、Heの混合ガスを用い有機樹脂材料か
ら成る第2の層間絶縁膜644をエッチングし、その
後、続いてエッチングガスをCF4、O2として第1の層
間絶縁膜643をエッチングする。さらに、島状半導体
膜との選択比を高めるために、エッチングガスをCHF
3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることによ
り、良好にコンタクトホールを形成することができる。
Thereafter, a resist mask having a predetermined pattern is formed by a light exposure process, and a contact hole reaching a source region or a drain region formed in each semiconductor film is formed. The formation of the contact hole is performed by a dry etching method. In this case, the second interlayer insulating film 644 made of organic resin material using a mixed gas of CF 4, O 2, He as an etching gas to etch, then followed by the etching gas as CF 4, O 2 first The interlayer insulating film 643 is etched. Further, in order to increase the selectivity with the island-like semiconductor film, the etching gas is CHF.
By switching to 3 and etching the gate insulating film, a contact hole can be formed favorably.

【0068】そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真
空蒸着法で形成し、光露光プロセスにより所定のパター
ンのレジストマスクを形成し、エッチングによってソー
ス配線及びドレイン配線645〜651を形成する。同
時に形成される652は画素電極として機能するもので
ある。図示していないが、本実施例ではこの電極を、T
i膜を50〜150nmの厚さで形成し、島状半導体膜の
ソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜とコンタ
クトを形成し、そのTi膜上に重ねてアルミニウム(A
l)を300〜400nmの厚さで形成して配線とする。
Then, a conductive metal film is formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method, a resist mask having a predetermined pattern is formed by a light exposure process, and a source wiring and a drain wiring 645 to 651 are formed by etching. 652 formed at the same time functions as a pixel electrode. Although not shown, in this embodiment, this electrode is
An i film is formed to a thickness of 50 to 150 nm, a contact is formed with the semiconductor film forming the source or drain region of the island-shaped semiconductor film, and aluminum (A) is superimposed on the Ti film.
1) is formed in a thickness of 300 to 400 nm to form a wiring.

【0069】この状態で300〜450℃で1〜12時
間の加熱処理(シンタリング)を行うと良好なオーミッ
ク接触を得ることができる。この加熱処理を水素雰囲気
中で行えば、水素化処理を兼ねることもできる(図8
(C))。
When heat treatment (sintering) is performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in this state, a good ohmic contact can be obtained. If this heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere, it can also serve as a hydrogenation treatment (FIG. 8).
(C)).

【0070】こうして、基板上に断熱層を設けて行うレ
ーザー結晶化法により作製される結晶質半導体膜を用
い、6枚のフォトマスクにより、駆動回路のTFTと画
素領域の画素TFTとを一体形成した基板を完成させる
ことができる。駆動回路660には第1のpチャネル型
TFT653、第1のnチャネル型TFT654、第2
のnチャネル型TFT657、画素領域661には画素
TFT658、保持容量659が形成されている。本明
細書では便宜上このような基板をアクティブマトリクス
基板と呼ぶ。
As described above, the TFT of the driving circuit and the pixel TFT of the pixel region are integrally formed by using six photomasks by using the crystalline semiconductor film formed by the laser crystallization method in which the heat insulating layer is provided on the substrate. The completed substrate can be completed. The driver circuit 660 includes a first p-channel TFT 653, a first n-channel TFT 654, a second
The pixel TFT 658 and the storage capacitor 659 are formed in the n-channel TFT 657 and the pixel region 661. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0071】駆動回路660の第1のpチャネル型TF
T653には、チャネル形成領域662、第5の不純物
領域から成るソースまたはドレイン領域663、664
を有したシングルドレインの構造で形成されている。し
かし、ソースまたはドレイン領域663は第1の導電層
621aと重なるように形成されている。
First p-channel type TF of drive circuit 660
T653 includes a channel formation region 662 and source or drain regions 663 and 664 each including a fifth impurity region.
Is formed in a single drain structure having However, the source or drain region 663 is formed so as to overlap with the first conductive layer 621a.

【0072】第1のnチャネル型TFT654はチャネ
ル形成領域665、ゲート電極である第2の導電層62
2aと重なる第3の不純物領域666、ゲート電極の外
側に形成される第4の不純物領域667を有している。
第3の不純物領域666はLDD(Lightly Doped Drai
n)領域であり、第4の不純物領域667はソース領域
またはドレイン領域として機能する領域である。特に、
第3の不純物領域666はゲート電極とオーバーラップ
するLDD領域(このようなLDD領域をLovと表記す
る)であり、GOLD(Gate Overlapped Drain)構造
とも呼ばれている。これによりホットキャリア効果によ
るTFTの劣化を防止することができ、10V以上の高
い電圧を印加してもきわめて安定した動作を得ることが
できる。
The first n-channel TFT 654 includes a channel formation region 665 and a second conductive layer 62 serving as a gate electrode.
There is a third impurity region 666 overlapping with 2a, and a fourth impurity region 667 formed outside the gate electrode.
The third impurity region 666 is an LDD (Lightly Doped Drai).
n) a region, and the fourth impurity region 667 is a region functioning as a source region or a drain region. In particular,
The third impurity region 666 is an LDD region overlapping with the gate electrode (such an LDD region is referred to as Lov), and is also called a GOLD (Gate Overlapped Drain) structure. Thus, deterioration of the TFT due to the hot carrier effect can be prevented, and extremely stable operation can be obtained even when a high voltage of 10 V or more is applied.

【0073】また、第2のnチャネル型TFT657は
チャネル形成領域668、ゲート電極である第2の導電
層623aと重なる第1の不純物領域669、ゲート電
極の外側に形成される第2の不純物領域670、第4の
不純物領域671を有している。第1の不純物領域66
9はLovであり、ホットキャリア効果によるTFTの劣
化を防止する。第2の不純物領域670はゲート電極と
オーバーラップしないLDD領域(このようなLDD領
域をLoffと表記する)であり、オフ電流を低減する効
果がある。
The second n-channel TFT 657 includes a channel forming region 668, a first impurity region 669 overlapping with the second conductive layer 623a serving as a gate electrode, and a second impurity region formed outside the gate electrode. 670 and a fourth impurity region 671. First impurity region 66
Reference numeral 9 denotes Lov, which prevents TFT deterioration due to the hot carrier effect. The second impurity region 670 is an LDD region which does not overlap with the gate electrode (such an LDD region is referred to as Loff), and has an effect of reducing off current.

【0074】画素TFT658には、チャネル形成領域
672、第1の不純物領域673、第2の不純物領域6
74、第4の不純物領域675を有している。図8
(C)では画素TFT658をダブルゲート構造で示し
たが、シングルゲート構造でも良いし、複数のゲート電
極を設けたマルチゲート構造としても差し支えない。さ
らに、容量配線625と、ゲート絶縁膜と同じ材料から
成る絶縁膜と、半導体膜678、679(679にはn
型を付与する不純物元素が添加されている)とから保持
容量659が形成されている。
The pixel TFT 658 includes a channel formation region 672, a first impurity region 673, and a second impurity region 6.
74, and a fourth impurity region 675. FIG.
(C) shows the pixel TFT 658 with a double gate structure, but may have a single gate structure or a multi-gate structure provided with a plurality of gate electrodes. Further, a capacitor wiring 625, an insulating film made of the same material as the gate insulating film, and semiconductor films 678 and 679 (n is 679 in 679)
(An impurity element imparting a mold is added) to form a storage capacitor 659.

【0075】第1の不純物領域から第4の不純物領域に
はn型を付与する不純物元素が添加されている。第1の
不純物領域には2×1016〜1×1018/cm3、第2の不
純物領域には1×1017〜5×1018/cm3、第3の不純
物領域には5×1017〜5×1019/cm3、第4の不純物
領域には1×1020〜1×1021/cm3の濃度で不純物元
素を添加する。第5の不純物領域はp型を付与する不純
物元素が添加され、第4の不純物領域よりも1.5〜3
倍の濃度で不純物元素を添加しておく。
The first to fourth impurity regions are doped with an impurity element imparting n-type. 2 × 10 16 to 1 × 10 18 / cm 3 for the first impurity region, 1 × 10 17 to 5 × 10 18 / cm 3 for the second impurity region, 5 × 10 18 / cm 3 for the third impurity region An impurity element is added at a concentration of 17 to 5 × 10 19 / cm 3 and a concentration of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 to the fourth impurity region. The fifth impurity region is doped with an impurity element imparting p-type, and is 1.5 to 3 times larger than the fourth impurity region.
The impurity element is added at twice the concentration.

【0076】第1の不純物領域と第3の不純物領域はL
ovであり、チャネル長方向の長さを0.5〜3μm、好
ましくは0.5〜1.5μmで形成する。この2つの不
純物領域において添加する不純物元素の濃度に違いを持
たせる理由は、前者はオフ電流の低減を考慮して可能な
限り低濃度で形成するのに対し、後者は電流駆動能力を
高めるためにオン電流を重視していることに由来してい
る。第2の不純物領域はLoffであり、チャネル長方向
の長さを0.5〜3μm、好ましくは1.0〜1.5μm
で形成する。
The first and third impurity regions are L
ov, and the length in the channel length direction is 0.5 to 3 μm, preferably 0.5 to 1.5 μm. The difference between the concentrations of the impurity elements to be added in the two impurity regions is that the former is formed at the lowest possible concentration in consideration of the reduction of off-current, while the latter is for improving the current driving capability. This is due to the emphasis on on-current. The second impurity region is Loff and has a length in the channel length direction of 0.5 to 3 μm, preferably 1.0 to 1.5 μm.
Formed.

【0077】第1のpチャネル型TFT653及び第1
のnチャネル型TFT654はシフトレジスタ回路やバ
ッファ回路などを形成する。第2のnチャネル型TFT
657はサンプリング回路に適用する。このように、ア
クティブマトリクス基板上に形成される各回路が要求す
る仕様に応じてTFTの構造を最適化しその動作性能と
信頼性を向上させることが可能となる。
The first p-channel TFT 653 and the first
The n-channel TFT 654 forms a shift register circuit, a buffer circuit, and the like. Second n-channel TFT
657 is applied to a sampling circuit. As described above, the structure of the TFT can be optimized in accordance with the specifications required by each circuit formed on the active matrix substrate, and the operation performance and reliability can be improved.

