JP2001274405A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP2001274405A
JP2001274405A JP2000087612A JP2000087612A JP2001274405A JP 2001274405 A JP2001274405 A JP 2001274405A JP 2000087612 A JP2000087612 A JP 2000087612A JP 2000087612 A JP2000087612 A JP 2000087612A JP 2001274405 A JP2001274405 A JP 2001274405A
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channel formation
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理 中村
Etsuko Fujimoto
悦子 藤本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the gettering technology which can increase the throughput by shortening the heat treatment time and thereby improving the gettering efficiency, for gettering in a process of removing impurity elements such as heavy metal elements mixed in semiconductor manufacturing processes, possibly shortening the life of the carrier of silicon to cause a defective gate oxide film and decline in reliability. SOLUTION: The grain boundaries in a semiconductor region in the vicinity of a channel formed region are used in a gettering site and, at the same time, gettering using ion implantation is conducted. Due to this method, a plurality of kinds of impurity elements such as heavy metal elements can be removed, and depletion layers in the channel formed region 407 and PN junctions of a TFT can be efficiently applied getting.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁表面を有する
基板上にアクティブマトリクス型電界効果薄膜トランジ
スタ(以下、薄膜トランジスタをTFTという)で構成
された回路を有する半導体装置、およびその作製方法に
関する。本明細書のおける半導体装置とは、半導体特性
を利用することで機能する装置全般を指す。特に本発明
は、同一基板上に画像表示領域と画像表示を行うための
駆動回路を設ける、液晶表示装置に代表される電気光学
装置およびこの電気光学装置を搭載する電子機器に好適
に利用できる。上記半導体装置は、上記電気光学装置お
よび上記電気光学装置を搭載する電子機器をその範疇に
含んでいる。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a circuit including an active matrix type field effect thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) on a substrate having an insulating surface, and a method for manufacturing the same. A semiconductor device in this specification refers to all devices that function by utilizing semiconductor characteristics. In particular, the present invention can be suitably used for an electro-optical device typified by a liquid crystal display device provided with an image display area and a driving circuit for displaying an image on the same substrate, and an electronic device equipped with the electro-optical device. The semiconductor device includes the electro-optical device and an electronic device including the electro-optical device in its category.

【0002】[0002]

【従来の技術】多結晶シリコン(ポリシリコン)、微結
晶シリコン、単結晶シリコンに代表される結晶質シリコ
ンの半導体層を有するTFT(以下、結晶質シリコンT
FTと記す)は、アモルファスシリコンの半導体層を有
するTFT(以下、アモルファスシリコンTFTと記
す)よりも電界効果移動度が高く、高速動作が可能であ
る。そのため、高速動作が必要な画像領域の駆動回路の
作製にアモルファスシリコンTFTを用いるのは不適当
だったが、結晶質シリコンTFTを用いると、画像表示
領域と同一基板上に作製することが可能になった。
2. Description of the Related Art A TFT having a crystalline silicon semiconductor layer typified by polycrystalline silicon (polysilicon), microcrystalline silicon and single crystal silicon (hereinafter referred to as crystalline silicon T).
FT) has a higher field-effect mobility than a TFT having an amorphous silicon semiconductor layer (hereinafter, referred to as amorphous silicon TFT) and can operate at high speed. For this reason, it was inappropriate to use an amorphous silicon TFT for manufacturing a drive circuit for an image area requiring high-speed operation, but using a crystalline silicon TFT makes it possible to manufacture it on the same substrate as the image display area. became.

【0003】しかしながら、半導体装置の製造プロセス
中に混入する重金属等の不純物元素の問題は十分に解決
されてはいない。特に重金属元素がシリコン中に固溶す
ると、バンドギャップ中に深い準位を形成し、シリコン
のキャリアのライフタイムを低下させる。また熱処理時
にシリサイドとして析出し、ゲート酸化膜の絶縁破壊
や、信頼性の不良を引き起こし、デバイスの歩留まりを
低下させる。
[0003] However, the problem of impurity elements such as heavy metals mixed during the manufacturing process of semiconductor devices has not been sufficiently solved. In particular, when a heavy metal element forms a solid solution in silicon, a deep level is formed in a band gap, and the lifetime of silicon carriers is reduced. Further, it precipitates as silicide during heat treatment, causing dielectric breakdown of the gate oxide film and poor reliability, thereby lowering the yield of the device.

【0004】従って特性が良く、信頼性の高いデバイス
を得るためには重金属等の不純物元素を取り除く方法、
すなわちゲッタリング技術が重要である。ゲッタリング
技術の一つに、特開平10−303430号公報に記載
の技術がある。同公報開示の技術は、結晶化を促進させ
る金属を導入することで、結晶成長を行い、Pに代表さ
れる元素をドープした領域に結晶化を促進させる金属を
移動させ、ゲッタリングを行うものである。この技術
は、非晶質膜の結晶化にあたっては、結晶化を促進させ
る金属の作用で結晶化温度を引き下げ、また結晶化に要
する時間を低減させ、かつ結晶化終了後は、半導体装置
の電気特性が下がらないように、あるいは信頼性が低下
しないように、結晶化を促進させる金属を結晶質膜中か
ら除去または悪影響を及ぼさない程度まで低減させるも
のである。この技術を用いることで低温の加熱処理で結
晶化を促進させる金属をゲッタリングさせることがで
き、半導体装置作製にあたり低温プロセスの特徴を生か
すことができる。
Therefore, in order to obtain a device having good characteristics and high reliability, a method of removing impurity elements such as heavy metals,
That is, gettering technology is important. As one of the gettering techniques, there is a technique described in JP-A-10-303430. The technology disclosed in the publication discloses a method of performing crystal growth by introducing a metal that promotes crystallization, moving the metal that promotes crystallization to a region doped with an element represented by P, and performing gettering. It is. This technique lowers the crystallization temperature by the action of a metal that promotes crystallization, reduces the time required for crystallization, and reduces the electric power of the semiconductor device after crystallization is completed. The metal which promotes crystallization is reduced from the crystalline film to such an extent that it is not removed or adversely affected so that the characteristics are not deteriorated or the reliability is not reduced. By using this technique, a metal that promotes crystallization by low-temperature heat treatment can be gettered, and the characteristics of a low-temperature process can be utilized in manufacturing a semiconductor device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記ゲッタリングは完
全に行う必要がある。基板面内でゲッタリングの不完全
な部分が残っていると、各トランジスタは電気的特性の
ばらつきを生じ、このトランジスタでアクティブマトリ
クス型表示装置を構成し、表示させた場合、表示むらの
原因となりうる。前記ゲッタリングを完全に行うために
は、ゲッタリング時の熱処理時間を長くすればよいが、
スループットの点から、熱処理時間はできるだけ短い方
が好ましい。本発明はゲッタリングの効率をあげ、短時
間で完全にゲッタリングを行うことを課題とする。
The gettering needs to be performed completely. If the incomplete gettering portion remains on the substrate surface, each transistor will have variations in electrical characteristics. sell. In order to perform the gettering completely, the heat treatment time at the time of gettering may be lengthened,
From the viewpoint of throughput, the heat treatment time is preferably as short as possible. An object of the present invention is to improve gettering efficiency and perform gettering completely in a short time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願発明者らは上記課題
を解決するために、ゲッタリングを律速する機構に着目
した。図1は絶縁基板上に形成された結晶質シリコン半
導体層のFPM(希フッ酸過水)処理後のSEM写真である。
この結晶質シリコン半導体層は、特開平7−13065
2号公報に記載された技術に従って、金属元素Niを用い
て形成し、更にレーザーアニール処理を行ったものであ
る。従ってこの半導体層中にはNiシリサイドが存在して
いる。FPM処理においては結晶粒界等のダングリングボ
ンドや、金属やシリサイドが選択的にエッチングされる
ため、エッチングによる穴を観察することによって、金
属やシリサイドの偏析している領域を知ることができ
る。図1には、FPM処理によるエッチング穴が多数みられ
るが、この穴は結晶粒と結晶粒との境界、すなわち結晶
粒界に最も多く見られる。すなわちNi等の重金属等の不
純物元素は結晶質シリコン半導体層中において、結晶欠
陥、特に結晶粒界に偏析しやすく、この偏析がゲッタリ
ングを律束している。従って半導体層中の結晶粒界を無
くすことができれば、ゲッタリングを効率よく、短時間
に行うことができる。しかしながら結晶粒界を完全に無
くすことは容易ではない。そこで本発明者らは発想を逆
転させて、この結晶粒界を積極的にゲッタリングに利用
する方法を考えた。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have paid attention to a mechanism for controlling the rate of gettering. FIG. 1 is an SEM photograph of a crystalline silicon semiconductor layer formed on an insulating substrate after FPM (dilute hydrofluoric acid) treatment.
This crystalline silicon semiconductor layer is disclosed in
According to the technique described in Japanese Patent Application Laid-open No. 2 (1994) -2002, it is formed by using a metal element Ni and further subjected to laser annealing. Therefore, Ni silicide exists in this semiconductor layer. In the FPM process, a dangling bond such as a crystal grain boundary and a metal or a silicide are selectively etched. Therefore, by observing a hole formed by the etching, a region where the metal or the silicide is segregated can be known. FIG. 1 shows a large number of etched holes formed by the FPM process, and the holes are most often found at boundaries between crystal grains, that is, at grain boundaries. That is, impurity elements such as heavy metals such as Ni are easily segregated at crystal defects, particularly at crystal grain boundaries in the crystalline silicon semiconductor layer, and this segregation governs gettering. Therefore, if the crystal grain boundaries in the semiconductor layer can be eliminated, gettering can be performed efficiently and in a short time. However, it is not easy to completely eliminate grain boundaries. Therefore, the present inventors have considered a method of reversing the idea and actively utilizing the crystal grain boundaries for gettering.

【0007】すなわち本願発明者らは多数の結晶粒界を
もつ領域をゲッタリングサイトに使用する方法を考え
た。シリコンウエハのゲッタリングにおいては、裏面に
結晶質シリコン膜を堆積し、ゲッタリングサイトとして
利用するPBS(Polysilicon Back Seal)法が知られる
が、本方法においては、半導体層中の素子形成領域近傍
にゲッタリングサイトを形成しゲッタリング効果を高め
る。素子形成領域に近接してゲッタリングサイトを形成
するためゲッタリング能力は増大し、ゲッタリングに要
する時間も短縮できる。
That is, the present inventors have considered a method of using a region having a large number of crystal grain boundaries as a gettering site. In the gettering of a silicon wafer, a PBS (Polysilicon Back Seal) method in which a crystalline silicon film is deposited on the back surface and used as a gettering site is known. A gettering site is formed to enhance the gettering effect. Since the gettering site is formed close to the element formation region, the gettering ability is increased and the time required for gettering can be reduced.

【0008】また通常、重金属等の不純物元素は半導体
層中に複数種存在するが、重金属等の不純物元素とゲッ
タリング方法には相性があることが知られている。たと
えばPを用いたゲッタリングではNiに対する効果が大き
く、Bを用いたゲッタリングではFeに対する効果が大き
い。すなわち複数種の重金属等の不純物元素を取り除く
には、複数のゲッタリング方法を組み合わせるのが効果
的である。本明細書では、特願平11−372214号
に記載されたP等の金属元素の濃度に勾配を持たせてゲ
ッタリングを行い、接合近傍の重金属等の不純物元素を
除去する技術と、結晶粒界をゲッタリングサイトに用い
る方法を組み合わせ、ゲッタリング効果を高める。
Usually, a plurality of types of impurity elements such as heavy metals are present in a semiconductor layer, and it is known that the gettering method is compatible with impurity elements such as heavy metals. For example, gettering using P has a large effect on Ni, and gettering using B has a large effect on Fe. That is, in order to remove a plurality of types of impurity elements such as heavy metals, it is effective to combine a plurality of gettering methods. In this specification, gettering is performed by giving a gradient to the concentration of a metal element such as P described in Japanese Patent Application No. 11-372214 to remove impurity elements such as heavy metals near the junction, The method of using the world as a gettering site is combined to enhance the gettering effect.

【0009】本技術の本質は、ゲッタリングサイトにお
ける結晶粒界の密度を、ゲッタリングを行いたい領域に
おける結晶粒界の密度より高くすることである。結晶粒
界の密度は単位面積当たりの結晶粒界の長さで定義す
る。結晶粒界の長さはセコエッチ後のSEM写真やAFM等で
実測できる量である。ゲッタリングサイトの結晶粒界の
密度を高くすることにより、ゲッタリングサイトに近接
した領域の結晶粒界の密度を小さくする場合と同様の効
果が得られる。ゲッタリングサイトの結晶粒界密度の方
を高くすることにより、重金属等の不純物元素をゲッタ
リングサイトの結晶粒界に偏析させることができる。
The essence of the present technology is to make the density of the crystal grain boundary at the gettering site higher than the density of the crystal grain boundary in the region where the gettering is to be performed. The density of the grain boundary is defined by the length of the grain boundary per unit area. The length of the crystal grain boundary is a quantity that can be measured by an SEM photograph or AFM after secoetch. By increasing the density of the crystal grain boundary of the gettering site, the same effect as in the case of reducing the density of the crystal grain boundary in a region close to the gettering site can be obtained. By increasing the density of the crystal grain boundaries at the gettering sites, impurity elements such as heavy metals can be segregated at the crystal grain boundaries at the gettering sites.

【0010】結晶粒界は曲線形状であることが多い為、
その長さを求めることは困難である。従って本明細書中
では、結晶粒界の密度に対応した容易に測定できるパラ
メータを利用する。これは結晶粒界の交点の数に着目す
るもので、結晶粒界の交点の密度が大きい結晶は、結晶
粒界の密度も大きいことを利用する。図2は各結晶粒を
一辺の長さがaの正方形として、モデル化した図を示し
ている。各結晶粒界の交点は、三重点(図2(a))である
ことが多いが、図2(b)に示す様に四重点が形成されるこ
ともある。5本以上の結晶粒界が一点で交差する頻度は
非常に小さいので、五重点以降は考えない。ここで三重
点の集合を表す図2(c)と四重点の集合を表す図2(d)にお
ける線c上の交点の数に着目すると、図2(c)の結晶粒界
の交点の密度は、図2(d)における結晶粒界の交点の密度
と比較して、2倍である。従って、結晶粒界の密度(単
位面積当たりの線の長さ)が、図2(c)、図2(d)において
同じになることを考慮し、四重点では交点の数を2倍に
カウントする。これにより、結晶粒界の密度と結晶粒界
の交点の密度を対応させることができ、結晶粒界の交点
の密度でゲッタリング能力を規定することができる。
[0010] Since the crystal grain boundaries are often curved,
It is difficult to determine its length. Therefore, in this specification, a parameter that can be easily measured corresponding to the density of the crystal grain boundary is used. This focuses on the number of intersecting points of the crystal grain boundaries, and utilizes that the density of the intersecting points of the crystal grain boundaries is large and the density of the crystal grain boundaries is large. FIG. 2 shows a model in which each crystal grain is modeled as a square having a side length of a. The intersection of each crystal grain boundary is often a triple point (FIG. 2 (a)), but a quadruple point may be formed as shown in FIG. 2 (b). Since the frequency at which five or more crystal grain boundaries intersect at one point is extremely small, it is not considered after the five-point. Here, paying attention to the number of intersections on the line c in FIG. 2 (c) representing a set of triple points and FIG. 2 (d) representing a set of quadruples, Is twice as high as the density at the intersection of the crystal grain boundaries in FIG. 2 (d). Therefore, considering that the density of grain boundaries (line length per unit area) is the same in Figs. 2 (c) and 2 (d), the number of intersections is doubled at the quadruple point. I do. Thereby, the density of the crystal grain boundary and the density of the intersection of the crystal grain boundary can be made to correspond, and the gettering ability can be defined by the density of the intersection of the crystal grain boundary.

【0011】また視覚的にわかりやすくゲッタリング能
力を規定する方法として、結晶粒の平均面積を用いるこ
ともできる。(図3)すなわち各結晶粒を円で近似し
(面積が等しくなる円の直径を求める)、この円の直径
を各結晶粒の粒径とする。注目している領域の各結晶粒
の粒径を平均した値を結晶粒径と定義する。平均粒径が
小さいほど、結晶粒界の密度が高くなるため、重金属等
の不純物元素を偏析しやすくなり、ゲッタリングサイト
として利用できる。
The average area of crystal grains can also be used as a method for defining the gettering ability so as to be easily understood visually. That is, each crystal grain is approximated by a circle (the diameter of a circle having the same area is obtained), and the diameter of this circle is defined as the particle size of each crystal grain. The value obtained by averaging the grain sizes of the respective crystal grains in the region of interest is defined as the crystal grain size. The smaller the average particle size, the higher the density of the crystal grain boundaries, so that impurity elements such as heavy metals are easily segregated and can be used as gettering sites.