【0078】図9は画素部のほぼ一画素分を示す上面図
である。図中に示すA−A'断面が図8(C)に示す画
素部の断面図に対応している。画素TFT658のゲー
ト電極624は、図示されていないゲート絶縁膜を介し
てその下の島状半導体膜611と交差している。図示は
していないが、島状半導体膜611には、ソース領域、
ドレイン領域、LDD領域が形成されている。また、6
70はソース配線651とソース領域とのコンタクト
部、671は画素電極652とドレイン領域とのコンタ
クト部である。保持容量659は、画素TFT658の
ドレイン領域から延在する半導体膜とゲート絶縁膜を介
して容量配線625が重なる領域で形成されている。こ
こで示す構成は、画素電極652がソース配線やドレイ
ン配線と同じ材料で形成されており、即ち、反射型の表
示装置に適用可能なアクティブマトリクス基板を示して
いる。
FIG. 9 is a top view showing almost one pixel of the pixel portion. The cross section AA ′ shown in the drawing corresponds to the cross-sectional view of the pixel portion shown in FIG. The gate electrode 624 of the pixel TFT 658 intersects the underlying island-shaped semiconductor film 611 via a gate insulating film (not shown). Although not shown, the island-shaped semiconductor film 611 includes a source region,
A drain region and an LDD region are formed. Also, 6
70 is a contact portion between the source wiring 651 and the source region, and 671 is a contact portion between the pixel electrode 652 and the drain region. The storage capacitor 659 is formed in a region where a capacitor wiring 625 overlaps with a semiconductor film extending from a drain region of the pixel TFT 658 and a gate insulating film. The structure shown here is an active matrix substrate in which the pixel electrode 652 is formed using the same material as the source wiring and the drain wiring, that is, the active matrix substrate can be applied to a reflective display device.

【0079】[実施例2]実施例1で作製したアクティブ
マトリクス基板は反射型の表示装置に適用することがで
きる。一方、透過型の液晶表示装置とする場合には画素
部の各画素に設ける画素電極を透明電極で形成すれば良
い。本実施例では透過型の液晶表示装置に対応するアク
ティブマトリクス基板の作製方法について図14を用い
て説明する。
Embodiment 2 The active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 can be applied to a reflection type display device. On the other hand, in the case of a transmissive liquid crystal display device, a pixel electrode provided for each pixel in the pixel portion may be formed of a transparent electrode. In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate corresponding to a transmission type liquid crystal display device will be described with reference to FIGS.

【0080】アクティブマトリクス基板は実施例1と同
様に作製する。しかし、ソース配線及びドレイン配線を
形成する前に、第2の層間絶縁膜644上に透明導電膜
を形成し、画素電極680を形成する。その後、ソース
配線681及びドレイン配線682を形成する。ドレイ
ン配線682は画素電極680と重ね合わせてコンタク
ト部を形成する。ソース配線及びドレイン配線の一例
は、Ti膜を50〜150nmの厚さで形成し、島状半導
体膜のソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜と
コンタクトを形成し、そのTi膜上に重ねてAlを30
0〜400nmの厚さで形成して設ける。この構成にする
と、画素電極680はドレイン配線682を形成するT
i膜のみと接触することになる。その結果、透明導電膜
材料とAlとが反応するのを防止できる。
The active matrix substrate is manufactured in the same manner as in the first embodiment. However, before forming a source wiring and a drain wiring, a transparent conductive film is formed over the second interlayer insulating film 644 and a pixel electrode 680 is formed. After that, a source wiring 681 and a drain wiring 682 are formed. The drain wiring 682 overlaps with the pixel electrode 680 to form a contact portion. As an example of the source wiring and the drain wiring, a Ti film is formed with a thickness of 50 to 150 nm, a contact is formed with the semiconductor film forming the source or drain region of the island-shaped semiconductor film, and an Al film is formed on the Ti film. 30
It is formed and provided with a thickness of 0 to 400 nm. With this configuration, the pixel electrode 680 is connected to the T
It comes into contact with only the i film. As a result, it is possible to prevent the reaction between the transparent conductive film material and Al.

【0081】透明導電膜の材料は、酸化インジウム(I
23)や酸化インジウム酸化スズ合金(In23―S
nO2;ITO)などをスパッタ法や真空蒸着法などを
用いて形成して用いることができる。このような材料の
エッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特
にITOのエッチングは残渣が発生しやすいので、エッ
チング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛
合金(In23―ZnO)を用いても良い。酸化インジ
ウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ITOに対して
熱安定性にも優れているので、ドレイン配線169の端
面で接触するAlとの腐蝕反応を防止できる。同様に、
酸化亜鉛(ZnO)も適した材料であり、さらに可視光
の透過率や導電率を高めるためにガリウム(Ga)を添
加した酸化亜鉛(ZnO:Ga)などを用いることがで
きる。
The material of the transparent conductive film is indium oxide (I
n 2 O 3 ) and indium tin oxide alloy (In 2 O 3 —S
nO 2 ; ITO) or the like can be formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. The etching of such a material is performed using a hydrochloric acid-based solution. However, in particular, since etching of ITO easily generates residues, an indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO) may be used in order to improve the etching processability. Since the indium oxide zinc oxide alloy has excellent surface smoothness and excellent thermal stability with respect to ITO, it is possible to prevent a corrosion reaction with Al contacting at the end face of the drain wiring 169. Similarly,
Zinc oxide (ZnO) is also a suitable material, and zinc oxide (ZnO: Ga) to which gallium (Ga) is added to increase the transmittance and conductivity of visible light can be used.

【0082】このようにして、透過型の液晶表示装置に
対応したアクティブマトリクス基板を完成させることが
できる。本実施例では、実施例1と同様な工程として説
明したが、このような構成は実施例2や実施例3で示す
アクティブマトリクス基板に適用することができる。
Thus, an active matrix substrate corresponding to a transmission type liquid crystal display device can be completed. In the present embodiment, steps similar to those in the first embodiment have been described. However, such a configuration can be applied to the active matrix substrates described in the second and third embodiments.

【0083】[実施例3]本実施例では実施例1または実
施例2で作製したアクティブマトリクス基板から、アク
ティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を説明
する。図10に示すように、図8(C)の状態のアクテ
ィブマトリクス基板に柱状スペーサから成るスペーサを
形成する。スペーサは数μmの粒子を散布して設ける方
法でも良いが、ここでは基板全面に樹脂膜を形成した後
これをパターニングして形成する方法を採用する。この
ようなスペーサの材料に限定はないが、例えば、JSR
社製のNN700を用い、スピナーで塗布した後、露光
と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらに
クリーンオーブンなどで150〜200℃で加熱して硬
化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と
現像処理の条件によって形状を異ならせることができる
が、好ましくは、柱状スペーサ701、702の形状は
柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の
基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強
度を確保することができる。形状は円錐状、角錐状など
特別の限定はない。がその高さは使用する液晶材料にも
依存して、ネマチック液晶の場合には3〜8μm、スメ
チック液晶の場合には1〜4μmとなるようにする。
[Embodiment 3] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 or Embodiment 2 will be described. As shown in FIG. 10, a spacer composed of a columnar spacer is formed on the active matrix substrate in the state of FIG. 8C. The spacer may be provided by scattering particles of several μm, but here, a method of forming a resin film over the entire surface of the substrate and then patterning the resin film is adopted. Although the material of such a spacer is not limited, for example, JSR
After applying by a spinner using NN700 manufactured by KK, a predetermined pattern is formed by exposure and development. Further, it is cured by heating at 150 to 200 ° C. in a clean oven or the like. The shape of the spacer manufactured in this manner can be varied depending on the conditions of the exposure and the development processing. However, it is preferable that the shape of the columnar spacers 701 and 702 is columnar and the top is flat. When the substrates on the side are aligned, mechanical strength as a liquid crystal display device can be secured. The shape is not particularly limited, such as a conical shape or a pyramid shape. However, the height depends on the liquid crystal material used, and is 3 to 8 μm for a nematic liquid crystal, and 1 to 4 μm for a smectic liquid crystal.

【0084】柱状スペーサの配置は任意に決定すれば良
いが、好ましくは、図10で示すように、画素領域にお
いては画素電極652のコンタクト部671と重ねてそ
の部分を覆うように柱状スペーサ701を形成すると良
い。コンタクト部671は平坦性が損なわれこの部分で
は液晶がうまく配向しなくなるので、このようにしてコ
ンタクト部671にスペーサ用の樹脂を充填する形で柱
状スペーサ701を形成することでディスクリネーショ
ンなどを防止することができる。
The arrangement of the columnar spacers may be determined arbitrarily. Preferably, as shown in FIG. 10, in the pixel region, the columnar spacers 701 are overlapped with the contact portions 671 of the pixel electrodes 652 so as to cover the portions. It is good to form. Since the flatness of the contact portion 671 is impaired and the liquid crystal is not well aligned in this portion, the columnar spacer 701 is formed in such a manner that the contact portion 671 is filled with the resin for the spacer so that disclination and the like can be performed. Can be prevented.

【0085】その後、配向膜703を形成する。配向膜
にはポリイミド樹脂を用る。配向膜を形成した後、ラビ
ング処理を施して液晶分子がある一定のプレチルト角を
持って配向するようにする。画素領域に設けた柱状スペ
ーサ701の端部からラビング方向に対してラビングさ
れない領域が2μm以下となるようにする。また、ラビ
ング処理では静電気の発生がしばしば問題となるが、駆
動回路のTFT上にも柱状スペーサ702を形成してお
くと、スペーサとしての本来の役割と、静電気からTF
Tを保護する効果を得ることができる。
After that, an alignment film 703 is formed. A polyimide resin is used for the alignment film. After forming the alignment film, a rubbing treatment is performed so that the liquid crystal molecules are aligned with a certain pretilt angle. The area not rubbed in the rubbing direction from the end of the columnar spacer 701 provided in the pixel area is set to 2 μm or less. In addition, generation of static electricity often becomes a problem in the rubbing process. However, if the columnar spacer 702 is formed on the TFT of the driving circuit, the original role as the spacer and the TF from the static electricity are reduced.
The effect of protecting T can be obtained.