【0012】本発明の構成を、図4を用いて説明する。
基板403は、ガラス基板や石英基板である。基板403上に
はチャネル形成領域407と、前記チャネル形成領域407の
外側に第1の不純物領域401,411と、更にその外側に第
2の不純物領域402,412が形成されている。前記第1の
不純物領域401,411には一導電型の不純物元素を第1の
濃度で導入し、前記第2の不純物領域402,412には前記
導電型と同型の不純物元素を第2の濃度で導入する。前
記チャネル形成領域407は結晶化を促進する金属(Ni
等)を用いて結晶化を行ったものでもよい。チャネル形
成領域407の上には、絶縁膜404が形成され、さらに前記
絶縁膜404を介して、前記チャネル形成領域407と対向し
てゲート電極405が形成されている。前記第1の不純物
領域401,411と前記第2の不純物領域402,412を合わせた
領域が、ソース/ドレイン領域の全体、もしくは一部分
となる。前記絶縁膜404はソース/ドレイン領域の上に
も形成されていてもよい。またLDD領域やオフセット領
域が形成されている場合には、前記チャネル形成領域と
不純物領域との間に、LDD領域やオフセット領域を挟む
ようにして、前記第1の不純物領域401,411と前記第2
の不純物領域402,412が形成されるものとする。
The configuration of the present invention will be described with reference to FIG.
The substrate 403 is a glass substrate or a quartz substrate. On the substrate 403, a channel forming region 407, first impurity regions 401 and 411 outside the channel forming region 407, and second impurity regions 402 and 412 outside the channel forming region 407 are further formed. An impurity element of one conductivity type is introduced into the first impurity regions 401 and 411 at a first concentration, and an impurity element of the same type as the conductivity type is introduced into the second impurity regions 402 and 412 at a second concentration. The channel forming region 407 is formed of a metal (Ni
, Etc.). An insulating film 404 is formed on the channel forming region 407, and a gate electrode 405 is formed facing the channel forming region 407 via the insulating film 404. A region in which the first impurity regions 401 and 411 and the second impurity regions 402 and 412 are combined becomes the whole or a part of the source / drain regions. The insulating film 404 may be formed on the source / drain regions. When an LDD region or an offset region is formed, the first impurity regions 401 and 411 and the second impurity region are interposed between the channel forming region and the impurity region so as to sandwich the LDD region or the offset region.
Impurity regions 402 and 412 are formed.

【0013】本願発明は前記第1の不純物領域401,411
における第1の濃度よりも、前記第2の不純物領域402,
412における第2の濃度の方が大きいことを特徴とす
る。また、かつ前記第2の不純物領域402,412における
結晶粒界の交点の密度が、チャネル形成領域407におけ
る結晶粒界の交点の密度よりも大きいか、または前記第
2の不純物領域402,412における結晶粒径が、前記チャ
ネル形成領域407における粒径よりも小さいことを特徴
とする。本願発明は、具体的には前記第1の濃度が、1
×1019/cm3〜5×1021/cm3であり、前記第2の濃度は、
前記第1の濃度の1.2倍から1000倍であることを特徴と
する。本願発明の構成は図4に示すようなチャネル形成
領域の両側で構成されるものでもよいし、片側のみで構
成されるものであってもよい。すなわち、たとえばドレ
イン領域の接合近傍の不純物をゲッタリングしたいとき
には、ドレイン側にのみ、前記第1の不純物領域と前記
第2の不純物領域を形成してもよい。
The present invention relates to the first impurity regions 401 and 411.
Than the first concentration in the second impurity region 402,
412 is characterized in that the second density is higher. Further, the density of the intersection of the crystal grain boundaries in the second impurity regions 402 and 412 is larger than the density of the intersection of the crystal grain boundaries in the channel formation region 407, or the crystal grain size in the second impurity regions 402 and 412 is The diameter is smaller than the particle diameter in the channel forming region 407. Specifically, the invention of the present application is characterized in that the first concentration is 1
× 10 19 / cm 3 to 5 × 10 21 / cm 3 , and the second concentration is
The first concentration is 1.2 to 1000 times the first concentration. The configuration of the present invention may be configured on both sides of the channel forming region as shown in FIG. 4, or may be configured on only one side. That is, for example, when it is desired to getter impurities near the junction of the drain region, the first impurity region and the second impurity region may be formed only on the drain side.

【0014】前記構成は第1の不純物領域と第2の不純
物領域に、それぞれ第1の濃度と第2の濃度で同型の導
電性を与える不純物元素を導入する場合を説明するもの
である。次に第1の不純物領域と第2の不純物領域にそ
れぞれ第1の濃度と第2の濃度で反対の導電性を与える
不純物元素を導入する場合の、本発明の構成を、図4を
使って説明する。その構成は、前記第1の不純物領域40
1,411には一導電型の不純物元素を第1の濃度で導入
し、前記第2の不純物領域402,412には、前記第1の不
純物領域に導入した不純物元素と同型の導電型を与える
不純物元素を、前記第1の濃度で導入し、かつ前記一導
電型と反対の導電型の不純物元素を第2の濃度で導入す
るものである。この構成は、前記第2の濃度よりも、前
記第1の濃度の方が大きいことを特徴とする。また、か
つ前記第2の不純物領域402,412における結晶粒界の交
点の密度が、チャネル形成領域407における結晶粒界の
交点の密度よりも大きいか、または前記第2の不純物領
域402,412における結晶粒径が、前記チャネル形成領域4
07における粒径よりも小さいことを特徴とする。本願発
明は具体的には、前記第2の濃度が、1×1019/cm3〜1×1
022/cm3であることを特徴とする。例としては、P型のTF
TにおいてはNiをゲッタリングする効果の大きいPを前記
第2の不純物領域に導入すれば、Niを接合領域近傍から
効果的にゲッタリングできる。別の例としては、N型のT
FTにおいて、Feをゲッタリングする効果の大きいBを前
記第2の不純物領域に導入すれば、Feを接合領域近傍か
ら効果的にゲッタリングできる。
The above structure describes a case where impurity elements which give the same conductivity at the first concentration and the second concentration are introduced into the first impurity region and the second impurity region, respectively. Next, the structure of the present invention in the case of introducing impurity elements that give opposite conductivity at the first concentration and the second concentration to the first impurity region and the second impurity region, respectively, will be described with reference to FIG. explain. The structure is similar to that of the first impurity region 40.
1,411 is doped with an impurity element of one conductivity type at a first concentration, and the second impurity regions 402 and 412 are doped with an impurity element imparting the same conductivity type as the impurity element introduced into the first impurity region. The impurity element is introduced at the first concentration and an impurity element having a conductivity type opposite to the one conductivity type is introduced at a second concentration. This configuration is characterized in that the first density is higher than the second density. In addition, the density of the intersection of the crystal grain boundaries in the second impurity regions 402 and 412 is larger than the density of the intersection of the crystal grain boundaries in the channel formation region 407, or the crystal grain size in the second impurity regions 402 and 412 is , The channel forming region 4
It is smaller than the particle size in 07. Specifically, the present invention is characterized in that the second concentration is 1 × 10 19 / cm 3 to 1 × 1
0 22 / cm 3 . For example, P-type TF
In T, Ni is effectively gettered from the vicinity of the junction region by introducing P having a large effect of gettering Ni into the second impurity region. Another example is N-type T
In FT, if B having a large effect of gettering Fe is introduced into the second impurity region, Fe can be effectively gettered from the vicinity of the junction region.

【0015】第2の不純物領域の一導電型を付与する不
純物を注入する領域と、ゲッタリングサイトを形成する
領域は完全に一致させる必要はない。すなわち第1の不
純物領域を挟んでチャネル形成領域の外側に形成されて
いればよい。
It is not necessary that the region into which the impurity imparting one conductivity type is implanted and the region forming the gettering site completely match the second impurity region. That is, the first impurity region may be formed outside the channel formation region.

【0016】本明細書では、濃度に関して以下に定義す
る。一般的に不純物の熱拡散やイオン打ち込みによって
不純物を導入した場合、半導体層中の不純物濃度は半導
体層中の深さによって濃度が異なり、不均一な濃度分布
をもつ。従って、ここでいう濃度とは半導体層中の深さ
方向の濃度分布を平均した値を意味する。
In this specification, the concentration is defined as follows. Generally, when impurities are introduced by thermal diffusion or ion implantation of impurities, the impurity concentration in the semiconductor layer varies depending on the depth in the semiconductor layer, and has an uneven concentration distribution. Therefore, the concentration here means a value obtained by averaging the concentration distribution in the depth direction in the semiconductor layer.

【0017】また本明細書において、重金属等の不純物
元素とは、アルカリ金属元素や非金属元素も含んでい
る。すなわちデバイスの特性を低下させる元素を示す。
In this specification, the impurity elements such as heavy metals include alkali metal elements and nonmetal elements. That is, it indicates an element that lowers the characteristics of the device.

【0018】以上の方法を用いることで重金属等の不純
物元素(3d遷移金属、Fe、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、P
t、Cu、Au等)を、トランジスタのチャネル形成領域か
ら効果的に除去もしくは減少させることができる。また
特願平11−372214号に記載された技術と併用し
たことにより、チャネル形成領域とソース、ドレイン領
域との境界近傍のPN接合部から、重金属等の不純物元素
を除去もしくは減少させることができる。すなわち、第
1の不純物領域におけるPに代表される元素の濃度に対
して、第2の不純物領域におけるPに代表される元素の
濃度を高くすることで、重金属等の不純物元素を第2の
不純物領域へ移動させ、接合領域の重金属等の不純物を
ゲッタリングできる。
By using the above method, impurity elements such as heavy metals (3d transition metals, Fe, Co, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, P
t, Cu, Au, etc.) can be effectively removed or reduced from the channel formation region of the transistor. In addition, by using the technique described in Japanese Patent Application No. 11-372214, an impurity element such as heavy metal can be removed or reduced from the PN junction near the boundary between the channel formation region and the source and drain regions. . That is, by increasing the concentration of the element represented by P in the second impurity region with respect to the concentration of the element represented by P in the first impurity region, the impurity element such as a heavy metal can be removed from the second impurity region. Then, impurities such as heavy metals in the junction region can be gettered.

【0019】また本発明は結晶質シリコン薄膜の形成に
おいて、結晶化を促進する金属(主に3d遷移金属)を
用いた場合に特に有効である。結晶化を促進する金属を
用いて結晶化を行う方法は、特開平10−303430
号公報に記載されている。
The present invention is particularly effective when a metal that promotes crystallization (mainly a 3d transition metal) is used in forming a crystalline silicon thin film. A method of performing crystallization using a metal that promotes crystallization is disclosed in JP-A-10-303430.
No., published in Japanese Unexamined Patent Publication No.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本願発明は、半導体薄膜デバイス
の素子形成技術に対して実施することが可能である。本
発明を実施するには、半導体層中にゲッタリングサイト
となる領域、すなわち結晶粒界の交点の密度が大きい
か、結晶粒径の小さい領域を形成する必要がある。半導
体層中に選択的にゲッタリングサイトとなる領域を作り
分ける方法としては、レーザーを用いる方法、熱処理を
用いる方法、物理的なダメージを加える方法などがあ
る。レーザーを用いる方法は実施の形態1で説明を行
い、その他の方法は実施例で説明を行う。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention can be applied to an element forming technique of a semiconductor thin film device. In order to implement the present invention, it is necessary to form a region serving as a gettering site in the semiconductor layer, that is, a region having a high density of intersections of crystal grain boundaries or a small crystal grain size. As a method for selectively forming a region serving as a gettering site in the semiconductor layer, there are a method using a laser, a method using a heat treatment, a method of applying physical damage, and the like. A method using a laser will be described in Embodiment 1, and other methods will be described in Examples.

【0021】[実施の形態1]本発明の実施形態を、図5〜
図10を用いて説明する。ここでは画素部とその周辺に設
けられる駆動回路のTFTを同時に作製する場合を例
に、本発明を用いて、重金属等の不純物元素をゲッタリ
ングする方法を行程順に説明する。本実施形態では特願
平11−372214号に記載された、P濃度に勾配を
持たせてゲッタリングを行い、接合近傍の重金属等の不
純物元素を除去する技術と、本明細書中で記載した、結
晶粒界に重金属等の不純物元素をゲッタリングする技術
とを併用する方法の説明を行う。但し、説明を簡単にす
るために、駆動回路ではシフトレジスタ回路、バッファ
回路などの基本回路であるCMOS回路と、サンプリン
グ回路を形成するnチャネル型TFTとを図示すること
にする。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. Here, a method of gettering an impurity element such as a heavy metal using the present invention will be described in the order of steps, taking as an example a case where TFTs of a driver portion provided in a pixel portion and a peripheral portion thereof are simultaneously manufactured. In the present embodiment, a technique described in Japanese Patent Application No. 11-372214 for performing gettering by giving a gradient to the P concentration to remove impurity elements such as heavy metals near the junction is described in this specification. Next, a method will be described in which the technique of using an impurity element such as a heavy metal at the crystal grain boundary is also used. However, for the sake of simplicity, in the driving circuit, a CMOS circuit which is a basic circuit such as a shift register circuit and a buffer circuit, and an n-channel TFT forming a sampling circuit are illustrated.

【0022】図5(A)において、基板101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や石英基板などを用いる。
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。基板101のTFTを形成する表面に、基板10
1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
ら成る下地膜102を形成する。例えば、プラズマCV
D法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化
シリコン膜102aを10〜200nm(好ましくは50
〜100nm)、同様にSiH4、N2Oから作製される酸
化窒化水素化シリコン膜102bを50〜200nm(好
ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。こ
こでは下地膜102を2層構造として示したが、前記絶
縁膜の単層膜または2層以上積層させて形成しても良
い。
In FIG. 5A, a glass substrate such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass represented by Corning # 7059 glass or # 1737 glass, a quartz substrate, or the like is used as the substrate 101.
In the case of using a glass substrate, the glass strain point should be 10
The heat treatment may be performed in advance at a temperature lower by about 20 ° C. On the surface of the substrate 101 where the TFT is to be formed, the substrate 10
In order to prevent impurity diffusion from above, a base film 102 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed. For example, plasma CV
The silicon oxynitride film 102a formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by the method D is formed to a thickness of 10 to 200 nm (preferably 50 nm).
~ 100 nm), as well SiH 4, N 2 O hydrogenated silicon oxynitride film 102b made from 50 to 200 nm (preferably laminated in a thickness of 100 to 150 nm). Here, the base film 102 has a two-layer structure; however, the base film 102 may be a single-layer film of the insulating film or a stack of two or more layers.

【0023】次に、25〜80nm(好ましくは30〜6
0nm)の厚さで非晶質構造を有する半導体層103a
を、プラズマCVD法やスパッタ法などの方法で形成す
る。非晶質構造を有する半導体膜には、非晶質半導体層
や微結晶半導体膜があり、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。プラズマCVD法で非晶質シリコン膜を形成す
る場合には、下地膜102と非晶質半導体層103aと
は両者を連続形成することも可能である。例えば、酸化
窒化シリコン膜102aと酸化窒化水素化シリコン膜1
02bをプラズマCVD法で連続して成膜後、反応ガス
をSiH4、N2O、H2からSiH4とH2或いはSiH4
のみに切り替えれば、一旦大気雰囲気に晒すことなく連
続形成できる。その結果、酸化窒化水素化シリコン膜1
02bの表面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, 25 to 80 nm (preferably 30 to 6 nm)
Semiconductor layer 103a having a thickness of 0 nm) and having an amorphous structure.
Is formed by a method such as a plasma CVD method or a sputtering method. The semiconductor film having an amorphous structure includes an amorphous semiconductor layer and a microcrystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be used. In the case where an amorphous silicon film is formed by a plasma CVD method, both the base film 102 and the amorphous semiconductor layer 103a can be formed continuously. For example, the silicon oxynitride film 102a and the hydrogenated silicon oxynitride film 1
02b is continuously formed by a plasma CVD method, and then the reaction gas is changed from SiH 4 , N 2 O, and H 2 to SiH 4 and H 2 or SiH 4.
By switching only to the above, continuous formation can be performed without once exposing to the atmosphere. As a result, the hydrogenated silicon oxynitride film 1
02b can be prevented from being contaminated, and variations in the characteristics of the TFT to be manufactured and fluctuations in the threshold voltage can be reduced.

【0024】次に、結晶化の工程を行い非晶質半導体層
103aから結晶質半導体層103bを作製する。ここ
で結晶化の方法を、図6を用いて説明する。基板6003は
図5(A)の基板101に対応し、下地膜6008は図5の下地膜10
2に対応している。図5の非晶質半導体層103aが図6の半
導体層に対応している。この非晶質シリコン半導体薄膜
には、以下に示す方法によって、3種類の領域が形成さ
れる。まず酸化シリコン膜によるマスク層100(図5)を
用いて、チャネル形成領域6007(図6)に選択的に結晶
化を促進する金属を導入し、その外側の結晶成長領域60
01,6011(図6)に向けて結晶成長させる。このとき、島
状半導体形成領域6004(図6)に非晶質領域6002,6012
(図6)が残るように、結晶成長させる距離を適切に制
御する。この結晶成長距離は、結晶化を促進する金属の
導入量、結晶化に際する熱処理温度、熱処理時間を変化
させることで制御可能である。従って結晶質シリコン膜
103bは結晶質の領域と非晶質の領域から構成される
ことになる。次に酸化シリコン膜によるマスク層100を
除去した後、レーザー結晶化法を用いて結晶質シリコン
膜103bを再度、結晶化させる。レーザーパワーを最
適に選ぶことにより、異なる粒径をもつ領域を形成する
ことができる。
Next, a crystallization step is performed to form a crystalline semiconductor layer 103b from the amorphous semiconductor layer 103a. Here, the crystallization method will be described with reference to FIG. The substrate 6003 corresponds to the substrate 101 in FIG. 5A, and the base film 6008 is the base film 10 in FIG.
It corresponds to 2. The amorphous semiconductor layer 103a in FIG. 5 corresponds to the semiconductor layer in FIG. Three types of regions are formed in the amorphous silicon semiconductor thin film by the following method. First, using a mask layer 100 (FIG. 5) of a silicon oxide film, a metal for promoting crystallization is selectively introduced into the channel formation region 6007 (FIG. 6).
The crystal is grown toward 01,6011 (FIG. 6). At this time, the amorphous regions 6002 and 6012 are added to the island-shaped semiconductor formation region 6004 (FIG. 6).
The distance for crystal growth is controlled appropriately so that (FIG. 6) remains. This crystal growth distance can be controlled by changing the amount of the metal to promote crystallization, the heat treatment temperature during crystallization, and the heat treatment time. Therefore crystalline silicon film
103b is composed of a crystalline region and an amorphous region. Next, after removing the mask layer 100 made of the silicon oxide film, the crystalline silicon film 103b is crystallized again by using a laser crystallization method. By optimally selecting the laser power, regions having different particle sizes can be formed.

【0025】図7は結晶化を促進する金属としてNiを用
いて、上述の方法で絶縁基板上に形成された非晶質膜に
横方向の結晶成長を行い、その後XeClエキシマレーザー
(波長308nm、パルス幅30ns)を用いて、レーザー結晶
化を行ったサンプル表面のSEM写真である。図7(a)はチ
ャネル形成領域6007(図6)を、図7(b)は結晶成長領域6
001,6011(図6)を、図7(c)は非晶質領域6002,6012(図
6)のSEM写真であり、非晶質領域部6002,6012の結晶粒
径が最も小さく、結晶粒界の密度が最も高いことを示し
ている。従って非晶質領域部6002,6012(図6)にNiが最
も偏析しやすく、チャネル形成領域6007(図6)のNi
は、その後の活性化等の熱処理によって減少する。
FIG. 7 shows that an amorphous film formed on an insulating substrate is subjected to lateral crystal growth by the above-mentioned method using Ni as a metal for promoting crystallization, and then a XeCl excimer laser (wavelength 308 nm, It is a SEM photograph of the sample surface which performed laser crystallization using pulse width 30ns). FIG. 7A shows the channel formation region 6007 (FIG. 6), and FIG.
001, 6011 (FIG. 6), and FIG. 7 (c) shows the amorphous regions 6002, 6012 (FIG.
FIG. 6 is an SEM photograph of (6), which shows that the amorphous region portions 6002 and 6012 have the smallest crystal grain size and the highest density of crystal grain boundaries. Therefore, Ni is most easily segregated in the amorphous region portions 6002 and 6012 (FIG. 6), and Ni in the channel forming region 6007 (FIG. 6).
Is reduced by a subsequent heat treatment such as activation.

【0026】そして、結晶質半導体層103b上に第1
のフォトマスク(PM1)を用い、フォトリソグラフィ
ーの技術を用いて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層を島状に分割し、図5
(C)に示すように島状半導体層104〜108を形成
する。結晶質シリコン膜のドライエッチングにはCF 4
とO2の混合ガスを用いる。
Then, a first layer is formed on the crystalline semiconductor layer 103b.
Lithography using a photomask (PM1)
A resist pattern is formed using the
The crystalline semiconductor layer is divided into islands by etching,
Forming island-shaped semiconductor layers 104 to 108 as shown in FIG.
I do. CF for dry etching of crystalline silicon film Four
And OTwoIs used.

【0027】このような島状半導体層に対し、TFTの
しきい値電圧(Vth)を制御する目的でp型を付与する
不純物元素を1×1016〜5×1017atoms/cm3程度の
濃度で島状半導体層の全面に添加しても良い。半導体に
対してp型を付与する不純物元素には、ホウ素(B)、
アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)など周期律表
第13族の元素が知られている。その方法として、イオ
ン注入法やイオンドープ法(或いはイオンシャワードー
ピング法)を用いることができるが、大面積基板を処理
するにはイオンドープ法が適している。イオンドープ法
ではジボラン(B26)をソースガスとして用いホウ素
(B)を添加する。このような不純物元素の注入は必ず
しも必要でなく省略しても差し支えないが、特にnチャ
ネル型TFTのしきい値電圧を所定の範囲内に収めるた
めに好適に用いる手法である。
For the purpose of controlling the threshold voltage (Vth) of the TFT, an impurity element imparting p-type is added to such an island-like semiconductor layer in an amount of about 1 × 10 16 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 . The concentration may be added to the entire surface of the island-shaped semiconductor layer. The impurity element imparting p-type to the semiconductor includes boron (B),
Elements of Group 13 of the periodic table, such as aluminum (Al) and gallium (Ga), are known. As the method, an ion implantation method or an ion doping method (or an ion shower doping method) can be used, but the ion doping method is suitable for treating a large-area substrate. In the ion doping method, diborane (B 2 H 6 ) is used as a source gas and boron (B) is added. The implantation of such an impurity element is not always necessary and may be omitted. However, it is a method preferably used for keeping the threshold voltage of the n-channel TFT within a predetermined range.

【0028】ゲート絶縁膜109はプラズマCVD法ま
たはスパッタ法を用い、膜厚を40〜150nmとしてシ
リコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、120
nmの厚さで酸化窒化シリコン膜から形成する。また、S
iH4とN2OにO2を添加させて作製された酸化窒化シ
リコン膜は、膜中の固定電荷密度が低減されているので
この用途に対して好ましい材料となる。また、SiH4
とN2OとH2とから作製する酸化窒化シリコン膜はゲー
ト絶縁膜との界面欠陥密度を低減できるので好ましい。
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、TE
OS(Tetraethyl Orthosilicate)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
れた酸化シリコン膜は、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。
The gate insulating film 109 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by using a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, 120
It is formed from a silicon oxynitride film with a thickness of nm. Also, S
A silicon oxynitride film formed by adding O 2 to iH 4 and N 2 O is a preferable material for this application because the fixed charge density in the film is reduced. In addition, SiH 4
A silicon oxynitride film formed from N 2 O and H 2 is preferable because the density of interface defects with the gate insulating film can be reduced.
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, TE
Mix OS (Tetraethyl Orthosilicate) and O 2 ,
It can be 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 . The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.

【0029】そして、図5(D)に示すように、第1の
形状のゲート絶縁膜109上にゲート電極を形成するた
めの耐熱性導電層111を200〜400nm(好ましく
は250〜350nm)の厚さで形成する。耐熱性導電層
は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは
三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。
本明細書でいう耐熱性導電層は、エッチングで選択比の
とれる導電性材料であり、導電性窒化物、導電性酸化
物、導電性炭化物などである。これらの耐熱性導電層は
スパッタ法やCVD法で形成されるものであり、低抵抗
化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが
好ましく、特に酸素濃度に関しては30ppm以下とす
ると良い。本実施例ではW膜を300nmの厚さで形成す
る。W膜はWをターゲットとしてスパッタ法で形成して
も良いし、6フッ化タングステン(WF6)を用いて熱
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
り、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ま
しい。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。このことよ
り、スパッタ法による場合、純度99.9999%のW
ターゲットを用い、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。
Then, as shown in FIG. 5D, a heat-resistant conductive layer 111 for forming a gate electrode on the gate insulating film 109 of the first shape has a thickness of 200 to 400 nm (preferably 250 to 350 nm). It is formed with a thickness. The heat-resistant conductive layer may be formed as a single layer, or may have a laminated structure including a plurality of layers such as two layers or three layers as necessary.
The heat-resistant conductive layer referred to in this specification is a conductive material having a selectivity obtained by etching, such as a conductive nitride, a conductive oxide, or a conductive carbide. These heat-resistant conductive layers are formed by a sputtering method or a CVD method, and it is preferable to reduce the concentration of impurities contained therein in order to reduce the resistance. In particular, the oxygen concentration is preferably 30 ppm or less. In this embodiment, a W film is formed to a thickness of 300 nm. The W film may be formed by sputtering using W as a target, or may be formed by thermal CVD using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, in order to use it as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and it is desirable that the resistivity of the W film be 20 μΩcm or less. The resistivity of the W 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. From this, when the sputtering method is used, W of 99.9999% purity is obtained.
By using a target and forming the W film with sufficient care so as not to mix impurities from the gas phase during film formation, a resistivity of 9 to 20 μΩcm can be realized.

【0030】一方、耐熱性導電層111にTa膜を用い
る場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能で
ある。Ta膜はスパッタガスにArを用いる。また、ス
パッタ時のガス中に適量のXeやKrを加えておくと、
形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止するこ
とができる。α相のTa膜の抵抗率は20μΩcm程度で
ありゲート電極に使用することができるが、β相のTa
膜の抵抗率は180μΩcm程度でありゲート電極とする
には不向きであった。TaN膜はα相に近い結晶構造を
持つので、Ta膜の下地にTaN膜を形成すればα相の
Ta膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性
導電層111の下に2〜20nm程度の厚さでリン(P)
をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効であ
る。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向
上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層111が微
量に含有するアルカリ金属元素が第1の形状のゲート絶
縁膜109に拡散するのを防ぐことができる。いずれに
しても、耐熱性導電層111は抵抗率を10〜50μΩ
cmの範囲ですることが好ましい。
On the other hand, when a Ta film is used for the heat-resistant conductive layer 111, it can be similarly formed by a sputtering method. The Ta film uses Ar as a sputtering gas. Also, if an appropriate amount of Xe or Kr is added to the gas during sputtering,
The internal stress of the film to be formed can be relaxed to prevent the film from peeling. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and can be used for the gate electrode.
The resistivity of the film was about 180 μΩcm, and was not suitable for use as a gate electrode. Since the TaN film has a crystal structure close to the α-phase, an α-phase Ta film can be easily obtained by forming a TaN film under the Ta film. Although not shown, phosphorus (P) having a thickness of about 2 to 20 nm is formed under the heat-resistant conductive layer 111.
It is effective to form a silicon film doped with a. Thereby, the adhesion of the conductive film formed thereon is improved and oxidation is prevented, and at the same time, a small amount of the alkali metal element contained in the heat-resistant conductive layer 111 diffuses into the gate insulating film 109 of the first shape. Can be prevented. In any case, the heat-resistant conductive layer 111 has a resistivity of 10 to 50 μΩ.
It is preferable to set it in the range of cm.

【0031】次に図8(A)に示すように、第2のフォト
マスク(PM2)を用い、フォトリソグラフィーの技術
を使用してレジストによるマスク112〜117を形成
する。そして、第1のエッチング処理を行う。本実施例
ではICPエッチング装置を用い、エッチング用ガスに
Cl2とCF4を用い、1Paの圧力で3.2W/cm2のRF
(13.56MHz)電力を投入してプラズマを形成して行う。
基板側(試料ステージ)にも224mW/cm2のRF(13.5
6MHz)電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイ
アス電圧が印加される。この条件でW膜のエッチング速
度は約100nm/minである。第1のエッチング処理はこ
のエッチング速度を基にW膜がちょうどエッチングされ
る時間を推定し、それよりもエッチング時間を20%増
加させた時間をエッチング時間とした。
Next, as shown in FIG. 8A, using a second photomask (PM2), masks 112 to 117 made of resist are formed by photolithography. Then, a first etching process is performed. In this embodiment, an ICP etching apparatus is used, Cl 2 and CF 4 are used as etching gases, and RF of 3.2 W / cm 2 is applied at a pressure of 1 Pa.
(13.56 MHz) Power is supplied to form plasma.
224 mW / cm 2 RF (13.5
6 MHz), which applies a substantially negative self-bias voltage. Under these conditions, the etching rate of the W film is about 100 nm / min. In the first etching process, the time when the W film was just etched was estimated based on this etching rate, and the time obtained by increasing the etching time by 20% was set as the etching time.

【0032】第1のエッチング処理により第1のテーパ
ー形状を有する導電層118〜123が形成される。テ
ーパー部の角度は15〜30°が形成される。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
グを施すものとする。W膜に対する酸化窒化シリコン膜
(第1の形状のゲート絶縁膜109)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20〜50
nm程度エッチングされ第1のテーパー形状を有する導電
層の端部近傍にテーパー形状が形成された第2の形状の
ゲート絶縁膜170aが形成される。
The conductive layers 118 to 123 having the first tapered shape are formed by the first etching process. The angle of the tapered portion is 15 to 30 degrees. In order to perform etching without leaving a residue, over-etching is performed to increase the etching time at a rate of about 10 to 20%. The selectivity of the silicon oxynitride film (the first shape gate insulating film 109) to the W film is 2 to 4.
(Typically 3), the surface of the silicon oxynitride film exposed by the over-etching process is 20 to 50
A gate insulating film 170a having a second shape in which a tapered shape is formed in the vicinity of an end portion of the conductive layer having the first tapered shape by being etched by about nm is formed.

【0033】そして、第1のドーピング処理を行い一導
電型の不純物元素を島状半導体層に添加する。ここで
は、n型を付与する不純物元素添加の工程を行う。第1
の形状の導電層を形成したマスク112〜117をその
まま残し、第1のテーパー形状を有する導電層118〜
123をマスクとして自己整合的にn型を付与する不純
物元素をイオンドープ法で添加する。n型を付与する不
純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲー
ト絶縁膜とを通して、その下に位置する半導体層に達す
るように添加するためにドーズ量を1×1013〜5×1
14atoms/cm2とし、加速電圧を80〜160keVと
して行う。n型を付与する不純物元素として15族に属
する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を
用いるが、ここではリン(P)を用いた。このようなイ
オンドープ法により第3の不純物領域124〜128に
は1×1020〜1×1021atomic/cm3の濃度範囲でn型
を付与する不純物元素が添加され、テーパー部の下方に
形成される第4の不純物領域(A)には同領域内で必ず
しも均一ではないが1×1017〜1×1020atomic/cm3
の濃度範囲でn型を付与する不純物元素が添加される。
Then, a first doping process is performed to add an impurity element of one conductivity type to the island-shaped semiconductor layer. Here, a step of adding an n-type impurity element is performed. First
The masks 112 to 117 on which the conductive layers having the shapes shown in FIGS.
Using 123 as a mask, an impurity element imparting n-type in a self-aligned manner is added by an ion doping method. In order to add the impurity element imparting n-type through the tapered portion at the end of the gate electrode and the gate insulating film so as to reach the semiconductor layer located thereunder, the dose is set to 1 × 10 13 to 5 × 1.
This is performed at 0 14 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 80 to 160 keV. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15 of the periodic table, typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used. Here, phosphorus (P) is used. By such an ion doping method, an impurity element imparting n-type is added to the third impurity regions 124 to 128 in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atomic / cm 3 , and the third impurity regions 124 to 128 are formed below the tapered portion. The fourth impurity region (A) to be formed is not necessarily uniform within the same region, but is 1 × 10 17 to 1 × 10 20 atomic / cm 3.
Is added within the concentration range of n.

【0034】この工程において、第4の不純物領域
(A)において、少なくとも第1の形状の導電層118
〜123と重なった部分に含まれるn型を付与する不純
物元素の濃度変化は、テーパー部の膜厚変化を反映す
る。即ち、第4の不純物領域(A)129〜132へ添
加されるリン(P)の濃度は、第1の形状の導電層に重
なる領域において、該導電層の端部から内側に向かって
徐々に濃度が低くなる。これはテーパー部の膜厚の差に
よって、半導体層に達するリン(P)の濃度が変化する
ためである。
In this step, at least the first shape conductive layer 118 is formed in the fourth impurity region (A).
The change in the concentration of the impurity element imparting n-type contained in the portion overlapping with the region 123 reflects the change in the thickness of the tapered portion. That is, the concentration of phosphorus (P) added to the fourth impurity regions (A) 129 to 132 gradually increases inward from the end of the conductive layer in the region overlapping the conductive layer having the first shape. The concentration will be lower. This is because the concentration of phosphorus (P) reaching the semiconductor layer changes depending on the difference in the thickness of the tapered portion.