【0086】対向側の対向基板704には、透明導電膜
で形成される対向電極705および配向膜706を形成
する。そして、画素領域と駆動回路が形成されたアクテ
ィブマトリクス基板と対向基板とをシール剤(図示せ
ず)で貼り合わせる。その後、両基板の間に液晶707
を注入し、封止材(図示せず)によって完全に封止す
る。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。この
ようにして図10に示すアクティブマトリクス型の液晶
表示装置が完成する。
On the opposite substrate 704 on the opposite side, an opposite electrode 705 and an alignment film 706 formed of a transparent conductive film are formed. Then, the active matrix substrate on which the pixel region and the driving circuit are formed and the counter substrate are bonded with a sealant (not shown). Then, a liquid crystal 707 is placed between the two substrates.
And completely sealed with a sealing material (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. Thus, the active matrix type liquid crystal display device shown in FIG. 10 is completed.

【0087】図12はスペーサとシール剤を形成したア
クティブマトリクス基板の上面図を示し、画素部および
駆動回路部とスペーサおよびシール剤の位置関係を示す
上面図である。画素領域888の周辺に駆動回路として
走査信号駆動回路885と画像信号駆動回路886が設
けられている。さらに、その他CPUやメモリなどの信
号処理回路887も付加されていても良い。そして、こ
れらの駆動回路は接続配線883によって外部入出力端
子882と接続されている。画素部888では走査信号
駆動回路885から延在するゲート配線群889と画像
信号駆動回路886から延在するソース配線群890が
マトリクス状に交差して画素を形成し、各画素にはそれ
ぞれ図8(C)で示す画素TFT658と保持容量65
9が設けられている。
FIG. 12 is a top view of an active matrix substrate on which spacers and a sealant are formed, and is a top view showing the positional relationship between the pixel portion and the drive circuit portion, the spacers, and the sealant. A scanning signal drive circuit 885 and an image signal drive circuit 886 are provided as drive circuits around the pixel region 888. Further, a signal processing circuit 887 such as a CPU or a memory may be added. These drive circuits are connected to an external input / output terminal 882 by a connection wiring 883. In the pixel portion 888, a gate wiring group 889 extending from the scanning signal driving circuit 885 and a source wiring group 890 extending from the image signal driving circuit 886 intersect in a matrix to form a pixel. The pixel TFT 658 and the storage capacitor 65 shown in FIG.
9 are provided.

【0088】画素領域に設ける柱状スペーサ701は、
すべての画素に対して設けても良いが、マトリクス状に
配列した画素の数個から数十個おきに設けても良い。即
ち、画素部を構成する画素の全数に対するスペーサの数
の割合は20〜100%とすると良い。また、駆動回路
部に設けるスペーサ702はその全面を覆うように設け
ても良いし、図10で示したように各TFTのソースお
よびドレイン配線の位置にあわせて複数個に分割して設
けても良い。シール材879は、基板101上の画素部
888および走査信号制御回路885、画像信号制御回
路886、その他の信号処理回路887の外側であっ
て、外部入出力端子882よりも内側に形成する。
The columnar spacer 701 provided in the pixel region is
It may be provided for all pixels, or may be provided every few to several tens of pixels arranged in a matrix. That is, the ratio of the number of spacers to the total number of pixels constituting the pixel portion is preferably 20 to 100%. Further, the spacer 702 provided in the driver circuit portion may be provided so as to cover the entire surface thereof, or may be provided in a plurality of pieces in accordance with the positions of the source and drain wirings of each TFT as shown in FIG. good. The sealant 879 is formed outside the pixel portion 888 and the scanning signal control circuit 885, the image signal control circuit 886, and other signal processing circuits 887 on the substrate 101 and inside the external input / output terminal 882.

【0089】このようなアクティブマトリクス型液晶表
示装置の構成を図13の斜視図を用いて説明する。図1
3においてアクティブマトリクス基板は、基板101上
に形成された、画素部888と、走査信号駆動回路88
5と、画像信号駆動回路886とその他の信号処理回路
887とで構成される。画素部888には画素TFT6
58と保持容量659が設けられ、画素部の周辺に設け
られる駆動回路はCMOS回路を基本として構成されて
いる。走査信号駆動回路885と、画像信号駆動回路8
86はそれぞれゲート配線624とソース配線651で
画素TFT658に接続している。また、フレキシブル
プリント配線板(Flexible Printed Circuit:FPC)
891が外部入力端子882に接続していて画像信号な
どを入力するのに用いる。そして接続配線883でそれ
ぞれの駆動回路に接続している。また、対向基板704
には図示していないが、遮光膜や透明電極が設けられて
いる。
The structure of such an active matrix type liquid crystal display device will be described with reference to the perspective view of FIG. FIG.
3, the active matrix substrate includes a pixel portion 888 and a scan signal driving circuit 88 formed on the substrate 101.
5, an image signal drive circuit 886 and other signal processing circuits 887. The pixel portion 888 includes a pixel TFT 6
58 and a storage capacitor 659 are provided, and a driving circuit provided around the pixel portion is configured based on a CMOS circuit. Scanning signal drive circuit 885 and image signal drive circuit 8
Reference numeral 86 denotes a gate wiring 624 and a source wiring 651, which are connected to the pixel TFT 658, respectively. Also, Flexible Printed Circuit (FPC)
Reference numeral 891 is connected to the external input terminal 882 and used to input an image signal or the like. The connection wiring 883 is connected to each drive circuit. In addition, the opposite substrate 704
Although not shown, a light-shielding film and a transparent electrode are provided.

【0090】このような構成の液晶表示装置は、実施例
1、2で示すアクティブマトリクス基板を用いて形成す
ることができる。実施例1で示すアクティブマトリクス
基板を用いれば反射型の液晶表示装置が得られ、実施例
2で示すアクティブマトリクス基板を用いると透過型の
液晶表示装置を得ることができる。
The liquid crystal display device having such a structure can be formed by using the active matrix substrates shown in the first and second embodiments. A reflective liquid crystal display device can be obtained by using the active matrix substrate described in Embodiment 1, and a transmissive liquid crystal display device can be obtained by using the active matrix substrate described in Embodiment 2.

【0091】[実施例4]本実施例では、実施例1と同様
なアクティブマトリクス基板で、エレクトロルミネッセ
ンス(EL:Electro Luminescence)材料を用いた自発
光型の表示パネル(以下、EL表示装置と記す)を作製
する例について説明する。図16(A)はそのEL表示
パネルの上面図を示す。図16(A)において、10は
基板、11は画素部、12はソース側駆動回路、13は
ゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線1
4〜16を経てFPC17に至り、外部機器へと接続さ
れる。
[Embodiment 4] In this embodiment, a self-luminous display panel (hereinafter, referred to as an EL display device) using an active matrix substrate similar to that of the first embodiment and using an electroluminescence (EL) material is used. ) Will be described. FIG. 16A shows a top view of the EL display panel. In FIG. 16A, reference numeral 10 denotes a substrate, 11 denotes a pixel portion, 12 denotes a source-side drive circuit, 13 denotes a gate-side drive circuit, and each drive circuit has a wiring
Through 4 to 16, the FPC 17 is reached and connected to an external device.

【0092】図16(A)のA−A'線に対応する断面
図を図16(B)に示す。このとき少なくとも画素部の
上方、好ましくは駆動回路及び画素部の上方に対向板8
0を設ける。対向板80はシール材19でTFTとEL
材料を用いた自発光層が形成されているアクティブマト
リクス基板と貼り合わされている。シール剤19にはフ
ィラー(図示せず)が混入されていて、このフィラーに
よりほぼ均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせら
れている。さらに、シール材19の外側とFPC17の
上面及び周辺は封止剤81で密封する構造とする。封止
剤81はシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ブチルゴムなどの材料を用いる。
FIG. 16B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. At this time, the opposing plate 8 is provided at least above the pixel portion, preferably above the driving circuit and the pixel portion.
0 is provided. Opposite plate 80 is made of TFT and EL with sealing material 19.
It is bonded to an active matrix substrate on which a self-light emitting layer using a material is formed. A filler (not shown) is mixed in the sealant 19, and the two substrates are bonded with a substantially uniform interval by the filler. Further, the outside of the seal member 19 and the upper surface and the periphery of the FPC 17 are sealed with a sealant 81. The sealant 81 uses a material such as a silicone resin, an epoxy resin, a phenol resin, and butyl rubber.

【0093】このように、シール剤19によりアクティ
ブマトリクス基板10と対向基板80とが貼り合わされ
ると、その間には空間が形成される。その空間には充填
剤83が充填される。この充填剤83は対向板80を接
着する効果も合わせ持つ。充填剤83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、P
VB(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)などを用いることができる。また、自
発光層は水分をはじめ湿気に弱く劣化しやすいので、こ
の充填剤83の内部に酸化バリウムなどの乾燥剤を混入
させておくと吸湿効果を保持できるので望ましい。ま
た、自発光層上に窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜
などで形成するパッシベーション膜82を形成し、充填
剤83に含まれるアルカリ元素などによる腐蝕を防ぐ構
造としていある。
As described above, when the active matrix substrate 10 and the counter substrate 80 are bonded together by the sealant 19, a space is formed therebetween. The space is filled with a filler 83. The filler 83 also has the effect of bonding the opposing plate 80. Filler 83 is made of PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, P
VB (polyvinyl butyral) or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. In addition, since the self-luminous layer is weak to moisture and easily deteriorates, it is desirable to mix a desiccant such as barium oxide into the filler 83 because a moisture absorbing effect can be maintained. In addition, a passivation film 82 formed of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like is formed over the self-luminous layer to prevent corrosion due to an alkali element or the like contained in the filler 83.

【0094】対向板80にはガラス板、アルミニウム
板、ステンレス板、FRP(Fiberglass-Reinforced Pl
astics)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(デュポン社の商品名)、ポリエ
ステルフィルム、アクリルフィルムまたはアクリル板な
どを用いることができる。また、数十μmのアルミニウ
ム箔を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、耐湿性を高めることもできる。このよ
うにして、EL素子は密閉された状態となり外気から遮
断されている。
A glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Fiberglass-Reinforced Pl)
astics) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film, mylar film (trade name of DuPont), polyester film, acrylic film or acrylic plate. Further, moisture resistance can be enhanced by using a sheet having a structure in which an aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or mylar films. In this way, the EL element is in a sealed state and is isolated from the outside air.