【0035】次に、図8(B)に示すように第2のエッ
チング処理を行う。エッチング処理も同様にICPエッ
チング装置により行い、エッチングガスにCF4とCl2
の混合ガスを用い、RF電力3.2W/cm2(13.56MHz)、
バイアス電力45mW/cm2(13.56MHz)、圧力1.0Paで
エッチングを行う。この条件で形成される第2の形状を
有する導電層140〜145が形成される。その端部に
はテーパー部が形成され、該端部から内側にむかって徐
々に厚さが増加するテーパー形状となる。第1のエッチ
ング処理と比較して基板側に印加するバイアス電力を低
くした分等方性エッチングの割合が多くなり、テーパー
部の角度は30〜60°となる。また、第2の形状のゲ
ート絶縁膜170aの表面が40nm程度エッチングされ、新
たに第3の形状のゲート絶縁膜170bが形成される。
Next, a second etching process is performed as shown in FIG. The etching process is similarly performed by an ICP etching apparatus, and CF 4 and Cl 2 are used as etching gases.
RF power 3.2W / cm 2 (13.56MHz)
Etching is performed at a bias power of 45 mW / cm 2 (13.56 MHz) and a pressure of 1.0 Pa. Conductive layers 140 to 145 having the second shape formed under these conditions are formed. A tapered portion is formed at the end, and the tapered shape gradually increases inward from the end. As compared with the first etching process, the ratio of the isotropic etching is increased by the lower bias power applied to the substrate side, and the angle of the tapered portion is 30 to 60 °. Further, the surface of the second shape gate insulating film 170a is etched by about 40 nm, and a third shape gate insulating film 170b is newly formed.

【0036】そして、第1のドーピング処理よりもドー
ズ量を下げ高加速電圧の条件でn型を付与する不純物元
素をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜120
keVとし、1×1013/cm2のドーズ量で行い、第2の
形状を有する導電層140〜145と重なる領域の不純
物濃度を1×1016〜1×1018atoms/cm3となるよう
にする。このようにして、第4の不純物領域(B)14
6〜150を形成する。
Then, an impurity element imparting n-type is doped under a condition of a higher acceleration voltage with a lower dose than in the first doping process. For example, when the accelerating voltage is 70 to 120
KeV, and a dose of 1 × 10 13 / cm 2 , so that the impurity concentration in a region overlapping with the conductive layers 140 to 145 having the second shape is 1 × 10 16 to 1 × 10 18 atoms / cm 3. To Thus, the fourth impurity region (B) 14
6 to 150 are formed.

【0037】そして、pチャネル型TFTを形成する島
状半導体層104、106に一導電型とは逆の導電型の
不純物領域156、157を形成する。この場合も第2
の形状の導電層140、142をマスクとしてp型を付
与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を
形成する。このとき、nチャネル型TFTを形成する島
状半導体層105、107、108は、第3のフォトマ
スク(PM3)を用いてレジストのマスク151〜15
3を形成し全面を被覆しておく。ここで形成される不純
物領域156、157はジボラン(B26)を用いたイ
オンドープ法で形成する。不純物領域156、157の
p型を付与する不純物元素の濃度は、2×1020〜2×
1021atoms/cm3となるようにする。
Then, impurity regions 156 and 157 having a conductivity type opposite to one conductivity type are formed in the island-shaped semiconductor layers 104 and 106 forming the p-channel TFT. In this case also the second
An impurity element imparting p-type is added by using the conductive layers 140 and 142 having the above shape as a mask to form an impurity region in a self-aligned manner. At this time, the island-shaped semiconductor layers 105, 107, and 108 forming the n-channel TFT are formed by using resist masks 151 to 15 using a third photomask (PM3).
3 is formed and the entire surface is covered. The impurity regions 156 and 157 formed here are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). The concentration of the impurity element imparting p-type in impurity regions 156 and 157 is 2 × 10 20 to 2 ×
It is set to 10 21 atoms / cm 3 .

【0038】しかしながら、この不純物領域156、1
57は詳細にはn型を付与する不純物元素を含有する3
つの領域に分けて見ることができる。第3の不純物領域
156a、157aは1×1020〜1×1021atoms/cm
3の濃度でn型を付与する不純物元素を含み、第4の不
純物領域(A)156b、157bは1×1017〜1×
1020atoms/cm36の濃度でn型を付与する不純物元素
を含み、第4の不純物領域(B)156c、157cは
1×1016〜5×1018atoms/cm3の濃度でn型を付与
する不純物元素を含んでいる。しかし、これらの不純物
領域156b、156c、157b、157cのp型を
付与する不純物元素の濃度を1×1019atoms/cm3以上
となるようにし、第3の不純物領域156a、157a
においては、p型を付与する不純物元素の濃度を1.5
から3倍となるようにすることにより、第3の不純物領
域でpチャネル型TFTのソース領域およびドレイン領
域として機能するために何ら問題はな生じない。また、
第4の不純物領域(B)156c、157cは一部が第
2のテーパー形状を有する導電層140または142と
一部が重なって形成される。
However, the impurity regions 156, 1
Numeral 57 designates 3 containing an impurity element imparting n-type.
It can be divided into two areas. The third impurity regions 156a and 157a are 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm.
The fourth impurity regions (A) 156b and 157b include an impurity element that imparts n-type at a concentration of 3 and have a concentration of 1 × 10 17 to 1 ×
10 at a concentration of 20 atoms / cm 36 includes an impurity element imparting n-type, the fourth impurity regions (B) 156c, 157c is an n-type at a concentration of 1 × 10 16 ~5 × 10 18 atoms / cm 3 Contains an impurity element to be provided. However, the concentration of the impurity element imparting p-type in these impurity regions 156b, 156c, 157b and 157c is set to 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more, and the third impurity regions 156a and 157a
, The concentration of the impurity element imparting p-type is set to 1.5
When the third impurity region is used, the third impurity region functions as a source region and a drain region of the p-channel type TFT, so that no problem occurs. Also,
The fourth impurity regions (B) 156c and 157c are formed so as to partially overlap with the conductive layer 140 or 142 having the second tapered shape.

【0039】その後、図9(A)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158
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158は無機絶縁物材料から形成する。第
1の層間絶縁膜158の膜厚は100〜200nmとす
る。ここで、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40P
a、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.5
6MHz)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。また、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
2O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。
Thereafter, as shown in FIG. 9A, a first interlayer insulating film 158 is formed on the gate electrode and the gate insulating film.
To form 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
Is formed from an inorganic insulating material. The thickness of the first interlayer insulating film 158 is 100 to 200 nm. Here, when a silicon oxide film is used, TEOS and O 2 are mixed by a plasma CVD method, and a reaction pressure of 40 P
a, a substrate temperature of 300 to 400 ° C., and a high frequency (13.5
6 MHz) It can be formed by discharging at a power density of 0.5 to 0.8 W / cm 2 . When a silicon oxynitride film is used, SiH 4 , N 2 O, NH 3
A silicon oxynitride film made from SiH 4 ,
N 2 O may be formed by a silicon oxynitride film made from. The production conditions in this case are a reaction pressure of 20 to 200 Pa,
The substrate can be formed at 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 .
Alternatively, a hydrogenated silicon oxynitride film formed from SiH 4 , N 2 O, and H 2 may be used. Similarly, a silicon nitride film can be formed from SiH 4 and NH 3 by a plasma CVD method.

【0040】このように、第2の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、第1の層間絶縁膜158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
合わせて用いると良い。
As described above, the surface can be satisfactorily planarized by forming the second 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 not suitable as a protective film, it is preferable to use it in combination with a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or the like formed as the first interlayer insulating film 158 as in this embodiment. .

【0041】その後、第4のフォトマスク(PM4)を
用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それ
ぞれの島状半導体層に形成されソース領域またはドレイ
ン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形
成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成
する。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
159をまずエッチングし、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158をエッ
チングする。さらに、島状半導体層との選択比を高める
ために、エッチングガスをCHF3に切り替えて第3の
形状のゲート絶縁膜170bをエッチングすることによ
り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 using the fourth photomask (PM4), and a contact hole is formed in each island-shaped semiconductor layer and reaches an impurity region serving as a source region or a drain region. I do. The contact hole is formed by a dry etching method. In this case, the second interlayer insulating film 159 made of organic resin material using a mixed gas of CF 4, O 2, He as an etching gas is first etched, then followed by the first etching gas as CF 4, O 2 Is etched. Further, in order to increase the selectivity with respect to the island-shaped semiconductor layer, a contact hole can be formed by switching the etching gas to CHF 3 and etching the third shape gate insulating film 170b.

【0042】次に、コンタクトホール形成によって暴露
されたソース領域またはドレイン領域の一部分にPを添
加する。Pの添加はフォスフィン(PH3)を用いたイオ
ンドーピング法で行い、この領域のP濃度を1×1020
1×1021/cm3とする。Pのイオンドーピングは結晶化を
促進する金属を、接合近傍から削減もしくは低減させる
ために行う。ゲッタリングを効率よく行う為には、コン
タクトホールの位置は接合部に近いほどよく、コンタク
トホールの面積も大きい方がよい。
Next, P is added to a part of the source region or the drain region exposed by the formation of the contact hole. P is added by an ion doping method using phosphine (PH 3 ), and the P concentration in this region is set to 1 × 10 20 to
1 × 10 21 / cm 3 . P ion doping is performed in order to reduce or reduce the metal that promotes crystallization from near the junction. In order to perform gettering efficiently, it is better that the position of the contact hole is closer to the junction and that the area of the contact hole is larger.

【0043】そして、それぞれの濃度で添加されたn型
またはp型を付与する不純物元素を活性化する工程を行
う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニー
ル法で行う。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以
下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で40
0〜700℃、代表的には500〜600℃で行う。こ
の熱処理によって、チャネル形成領域に存在していた結
晶化を促進する金属や、その他の重金属等の不純物元素
はソース領域またはドレイン領域に移動する。この移動
は2種類のゲッタリングサイトが存在するために従来よ
りも効率がよい。すなわち、結晶粒径が小さく、結晶粒
界の密度の高い領域(非晶質領域6002,6012(図6)をレ
ーザー結晶化した部分)やPをドープした領域に重金属
等の不純物元素をゲッタリングさせる。またコンタクト
ホールを通してPドープを行った領域と前記結晶粒界の
密度の高い領域がTFTの接合領域と離れている為、結晶
化を促進する金属やその他の重金属等の不純物元素を接
合領域から効果的に取り除くことも可能となる。
Then, a step of activating the impurity elements imparting n-type or p-type added at the respective concentrations is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In the thermal annealing method, the oxygen concentration is 40 ppm in a nitrogen atmosphere of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
The reaction is performed at 0 to 700 ° C, typically 500 to 600 ° C. By this heat treatment, a metal which promotes crystallization and other impurity elements such as heavy metals existing in the channel formation region move to the source region or the drain region. This movement is more efficient than before because there are two types of gettering sites. In other words, impurity elements such as heavy metals are gettered in regions where the crystal grain size is small and the density of the crystal grain boundaries is high (the amorphous regions 6002 and 6012 (Fig. 6) are laser-crystallized) and in the regions where P is doped. Let it. In addition, since the P-doped region and the high-density region of the crystal grain boundary are separated from the junction region of the TFT through the contact hole, an impurity element such as metal or other heavy metal that promotes crystallization is effectively removed from the junction region. It is also possible to remove it.

【0044】活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化
させ、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜
450℃で1〜12時間の熱処理を行い、島状半導体層
を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された
水素により島状半導体層にある1016〜1018/cm3のダ
ングリングボンドを終端する工程である。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。いずれにしても、島
状半導体層104〜108中の欠陥密度を10 16/cm3
下とすることが望ましく、そのために水素を0.01〜
0.1atomic%程度付与すれば良い。
Following the activation step, the atmosphere gas is changed
And in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen,
Heat treatment at 450 ° C. for 1 to 12 hours to form an island-shaped semiconductor layer
Is carried out. This process was thermally excited
10 in the island-like semiconductor layer due to hydrogen16-1018/cmThreeNo da
This is a step of terminating the ringing bond. Other hydrogenation
As a means, plasma hydrogenation (excited by plasma
Using hydrogen). In any case, the island
Defect density in the semiconductor layers 104 to 108 is 10 16/cmThreeLess than
It is preferable to set the hydrogen content to 0.01 to
What is necessary is just to give about 0.1 atomic%.

【0045】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、第5のフォトマスク(PM5)によ
りレジストマスクパターンを形成し、エッチングによっ
てソース線160〜164とドレイン線165〜168
を形成する。画素電極169はドレイン線と一緒に形成
される。画素電極171は隣の画素に帰属する画素電極
を表している。図示していないが、本実施例ではこの配
線を、Ti膜を50〜150nmの厚さで形成し、島状半
導体層のソースまたはドレイン領域を形成する不純物領
域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(Al)を300〜400nmの厚さで形成(図9
(C)において160a〜169aで示す)し、さらに
その上に透明導電膜を80〜120nmの厚さで形成(図
9(C)において160b〜169bで示す)した。透
明導電膜には酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23
ZnO)、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)などを好
適に用いることができる。
Then, a conductive metal film is formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method, a resist mask pattern is formed by a fifth photomask (PM5), and the source lines 160 to 164 and the drain lines 165 to 168 are etched.
To form The pixel electrode 169 is formed together with the drain line. The pixel electrode 171 represents a pixel electrode belonging to an adjacent pixel. Although not shown, in this embodiment, this wiring is formed by forming a Ti film with a thickness of 50 to 150 nm, forming a contact with an impurity region forming a source or drain region of the island-shaped semiconductor layer, and forming the Ti film. Aluminum (Al) is formed in a thickness of 300 to 400 nm on top of this (FIG. 9
(Shown by 160a to 169a in (C)), and a transparent conductive film is formed thereon with a thickness of 80 to 120 nm (FIG.
9 (C), indicated by 160b to 169b). Indium oxide zinc oxide alloy (In 2 O 3-
ZnO) and zinc oxide (ZnO) are also suitable materials. Further, zinc oxide (ZnO: Ga) to which gallium (Ga) is added in order to increase the transmittance and conductivity of visible light can be preferably used. .

【0046】こうして5枚のフォトマスクにより、同一
の基板上に、駆動回路のTFTと画素部の画素TFTと
を有した基板を完成させることができる。駆動回路には
第1のpチャネル型TFT200、第1のnチャネル型
TFT20、第2のpチャネル型TFT202、第2の
nチャネル型TFT203、画素部には画素TFT20
4、保持容量205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。
In this way, a substrate having a TFT of a driving circuit and a pixel TFT of a pixel portion on the same substrate can be completed by using five photomasks. The driving circuit includes a first p-channel TFT 200, a first n-channel TFT 20, a second p-channel TFT 202, a second n-channel TFT 203, and a pixel portion including a pixel TFT 20.
4. A storage capacitor 205 is formed. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0047】駆動回路の第1のpチャネル型TFT20
0には、第2のテーパー形状を有する導電層がゲート電
極220としての機能を有し、島状半導体層104にチ
ャネル形成領域206、ソース領域またはドレイン領域
として機能する第3の不純物領域207a、ゲート電極
220と重ならないLDD領域を形成する第4の不純物
領域(A)207b、一部がゲート電極220と重なる
LDD領域を形成する第4の不純物領域(B)207c
を有する構造となっている。
First p-channel TFT 20 of drive circuit
0, a conductive layer having a second tapered shape has a function as a gate electrode 220, and a third impurity region 207a functioning as a channel formation region 206, a source region or a drain region in the island-shaped semiconductor layer 104; Fourth impurity region (A) 207b forming an LDD region not overlapping gate electrode 220, and fourth impurity region (B) 207c forming an LDD region partially overlapping gate electrode 220
It has a structure having.

【0048】第1のnチャネル型TFT201には、第
2のテーパー形状を有する導電層がゲート電極221と
しての機能を有し、島状半導体層105にチャネル形成
領域208、ソース領域またはドレイン領域として機能
する第3の不純物領域209a、ゲート電極221と重
ならないLDD領域を形成する第4の不純物領域(A)
(A)209b、一部がゲート電極221と重なるLD
D領域を形成する第4の不純物領域(B)209cを有
する構造となっている。チャネル長2〜7μmに対し
て、第4の不純物領域(B)209cがゲート電極22
1と重なる部分の長さは0.1〜0.3μmとする。こ
のLovの長さはゲート電極221の厚さとテーパー部の
角度から制御する。nチャネル型TFTにおいてこのよ
うなLDD領域を形成することにより、ドレイン領域近
傍に発生する高電界を緩和して、ホットキャリアの発生
を防ぎ、TFTの劣化を防止することができる。
In the first n-channel TFT 201, a conductive layer having a second tapered shape has a function as a gate electrode 221, and the island-shaped semiconductor layer 105 serves as a channel forming region 208, a source region or a drain region. A functioning third impurity region 209a and a fourth impurity region (A) forming an LDD region that does not overlap with the gate electrode 221
(A) 209 b, LD partially overlapping gate electrode 221
The structure has a fourth impurity region (B) 209c that forms the D region. For a channel length of 2 to 7 μm, a fourth impurity region (B) 209 c
The length of the portion overlapping 1 is 0.1 to 0.3 μm. The length of Lov is controlled from the thickness of the gate electrode 221 and the angle of the tapered portion. By forming such an LDD region in an n-channel TFT, a high electric field generated in the vicinity of the drain region can be relaxed, hot carriers can be prevented from being generated, and deterioration of the TFT can be prevented.

【0049】駆動回路の第2のpチャネル型TFT20
2は同様に、第2のテーパー形状を有する導電層がゲー
ト電極222としての機能を有し、島状半導体層106
にチャネル形成領域210、ソース領域またはドレイン
領域として機能する第3の不純物領域211a、ゲート
電極222と重ならないLDD領域を形成する第4の不
純物領域(A)211b、一部がゲート電極222と重
なるLDD領域を形成する第4の不純物領域(B)21
1cを有する構造となっている。
Second p-channel TFT 20 of drive circuit
Similarly, the island-shaped semiconductor layer 106 has a second tapered conductive layer serving as the gate electrode 222.
A channel formation region 210, a third impurity region 211 a functioning as a source region or a drain region, a fourth impurity region (A) 211 b forming an LDD region which does not overlap with the gate electrode 222, part of which overlaps with the gate electrode 222. Fourth impurity region (B) 21 forming LDD region
1c.

【0050】駆動回路の第2のnチャネル型TFT20
3には、第2のテーパー形状を有する導電層がゲート電
極223としての機能を有し、島状半導体層107にチ
ャネル形成領域212、ソース領域またはドレイン領域
として機能する第3の不純物領域213a、ゲート電極
223と重ならないLDD領域を形成する第4の不純物
領域(A)213b、一部がゲート電極223と重なる
LDD領域を形成する第4の不純物領域(B)213c
を有する構造となっている。第2のnチャネル型TFT
201と同様に第4の不純物領域(B)213cがゲー
ト電極223と重なる部分の長さは0.1〜0.3μm
とする。
The second n-channel type TFT 20 of the driving circuit
3, a conductive layer having a second tapered shape has a function as a gate electrode 223, and a third impurity region 213 a functioning as a channel formation region 212, a source region or a drain region in the island-shaped semiconductor layer 107. Fourth impurity region (A) 213b forming an LDD region that does not overlap with gate electrode 223, and fourth impurity region (B) 213c forming an LDD region that partially overlaps with gate electrode 223
It has a structure having. Second n-channel TFT
Similarly to 201, the length of the portion where the fourth impurity region (B) 213c overlaps the gate electrode 223 is 0.1 to 0.3 μm.
And

【0051】駆動回路はシフトレジスタ回路、バッファ
回路などのロジック回路やアナログスイッチで形成され
るサンプリング回路などで形成される。図9(B)では
これらを形成するTFTを一対のソース・ドレイン間に
一つのゲート電極を設けたシングルゲートの構造で示し
たが、複数のゲート電極を一対のソース・ドレイン間に
設けたマルチゲート構造としても差し支えない。
The driving circuit is formed by a logic circuit such as a shift register circuit or a buffer circuit, or a sampling circuit formed by analog switches. In FIG. 9B, the TFTs forming them have a single-gate structure in which one gate electrode is provided between a pair of sources and drains. A gate structure may be used.

【0052】画素TFT204には、第2のテーパー形
状を有する導電層がゲート電極224としての機能を有
し、島状半導体層108にチャネル形成領域214a、
214b、ソース領域またはドレイン領域として機能す
る第3の不純物領域215a、217、ゲート電極22
4と重ならないLDD領域を形成する第4の不純物領域
(A)215b、一部がゲート電極224と重なるLD
D領域を形成する第4の不純物領域(B)215cを有
する構造となっている。第4の不純物領域(B)213
cがゲート電極224と重なる部分の長さは0.1〜
0.3μmとする。また、第3の不純物領域217から
延在し、第4の不純物領域(A)219b、第4の不純物
領域(B)219c、導電型を決定する不純物元素が添
加されていない領域218を有する半導体層と、第3の
形状を有するゲート絶縁膜と同層で形成される絶縁層
と、第2のテーパー形状を有する導電層から形成される
容量配線225から保持容量が形成されている。
In the pixel TFT 204, a conductive layer having a second tapered shape has a function as a gate electrode 224, and a channel forming region 214 a is formed in the island-shaped semiconductor layer 108.
214b, third impurity regions 215a and 217 functioning as source or drain regions, and gate electrode 22
A fourth impurity region (A) 215b forming an LDD region that does not overlap with the gate electrode 224;
The structure has a fourth impurity region (B) 215c that forms the D region. Fourth impurity region (B) 213
The length of the portion where c overlaps with the gate electrode 224 is 0.1 to
0.3 μm. Further, a semiconductor extending from the third impurity region 217 and including a fourth impurity region (A) 219b, a fourth impurity region (B) 219c, and a region 218 to which an impurity element which determines a conductivity type is not added. A storage capacitor is formed from the layer, an insulating layer formed using the same layer as the gate insulating film having the third shape, and a capacitor wiring 225 formed using a conductive layer having a second tapered shape.

【0053】図10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9(B)に示す画素
部の断面図に対応している。画素TFT204は、ゲー
ト電極224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層108と交差し、さらに複数の島
状半導体層に跨って延在してゲート配線を兼ねている。
図示はしていないが、島状半導体層には、図9(B)で
説明したソース領域、ドレイン領域、LDD領域が形成
されている。また、230はソース配線164とソース
領域215aとのコンタクト部、231は画素電極16
9とドレイン領域227とのコンタクト部である。保持
容量205は、画素TFT204のドレイン領域227
から延在する半導体層とゲート絶縁膜を介して容量配線
225が重なる領域で形成されている。この構成におい
て半導体層218には、価電子制御を目的とした不純物
元素は添加されていない。
FIG. 10 is a top view showing almost one pixel of the pixel portion. The cross section AA ′ shown in the drawing corresponds to the cross section of the pixel portion shown in FIG. In the pixel TFT 204, the gate electrode 224 intersects the island-like semiconductor layer 108 thereunder via a gate insulating film (not shown), and further extends over a plurality of island-like semiconductor layers to serve also as a gate wiring. .
Although not shown, the source region, the drain region, and the LDD region described with reference to FIG. 9B are formed in the island-shaped semiconductor layer. Reference numeral 230 denotes a contact portion between the source wiring 164 and the source region 215a, and reference numeral 231 denotes a pixel electrode 16
9 and a contact portion between the drain region 227. The storage capacitor 205 is connected to the drain region 227 of the pixel TFT 204.
The capacitor wiring 225 is formed in a region where the capacitor wiring 225 overlaps with a semiconductor layer extending from the gate insulating film via a gate insulating film. In this structure, an impurity element for controlling valence electrons is not added to the semiconductor layer 218.

【0054】以上の様な構成は、画素TFTおよび駆動
回路が要求する仕様に応じて各回路を構成するTFTの
構造を最適化し、半導体装置の動作性能と信頼性を向上
させることを可能としている。さらにゲート電極を耐熱
性を有する導電性材料で形成することによりLDD領域
やソース領域およびドレイン領域の活性化を容易として
いる。さらに、ゲート電極にゲート絶縁膜を介して重な
るLDD領域を形成する際に、導電型を制御する目的で
添加した不純物元素に濃度勾配を持たせてLDD領域を
形成することで、特にドレイン領域近傍における電界緩
和効果が高まることが期待できる。
The above configuration enables the structure of the TFT constituting each circuit to be optimized according to the specifications required by the pixel TFT and the driving circuit, thereby improving the operation performance and reliability of the semiconductor device. . Further, the activation of the LDD region, the source region, and the drain region is facilitated by forming the gate electrode with a conductive material having heat resistance. Further, when forming the LDD region overlapping with the gate electrode via the gate insulating film, the LDD region is formed by giving a concentration gradient to the impurity element added for the purpose of controlling the conductivity type, particularly in the vicinity of the drain region. Can be expected to increase the electric field relaxation effect.

【0055】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
場合、第1のpチャネル型TFT200と第1のnチャ
ネル型TFT201は高速動作を重視するシフトレジス
タ回路、バッファ回路、レベルシフタ回路などを形成す
るのに用いる。図9(B)ではこれらの回路をロジック
回路部として表している。第1のnチャネル型TFT2
01の第4の不純物領域(B)209cはホットキャリ
ア対策を重視した構造となっている。さらに、耐圧を高
め動作を安定化させるために、図10(A)で示すように
このロジック回路部のTFTを第1のpチャネル型TF
T280と第1のnチャネル型TFT281で形成して
も良い。このTFTは、一対のソース・ドレイン間に2
つのゲート電極を設けたダブルゲート構造であり、この
ようなTFTは本実施例の工程を用いて同様に作製でき
る。第1のpチャネル型TFT280には、島状半導体
層にチャネル形成領域236a、236b、ソースまた
はドレイン領域として機能する第3の不純物領域238
a、239a、240a、LDD領域となる第4の不純
物領域(A)238b、239b、240b及びゲート
電極237と一部が重なりLDD領域となる第4の不純
物領域(B)238c、239c、240cを有した構
造となっている。第1のnチャネル型TFT281に
は、島状半導体層にチャネル形成領域241a、241
b、ソースまたはドレイン領域として機能する第3の不
純物領域243a、244a、245aとLDD領域と
なる第4の不純物領域(A)243b、244b、24
5b及びゲート電極242と一部が重なりLDD領域と
なる第4の不純物領域(B)243c、244c、24
5cを有している。チャネル長は3〜7μmとして、ゲ
ート電極と重なるLDD領域をLovとしてそのチャネル
長方向の長さは0.1〜0.3μmとする。
In the case of an active matrix type liquid crystal display device, the first p-channel TFT 200 and the first n-channel TFT 201 are used for forming a shift register circuit, a buffer circuit, a level shifter circuit, etc. which emphasize high-speed operation. . FIG. 9B illustrates these circuits as logic circuit units. First n-channel type TFT2
The fourth impurity region (B) 209c of No. 01 has a structure emphasizing measures against hot carriers. Further, in order to increase the withstand voltage and stabilize the operation, as shown in FIG.
T280 and the first n-channel TFT 281 may be used. This TFT has a structure in which two transistors
It has a double gate structure provided with two gate electrodes, and such a TFT can be similarly manufactured using the steps of this embodiment. In the first p-channel TFT 280, channel formation regions 236 a and 236 b and a third impurity region 238 functioning as a source or drain region are formed in the island-shaped semiconductor layer.
a, 239a, 240a, a fourth impurity region (A) 238b, 239b, 240b serving as an LDD region and a fourth impurity region (B) 238c, 239c, 240c, which partially overlaps the gate electrode 237 and serves as an LDD region. It has a structure having. In the first n-channel TFT 281, channel formation regions 241 a and 241 are formed in the island-shaped semiconductor layer.
b, third impurity regions 243a, 244a, 245a functioning as source or drain regions and fourth impurity regions (A) 243b, 244b, 24 serving as LDD regions
5b and the fourth impurity regions (B) 243c, 244c, and 24 which partly overlap with the gate electrode 242 and serve as LDD regions.
5c. The channel length is 3 to 7 μm, the LDD region overlapping with the gate electrode is Lov, and the length in the channel length direction is 0.1 to 0.3 μm.

【0056】また、アナログスイッチで構成するサンプ
リング回路には、同様な構成とした第2のpチャネル型
TFT202と第2のnチャネル型TFT203を適用
することができる。サンプリング回路はホットキャリア
対策と低オフ電流動作が重視されるので、図10(B)で
示すようにこの回路のTFTを第2のpチャネル型TF
T282と第2のnチャネル型TFT283で形成して
も良い。この第2のpチャネル型TFT282は、一対
のソース・ドレイン間に3つのゲート電極を設けたトリ
プルゲート構造であり、このよなTFTは本実施例の工
程を用いて同様に作製できる。第2のpチャネル型TF
T282には、島状半導体層にチャネル形成領域246
a、234b、246cソースまたはドレイン領域とし
て機能する第3の不純物領域249a、250a、25
1a、252a、LDD領域となる第4の不純物領域
(A)249b、250b、251b、252b及びゲ
ート電極247と一部が重なりLDD領域となる第4の
不純物領域(B)249c、250c、251c、25
2cを有した構造となっている。第2のnチャネル型T
FT283には、島状半導体層にチャネル形成領域25
3a、253b、ソースまたはドレイン領域として機能
する第3の不純物領域255a、256a、257aと
LDD領域となる第4の不純物領域(A)255b、2
56b、257b及びゲート電極254と一部が重なり
LDD領域となる第4の不純物領域(B)255c、2
56c、257cを有している。チャネル長は3〜7μ
mとして、ゲート電極と重なるLDD領域をLovとして
そのチャネル長方向の長さは0.1〜0.3μmとす
る。
Further, a second p-channel type TFT 202 and a second n-channel type TFT 203 having the same configuration can be applied to a sampling circuit composed of analog switches. The sampling circuit places importance on measures against hot carriers and low off-current operation. Therefore, as shown in FIG. 10B, the TFT of this circuit is replaced with a second p-channel type TF.
T282 and the second n-channel TFT 283 may be used. The second p-channel type TFT 282 has a triple gate structure in which three gate electrodes are provided between a pair of sources and drains. Such a TFT can be manufactured in the same manner by using the steps of this embodiment. Second p-channel type TF
In T282, a channel formation region 246 is formed in the island-shaped semiconductor layer.
a, 234b, 246c Third impurity regions 249a, 250a, 25 functioning as source or drain regions
1a, 252a, the fourth impurity regions (A) 249b, 250b, 251b, 252b serving as LDD regions and the fourth impurity regions (B) 249c, 250c, 251c which partially overlap the gate electrode 247 and serve as LDD regions. 25
2c. Second n-channel type T
The FT 283 includes a channel forming region 25 in the island-shaped semiconductor layer.
3a, 253b, third impurity regions 255a, 256a, 257a functioning as source or drain regions and a fourth impurity region (A) 255b,
56b, 257b and the fourth impurity region (B) 255c, which partly overlaps with the gate electrode 254 and becomes an LDD region.
56c and 257c. Channel length is 3-7μ
m, the LDD region overlapping the gate electrode is Lov, and the length in the channel length direction is 0.1 to 0.3 μm.

【0057】このように、TFTのゲート電極の構成を
シングルゲート構造とするか、複数のゲート電極をソー
ス領域とドレイン領域との間に設けたマルチゲート構造
とするかは、回路の特性に応じて実施者が適宣選択すれ
ば良い。そして、本実施例で完成したアクティブマトリ
クス基板を用いることで反射型の液晶表示装置を作製す
ることができる。
As described above, whether a TFT has a single gate structure or a multi-gate structure in which a plurality of gate electrodes are provided between a source region and a drain region depends on the characteristics of a circuit. The practitioner may select it appropriately. Then, by using the active matrix substrate completed in this embodiment, a reflective liquid crystal display device can be manufactured.

【0058】以下、実施例1〜3までは、半導体膜中に
ゲッタリングサイトとなる領域、すなわち結晶粒径が小
さい、若しくは結晶粒界の交点の密度が大きい領域を形
成する方法のみの説明を行う。これらの方法を用いて実
施の形態1で示したように、アクティブマトリクス基板
を作ることができる。実施の形態1ではコンタクト領域
に高濃度のPをドープして、接合領域における重金属等
の不純物元素を効果的に除去する方法を用いたが、特願
平11−372214号に示されている他の方法と併用
してもよい。
In the following, the first to third embodiments only describe a method for forming a region serving as a gettering site in a semiconductor film, that is, a region having a small crystal grain size or a high density of intersections of crystal grain boundaries. Do. Using these methods, an active matrix substrate can be manufactured as described in Embodiment 1. In the first embodiment, a method is used in which a high concentration of P is doped into the contact region to effectively remove impurity elements such as heavy metals in the junction region. However, the method described in Japanese Patent Application No. 11-372214 is used. May be used in combination with the above method.