【0095】また、図16(B)において基板10、下
地膜21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C
MOS回路を図示している。)22及び画素部用TFT
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の内、特にnチャネル型TFTにははホットキャリ
ア効果によるオン電流の低下や、Vthシフトやバイアス
ストレスによる特性低下を防ぐため、本実施形態で示す
構成のLDD領域が設けられている。
In FIG. 16B, a TFT for a driving circuit (here, a C-type TFT combining an n-channel TFT and a p-channel TFT) is formed on the substrate 10 and the base film 21.
2 illustrates a MOS circuit. 22) and TFT for pixel portion
23 (however, here, TF for controlling the current to the EL element)
Only T is shown. ) Is formed. These T
Among the FTs, an n-channel TFT, in particular, an LDD region having the configuration shown in this embodiment is provided in order to prevent a decrease in on-current due to a hot carrier effect and a decrease in characteristics due to a Vth shift or bias stress.

【0096】例えば、駆動回路用TFT22として、図
8(C)に示すpチャネル型TFT653とnチャネル
型TFT654を用いれば良い。また、画素部のTFT
には、駆動電圧にもよるが、10V以上であれば図8
(C)に示す第1のnチャネル型TFT654またはそ
れと同様な構造を有するpチャネル型TFTを用いれば
良い。第1のnチャネル型TFT654はドレイン側に
ゲート電極とオーバーラップするLDDが設けられた構
造であるが、駆動電圧が10V以下であれば、ホットキ
ャリア効果によるTFTの劣化は殆ど無視できるので、
あえて設ける必要はない。
For example, a p-channel TFT 653 and an n-channel TFT 654 shown in FIG. 8C may be used as the driver circuit TFT 22. Also, the TFT of the pixel part
FIG. 8 shows that if the voltage is 10 V or more,
A first n-channel TFT 654 shown in FIG. 7C or a p-channel TFT having a structure similar to that may be used. The first n-channel TFT 654 has a structure in which an LDD overlapping the gate electrode is provided on the drain side. However, if the driving voltage is 10 V or less, deterioration of the TFT due to the hot carrier effect can be almost ignored.
There is no need to set it.

【0097】図8(C)の状態のアクティブマトリクス
基板からEL表示装置を作製するには、ソース配線、ド
レイン配線上に樹脂材料でなる層間絶縁膜(平坦化膜)
26を形成し、その上に画素部用TFT23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27を形
成する。透明導電膜に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27を形成したら、絶縁膜28を形成し、画素電極
27上に開口部を形成する。
In order to manufacture an EL display device from the active matrix substrate in the state shown in FIG. 8C, an interlayer insulating film (planarization film) made of a resin material is formed on the source wiring and the drain wiring.
26, and a pixel electrode 27 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of the pixel portion TFT 23 is formed thereon. For 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 27 is formed, an insulating film 28 is formed, and an opening is formed on the pixel electrode 27.

【0098】次に、自発光層29を形成する。自発光層
29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、EL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, a self-luminous layer 29 is formed. The self-luminous layer 29 may have a laminated structure or a single-layer structure by freely combining known EL materials (a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer). A known technique may be used to determine the structure. EL materials include low molecular weight materials and high molecular weight (polymer) materials. When a low molecular material is used, an evaporation method is used. When a high molecular material is used, a simple method such as a spin coating method, a printing method, or an ink jet method can be used.

【0099】自発光層はシャドーマスクを用いて蒸着
法、またはインクジェット法、ディスペンサー法などで
形成する。いずれにしても、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(CCM)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。
The self-luminous layer is formed using a shadow mask by an evaporation method, an inkjet method, a dispenser method, or the like. In any case, a color display is possible 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. In addition, there are a method in which a color conversion layer (CCM) and a color filter are combined, and a method in which a white light emitting layer and a color filter are combined, and any method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.

【0100】自発光層29を形成したら、その上に陰極
30を形成する。陰極30と自発光層29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、真空中で自発光層29と陰極30を連続して形成
するか、自発光層29を不活性雰囲気で形成し、大気解
放しないで真空中で陰極30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 self-luminous layer 29, the cathode 30 is formed thereon. It is desirable to remove moisture and oxygen existing at the interface between the cathode 30 and the self-luminous layer 29 as much as possible. Therefore, it is necessary to devise a method in which the self-luminous layer 29 and the cathode 30 are continuously formed in a vacuum, or the self-luminous layer 29 is formed in an inert atmosphere and the cathode 30 is formed in a vacuum 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.

【0101】なお、本実施例では陰極30として、Li
F(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。具体的には自発光層29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30は31で示される領域において配線16に接続
される。配線16は陰極30に所定の電圧を与えるため
の電源供給線であり、異方性導電性ペースト材料32を
介してFPC17に接続される。FPC17上にはさら
に樹脂層80が形成され、この部分の接着強度を高めて
いる。
In this embodiment, the cathode 30 is made of Li
A laminated structure of an F (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, a 1 nm-thick LiF (lithium fluoride) film is formed on the self-luminous layer 29 by a vapor deposition method, and a 300 nm-thick aluminum film is formed thereon. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 30 is connected to the wiring 16 in a region indicated by 31. The wiring 16 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 30, and is connected to the FPC 17 via an anisotropic conductive paste material 32. A resin layer 80 is further formed on the FPC 17 to increase the adhesive strength at this portion.

【0102】31に示された領域において陰極30と配
線16とを電気的に接続するために、層間絶縁膜26及
び絶縁膜28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26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28のエッチン
グ時(自発光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28をエッチングする際に、層
間絶縁膜26まで一括でエッチングしても良い。この場
合、層間絶縁膜26と絶縁膜28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。
In order to electrically connect the cathode 30 and the wiring 16 in the region indicated by 31, contact holes need to be formed in the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28. These may be formed at the time of etching the interlayer insulating film 26 (at the time of forming a contact hole for a pixel electrode) or at the time of etching the insulating film 28 (at the time of forming an opening before forming a self-luminous layer). Further, when the insulating film 28 is etched, the etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 26. In this case, if the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28 are made of the same resin material, the shape of the contact hole can be made good.

【0103】また、配線16はシーリル19と基板10
との間を隙間(但し封止剤81で塞がれている。)を通
ってFPC17に電気的に接続される。なお、ここでは
配線16について説明したが、他の配線14、15も同
様にしてシーリング材18の下を通ってFPC17に電
気的に接続される。
The wiring 16 is composed of the seal 19 and the substrate 10.
Is electrically connected to the FPC 17 through a gap (but closed with a sealant 81). Although the wiring 16 has been described here, the other wirings 14 and 15 are also electrically connected to the FPC 17 under the sealing material 18 in the same manner.

【0104】ここで画素部のさらに詳細な断面構造を図
17に、上面構造を図18(A)に、回路図を図18
(B)に示す。図17(A)において、基板2401上
に設けられたスイッチング用TFT2402は実施形態
1の図1の画素TFT149と同じ構造で形成する。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、ゲート電極と重ならないオフセッ
ト領域が設けられたLDDを形成することでオフ電流値
を低減することができるという利点がある。尚、本実施
例ではダブルゲート構造としているがトリプルゲート構
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
良い。
FIG. 17 shows a more detailed sectional structure of the pixel portion, FIG. 18A shows a top structure thereof, and FIG.
It is shown in (B). In FIG. 17A, a switching TFT 2402 provided over a substrate 2401 has the same structure as the pixel TFT 149 of FIG. The double gate structure has a structure in which two TFTs are substantially connected in series, and has an advantage that an off current value can be reduced by forming an LDD provided with an offset region that does not overlap with the gate electrode. . In this embodiment, a double gate structure is used, but a triple gate structure or a multi-gate structure having more gates may be used.

【0105】また、電流制御用TFT2403は図8
(C)で示す第1のnチャネル型TFT654を用いて
形成する。このTFT構造は、ドレイン側にのみゲート
電極とオーバーラップするLDDが設けられた構造であ
り、ゲートとドレイン間の寄生容量や直列抵抗を低減さ
せて電流駆動能力を高める構造となっている。別な観点
からも、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にゲート電極と一部が
重なるLDD領域を設けることでTFTの劣化を防ぎ、
動作の安定性を高めることができる。このとき、スイッ
チング用TFT2402のドレイン線35は配線36に
よって電流制御用TFTのゲート電極37に電気的に接
続されている。また、38で示される配線は、スイッチ
ング用TFT2402のゲート電極39a、39bを電気
的に接続するゲート線である。
Further, the current controlling TFT 2403 corresponds to FIG.
It is formed using a first n-channel TFT 654 shown in FIG. This TFT structure is a structure in which an LDD that overlaps with a gate electrode is provided only on the drain side, and has a structure in which a parasitic capacitance between gate and drain and a series resistance are reduced to increase current driving capability. From another point of view, being a structure is very important. 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, by providing the current control TFT with an LDD region that partially overlaps the gate electrode, deterioration of the TFT is prevented,
Operation stability can be improved. At this time, the drain line 35 of the switching TFT 2402 is electrically connected to the gate electrode 37 of the current controlling TFT by the wiring 36. A wiring indicated by 38 is a gate line that electrically connects the gate electrodes 39a and 39b of the switching TFT 2402.

【0106】また、本実施例では電流制御用TFT24
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 control TFT 24
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.

【0107】また、図18(A)に示すように、電流制
御用TFT2403のゲート電極37となる配線は24
04で示される領域で、電流制御用TFT2403のド
レイン線40と絶縁膜を介して重なる。このとき、24
04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2404は電流制御用TFT2403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、ドレイン線40は電流供給線(電源線)2
501に接続され、常に一定の電圧が加えられている。
Further, as shown in FIG. 18A, the wiring which becomes the gate electrode 37 of the current controlling TFT 2403 has 24 wirings.
In a region indicated by 04, the region overlaps with the drain line 40 of the current control TFT 2403 via an insulating film. At this time, 24
In a region indicated by 04, a capacitor is formed. The capacitor 2404 functions as a capacitor for holding a voltage applied to the gate of the current control TFT 2403. The drain line 40 is a current supply line (power supply line) 2
501, a constant voltage is always applied.

【0108】スイッチング用TFT2402及び電流制
御用TFT2403の上には第1パッシベーション膜4
1が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜42
が形成される。平坦化膜42を用いてTFT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
自発光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、自発光層をで
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 4 is formed on the switching TFT 2402 and the current control TFT 2403.
And a planarizing film 42 made of a resin insulating film thereon.
Is formed. It is very important to flatten the steps due to the TFT using the flattening film 42. Since a self-light-emitting layer formed later is very thin, poor light emission may occur due to the presence of a step. Therefore, it is desirable to planarize the pixel electrode before forming the pixel electrode so that the self-luminous layer can be formed as flat as possible.