【0059】[0059]

【実施例】[実施例1]実施例1では結晶核の発生密度を制
御することで、ゲッタリングサイトを形成する方法の説
明を行う(図11)。基板1103はガラスまたは石英基板で
ある。基板1103のTFTが形成される表面には、珪素
(シリコン)を含む絶縁膜からなる下地1108が形成され
ている。さらに下地膜1108の上に20〜100nmの厚
さの、非晶質半導体薄膜や結晶質半導体薄膜が公知の成
膜法で形成されている。
[Example 1] In Example 1, a method of forming a gettering site by controlling the generation density of crystal nuclei will be described (FIG. 11). The substrate 1103 is a glass or quartz substrate. A base 1108 made of an insulating film containing silicon is formed on the surface of the substrate 1103 where the TFT is to be formed. Further, an amorphous semiconductor thin film or a crystalline semiconductor thin film having a thickness of 20 to 100 nm is formed on the base film 1108 by a known film forming method.

【0060】この半導体膜のチャネル形成領域1107の上
に酸化シリコン膜によるマスク層1130を形成する。この
マスクはチャネル形成領域から後にソース、ドレイン領
域となる領域へはみ出している方が好ましい。次に結晶
化を促進する金属Niを、スピンコータ等を用いて基板全
面に添加し、400〜700℃で熱処理を行う。このときNiの
拡散係数が酸化膜中では小さい為に、酸化シリコン膜に
よるマスク層1130下の半導体薄膜におけるNiの濃度は小
さい。膜中のNiの濃度が小さいほど核発生密度は減少す
るため、酸化シリコン膜によるマスク層1130下の結晶質
半導体における結晶粒径は大きくなり、結晶粒界の公差
する交点も減少する。従って半導体領域1101,1111がゲ
ッタリングサイトとなる。
A mask layer 1130 of a silicon oxide film is formed on the channel forming region 1107 of the semiconductor film. It is preferable that this mask protrudes from the channel formation region to a region to be a source / drain region later. Next, metal Ni for promoting crystallization is added to the entire surface of the substrate using a spin coater or the like, and heat treatment is performed at 400 to 700 ° C. At this time, since the diffusion coefficient of Ni is small in the oxide film, the concentration of Ni in the semiconductor thin film under the mask layer 1130 of the silicon oxide film is small. Since the nucleation density decreases as the concentration of Ni in the film decreases, the crystal grain size of the crystalline semiconductor under the mask layer 1130 of the silicon oxide film increases, and the intersection points of the crystal grain boundaries that make a tolerance also decrease. Therefore, the semiconductor regions 1101 and 1111 become gettering sites.

【0061】[実施例2]実施例2では多孔質膜をゲッタリ
ングサイトとして利用するものである。基板1203はガラ
スまたは石英基板である。基板1203のTFTが形成され
る表面には、珪素(シリコン)を含む絶縁膜からなる下
地1208が形成されている。さらに下地膜1208の上に20
〜100nmの厚さの、非晶質半導体薄膜が公知の成膜
法で形成されている。
Embodiment 2 In Embodiment 2, a porous film is used as a gettering site. The substrate 1203 is a glass or quartz substrate. A base 1208 made of an insulating film containing silicon is formed on the surface of the substrate 1203 where the TFT is formed. In addition, 20
An amorphous semiconductor thin film having a thickness of about 100 nm is formed by a known film forming method.

【0062】多孔質膜はHF溶液中での陽極化成法によっ
て形成でき、p型基板に対しては光照射なしでも、十分
な成長速度が得られる。従って図12において、半導体領
域1201,1211をP型にするため、p型を付与する不純物元
素を、半導体領域1201,1211にドープする。このとき基
板内のp型を付与した半導体領域はすべてつながるよう
にして、陽極化成法を行う。陽極化成法により、半導体
領域1201,1211は多孔質膜となる。多孔質膜は結晶欠陥
も多く、ゲッタリング能力が高い。また表面積が大きい
為、不純物原子の拡散が促進される。一般的に不純物原
子の表面における拡散係数や粒界中の拡散係数は、バル
ク中の拡散係数よりも数桁大きい。従って、ゲッタリン
グサイトとして利用できる。
The porous film can be formed by anodization in an HF solution, and a sufficient growth rate can be obtained without irradiating the p-type substrate with light. Therefore, in FIG. 12, the semiconductor regions 1201 and 1211 are doped with an impurity element imparting p-type in order to make the semiconductor regions 1201 and 1211 p-type. At this time, anodization is performed such that all the p-type-provided semiconductor regions in the substrate are connected. By the anodization method, the semiconductor regions 1201 and 1211 become porous films. The porous film has many crystal defects and high gettering ability. Further, since the surface area is large, diffusion of impurity atoms is promoted. Generally, the diffusion coefficient at the surface of an impurity atom and the diffusion coefficient in a grain boundary are several orders of magnitude higher than the diffusion coefficient in a bulk. Therefore, it can be used as a gettering site.

【0063】[実施例3]一般的に結晶粒径は結晶核の核
発生の頻度できまる。この頻度を決定するパラメータの
一つが温度である。すなわち温度(過冷度)によって、
エムブリオから固体結晶へと成長する臨界半径が異なっ
てくる。(図13)図13は「凝固工学;中江秀雄著、アグ
ネ発行、pp.58」に記載された「図5.1」である。従って
レーザーやランプアニールを用いた結晶化において、ゲ
ッタリングサイトを形成したい領域を、核発生数が大き
くなる温度にすればよい。これを実現するには、たとえ
ば適当な酸化膜マスクを介して、アニールを行う。
Example 3 Generally, the crystal grain size is determined by the frequency of nucleation of crystal nuclei. One of the parameters that determines this frequency is temperature. That is, depending on the temperature (degree of subcooling),
The critical radius of growth from embryo to solid crystal differs. (FIG. 13) FIG. 13 is “FIG. 5.1” described in “Solidification Engineering; Hideo Nakae, published by Agne, pp. 58”. Therefore, in crystallization using laser or lamp annealing, a region where a gettering site is to be formed may be set to a temperature at which the number of generated nuclei increases. To achieve this, annealing is performed, for example, via an appropriate oxide film mask.

【0064】[実施例4]本実施例では実施の形態や実施
例1〜3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。まず、図14(A)に示すように、図9(B)
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
採用した。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、スペーサの形状は柱状
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パネル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、例えば円錐状としたときに具体的に
は、高さを1.2〜5μmとし、平均半径を5〜7μ
m、平均半径と底部の半径との比を1対1.5とする。
このとき側面のテーパー角は±15°以下とする。
[Embodiment 4] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in the embodiment mode and Examples 1 to 3 will be described. First, as shown in FIG.
Is formed on the active matrix substrate in the state described above. 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. There is no limitation on the material of such a spacer,
For example, using NN700 manufactured by JSR Co., it is applied with a spinner and then formed into a predetermined pattern by exposure and development. 150 to 200 in a clean oven
Heat at ℃ to cure. The shape of the spacer manufactured in this manner can be varied depending on the conditions of the exposure and the development processing. When combined, the mechanical strength of the liquid crystal display panel can be secured. The shape is not particularly limited, such as a conical shape or a pyramid shape. For example, when the shape is a conical shape, specifically, the height is 1.2 to 5 μm, and the average radius is 5 to 7 μm.
m, the ratio of the average radius to the bottom radius is 1: 1.5.
At this time, the taper angle of the side surface is set to ± 15 ° or less.

【0065】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14(A)で示すように、画素部に
おいては画素電極169のコンタクト部231と重ねて
その部分を覆うように柱状スペーサ406を形成すると
良い。コンタクト部231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231にスペーサ用の樹脂を充填する形で
柱状スペーサ406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。また、駆動回路のT
FT上にもスペーサ405a〜405eを形成してお
く。このスペーサは駆動回路部の全面に渡って形成して
も良いし、図14で示すようにソース線およびドレイン
線を覆うようにして設けても良い。
The arrangement of the spacers may be arbitrarily determined, but preferably, as shown in FIG. 14A, in the pixel portion, the columnar spacer is overlapped with the contact portion 231 of the pixel electrode 169 so as to cover that portion. 406 may be formed. Since the flatness of the contact portion 231 is impaired and the liquid crystal is not well aligned in this portion, the columnar spacer 406 is formed in such a manner that the contact portion 231 is filled with the resin for the spacer, so that disclination or the like is performed. Can be prevented. In addition, the driving circuit T
Spacers 405a to 405e are also formed on the FT. This spacer may be formed over the entire surface of the drive circuit portion, or may be provided so as to cover the source line and the drain line as shown in FIG.

【0066】その後、配向膜407を形成する。通常液
晶表示素子の配向膜にはポリイミド樹脂を用いる。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した。画素
部に設けた柱状スペーサ406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
にした。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上に形成したスペー
サ405a〜405eにより静電気からTFTを保護す
る効果を得ることができる。また図では説明しないが、
配向膜407を先に形成してから、スペーサ406、4
05a〜405eを形成した構成としても良い。
After that, an alignment film 407 is formed. Usually, a polyimide resin is used for the alignment film of the liquid crystal display element. After forming the alignment film, a rubbing treatment was performed so that the liquid crystal molecules were aligned with a certain pretilt angle. The area not rubbed in the rubbing direction from the end of the columnar spacer 406 provided in the pixel portion was set to 2 μm or less. In the rubbing treatment, generation of static electricity often poses a problem, but the effect of protecting the TFT from static electricity can be obtained by the spacers 405a to 405e formed on the TFT of the driving circuit. Although not explained in the figure,
After forming the alignment film 407 first, the spacers 406, 4
05a to 405e may be formed.

【0067】対向側の対向基板401には、遮光膜40
2、透明導電膜403および配向膜404を形成する。
遮光膜402はTi膜、Cr膜、Al膜などを150〜
300nmの厚さで形成する。そして、画素部と駆動回路
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408で貼り合わせる。シール剤408にはフ
ィラー(図示せず)が混入されていて、このフィラーと
スペーサ406、405a〜405eによって均一な間
隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、両
基板の間に液晶材料409を注入する。液晶材料には公
知の液晶材料を用いれば良い。例えば、TN液晶の他
に、電場に対して透過率が連続的に変化する電気光学応
答性を示す、無しきい値反強誘電性混合液晶を用いるこ
ともできる。この無しきい値反強誘電性混合液晶には、
V字型の電気光学応答特性を示すものもある。このよう
にして図14(B)に示すアクティブマトリクス型液晶
表示装置が完成する。
The opposing substrate 401 on the opposing side has a light shielding film 40
2. A transparent conductive film 403 and an alignment film 404 are formed.
The light-shielding film 402 includes a Ti film, a Cr film, an Al film,
It is formed with a thickness of 300 nm. Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driver circuit are formed and the counter substrate are attached with a sealant 408. A filler (not shown) is mixed in the sealant 408, and the two substrates are bonded at a uniform interval by the filler and the spacers 406 and 405a to 405e. After that, a liquid crystal material 409 is injected between the two substrates. A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. For example, in addition to the TN liquid crystal, a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal exhibiting electro-optical response in which the transmittance continuously changes with respect to an electric field can be used. In this thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal,
Some exhibit a V-shaped electro-optical response characteristic. Thus, the active matrix liquid crystal display device shown in FIG. 14B is completed.

【0068】図15はこのような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。実施
の形態で述べたガラス基板101上に画素部604の周
辺に駆動回路として走査信号駆動回路605と画像信号
駆動回路606が設けられている。さらに、その他CP
Uやメモリなどの信号処理回路607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603に
よって外部入出力端子602と接続されている。画素部
604では走査信号駆動回路605から延在するゲート
配線群608と画像信号駆動回路606から延在するソ
ース配線群609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画素TFT204と保持容量2
05が設けられている。
FIG. 15 is a top view of such an active matrix substrate, and is a top view showing a positional relationship between a pixel portion and a drive circuit portion, a spacer, and a sealant. A scan signal driver circuit 605 and an image signal driver circuit 606 are provided as driver circuits around the pixel portion 604 over the glass substrate 101 described in the embodiment mode. In addition, other CP
A signal processing circuit 607 such as a U or a memory may be added. These drive circuits are connected to an external input / output terminal 602 by a connection wiring 603. In the pixel portion 604, a gate wiring group 608 extending from the scanning signal driving circuit 605 and a source wiring group 609 extending from the image signal driving circuit 606 intersect in a matrix to form a pixel. And holding capacity 2
05 is provided.

【0069】図14において画素部において設けた柱状
スペーサ406は、すべての画素に対して設けても良い
が、図15で示すように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%とすることが可能である。また、駆動回路部に
設けるスペーサ405a〜405eはその全面を覆うよ
うに設けても良いし各TFTのソースおよびドレイン配
線の位置にあわせて設けても良い。図15では駆動回路
部に設けるスペーサの配置を610〜612で示す。そ
して、図15示すシール剤613は、基板101上の画
素部604および走査信号駆動回路605、画像信号駆
動回路606、その他の信号処理回路607の外側であ
って、外部入出力端子602よりも内側に形成する。
In FIG. 14, the columnar spacer 406 provided in the pixel portion may be provided for every pixel, but is provided every several to several tens of pixels arranged in a matrix as shown in FIG. May be. That is, the ratio of the number of spacers to the total number of pixels constituting the pixel portion is 20 to
It can be 100%. Further, the spacers 405a to 405e provided in the drive circuit portion may be provided so as to cover the entire surface or may be provided in accordance with the positions of the source and drain wirings of each TFT. In FIG. 15, the arrangement of the spacers provided in the drive circuit portion is indicated by 610 to 612. Then, the sealing agent 613 shown in FIG. 15 is outside the pixel portion 604 and the scanning signal driving circuit 605, the image signal driving circuit 606, and other signal processing circuits 607 on the substrate 101 and inside the external input / output terminal 602 Formed.

【0070】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16の斜視図を用いて説明する。図1
6においてアクティブマトリクス基板は、ガラス基板1
01上に形成された、画素部604と、走査信号駆動回
路605と、画像信号駆動回路606とその他の信号処
理回路607とで構成される。画素部604には画素T
FT204と保持容量205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605と画像信号駆動回
路606からは、それぞれゲート線(ゲート電極と連続
して形成されている場合は図9(B)の224に相当す
る)とソース線164が画素部604に延在し、画素T
FT204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)613
が外部入力端子602に接続していて画像信号などを入
力するのに用いる。FPC613は補強樹脂614によ
って強固に接着されている。そして接続配線603でそ
れぞれの駆動回路に接続している。また、対向基板40
1には図示していない、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.
6, the active matrix substrate is a glass substrate 1
01, a pixel portion 604, a scanning signal driving circuit 605, an image signal driving circuit 606, and another signal processing circuit 607. The pixel portion 604 includes a pixel T
An FT 204 and a storage capacitor 205 are provided, and a driving circuit provided around the pixel portion is configured based on a CMOS circuit. From the scanning signal driver circuit 605 and the image signal driver circuit 606, a gate line (equivalent to 224 in FIG. 9B when formed continuously with the gate electrode) and a source line 164 are connected to the pixel portion 604. Extend, the pixel T
Connected to FT204. Also, a flexible printed circuit (FPC) 613 is used.
Are connected to the external input terminal 602 and are used to input image signals and the like. The FPC 613 is firmly bonded by a reinforcing resin 614. The connection wiring 603 is connected to each drive circuit. Also, the counter substrate 40
1, a light shielding film and a transparent electrode, not shown, are provided.

【0071】[実施例5]図17は実施の形態や実施例1
〜3で示したアクティブマトリクス基板の回路構成の一
例であり、直視型の表示装置の回路構成を示す図であ
る。このアクティブマトリクス基板は、画像信号駆動回
路606、走査信号駆動回路(A)(B)605、画素
部604を有している。尚、本明細書中において記した
駆動回路とは、画像信号駆動回路606、走査信号駆動
回路605を含めた総称である。
[Embodiment 5] FIG. 17 shows an embodiment and an embodiment 1.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of an active matrix substrate illustrated in FIGS. This active matrix substrate includes an image signal driving circuit 606, scanning signal driving circuits (A) and (B) 605, and a pixel portion 604. Note that the driving circuit described in this specification is a general term including the image signal driving circuit 606 and the scanning signal driving circuit 605.

【0072】画像信号駆動回路606は、シフトレジス
タ回路501a、レベルシフタ回路502a、バッファ
回路503a、サンプリング回路504を備えている。
また、走査信号駆動回路(A)(B)185は、シフト
レジスタ回路501b、レベルシフタ回路502b、バ
ッファ回路503bを備えている。
The image signal driving circuit 606 includes a shift register circuit 501a, a level shifter circuit 502a, a buffer circuit 503a, and a sampling circuit 504.
Each of the scanning signal driving circuits (A) and (B) 185 includes a shift register circuit 501b, a level shifter circuit 502b, and a buffer circuit 503b.

【0073】シフトレジスタ回路501a、501bは
駆動電圧が5〜16V(代表的には10V)であり、こ
の回路を形成するCMOS回路のTFTは、図9(B)
の第1のpチャネル型TFT200と第1のnチャネル
型TFT201で形成する。或いは、図9(A)で示す
第1のpチャネル型TFT280と第1のnチャネル型
TFT281で形成しても良い。また、レベルシフタ回
路502a、502bやバッファ回路503a、503
bは駆動電圧が14〜16Vと高くなるのでマルチゲー
トのTFT構造とすることが望ましい。マルチゲート構
造でTFTを形成すると耐圧が高まり、回路の信頼性を
向上させる上で有効である。
The shift register circuits 501a and 501b have a drive voltage of 5 to 16 V (typically 10 V).
Of the first p-channel TFT 200 and the first n-channel TFT 201. Alternatively, a first p-channel TFT 280 and a first n-channel TFT 281 illustrated in FIG. 9A may be used. Further, the level shifter circuits 502a and 502b and the buffer circuits 503a and 503
b has a multi-gate TFT structure because the drive voltage is as high as 14 to 16 V. Forming a TFT with a multi-gate structure increases the breakdown voltage, which is effective in improving the reliability of the circuit.

【0074】サンプリング回路504はアナログスイッ
チから成り、駆動電圧が14〜16Vであるが、極性が
交互に反転して駆動される上、オフ電流値を低減させる
必要があるため、図9(B)で示す第2のpチャネル型
TFT202と第2のnチャネル型TFT203で形成
することが望ましい。
The sampling circuit 504 is composed of an analog switch, and has a drive voltage of 14 to 16 V. However, since the polarity is alternately inverted and the off-current value needs to be reduced, the sampling circuit 504 shown in FIG. It is desirable to form the second p-channel type TFT 202 and the second n-channel type TFT 203 shown by.

【0075】また、画素部は駆動電圧が14〜16Vで
あり、低消費電力化の観点からサンプリング回路よりも
さらにオフ電流値を低減することが要求され、図9
(B)で示す画素TFT204のようにマルチゲート構
造を基本とする。
The driving voltage of the pixel portion is 14 to 16 V, and it is required to further reduce the off-current value as compared with the sampling circuit from the viewpoint of low power consumption.
A multi-gate structure is basically used like the pixel TFT 204 shown in FIG.

【0076】尚、本実施例の構成は、実施の形態に示し
た工程に従ってTFTを作製することによって容易に実
現することができる。本実施例では、画素部と駆動回路
の構成のみを示しているが、実施の形態の工程に従え
ば、その他にも信号分割回路、分周波回路、D/Aコン
バータ、γ補正回路、オペアンプ回路、さらにメモリ回
路や演算処理回路などの信号処理回路、あるいは論理回
路を同一基板上に形成することが可能である。このよう
に、本発明は同一基板上に画素部とその駆動回路とを含
む半導体装置、例えば信号制御回路および画素部を具備
した液晶表示装置を実現することができる。
The structure of this embodiment can be easily realized by manufacturing a TFT according to the steps described in the embodiment mode. In this embodiment, only the configuration of the pixel portion and the driving circuit is shown. However, according to the steps of the embodiment, other components such as a signal dividing circuit, a frequency dividing circuit, a D / A converter, a γ correcting circuit, and an operational amplifier circuit Further, a signal processing circuit such as a memory circuit or an arithmetic processing circuit, or a logic circuit can be formed over the same substrate. As described above, the present invention can realize a semiconductor device including a pixel portion and a driver circuit over the same substrate, for example, a liquid crystal display device including a signal control circuit and a pixel portion.

【0077】[実施例6]本実施例では、実施例3まのアク
ティブマトリクス基板を用いて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18(A)は本発明を用いた
EL表示パネルの上面図である。図18(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14〜16を経てFPC17に至り、外部機器
へと接続される。
[Embodiment 6] In this embodiment, a self-luminous display panel (hereinafter, referred to as an EL display device) using an electroluminescent (EL) material by using the active matrix substrate as in the third embodiment. ) Will be described. FIG. 18A is a top view of an EL display panel using the present invention. In FIG. 18A, 10 is a substrate, 11 is a pixel portion, 12 is a source side drive circuit, 13 is a gate side drive circuit, and each drive circuit reaches the FPC 17 via wirings 14 to 16 and is connected to an external device. Connected to

【0078】図18(B)は図18(A)のA−A'断
面を表す図であり、このとき少なくとも画素部上、好ま
しくは駆動回路及び画素部上に対向板80を設ける。対
向板80はシール材19でTFTとEL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. 18B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 18A. At this time, the opposing plate 80 is provided at least over the pixel portion, preferably over the driving circuit and the pixel portion. The opposing plate 80 is bonded to the active matrix substrate on which the TFT and the EL layer are formed with the sealing material 19.
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.

【0079】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、E
L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、
EL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. Also, E
The L layer is susceptible to moisture and moisture and easily deteriorates. Therefore, it is desirable to mix a desiccant such as barium oxide into the filler 83 because a moisture absorbing effect can be maintained. Also,
A passivation film 82 formed of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like is formed over the EL layer, and a filler 83
It has a structure to prevent corrosion due to alkali elements and the like contained in.

【0080】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.

【0081】また、図18(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. 18B, 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, is provided with an LDD region having the structure shown in this embodiment in order to prevent a decrease in on-current due to the hot carrier effect and a decrease in characteristics due to Vth shift and bias stress.

【0082】例えば、駆動回路用TFT22とし、図9
(b)に示すpチャネル型TFT200、202とnチ
ャネル型TFT201、203を用いれば良い。また、
画素部用TFT23には図9(B)に示す画素TFT2
04またはそれと同様な構造を有するpチャネル型TF
Tを用いれば良い。
For example, the driving circuit TFT 22 is used as shown in FIG.
The p-channel TFTs 200 and 202 and the n-channel TFTs 201 and 203 shown in FIG. Also,
A pixel TFT 2 shown in FIG.
04 or p-channel type TF having a structure similar thereto
T may be used.

【0083】図9(B)または図6(B)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、ソース線、ドレイン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TFT
23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。透明導電膜としては、酸化イン
ジウムと酸化スズとの化合物(ITOと呼ばれる)また
は酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いることが
できる。そして、画素電極27を形成したら、絶縁膜2
8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. 9B or FIG. 6B, an interlayer insulating film (flattening film) 26 made of a resin material is formed on source lines and drain lines. Formed, and a TFT for pixel section
A pixel electrode 27 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of the pixel 23 is formed. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used. When the pixel electrode 27 is formed, the insulating film 2 is formed.
8 is formed, and an opening is formed on the pixel electrode 27.

【0084】次に、EL層29を形成する。EL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, an EL layer 29 is formed. EL layer 29
Are known EL materials (a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer,
An electron transport layer or an electron injection layer) may be freely combined to form a stacked structure or a single-layer structure. A known technique may be used to determine the structure. 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.

【0085】EL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 EL layer is formed by a vapor deposition method using a shadow mask,
Alternatively, it is formed by an inkjet method, a dispenser method, or the like. In any case, light emitting layers capable of emitting light of different wavelengths for each pixel (red light emitting layer, green light emitting layer, and blue light emitting layer)
Is formed, color display becomes possible. 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.

【0086】EL層29を形成したら、その上に陰極3
0を形成する。陰極30とEL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EL層29と陰極30を連続して形成する
か、EL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 the EL layer 29 is formed, the cathode 3
0 is formed. It is desirable to remove moisture and oxygen existing at the interface between the cathode 30 and the EL layer 29 as much as possible. Therefore, it is necessary to devise a method of continuously forming the EL layer 29 and the cathode 30 in a vacuum, or forming the EL layer 29 in an inert atmosphere and forming the cathode 30 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.

【0087】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EL層29上に蒸着法で1
nm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, one layer is formed on the EL layer 29 by vapor deposition.
A LiF (lithium fluoride) film having a thickness of nm is formed, and an aluminum film having a thickness of 300 nm 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.

【0088】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(EL層形成前の開口部の形成時)に形成しておけ
ば良い。また、絶縁膜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 31, it is necessary to form contact holes 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 an EL 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.

【0089】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 a 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.

【0090】ここで画素部のさらに詳細な断面構造を図
19に、上面構造を図20(A)に、回路図を図20
(B)に示す。図19(A)において、基板2401上
に設けられたスイッチング用TFT2402は実施例1
の図9(B)の画素TFT204と同じ構造で形成され
る。ダブルゲート構造とすることで実質的に二つのTF
Tが直列された構造となり、オフ電流値を低減すること
ができるという利点がある。なお、本実施例ではダブル
ゲート構造としているが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. 19 shows a more detailed sectional structure of the pixel portion, FIG. 20A shows a top structure thereof, and FIG.
It is shown in (B). In FIG. 19A, the switching TFT 2402 provided on the substrate 2401 is the same as that of the first embodiment.
9 (B) of FIG. 9B. With a double gate structure, substantially two TFs
There is an advantage that the structure is such that T is connected in series, and the off-current value can be reduced. 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.

【0091】また、電流制御用TFT2403は図9
(B)で示すnチャネル型TFT201を用いて形成す
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。
The current controlling TFT 2403 is the same as that of FIG.
It is formed using an n-channel TFT 201 shown in FIG. 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.

【0092】このとき、電流制御用TFT2403が本
発明の構造であることは非常に重要な意味を持つ。電流
制御用TFTはEL素子を流れる電流量を制御するため
の素子であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化や
ホットキャリアによる劣化の危険性が高い素子でもあ
る。そのため、電流制御用TFT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。
At this time, it is very important that the current control TFT 2403 has the structure of the present invention. Since the current control TFT is an element for controlling the amount of current flowing through the EL element, a large amount of current flows and the element has a high risk of deterioration due to heat or hot carriers. Therefore, 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.

【0093】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 controlling TFT 24 is used.
03 is shown with a single gate structure.
A multi-gate structure in which FTs are connected in series may be used.
Further, a structure in which a plurality of TFTs are connected in parallel to substantially divide the channel formation region into a plurality of regions so that heat can be radiated with high efficiency may be employed. Such a structure is effective as a measure against deterioration due to heat.

【0094】また、図20(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. 20A, the wiring to be 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.

【0095】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
EL層は非常に薄いため、段差が存在することによって
発光不良を起こす場合がある。従って、EL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 an EL layer formed later is extremely thin, poor light emission may be caused by the presence of a step. Therefore, it is desirable that the EL layer be flattened before forming the pixel electrode so that the EL layer can be formed as flat as possible.

【0096】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45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。
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 45 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.

【0097】なお、PPV系有機EL材料としては様々
な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Ge
lsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers
for Light Emitting Diodes”,Euro Display,Proceedin
gs,1999,p.33-37」や特開平10−92576号公報に
記載されたような材料を用いれば良い。
There are various types of PPV-based organic EL materials, for example, “H. Shenk, H. Becker, O. Ge.
lsen, E. Kluge, W. Kreuder, and H. Spreitzer, “Polymers
for Light Emitting Diodes ”, Euro Display, Proceedin
gs, 1999, p.33-37 ”and JP-A-10-92576.

【0098】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EL層(発光及びそのためのキャリアの移動を行わ
せるための層)を形成すれば良い。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, cyanopolyphenylenevinylene is used for a red light emitting layer, polyphenylenevinylene is used for a green light emitting layer, and polyphenylenevinylene or polyalkylphenylene is used for a blue light emitting layer. 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.
An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer. For example, in this embodiment, an example in which a polymer material is used as the light emitting layer has been described.
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.

【0099】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EL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.
The EL layer has a laminated structure in which a hole injection layer 46 made of (polythiophene) or PAni (polyaniline) is provided. An anode 47 made of a transparent conductive film is provided on the hole injection layer 46. In the case of this embodiment, since the light generated in the light emitting layer 45 is emitted toward the upper surface side (toward the upper side of the TFT), the anode must be translucent. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used; however, it is possible to form after forming a light-emitting layer or a hole-injecting layer with low heat resistance. A material that can form a film at a temperature as low as possible is preferable.

【0100】陽極47まで形成された時点でEL素子2
405が完成する。なお、ここでいうEL素子2405
は、画素電極(陰極)43、発光層45、正孔注入層4
6及び陽極47で形成されたコンデンサを指す。図21
(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 EL element 2
405 is completed. Note that the EL element 2405 referred to here
Are the pixel electrode (cathode) 43, the light emitting layer 45, the hole injection layer 4
6 and the anode 47. FIG.
As shown in (A), the pixel electrode 43 substantially matches the area of the pixel, and the entire pixel functions as an EL element. Therefore, the efficiency of light emission is extremely high, and a bright image can be displayed.

【0101】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.

【0102】以上のように本願発明のEL表示パネルは
図20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 the pixel portion composed of the pixels having the structure as shown in FIG. And a TFT. Therefore, an EL display panel having high reliability and capable of displaying a good image can be obtained.

【0103】図19(B)はEL層の構造を反転させた
例を示す。電流制御用TFT2601は図9(B)のp
チャネル型TFT200を用いて形成される。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. 19B shows an example in which the structure of the EL layer is inverted. The current control TFT 2601 corresponds to the p of FIG. 9B.
It is formed using a channel type TFT 200. 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.

【0104】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
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.

【0105】尚、本実施例の構成は、実施の形態、実施
例1〜3のTFTの構成を自由に組み合わせて実施する
ことが可能である。また、実施例8の電子機器の表示部
として本実施例のEL表示パネルを用いることは有効で
ある。
The structure of this embodiment can be implemented by freely combining the structures of the TFTs of the embodiment mode and Embodiments 1 to 3. In addition, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of the eighth embodiment.

【0106】[実施例7]本実施例では、図20(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21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 7] In this embodiment, FIG. 21 shows an example in which a pixel having a structure different from that of the circuit diagram shown in FIG. 20B 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.

【0107】図21(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. 21A 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.

【0108】また、図21(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。なお、図21(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. 21B shows the current supply line 270.
8 is provided in parallel with the gate wiring 2703. Note that in FIG. 21B, the current supply line 2708 and the gate wiring 2703 are provided so as not to overlap with each other.
They can be provided so as to overlap with each other via an insulating film. 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.

【0109】また、図21(C)は、図21(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21
(A)、図21(B)では電流制御用TFT2403の
ゲートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ240
4を設ける構造としているが、コンデンサ2404を省
略することも可能である。
FIG. 21C shows that the current supply line 2708 is provided in parallel with the gate wiring 2703 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.
21A and 21B, a capacitor 240 is used to hold the voltage applied to the gate of the current controlling TFT 2403.
4, but the capacitor 2404 can be omitted.

【0110】電流制御用TFT2403として図19
(A)に示すような本願発明の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2404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21(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 2403, FIG.
Since the n-channel TFT of the present invention as shown in FIG. 1A is used, an LDD region is provided so as to overlap with a gate electrode via a gate insulating film. Although a parasitic capacitance generally called a gate capacitance is formed, this embodiment is characterized in that this parasitic capacitance is actively used instead of the capacitor 2404. The capacitance of the parasitic capacitance is determined by the gate electrode and the LDD region. And changes in the area that overlaps,
It is determined by the length of the LDD region included in the overlapping region. In the structure of FIGS. 21A, 21B, and 21C, the capacitor 2705 can be omitted in the same manner.

【0111】尚、本実施例の構成は、実施の形態、実施
例1〜3のTFTの構成を自由に組み合わせて実施する
ことが可能である。また、実施例8の電子機器の表示部
として本実施例のEL表示パネルを用いることは有効で
ある。
The structure of this embodiment can be implemented by freely combining the structures of the TFTs of the embodiment mode and Embodiments 1 to 3. In addition, it is effective to use the EL display panel of this embodiment as the display unit of the electronic device of the eighth embodiment.

【0112】[実施例8]本願発明を実施して形成された
CMOS回路や画素部は様々な電気光学装置(アクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリク
ス型ELディスプレイ、アクティブマトリクス型ECデ
ィスプレイ)に用いることができる。即ち、それら電気
光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本願発明
を実施できる。
[Embodiment 8] A CMOS circuit and a pixel portion formed by implementing the present invention are used for various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display, active matrix EL display, active matrix EC display). Can be. That is, the invention of the present application can be applied to all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.

【0113】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型
ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコン
ピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられ
る。それらの一例を図22、図23及び図24に示す。
Such electronic devices include a video camera, digital camera, projector (rear or front type), head mounted display (goggle type display), car navigation, car stereo,
Examples include a personal computer and a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, or the like). Examples of these are shown in FIG. 22, FIG. 23 and FIG.

【0114】図22(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。本発明を画像入力
部2002、表示部2003やその他の信号駆動回路に
適用することができる。
FIG. 22A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, a keyboard 2004 and the like. The present invention can be applied to the image input unit 2002, the display unit 2003, and other signal driving circuits.

【0115】図22(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6等を含む。本発明を表示部2102やその他の信号駆
動回路に適用することができる。
FIG. 22B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, an operation switch 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2102 and other signal driver circuits.

【0116】図22(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。本発明は表示部2205やその
他の信号駆動回路に適用できる。
FIG. 22C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, a display section 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205 and other signal driving circuits.