【0109】また、43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TFT2
403のドレインに電気的に接続される。画素電極43
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。また、絶縁膜(好ましくは樹脂)で形成されたバン
ク44a、44bにより形成された溝(画素に相当する)
の中に発光層44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π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。
尚、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.Gelsen, E.Klug
e, W.Kreuder, and H.Spreitzer,“Polymers for Light
Emitting Diodes”,Euro Display,Proceedings,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。
Reference numeral 43 denotes a pixel electrode (cathode of an EL element) made of a conductive film having high reflectivity.
403 is electrically connected to the drain. Pixel electrode 43
It is preferable to use 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. Of course, a stacked structure with another conductive film may be employed. A groove (corresponding to a pixel) formed by banks 44a and 44b formed of an insulating film (preferably resin).
The light emitting layer 44 is formed in the inside. Although only one pixel is shown here, R (red), G (green), B (blue)
The light emitting layers corresponding to the respective colors may be separately formed. As the organic EL material for the light emitting layer, a π-conjugated polymer material is used. Typical polymer-based materials include polyparaphenylenevinylene (PPV), polyvinylcarbazole (PVK), and polyfluorene.
There are various types of PPV-based organic EL materials, for example, “H. Shenk, H. Becker, O. Gelsen, E. Klug
e, W. Kreuder, and H. Spreitzer, “Polymers for Light
Emitting Diodes ”, Euro Display, Proceedings, 1999,
p.33-37 "and a material described in JP-A-10-92576 may be used.

【0110】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30〜150nm
(好ましくは40〜100nm)とすれば良い。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
せて自発光層(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。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。
As a specific light emitting layer, cyanopolyphenylene vinylene is used for a light emitting layer emitting red light, polyphenylene vinylene is used for a light emitting layer emitting green light, and polyphenylene vinylene or polyalkylphenylene is used for a light emitting layer emitting blue light. Good. Thickness is 30-150nm
(Preferably 40 to 100 nm). However, the above example is an example of an organic EL material that can be used as a light emitting layer, and there is no need to limit the invention to this.
The light-emitting layer, the charge transport layer, or the charge injection layer may be freely combined to form a self-light-emitting layer (a layer for emitting light and moving carriers therefor). For example, in this embodiment, an example in which a polymer material is used for the light emitting layer is shown, 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.

【0111】本実施例では発光層45の上にPEDOT
(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46を設けた積層構造の自発光層として
いる。そして、正孔注入層46の上には透明導電膜でな
る陽極47が設けられる。本実施例の場合、発光層45
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, PEDOT is formed on the light emitting layer 45.
This is a self-luminous layer having a laminated structure provided with a hole injection layer 46 made of (polythiophene) or PAni (polyaniline). An anode 47 made of a transparent conductive film is provided on the hole injection layer 46. In the case of this embodiment, the light emitting layer 45
Since the light generated in step (1) is emitted toward the upper surface side (upward 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.

【0112】陽極47まで形成された時点で自発光素子
2405が完成する。なお、ここでいうEL素子240
5は、画素電極(陰極)43、発光層45、正孔注入層
46及び陽極47で形成されたコンデンサを指す。図1
8(A)に示すように画素電極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。
When the anode 47 is formed, the self-luminous element 2405 is completed. The EL element 240 referred to here
Reference numeral 5 denotes a capacitor formed by the pixel electrode (cathode) 43, the light emitting layer 45, the hole injection layer 46, and the anode 47. FIG.
As shown in FIG. 8A, the pixel electrode 43 substantially matches the area of the pixel, so that the entire pixel functions as an EL element. Therefore, the efficiency of light emission is extremely high, and a bright image can be displayed.

【0113】ところで、本実施例では、陽極47の上に
さらに第2パッシベーション膜48を設けている。第2
パッシベーション膜48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 the present embodiment, a second passivation film 48 is further provided on the anode 47. Second
As the passivation film 48, 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.

【0114】以上のように本願発明のEL表示パネルは
図18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. 18, and has a switching TFT having a sufficiently low off-state current value and a current control portion having a high resistance to hot carrier injection. And a TFT. Therefore, an EL display panel having high reliability and capable of displaying a good image can be obtained.

【0115】図17(B)は自発光層の構造を反転させ
た例を示す。電流制御用TFT2601は図8(C)の
pチャネル型TFT653と同じ構造で形成する。作製
プロセスは実施例1を参照すれば良い。本実施例では、
画素電極(陽極)50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。勿論、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。
FIG. 17B shows an example in which the structure of the light emitting layer is inverted. The current controlling TFT 2601 has the same structure as the p-channel TFT 653 in FIG. Embodiment 1 can be referred to for the manufacturing process. In this embodiment,
A transparent conductive film is used as the pixel electrode (anode) 50. Specifically, a conductive film formed using a compound of indium oxide and zinc oxide is used. Needless to say, a conductive film made of a compound of indium oxide and tin oxide may be used.

【0116】そして、絶縁膜でなるバンク51a、51b
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52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53、アルミニウム合金でなる陰極54が
形成される。この場合、陰極54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2602が形成さ
れる。本実施例の場合、発光層53で発生した光は、矢
印で示されるようにTFTが形成された基板の方に向か
って放射される。本実施例のような構造とする場合、電
流制御用TFT2601はpチャネル型TFTで形成す
ることが好ましい。
The banks 51a and 51b made of an insulating film are used.
Is formed, a light emitting layer 52 made of polyvinyl carbazole is formed by applying a solution. An electron injection layer 53 made of potassium acetylacetonate (denoted as acacK) and a cathode made of an aluminum alloy are formed thereon. In this case, the cathode 54 also functions as a passivation film. Thus, an EL element 2602 is formed. In the case of this embodiment, the light generated in the light emitting layer 53 is emitted toward the substrate on which the TFT is formed as indicated by the arrow. In the case of the structure as in this embodiment, it is preferable that the current control TFT 2601 be formed of a p-channel TFT.

【0117】以上のような、本実施例で示すEL表示装
置は、実施例6の電子機器の表示部として用いることが
できる。
The EL display device described in this embodiment as described above can be used as the display unit of the electronic device of the sixth embodiment.

【0118】[実施例5]本実施例では、図18(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19に示す。なお、本実施例において、2701
はスイッチング用TFT2702のソース配線、270
3はスイッチング用TFT2702のゲート配線、27
04は電流制御用TFT、2705はコンデンサ、27
06、2708は電流供給線、2707はEL素子とす
る。
[Embodiment 5] In this embodiment, FIG. 19 shows an example in which a pixel having a structure different from that of the circuit diagram shown in FIG. 18B is used. In this embodiment, 2701
270 is the source wiring of the switching TFT 2702, 270
3 is a gate wiring of the switching TFT 2702, 27
04 is a current control TFT, 2705 is a capacitor, 27
Reference numerals 06 and 2708 denote current supply lines, and 2707 denotes an EL element.

【0119】図19(A)は、二つの画素間で電流供給
線2706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2706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. 19A shows an example in which the current supply line 2706 is shared between two pixels. That is, it is characterized in that the two pixels are formed to be line-symmetric with respect to the current supply line 2706. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.

【0120】また、図19(B)は、電流供給線270
8をゲート配線2703と平行に設けた場合の例であ
る。尚、図19(B)では電流供給線2708とゲート
配線2703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2708とゲート配線2703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. 19B shows a current supply line 270.
8 is provided in parallel with the gate wiring 2703. Note that in FIG. 19B, the current supply line 2708 and the gate wiring 2703 are provided so as not to overlap with each other; It can also be provided as follows. In this case, since the power supply line 2708 and the gate wiring 2703 can share an occupied area, the pixel portion can have higher definition.

【0121】また、図19(C)は、図19(B)の構
造と同様に電流供給線2708をゲート配線2703と
平行に設け、さらに、二つの画素を電流供給線2708
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2708をゲート配線2703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。図19
(A)、図19(B)では電流制御用TFT2704の
ゲートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ270
5を設ける構造としているが、コンデンサ2705を省
略することも可能である。
FIG. 19C shows that a current supply line 2708 is provided in parallel with the gate wiring 2703 and two pixels are connected to the current supply line 2708 in the same manner as in the structure of FIG.
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 2708 so as to overlap with one of the gate wirings 2703. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition. FIG.
19A and 19B, a capacitor 270 is used to hold the voltage applied to the gate of the current controlling TFT 2704.
5, but the capacitor 2705 can be omitted.

【0122】電流制御用TFT2704として図17
(A)に示すようなnチャネル型TFTを用いているた
め、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と重なるように設
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270
5の代わりとして積極的に用いる点に特徴がある。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で変化するため、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。
また、図19(A)、(B)、(C)の構造においても
同様にコンデンサ2705を省略することは可能であ
る。
As the current controlling TFT 2704, FIG.
Since an n-channel TFT as shown in FIG. 1A is used, an LDD region is provided so as to overlap a gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween. In this overlapping region, a parasitic capacitance generally called a gate capacitance is formed.
The feature is that it is actively used instead of 5. Since the capacitance of the parasitic capacitance changes in 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.
In the structure shown in FIGS. 19A, 19B, and 19C, the capacitor 2705 can be omitted.

【0123】尚、本実施例で示すEL表示装置の回路構
成は、実施形態1で示すTFTの構成から選択して図1
9に示す回路を形成すれば良い。また、実施例7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
ことが可能である。
Note that the circuit configuration of the EL display device shown in this embodiment is selected from the TFT configuration shown in Embodiment Mode 1 and shown in FIG.
9 may be formed. In addition, the EL display panel of this embodiment can be used as the display unit of the electronic device of the seventh embodiment.

【0124】[実施例6]本発明を実施して作製された画
素部や駆動回路を同一の基板上に一体形成したアクティ
ブマトリクス基板は、さまざまな電気光学装置(アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置、アクティブマトリクス
型EL表示装置、アクティブマトリクス型EC表示装
置)に用いることができる。即ち、これらの電気光学装
置を表示媒体として組み込んだ電子機器全てに本発明を
実施できる。
[Embodiment 6] An active matrix substrate in which a pixel portion and a driving circuit manufactured by carrying out the present invention are integrally formed on the same substrate can be used in various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display devices, active matrix (A matrix type EL display device, an active matrix type EC display device). That is, the present invention can be applied to all electronic devices incorporating these electro-optical devices as display media.

【0125】そのよう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)パーソナルコンピュータ、テレビ、携帯
電話または電子書籍など)が上げられる。それらの一例
を図20、21に示す。
Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector (rear or front type), a head mounted display (goggle type display), a personal computer, a television, a mobile phone, and an electronic book. Examples of these are shown in FIGS.

【0126】図20(A)は携帯電話であり、本体90
01、音声出力部9002、音声入力部9003、表示
装置9004、操作スイッチ9005、アンテナ900
6から構成されている。本発明はアクティブマトリクス
基板を備えた表示装置9004に適用することができ
る。
FIG. 20A shows a portable telephone, and a main body 90.
01, audio output unit 9002, audio input unit 9003, display device 9004, operation switch 9005, antenna 900
6. The present invention can be applied to the display device 9004 including the active matrix substrate.

【0127】図20(B)はビデオカメラであり、本体
9101、表示装置9102、音声入力部9103、操
作スイッチ9104、バッテリー9105、受像部91
06から成っている。本発明はアクティブマトリクス基
板を備えた表示装置9102に適用することができる。
FIG. 20B shows a video camera, which includes a main body 9101, a display device 9102, an audio input portion 9103, operation switches 9104, a battery 9105, and an image receiving portion 91.
06. The present invention can be applied to the display device 9102 including the active matrix substrate.

【0128】図20(C)はモバイルコンピュータであ
り、本体9201、カメラ部9202、受像部920
3、操作スイッチ9204、表示装置9205で構成さ
れている。本発明はアクティブマトリクス基板を備えた
表示装置9205に適用することができる。
FIG. 20C shows a mobile computer, which includes a main body 9201, a camera section 9202, and an image receiving section 920.
3, an operation switch 9204, and a display device 9205. The present invention can be applied to the display device 9205 including the active matrix substrate.

【0129】図20(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体9301、表示装置9302、アーム部93
03で構成される。本発明は表示装置9302に適用す
ることができる。また、表示されていないが、その他の
信号制御用回路に使用することもできる。
FIG. 20D shows a goggle type display, which includes a main body 9301, a display device 9302, and an arm 93.
03. The invention can be applied to the display device 9302. Although not shown, it can be used for other signal control circuits.

【0130】図20(E)は携帯書籍であり、本体95
01、表示装置9503、記憶媒体9504、操作スイ
ッチ9505、アンテナ9506から構成されており、
ミニディスク(MD)やDVDに記憶されたデータや、
アンテナで受信したデータを表示するものである。本発
明は、表示装置9503は直視型の表示装置に適用する
ことができる。
FIG. 20E shows a portable book, and a main body 95.
01, a display device 9503, a storage medium 9504, operation switches 9505, and an antenna 9506,
Data stored on a mini disk (MD) or DVD,
This is for displaying the data received by the antenna. In the present invention, the display device 9503 can be applied to a direct-view display device.

【0131】図21(A)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、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Di
gital 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。
本発明は表示部2402やその他の信号制御回路に適用
することができる。
FIG. 21A shows a player using a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (Di
Gital Versatile Disc), CDs, etc., can be used for music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet.
The present invention can be applied to the display portion 2402 and other signal control circuits.

【0132】図21(B)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
本発明は表示部3103に適用することができる。
FIG. 21B shows a display, which includes a main body 3101, a support 3102, a display portion 3103, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 3103.

【0133】図21(C)はパーソナルコンリュータで
あり、本体9601、画像入力部9602、表示装置9
603、キーボード9604などから構成されている。
本発明は表示装置9603に適用することができる。
FIG. 21C shows a personal computer, which includes a main body 9601, an image input section 9602, and a display device 9.
603, a keyboard 9604 and the like.
The present invention can be applied to the display device 9603.

【0134】図22(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置2601、スクリーン2602等を含
む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶表
示装置2808やその他の信号制御回路に適用すること
ができる。
FIG. 22A shows a front type projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 2808 forming a part of the projection device 2601 and other signal control circuits.

【0135】図22(B)はリアプロジェクターであ
り、本体2701、投射装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2
702の一部を構成する液晶表示装置2808やその他
の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 22B shows a rear projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, and a mirror 270.
3, including a screen 2704 and the like. The present invention relates to a projection device 2
The present invention can be applied to the liquid crystal display device 2808 forming a part of the signal control circuit 702 and other signal control circuits.

【0136】なお、図22(C)は、図22(A)及び
図22(B)中における投射装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。投射装置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22(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。
FIG. 22C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 22A and 22B. Projection 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.

【0137】また、図22(D)は、図22(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22(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. 22D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. 22C. 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 illustrated in FIG. 22D 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.

【0138】ただし、図22に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及びEL表示装置での適用
例は図示していない。
However, in the projector shown in FIG. 22, a case in which a transmissive electro-optical device is used is shown, and examples of application to a reflective electro-optical device and an EL display device are not shown.

【0139】このように、本願発明の適用範囲はきわめ
て広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能
である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜5のど
のような組み合わせから成る構成を用いても実現するこ
とができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in various fields. Further, the electronic apparatus according to the present embodiment can be realized by using a configuration including any combination of the first to fifth embodiments.

【0140】[0140]

【発明の効果】TFTの電界効果移動度はチャネル形成
領域の結晶粒界の数に大きく依存する。電界効果移動度
を向上させるためには結晶粒界の数を少なくすれば良
い。本発明のレーザー結晶化法は、断熱層によって結晶
成長過程における温度変化を制御することにより、結晶
粒の大粒径化を実現する。従って、そのような結晶質半
導体膜を用いることにより、チャネル形成領域に存在す
る結晶粒界の数は確率的に減少させることができる。そ
の結果、TFTの電界効果移動度を向上させることがで
き、該TFTを用いて作製される液晶表示装置やEL表
示装置の性能を向上させることができる。
As described above, the field effect mobility of a TFT greatly depends on the number of crystal boundaries in a channel formation region. In order to improve the field effect mobility, the number of crystal grain boundaries may be reduced. The laser crystallization method of the present invention realizes a large crystal grain by controlling a temperature change in a crystal growth process by a heat insulating layer. Therefore, by using such a crystalline semiconductor film, the number of crystal grain boundaries existing in the channel formation region can be reduced stochastically. As a result, the field effect mobility of the TFT can be improved, and the performance of a liquid crystal display device or an EL display device manufactured using the TFT can be improved.

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

【図1】 本発明のレーザー結晶化法の概念を説明する
図。
FIG. 1 is a diagram illustrating the concept of the laser crystallization method of the present invention.

【図2】 線状レーザー光を用いるレーザー結晶化法の
概念を説明する図。
FIG. 2 illustrates a concept of a laser crystallization method using a linear laser beam.

【図3】 レーザー装置の構成を説明する図。FIG. 3 illustrates a configuration of a laser device.

【図4】 有機含有酸化シリコン膜を断熱層とする本発
明のレーザー結晶化法を説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a laser crystallization method of the present invention using an organic-containing silicon oxide film as a heat insulating layer.

【図5】 液相法による有機含有酸化シリコン膜の作製
方法を説明する図。
FIG. 5 illustrates a method for manufacturing an organic-containing silicon oxide film by a liquid phase method.

【図6】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.

【図7】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.

【図8】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.

【図9】 画素領域の画素を示す上面図。FIG. 9 is a top view illustrating pixels in a pixel region.

【図10】 液晶表示装置の構成を説明する断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device.

【図11】 断熱層を多孔質シリコンで形成する本発明
のレーザー結晶化法を説明する図。
FIG. 11 is a diagram illustrating a laser crystallization method of the present invention in which a heat insulating layer is formed of porous silicon.

【図12】 液晶表示装置の入力端子、配線、回路配
置、スペーサ、シール剤の配置を説明する上面図。
FIG. 12 is a top view illustrating input terminals, wiring, circuit arrangement, spacers, and sealants of a liquid crystal display device.

【図13】 液晶表示装置の構成を説明する斜視図。FIG. 13 is a perspective view illustrating a structure of a liquid crystal display device.

【図14】 透過型液晶表示装置の画素の構成を説明す
る断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel in a transmissive liquid crystal display device.

【図15】 レーザー装置の構成を説明する図。FIG. 15 illustrates a configuration of a laser device.

【図16】 EL表示装置の構造を示す上面図及び断面
図。
16A and 16B are a top view and a cross-sectional view illustrating a structure of an EL display device.

【図17】 EL表示装置の画素部の断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view of a pixel portion of an EL display device.

【図18】 EL表示装置の画素部の上面図と回路図。18A and 18B are a top view and a circuit diagram of a pixel portion of an EL display device.

【図19】 EL表示装置の画素部の回路図の例。FIG. 19 is an example of a circuit diagram of a pixel portion of an EL display device.

【図20】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 20 illustrates an example of a semiconductor device.

【図21】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 21 illustrates an example of a semiconductor device.