【0117】図22(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。本発明は表示部2302やその他の信号駆
動回路に適用することができる。
FIG. 22D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display section 2302, and an arm section 230.
3 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2302 and other signal driver circuits.

【0118】図22(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部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(D
igtial 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
他の信号駆動回路に適用することができる。
FIG. 22E shows a player using a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402 and other signal driver circuits.

【0119】図22(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本願
発明を表示部2502やその他の信号駆動回路に適用す
ることができる。
FIG. 22F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display section 2502, an eyepiece section 2503, operation switches 2504, an image receiving section (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502 and other signal driver circuits.

【0120】図23(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やその他の信号駆動回路に適用すること
ができる。
FIG. 23A 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 driving circuits.

【0121】図23(B)はリア型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
の信号駆動回路に適用することができる。
FIG. 23B shows a rear type 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 a liquid crystal display device 2808 which forms a part of the pixel 702 and other signal driving circuits.

【0122】なお、図23(C)は、図23(A)及び
図23(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23(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. 23C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 23A and 23B. 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.

【0123】また、図23(D)は、図23(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23(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. 23D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 23D 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.

【0124】ただし、図23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. 23, a case where 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.

【0125】図24(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906
等を含む。本願発明を音声出力部2902、音声入力部
2903、表示部2904やその他の信号駆動回路に適
用することができる。
FIG. 24A shows a portable telephone, and a main body 29.
01, audio output unit 2902, audio input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 2906
And so on. The present invention can be applied to the audio output unit 2902, the audio input unit 2903, the display unit 2904, and other signal driving circuits.

【0126】図24(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。本発明は表示部3002、3003やその他
の信号回路に適用することができる。
FIG. 24B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, and an antenna 3006.
And so on. The present invention can be applied to the display units 3002 and 3003 and other signal circuits.

【0127】図24(C)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。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。
FIG. 24C 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. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).

【0128】本実施例の電子機器は実施の形態、実施例
1〜3のどのような組み合わせからなる構成を用いても実
現することができる。本発明はその他にも、イメージセ
ンサやEL型表示素子に適用することも可能である。こ
のように、本願発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆ
る分野の電子機器に適用することが可能である。
The electronic apparatus of this embodiment is described in the embodiment mode and the embodiment.
The present invention can be realized by using a configuration composed of any combination of 1 to 3. In addition, the present invention can be applied to an image sensor and an EL display device. As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in all fields.

【0129】[0129]

【発明の効果】本願発明を用いることで、複数種の重金
属等の不純物元素をゲッタリングでき、またTFTのチャ
ネル形成領域および、PN接合における空乏層領域も効率
的にゲッタリングできる。トランジスタのチャネル形成
領域とソースおよびドレイン領域の境界近傍における不
純物を除去もしくは低減でき、半導体装置(ここでは具
体的に電気光学装置)の動作性能や信頼性を大幅に向上
させることができる。
By using the present invention, a plurality of types of impurity elements such as heavy metals can be gettered, and a channel forming region of a TFT and a depletion layer region in a PN junction can be efficiently gettered. Impurities near the boundary between the channel formation region and the source and drain regions of the transistor can be removed or reduced, and the operation performance and reliability of the semiconductor device (specifically, an electro-optical device in this case) can be significantly improved.

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

【図1】 結晶粒界へのNiの偏析を示すSEM写真。FIG. 1 is an SEM photograph showing the segregation of Ni at crystal grain boundaries.

【図2】 結晶粒界の交点を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing intersections of crystal grain boundaries.

【図3】 結晶粒径を示す図。FIG. 3 is a view showing a crystal grain size.

【図4】 発明の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the present invention.

【図5】 画素部、駆動回路の作製工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel portion and a driver circuit.

【図6】 ゲッタリングサイトの形成方法を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a method for forming a gettering site.

【図7】 結晶粒界を示すSEM写真。FIG. 7 is an SEM photograph showing a crystal grain boundary.

【図8】 画素部、駆動回路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 portion and a driver circuit.

【図9】 画素部、駆動回路の作製工程を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel portion and a driver circuit.

【図10】 画素部、駆動回路の作製工程を示す断面
図。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel portion and a driver circuit.

【図11】 ゲッタリングサイトの形成方法を示す図。FIG. 11 is a view showing a method for forming a gettering site.

【図12】 ゲッタリングサイトの形成方法を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a method for forming a gettering site.

【図13】 自由エネルギーと臨界核半径との関係を示
す図。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between free energy and critical nuclear radius.

【図14】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作
製工程を示す断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an active matrix liquid crystal display device.

【図15】 液晶表示装置の入出力端子、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. 15 is a top view illustrating input / output terminals, wiring, circuit arrangement, spacers, and sealants of a liquid crystal display device.

【図16】 液晶表示装置の構造を示す斜視図。FIG. 16 is a perspective view illustrating a structure of a liquid crystal display device.

【図17】 アクティブマトリクス型表示装置の回路構
成を説明するブロック図。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an active matrix display device.

【図18】 EL表示装置の構造を示す上面図及び断面
図。
18A and 18B are a top view and a cross-sectional view illustrating a structure of an EL display device.

【図19】 EL表示装置の画素部の断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view of a pixel portion of an EL display device.

【図20】 EL表示装置の画素部の上面図と回路図。FIG. 20 is a top view and a circuit diagram of a pixel portion of an EL display device.

【図21】 EL表示装置の画素部の回路図の例。FIG. 21 is an example of a circuit diagram of a pixel portion of an EL display device.

【図22】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 22 illustrates an example of a semiconductor device.

【図23】 投影型液晶表示装置の構成を示す図。FIG. 23 illustrates a configuration of a projection type liquid crystal display device.

【図24】 半導体装置の一例を示す図。FIG 24 illustrates an example of a semiconductor device.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/322 H01L 29/78 627Z G02F 1/136 500 H01L 29/78 616S 618Z 627G Fターム(参考) 2H092 GA59 HA28 JA25 JA33 JA39 JA43 JA44 JB33 JB51 JB58 KA12 KA18 KB04 KB25 MA05 MA08 MA13 MA27 MA29 MA30 MA37 MA41 PA02 PA03 PA06 PA08 PA09 5F110 AA14 AA30 BB02 BB04 CC02 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 DD25 EE01 EE04 EE11 EE14 EE15 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF04 FF09 FF12 FF28 FF30 FF36 GG02 GG13 GG25 GG28 GG32 GG34 GG43 GG45 GG51 HJ01 HJ04 HJ07 HJ12 HJ23 HL03 HL04 HL07 HL11 HL23 HM07 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN46 NN47 NN72 NN78 PP03 PP04 PP34 QQ04 QQ11 QQ25 QQ28 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H01L 21/322 H01L 29/78 627Z G02F 1/136 500 H01L 29/78 616S 618Z 627G F term (reference) 2H092 GA59 HA28 JA25 JA33 JA39 JA43 JA44 JB33 JB51 JB58 KA12 KA18 KB04 KB25 MA05 MA08 MA13 MA27 MA29 MA30 MA37 MA41 PA02 PA03 PA06 PA08 PA09 5F110 AA14 AA30 BB02 BB04 CC02 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 DD25 EE01 EE04 EE11 EE14 EE14 EE14 EE14 EE14 EE12 FF28 FF30 FF36 GG02 GG13 GG25 GG28 GG32 GG34 GG43 GG45 GG51 HJ01 HJ04 HJ07 HJ12 HJ23 HL03 HL04 HL07 HL11 HL23 HM07 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 QNN QNN NN46

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体層にチャネル形成領域と、前記チャ
ネル形成領域の外側に、第1の不純物領域と、前記第1
の不純物領域の外側に第2の不純物領域とを有し、 前記第1の不純物領域は一導電型を付与する不純物元素
を前記第1の濃度で含み、 前記第2の不純物領域は前記一導電型と同型を付与する
不純物元素を前記第2の濃度で含み、 前記第2の濃度は前記第1の濃度よりも高いことを特徴と
し、 前記第2の不純物領域の表面における結晶粒径が、前記
チャネル形成領域の表面における結晶粒径よりも小さい
ことを特徴とする半導体装置。
A channel forming region in the semiconductor layer; a first impurity region outside the channel forming region;
A second impurity region outside the impurity region, the first impurity region includes an impurity element imparting one conductivity type at the first concentration, and the second impurity region includes the second impurity region. An impurity element imparting the same type as the type is included at the second concentration, wherein the second concentration is higher than the first concentration, and a crystal grain size on a surface of the second impurity region is: A semiconductor device having a crystal grain size smaller than a crystal grain size on a surface of the channel formation region.
【請求項2】半導体層にチャネル形成領域と、前記チャ
ネル形成領域の外側に第1の不純物領域と、 前記第1の不純物領域の外側に第2の不純物領域とを有
し、 前記第1の不純物領域は一導電型を付与する不純物元素
を前記第1の濃度で含み、 前記第2の不純物領域は、前記一導電型を付与する不純
物元素を前記第1の濃度で含み、かつ、前記一導電型と
は反対の導電型を付与する不純物元素を第2の濃度で含
み、 前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも高いことを特徴
とし、 前記第2の不純物領域の表面における結晶粒径が、前記
チャネル形成領域の表面における結晶粒径よりも小さい
ことを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device comprising: a channel formation region in a semiconductor layer; a first impurity region outside the channel formation region; a second impurity region outside the first impurity region; The impurity region includes an impurity element imparting one conductivity type at the first concentration, the second impurity region includes the impurity element imparting one conductivity type at the first concentration, and A second concentration of an impurity element imparting a conductivity type opposite to the conductivity type, wherein the first concentration is higher than the second concentration; and a crystal on a surface of the second impurity region is provided. A semiconductor device having a grain size smaller than a crystal grain size on a surface of the channel formation region.
【請求項3】半導体層にチャネル形成領域と、前記チャ
ネル形成領域の外側に第1の不純物領域と、前記第1の
不純物領域の外側に第2の不純物領域とを有し、 前記第1の不純物領域は一導電型を付与する不純物元素
を第1の濃度で含み、 前記第2の不純物領域は前記一導電型と同型を付与する
不純物元素を第2の濃度で含み、 前記第2の濃度は前記第1の濃度よりも高いことを特徴と
し、 前記第2の不純物領域における結晶粒界の交点の密度
が、前記チャネル形成領域における結晶粒界の交点の密
度よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device comprising: a channel formation region in a semiconductor layer; a first impurity region outside the channel formation region; and a second impurity region outside the first impurity region. The impurity region includes an impurity element imparting one conductivity type at a first concentration, the second impurity region includes an impurity element imparting the same type as the one conductivity type at a second concentration, and the second concentration Is characterized by being higher than the first concentration, wherein the density of the intersection of the crystal grain boundaries in the second impurity region is larger than the density of the intersection of the crystal grain boundaries in the channel formation region. Semiconductor device.
【請求項4】半導体層にチャネル形成領域と、前記チャ
ネル形成領域の外側に第1の不純物領域と、前記第1の
不純物領域の外側に第2の不純物領域とを有し、 前記第1の不純物領域は一導電型を付与する不純物元素
を第1の濃度で含み、 前記第2の不純物領域は、前記一導電型を付与する不純
物元素を前記第1の濃度で含み、かつ、前記一導電型と
は反対の導電型を付与する不純物元素を第2の濃度で含
み、 前記第1の濃度は前記第2の濃度よりも高いことを特徴
とし、 前記第2の不純物領域における結晶粒界の交点の密度
が、前記チャネル形成領域における結晶粒界の交点の密
度よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
4. A semiconductor device comprising: a channel formation region in a semiconductor layer; a first impurity region outside the channel formation region; and a second impurity region outside the first impurity region. The impurity region includes an impurity element imparting one conductivity type at a first concentration, the second impurity region includes the impurity element imparting one conductivity type at the first concentration, and An impurity element imparting a conductivity type opposite to that of the second impurity region at a second concentration, wherein the first concentration is higher than the second concentration; A semiconductor device, wherein the density of intersections is higher than the density of intersections of crystal grain boundaries in the channel formation region.
【請求項5】前記チャネル形成領域におけるNi濃度が、
前記第2の不純物領域におけるNi濃度の1/5以下であ
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の
半導体装置。
5. The Ni concentration in the channel formation region,
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the Ni concentration in the second impurity region is 1/5 or less.
【請求項6】前記チャネル形成領域と前記第1の不純物
領域との間にLDD領域が形成された、請求項1乃至4のい
ずれか一に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein an LDD region is formed between said channel formation region and said first impurity region.
【請求項7】前記チャネル形成領域と前記第1の不純物
領域との間にオフセット領域が形成された、請求項1乃
至4のいずれか一に記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein an offset region is formed between said channel formation region and said first impurity region.
【請求項8】前記第1の濃度が、1×1019/cm3〜5×1021/
cm3であり、前記第2の濃度は、前記第1の濃度の1.2倍
から1000倍であることを特徴とする請求項1乃至4のいず
れか一に記載の半導体装置。
8. The method according to claim 1, wherein the first concentration is 1 × 10 19 / cm 3 to 5 × 10 21 / cm 3.
cm 3, and the second concentration semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is 1000 times 1.2 times the first density.
【請求項9】前記チャネル形成領域は結晶化を促進する
金属を用いて形成されていることを特徴とする請求項1
乃至4のいずれか一に記載の半導体装置。
9. The method according to claim 1, wherein the channel forming region is formed using a metal that promotes crystallization.
5. The semiconductor device according to any one of claims 4 to 4.
【請求項10】前記チャネル形成領域が結晶化を促進する
金属としてNiを用いて形成されていることを特徴とする
請求項9に記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 9, wherein the channel formation region is formed using Ni as a metal for promoting crystallization.
【請求項11】前記一導電型を付与する不純物元素は、P
であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記
載の半導体装置。
11. The impurity element imparting one conductivity type is P
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項12】請求項1乃至11のいずれか一項に於いて、
前記半導体装置は、液晶表示装置、EL表示装置、または
イメージセンサであることを特徴とする半導体装置。
12. The method according to claim 1, wherein:
The semiconductor device is a liquid crystal display device, an EL display device, or an image sensor.
【請求項13】 請求項1乃至11のいずれか一項に於い
て、前記半導体装置は、携帯電話、ビデオカメラ、デジ
タルカメラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレ
イ、パーソナルコンピュータ、DVDプレイヤー、電子辞
書、または携帯型情報端末から選ばれた1つであること
を特徴とする半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a video camera, a digital camera, a projector, a goggle type display, a personal computer, a DVD player, an electronic dictionary, or a mobile phone. A semiconductor device, which is one selected from a type information terminal.
【請求項14】チャネル形成領域を含む半導体層を形成す
る工程と、一導電型を付与する不純物元素を第1の濃度
で導入して、前記半導体層のうちチャネル形成領域の外
側に第1の不純物領域を形成する工程と、前記一導電型
と同型を付与する不純物元素を前記第1の濃度よりも高
い第2の濃度で導入して、前記第1の不純物領域の外側
に第2の不純物領域を形成する工程と、前記第2の半導
体領域の表面における結晶粒径を、前記チャネル形成領
域の表面における結晶粒径よりも小さくする工程と、を
有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
14. A step of forming a semiconductor layer including a channel formation region, and introducing a first conductivity type impurity element at a first concentration to form a first layer outside the channel formation region in the semiconductor layer. Forming an impurity region, and introducing an impurity element imparting the same conductivity type as the one conductivity type at a second concentration higher than the first concentration to form a second impurity outside the first impurity region. Forming a region, and reducing a crystal grain size on a surface of the second semiconductor region to be smaller than a crystal grain size on a surface of the channel formation region. .
【請求項15】チャネル形成領域を含む半導体層を形成す
る工程と、一導電型を付与する不純物元素を第1の濃度
で導入して、前記半導体層のうちチャネル形成領域の外
側に第1の不純物領域を形成する工程と、前記一導電型
を付与する不純物元素を前記第1の濃度で導入し、か
つ、前記一導電型とは反対の導電型を付与する不純物元
素を前記第1の濃度よりも高い第2の濃度で導入して、
前記第1の不純物領域の外側に第2の不純物領域を形成
する工程と、 前記第2の半導体領域の表面における結晶粒径を、前記
チャネル形成領域の表面における結晶粒径よりも小さく
する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作
製方法。
15. A step of forming a semiconductor layer including a channel formation region, and introducing a first conductivity type impurity element at a first concentration to form a first layer outside the channel formation region in the semiconductor layer. Forming an impurity region, introducing the impurity element imparting one conductivity type at the first concentration, and adding the impurity element imparting a conductivity type opposite to the one conductivity type to the first concentration. Introduced at a higher second concentration,
Forming a second impurity region outside the first impurity region; and reducing a crystal grain size on a surface of the second semiconductor region to be smaller than a crystal grain size on a surface of the channel formation region. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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