【図22】 プロジェクターの一例を示す図。FIG. 22 illustrates an example of a projector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F052 AA01 BA07 BB02 BB07 CA04 DA02 DB03 EA11 JA01 JB09 5F110 AA30 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE04 EE14 EE22 EE23 EE28 FF02 FF04 FF09 FF12 FF30 FF36 GG01 GG02 GG15 GG25 GG43 GG45 HJ01 HJ12 HJ13 HJ23 HL03 HL04 HL11 HL22 HL23 HL27 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN36 NN72 NN78 PP03 PP04 QQ09 QQ11 QQ23 QQ24 QQ25  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) GG15 GG25 GG43 GG45 HJ01 HJ12 HJ13 HJ23 HL03 HL04 HL11 HL22 HL23 HL27 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN36 NN72 NN78 PP03 PP04 QQ09 QQ11 QQ23 QQ24 QQ25

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁表面上に形成された断熱層と、前記断
熱層上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜
上に形成された結晶構造を有する半導体膜とを有し、前
記断熱層はエチル(C25)基、プロピル(C38
基、ブチル(C410)基、ビニル(C22)基、フェ
ニル(C65)基、CF3基のいずれかを含有する酸化
シリコンであることを特徴とする半導体装置。
An insulating layer formed on an insulating surface, a first insulating film formed on the insulating layer, and a semiconductor film having a crystal structure formed on the first insulating film. The heat insulation layer has an ethyl (C 2 H 5 ) group, propyl (C 3 H 8 )
A semiconductor device comprising a silicon oxide containing any one of a group, a butyl (C 4 H 10 ) group, a vinyl (C 2 H 2 ) group, a phenyl (C 6 H 5 ) group, and a CF 3 group.
【請求項2】基板上に形成された断熱層と、前記断熱層
上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に
形成された結晶構造を有する半導体膜とを有し、前記断
熱層は多孔質シリコンであることを特徴とする半導体装
置。
2. A semiconductor device comprising: a heat insulating layer formed on a substrate; a first insulating film formed on the heat insulating layer; and a semiconductor film having a crystal structure formed on the first insulating film. The heat insulating layer is made of porous silicon.
【請求項3】基板上に第1のnチャネル型TFTと第2
のnチャネル型TFTが形成された半導体装置におい
て、前記第1のnチャネル型TFTは、第1の半導体膜
と第1のゲート電極とを有し、前記第1のゲート電極と
重なり一導電型の不純物元素が添加された第1の不純物
領域と、前記第1のゲート電極の外側に設けられ、前記
第1の不純物領域に接する一導電型の不純物元素が添加
された第2の不純物領域とを有し、前記第2のnチャネ
ル型TFTは、第2の半導体膜と第2のゲート電極を有
し、前記第2のゲート電極と重なり一導電型の不純物元
素が添加された第3の不純物領域を有し、前記第1のゲ
ート電極及び第2のゲート電極は、第1の導電膜と、前
記第1の導電膜の内側に形成された第2の導電膜とから
形成され、前記第1の半導体膜及び第2の半導体膜と、
前記基板との間には断熱層が形成されていることを特徴
とする半導体装置。
3. A first n-channel TFT and a second n-channel TFT on a substrate.
In the semiconductor device in which the n-channel TFT is formed, the first n-channel TFT has a first semiconductor film and a first gate electrode, and overlaps with the first gate electrode to form one conductivity type. A first impurity region to which an impurity element is added, and a second impurity region provided outside the first gate electrode and in contact with the first impurity region and to which an impurity element of one conductivity type is added. The second n-channel TFT has a second semiconductor film and a second gate electrode, and overlaps with the second gate electrode and has a third conductivity type added with an impurity element of one conductivity type. An impurity region, wherein the first gate electrode and the second gate electrode are formed of a first conductive film and a second conductive film formed inside the first conductive film; A first semiconductor film and a second semiconductor film,
A semiconductor device, wherein a heat insulating layer is formed between the semiconductor device and the substrate.
【請求項4】請求項3において、前記一導電型の不純物
元素が添加された第2の不純物領域の該不純物元素の濃
度は、前記一導電型の不純物元素が添加された第1の不
純物領域の該不純物元素の濃度よりも高く、かつ、前記
一導電型の不純物元素が添加された第3の不純物領域の
該不純物元素の濃度よりも低いことを特徴とする半導体
装置。
4. The impurity region according to claim 3, wherein the concentration of the impurity element in the second impurity region to which the one conductivity type impurity element is added is equal to that of the first impurity region in which the one conductivity type impurity element is added. A semiconductor device, wherein the concentration of the impurity element is higher than that of the third impurity region to which the one conductivity type impurity element is added.
【請求項5】請求項3において、前記一導電型の不純物
元素が添加された第1の不純物領域の該不純物元素の濃
度は、2×1016〜1×1018/cm3であり、前記一導電
型の不純物元素が添加された第2の不純物領域の該不純
物元素の濃度は、1×1017〜5×1018/cm3であり、
前記一導電型の不純物元素が添加された第3の不純物領
域の該不純物元素の濃度は、5×1017〜5×1019/c
m3であり、かつ、前記一導電型の不純物元素が添加され
た第2の不純物領域の該不純物元素の濃度は、前記一導
電型の不純物元素が添加された第1の不純物領域の該不
純物元素の濃度よりも高く、かつ、前記一導電型の不純
物元素が添加された第3の不純物領域の該不純物元素の
濃度よりも低い関係を満たすことを特徴とする半導体装
置。
5. The method according to claim 3, wherein the concentration of the impurity element in the first impurity region to which the impurity element of one conductivity type is added is 2 × 10 16 to 1 × 10 18 / cm 3. A concentration of the impurity element in the second impurity region to which the impurity element of one conductivity type is added is 1 × 10 17 to 5 × 10 18 / cm 3 ;
The concentration of the impurity element in the third impurity region to which the one conductivity type impurity element is added is 5 × 10 17 to 5 × 10 19 / c.
m 3 , and the concentration of the impurity element in the second impurity region to which the one-conductivity-type impurity element is added is the same as that in the first impurity region to which the one-conductivity-type impurity element is added. A semiconductor device which satisfies a relationship higher than the concentration of an element and lower than the concentration of the impurity element in the third impurity region to which the one-conductivity-type impurity element is added.
【請求項6】請求項3において、前記断熱層はエチル
(C25)基、プロピル(C38)基、ブチル(C4
10)基、ビニル(C22)基、フェニル(C65)基、
CF3基のいずれかを含有する酸化シリコンであること
を特徴とする半導体装置。
6. The heat insulating layer according to claim 3, wherein said heat insulating layer is an ethyl (C 2 H 5 ) group, a propyl (C 3 H 8 ) group, or a butyl (C 4 H) group.
10 ) group, vinyl (C 2 H 2 ) group, phenyl (C 6 H 5 ) group,
A semiconductor device comprising silicon oxide containing any one of CF 3 groups.
【請求項7】請求項3において、前記断熱層は多孔質シ
リコンであることを特徴とする半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 3, wherein said heat insulating layer is made of porous silicon.
【請求項8】請求項3において、前記第1のnチャネル
型TFTは画素領域に設けられ、前記第2のnチャネル
型TFTは駆動回路部に設けられていることを特徴とす
る半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 3, wherein the first n-channel TFT is provided in a pixel region, and the second n-channel TFT is provided in a driving circuit portion.
【請求項9】請求項1乃至請求項8のいずれか一項にお
いて、前記半導体装置は携帯電話、ビデオカメラ、デジ
タルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、電子書
籍、DVDプレーヤー、テレビ受像器、パーソナルコン
ピュータ、プロジェクターから選ばれた一つであること
を特徴とする半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a video camera, a digital still camera, a goggle type display, an electronic book, a DVD player, a television receiver, a personal computer, A semiconductor device, which is one selected from a projector.
【請求項10】絶縁表面上にエチル(C25)基、プロ
ピル(C38)基、ブチル(C410)基、ビニル(C2
2)基、フェニル(C65)基、CF3基のいずれかを
含有する酸化シリコンから成る断熱層を形成する第1の
工程と、前記断熱層上に第1の絶縁層を形成する第2の
工程と、前記第1の絶縁層上に非晶質構造を有する半導
体膜を形成する第3の工程と、前記非晶質構造を有する
半導体膜にレーザー光を照射して結晶構造を有する半導
体膜を形成する第4の工程とを有することを特徴とする
半導体装置の作製方法。
10. Ethyl (C 2 H 5 ) group, propyl (C 3 H 8 ) group, butyl (C 4 H 10 ) group, vinyl (C 2
A first step of forming a heat insulating layer made of silicon oxide containing any one of an H 2 ) group, a phenyl (C 6 H 5 ) group, and a CF 3 group, and forming a first insulating layer on the heat insulating layer A second step of forming a semiconductor film having an amorphous structure on the first insulating layer; and irradiating the semiconductor film having the amorphous structure with laser light to form a crystal structure. And a fourth step of forming a semiconductor film having the following.
【請求項11】基板上に多孔質シリコンから成る断熱層
を形成する第1の工程と、前記断熱層上に第1の絶縁層
を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁層上に非晶質
構造を有する半導体膜を形成する第3の工程と、前記非
晶質構造を有する半導体膜にレーザー光を照射して結晶
構造を有する半導体膜を形成する第4の工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. A first step of forming a heat insulating layer made of porous silicon on a substrate, a second step of forming a first insulating layer on the heat insulating layer, and a step of forming a first insulating layer on the heat insulating layer. Forming a semiconductor film having an amorphous structure, and irradiating the semiconductor film having an amorphous structure with a laser beam to form a semiconductor film having a crystalline structure. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項12】基板上に第1のnチャネル型TFTと第
2のnチャネル型TFTとを形成する半導体装置の作製
方法において、前記基板上にエチル(C25)基、プロ
ピル(C38)基、ブチル(C410)基、ビニル(C2
2)基、フェニル(C65)基、CF3基のいずれかを
含有する酸化シリコンから成る断熱層を形成する第1の
工程と、前記断熱層上に第1の絶縁層を形成する第2の
工程と、前記第1の絶縁層上に非晶質構造を有する半導
体膜を形成する第3の工程と、前記非晶質構造を有する
半導体膜にレーザー光を照射して結晶構造を有する半導
体膜を形成する第4の工程と、前記結晶構造を有する半
導体膜から、島状に分離した第1の半導体膜と第2の半
導体膜とを形成する第5の工程と、前記第1の半導体膜
と第2の半導体膜の上方に第1の導電層と第2の導電層
とを重ねて形成する第6の工程と、前記第1の導電層と
第2の導電層とをエッチングして、端部にテーパー部を
有する複数の第1の形状の導電層を形成する第7の工程
と、前記複数の第1の形状の導電層を異方性エッチング
して、前記第1の導電層の内側に第2の導電層が設けら
れた複数の第2の形状の導電層を形成する第8の工程
と、前記第1の半導体膜に、一導電型の不純物元素を添
加して、前記第2の形状の導電層と重なる第1の不純物
領域と、前記第2の形状の導電層と重ならない第2の不
純物領域を形成する第9の工程と、前記第2の半導体膜
に、一導電型の不純物元素を添加して、前記第2の形状
の導電層と重なる第3の不純物領域を形成する第10の
工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方
法。
12. A method for manufacturing a semiconductor device in which a first n-channel TFT and a second n-channel TFT are formed on a substrate, wherein an ethyl (C 2 H 5 ) group, a propyl (C 3 H 8 ) group, butyl (C 4 H 10 ) group, vinyl (C 2
A first step of forming a heat insulating layer made of silicon oxide containing any one of an H 2 ) group, a phenyl (C 6 H 5 ) group, and a CF 3 group, and forming a first insulating layer on the heat insulating layer A second step of forming a semiconductor film having an amorphous structure on the first insulating layer; and irradiating the semiconductor film having the amorphous structure with laser light to form a crystal structure. A fourth step of forming a semiconductor film having: a fifth step of forming a first semiconductor film and a second semiconductor film separated into islands from the semiconductor film having the crystal structure; A sixth step of forming a first conductive layer and a second conductive layer overlying the first semiconductor film and the second semiconductor film, and forming the first conductive layer and the second conductive layer A seventh step of forming a plurality of first-shaped conductive layers having a tapered portion at an end by etching; An eighth step of anisotropically etching the first shape conductive layer to form a plurality of second shape conductive layers having a second conductive layer provided inside the first conductive layer; Adding a first conductivity type impurity element to the first semiconductor film to form a first impurity region overlapping the second shape conductive layer and a second impurity region not overlapping the second shape conductive layer; A ninth step of forming an impurity region of the first type; and a step of adding an impurity element of one conductivity type to the second semiconductor film to form a third impurity region overlapping with the conductive layer of the second shape. 10. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項13】基板上に第1のnチャネル型TFTと第
2のnチャネル型TFTとを形成する半導体装置の作製
方法において、前記基板上に多孔質シリコンから成る断
熱層を形成する第1の工程と、前記断熱層上に第1の絶
縁層を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁層上に非
晶質構造を有する半導体膜を形成する第3の工程と、前
記非晶質構造を有する半導体膜にレーザー光を照射して
結晶構造を有する半導体膜を形成する第4の工程と、前
記結晶構造を有する半導体膜から、島状に分離した第1
の半導体膜と第2の半導体膜とを形成する第5の工程
と、前記第1の半導体膜と第2の半導体膜の上方に第1
の導電層と第2の導電層とを重ねて形成する第6の工程
と、前記第1の導電層と第2の導電層とをエッチングし
て、端部にテーパー部を有する複数の第1の形状の導電
層を形成する第7の工程と、前記複数の第1の形状の導
電層を異方性エッチングして、前記第1の導電層の内側
に第2の導電層が設けられた複数の第2の形状の導電層
を形成する第8の工程と、前記第1の半導体膜に、一導
電型の不純物元素を添加して、前記第2の形状の導電層
と重なる第1の不純物領域と、前記第2の形状の導電層
と重ならない第2の不純物領域を形成する第9の工程
と、前記第2の半導体膜に、一導電型の不純物元素を添
加して、前記第2の形状の導電層と重なる第3の不純物
領域を形成する第10の工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
13. A method for manufacturing a semiconductor device in which a first n-channel TFT and a second n-channel TFT are formed on a substrate, wherein a heat insulating layer made of porous silicon is formed on the substrate. A second step of forming a first insulating layer on the heat insulating layer; a third step of forming a semiconductor film having an amorphous structure on the first insulating layer; A fourth step of irradiating a semiconductor film having a crystalline structure with a laser beam to form a semiconductor film having a crystalline structure, and a first step of separating the semiconductor film having the crystalline structure into islands.
A fifth step of forming a first semiconductor film and a second semiconductor film, and a first step above the first semiconductor film and the second semiconductor film.
A sixth step of laminating the first conductive layer and the second conductive layer, and etching the first conductive layer and the second conductive layer to form a plurality of first layers each having a tapered portion at an end. A seventh step of forming a conductive layer of the first shape; and anisotropically etching the plurality of first shape conductive layers to provide a second conductive layer inside the first conductive layer. An eighth step of forming a plurality of second-shape conductive layers; and a first step of adding an impurity element of one conductivity type to the first semiconductor film to overlap the second-shape conductive layers. A ninth step of forming an impurity region and a second impurity region which does not overlap with the conductive layer of the second shape; and adding an impurity element of one conductivity type to the second semiconductor film, A tenth step of forming a third impurity region overlapping with the conductive layer having the shape of (2). Law.
【請求項14】請求項12または請求項13において、
前記一導電型の不純物元素が添加された第2の不純物領
域の該不純物元素の濃度は、前記一導電型の不純物元素
が添加された第1の不純物領域の該不純物元素の濃度よ
りも高く、かつ、前記一導電型の不純物元素が添加され
た第3の不純物領域の該不純物元素の濃度よりも低く形
成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
14. The method according to claim 12, wherein
A concentration of the impurity element in the second impurity region to which the one conductivity type impurity element is added is higher than a concentration of the impurity element in the first impurity region to which the one conductivity type impurity element is added; And forming the third impurity region to which the one-conductivity-type impurity element is added at a lower concentration than the impurity element.
【請求項15】請求項12または請求項13において、
前記一導電型の不純物元素が添加された第1の不純物領
域の該不純物元素の濃度は、2×1016〜1×1018/c
m3で添加し、前記一導電型の不純物元素が添加された第
2の不純物領域の該不純物元素の濃度は、1×1017
5×1018/cm3で添加し、前記一導電型の不純物元素が
添加された第3の不純物領域の該不純物元素の濃度は、
5×1017〜5×1019/cm3で添加し、かつ、前記一導
電型の不純物元素が添加された第2の不純物領域の該不
純物元素の濃度は、前記一導電型の不純物元素が添加さ
れた第1の不純物領域の該不純物元素の濃度よりも高
く、かつ、前記一導電型の不純物元素が添加された第3
の不純物領域の該不純物元素の濃度よりも低い関係を満
たすように形成することを特徴とする半導体装置の作製
方法。
15. The method according to claim 12, wherein
The concentration of the impurity element in the first impurity region to which the one conductivity type impurity element is added is 2 × 10 16 to 1 × 10 18 / c.
m 3 , the concentration of the impurity element in the second impurity region to which the one conductivity type impurity element is added is 1 × 10 17 to
The concentration of the impurity element in the third impurity region to which the impurity element of one conductivity type is added at 5 × 10 18 / cm 3 ,
The concentration of the impurity element in the second impurity region to which the impurity element is added at 5 × 10 17 to 5 × 10 19 / cm 3 and the impurity element of the one conductivity type is added, A third impurity region, which is higher than the concentration of the impurity element in the added first impurity region and in which the one-conductivity-type impurity element is added.
A method for forming the impurity region so as to satisfy a relationship lower than the concentration of the impurity element.
【請求項16】請求項12または請求項13において、
前記第1のnチャネル型TFTは画素領域に形成し、前
記第2のnチャネル型TFTは駆動回路部に形成される
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
16. The method according to claim 12, wherein
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first n-channel TFT is formed in a pixel region, and the second n-channel TFT is formed in a driver circuit portion.
【請求項17】請求項10乃至請求項16のいずれか一
項において、前記半導体装置は携帯電話、ビデオカメ
ラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、
電子書籍、DVDプレーヤー、テレビ受像器、パーソナ
ルコンピュータ、プロジェクターから選ばれた一つであ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
17. The semiconductor device according to claim 10, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a video camera, a digital still camera, a goggle type display,
A method for manufacturing a semiconductor device, which is one selected from an electronic book, a DVD player, a television receiver, a personal computer, and a projector.
JP2000087670A 2000-03-27 2000-03-27 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP4463374B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000087670A JP4463374B2 (en) 2000-03-27 2000-03-27 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000087670A JP4463374B2 (en) 2000-03-27 2000-03-27 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001274087A true JP2001274087A (en) 2001-10-05
JP4463374B2 JP4463374B2 (en) 2010-05-19

Family

ID=18603643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000087670A Expired - Fee Related JP4463374B2 (en) 2000-03-27 2000-03-27 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4463374B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007049181A (en) * 2002-01-17 2007-02-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
KR100719555B1 (en) 2005-07-20 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 TFT and OLED comprising the same TFT and method of crystallizing semiconductor applied to the same TFT
KR100744398B1 (en) * 2006-04-21 2007-07-30 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 Method for fabricating polycrystalline silicon thin film transistor and method for fabricating array substrate of lcd device using the same
CN100388423C (en) * 2005-01-17 2008-05-14 友达光电股份有限公司 Manufacturing method of poly-silicon film
US7615473B2 (en) 2002-01-17 2009-11-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of introducing ion and method of manufacturing semiconductor device
US8034671B2 (en) 2004-12-24 2011-10-11 Au Optronics Corp. Polysilicon film, thin film transistor using the same, and method for forming the same
WO2017107274A1 (en) * 2015-12-21 2017-06-29 武汉华星光电技术有限公司 Low-temperature polysilicon thin film transistor and preparation method therefor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007049181A (en) * 2002-01-17 2007-02-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
US7615473B2 (en) 2002-01-17 2009-11-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of introducing ion and method of manufacturing semiconductor device
US8034671B2 (en) 2004-12-24 2011-10-11 Au Optronics Corp. Polysilicon film, thin film transistor using the same, and method for forming the same
CN100388423C (en) * 2005-01-17 2008-05-14 友达光电股份有限公司 Manufacturing method of poly-silicon film
KR100719555B1 (en) 2005-07-20 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 TFT and OLED comprising the same TFT and method of crystallizing semiconductor applied to the same TFT
KR100744398B1 (en) * 2006-04-21 2007-07-30 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 Method for fabricating polycrystalline silicon thin film transistor and method for fabricating array substrate of lcd device using the same
WO2017107274A1 (en) * 2015-12-21 2017-06-29 武汉华星光电技术有限公司 Low-temperature polysilicon thin film transistor and preparation method therefor
US10192975B2 (en) 2015-12-21 2019-01-29 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Low temperature polycrystalline silicon thin film transistor

Also Published As

Publication number Publication date
JP4463374B2 (en) 2010-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7384832B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US6555875B2 (en) EL display device with a TFT
US8304327B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US6878968B1 (en) Semiconductor device
US7951654B2 (en) Method of fabricating semiconductor device
US20070184593A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20110272718A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2001156017A (en) Laser device, method for heat treating by using laser beam and method for manufacturing semiconductor device
JP4519278B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4637376B2 (en) Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP4986332B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4463374B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP5244274B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4776773B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2001085320A (en) Aligner, exposure method and nethod for manufacturing semiconductor device
JP2000286426A (en) Semiconductor device and its greating method
JP4463377B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4776767B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2001326178A (en) Semiconductor device and method of manufacturing
JP2002118118A (en) Manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100217

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees