JP2002025907A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JP2002025907A
JP2002025907A JP2001128346A JP2001128346A JP2002025907A JP 2002025907 A JP2002025907 A JP 2002025907A JP 2001128346 A JP2001128346 A JP 2001128346A JP 2001128346 A JP2001128346 A JP 2001128346A JP 2002025907 A JP2002025907 A JP 2002025907A
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健司 笠原
Ritsuko Kawasaki
律子 河崎
Hisashi Otani
久 大谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining a crystalline semiconductor film of large grain diameter by controlling a position by a simple method. SOLUTION: The manufacturing method of a semiconductor device comprises a process for forming an amorphous semiconductor film 103 on an insulator 102, a process of forming a mask formed of an insulation film 104 on the amorphous semiconductor film 103, and adding an element, which promotes crystallization, to a region of an amorphous semiconductor film exposed from an opening part of the mask, a process of forming a polycrystalline semiconductor region 103b selectively by carrying out heating treatment after the addition process, and a process of forming a crystalline semiconductor film by irradiating laser beam whose wavelength is in the range of 390 to 600 nm.

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、レーザ光を照射し
て半導体膜を結晶化して用いた薄膜トランジスタ(以
下、TFTと示す)の作製方法に関する。特に、本発明
は作製工程に、レーザ光による非晶質半導体膜の結晶化
の工程を含んで作製された半導体特性を利用することで
機能する半導体装置、画素部とその周辺に設けられる駆
動回路を同一基板上に設けた液晶表示装置、EL(エレ
クトロルミネッセンス)表示装置に代表される電気光学
装置(電子装置ともいう)もしくは前記電気光学装置を
搭載した電気器具作製方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) using a semiconductor film which is crystallized by irradiating a laser beam. In particular, the present invention provides a semiconductor device which functions by utilizing semiconductor characteristics manufactured by including a step of crystallizing an amorphous semiconductor film by laser light in a manufacturing process, a pixel portion, and a driving circuit provided around the pixel portion. The present invention relates to a liquid crystal display device provided on the same substrate, an electro-optical device (also referred to as an electronic device) represented by an EL (electroluminescence) display device, or an electric appliance manufacturing method equipped with the electro-optical device.

【従来技術】[Prior art]

【0002】レーザ光を半導体膜に照射して大粒径の結
晶質半導体膜を得る方法がさかんに研究されている。エ
キシマレーザを用いて半導体膜の結晶化を行った結果を
観察した結果、粒径が数百nm程度の単結晶が無数に集
まって構成されていることが知られているがこれらの結
晶粒の界面(以下、結晶粒界と示す。)には、多数の格
子欠陥が存在しており、これらが半導体装置の特性を著
しく損ねる原因となっていた。
[0002] A method of irradiating a semiconductor film with a laser beam to obtain a crystalline semiconductor film having a large grain size has been actively studied. As a result of observing the result of crystallization of the semiconductor film using an excimer laser, it is known that a single crystal having a grain size of about several hundreds of nanometers is formed innumerably. Many lattice defects are present at an interface (hereinafter, referred to as a crystal grain boundary), and these are the causes of significantly impairing the characteristics of the semiconductor device.

【0003】そこで、結晶粒径を大きくして結晶粒界を
減少させ、結晶粒界に多数存在する格子欠陥の密度を減
少させる方法が考えられている。例えば、レーザ光の照
射中(および照射後)に、ある領域のみ固相を残して、
その他の領域は完全に溶融させる方法があげられる。
Therefore, a method of increasing the crystal grain size to reduce the crystal grain boundaries and reduce the density of many lattice defects existing in the crystal grain boundaries has been considered. For example, during (and after) laser light irradiation, leaving a solid phase only in a certain region,
For other regions, there is a method of completely melting.

【0004】エキシマレーザを代表とするパルスレーザ
照射後の半導体膜の固化は、完全溶融したシリコン中に
結晶成長の核となりうる固相核が生成し、その固相核か
ら一気に結晶成長する。しかし、固相核が生成するまで
にはある程度時間がかかる。そこで、ある位置にのみ固
相核となる固相シリコンを残存させてその周囲を完全溶
融させると、レーザ光照射後ただちに、この固相シリコ
ンから結晶成長が始まり、それぞれ成長してきた結晶粒
が衝突して結晶成長は止まる。
When a semiconductor film is solidified after irradiation with a pulse laser represented by an excimer laser, a solid phase nucleus that can serve as a crystal growth nucleus is generated in completely melted silicon, and the crystal grows at a stretch from the solid phase nucleus. However, it takes some time before solid phase nuclei are generated. When solid phase nuclei, which are solid phase nuclei, are left only at certain positions and the surrounding area is completely melted, crystal growth starts immediately from the solid phase silicon after laser beam irradiation, and the crystal grains that have grown collide with each other. Then, the crystal growth stops.

【0005】また、レーザ光を照射することにより半導
体膜が完全に溶融した領域において、均一核(あるいは
不均一核)が生成するまでの間、膜面に対する水平方向
(以下、ラテラル方向と示す。)に固液界面が移動する
ことで膜厚の数十倍もの長さにわたって結晶粒が成長す
る。以下、この現象をスーパーラテラル成長と示す。こ
のスーパーラテラル成長は、Si/下地SiO2/基板
構造の場合には、通常1μm以上にわたってラテラル方
向に成長することがわかっている。このスーパーラテラ
ル成長は、完全溶融領域における無数の均一(不均一)
核が生成することで終了すると考えられている。
Further, in a region where the semiconductor film is completely melted by irradiating the laser beam, until a uniform nucleus (or a non-uniform nucleus) is generated, the horizontal direction with respect to the film surface (hereinafter referred to as a lateral direction). By moving the solid-liquid interface in step (1), crystal grains grow over a length of several tens of times the film thickness. Hereinafter, this phenomenon is referred to as super lateral growth. It is known that this super lateral growth usually grows in the lateral direction over 1 μm or more in the case of the Si / base SiO 2 / substrate structure. This super lateral growth is countless uniform (non-uniform)
It is believed that the nucleation will end.

【0006】上記した構造でなくても、スーパーラテラ
ル成長を実現するレーザ光照射エネルギー領域は存在す
る。しかし、実際にはスーパーラテラル成長を実現でき
るレーザ光のエネルギー領域は非常に狭く、また、位置
を制御して粒径の大きな結晶を得ることはできなかっ
た。
[0006] Even if it is not the above structure, there is a laser beam irradiation energy region for realizing super lateral growth. However, in practice, the energy region of laser light capable of realizing super lateral growth is very narrow, and it has not been possible to obtain a crystal having a large grain size by controlling the position.

【0007】上記のような問題を解決するために、「R.
Ishihara and A.Burtsev:AM-LCD ′98. ,p153-p156 ,19
98」では、Si/SiO2/メタル/基板という構造を
形成し基板の上下からエキシマレーザを用いてレーザ光
を照射している。下側からのレーザ光は、金属膜に吸収
されて熱に変わり、金属膜を高温に熱している。つま
り、金属膜は熱の蓄積層として働いているため、シリコ
ン膜の冷却速度は小さくなっている。この方法で任意の
場所に、直径数μmの結晶粒径を有する結晶質半導体膜
を得ることができる。
[0007] In order to solve the above-mentioned problem, "R.
Ishihara and A. Burtsev: AM-LCD '98., P153-p156, 19
98 ", a structure of Si / SiO 2 / metal / substrate is formed, and laser light is irradiated from above and below the substrate using an excimer laser. The laser light from below is absorbed by the metal film and turned into heat, heating the metal film to a high temperature. That is, since the metal film works as a heat accumulation layer, the cooling rate of the silicon film is low. By this method, a crystalline semiconductor film having a crystal grain size of several μm in diameter can be obtained at any place.

【0008】また、コロンビア大のJames S.Im氏ら
は、任意の場所にスーパーラテラル成長を実現させるこ
とのできるSequential Lateral Solidification法(以
下、SLS法と示す)を示した。SLS法は、1ショッ
トごとにスリット状のマスクを1パルスでスーパーラテ
ラル成長する距離分(〜0.75μm)ずつずらして結
晶を成長させていくという方法である。
[0010] James S. Im of Columbia University et al. Has shown a Sequential Lateral Solidification method (hereinafter, referred to as an SLS method) that can realize super lateral growth at an arbitrary location. The SLS method is a method of growing a crystal by shifting a slit-shaped mask by one pulse by a distance (up to 0.75 μm) for super lateral growth for each shot.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】R.Ishihara氏らの方法
では、基板と絶縁膜(SiO2)との間のメタルに高融
点金属を用いてゲート電極とすれば、ボトムゲート型薄
膜トランジスタで有効にこの構造を適応することができ
る。しかし、この構造をトップゲート型薄膜トランジス
タに用いる場合、寄生容量が発生してしまい、消費電力
が増加し、薄膜トランジスタの高速動作を実現すること
は困難である。また、材料によっては、レーザ光の照射
時にピーリングが発生することもある。
In the method of R. Ishihara et al., If a high melting point metal is used as a metal between a substrate and an insulating film (SiO 2 ) to form a gate electrode, it is effective for a bottom gate type thin film transistor. This structure can be applied to However, when this structure is used for a top-gate thin film transistor, parasitic capacitance occurs, power consumption increases, and it is difficult to realize high-speed operation of the thin film transistor. Further, peeling may occur at the time of laser light irradiation depending on a material.

【0010】また、SLS法は、マスクと基板との相対
的な位置決め技術にミクロンオーダーでの精密さが必要
であり、通常のレーザ装置と比較して複雑な装置になっ
てしまう。また、大面積領域を有する液晶ディスプレイ
に適用されるTFTの作製に用いるには、スループット
に問題がある。
In the SLS method, a relative positioning technique between the mask and the substrate requires a precision on the order of microns, which makes the apparatus more complicated than an ordinary laser apparatus. In addition, there is a problem in throughput when the TFT is used for manufacturing a TFT applied to a liquid crystal display having a large area.

【0011】本発明は、従来と比較して簡便な方法で結
晶粒径の大きな結晶質半導体膜を位置を制御して得る方
法を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide a method for obtaining a crystalline semiconductor film having a large crystal grain size by controlling the position by a simpler method than the conventional method.

【0012】[0012]

【課題を解決する手段】本発明は上記問題を解決するた
め、絶縁体上に非晶質半導体膜を形成する工程と、前記
非晶質半導体膜上に絶縁膜からなるマスクを形成し、前
記マスクの開口部から露出した非晶質半導体膜の領域に
結晶化を助長する元素を添加する工程と、前記添加工程
の後、加熱処理を行い選択的に多結晶半導体領域を形成
する工程と、波長が390〜600nmの範囲のレーザ
光を照射して結晶質半導体膜を形成する工程を含むこと
を特徴とする半導体装置作製方法である。
In order to solve the above problems, the present invention provides a step of forming an amorphous semiconductor film on an insulator, and forming a mask made of an insulating film on the amorphous semiconductor film. A step of adding an element that promotes crystallization to the region of the amorphous semiconductor film exposed from the opening of the mask, and after the addition step, a step of performing a heat treatment to selectively form a polycrystalline semiconductor region, A method for manufacturing a semiconductor device, including a step of forming a crystalline semiconductor film by irradiating laser light having a wavelength in a range of 390 to 600 nm.

【0013】また、上記発明において、前記レーザ光
は、Nd:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)
の光であることを特徴としている。
In the above invention, the laser beam is a second harmonic (wavelength: 532 nm) of a Nd: YAG laser.
It is characterized by being light.

【0014】また、上記発明において、前記結晶化を助
長する元素はニッケル(Ni)、ゲルマニウム(G
e)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(S
n)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、
銅(Cu)もしくは金(Au)であることを特徴として
いる。
In the above invention, the elements promoting the crystallization are nickel (Ni), germanium (G
e), iron (Fe), palladium (Pd), tin (S
n), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt),
It is characterized by being copper (Cu) or gold (Au).

【0015】また、上記発明において、前記マスクの開
口部は1μm以上10μm以下であることを特徴として
いる。
Further, in the above invention, the opening of the mask is 1 μm or more and 10 μm or less.

【0016】また、他の発明は、絶縁体上に非晶質半導
体膜を形成する工程と、前記非晶質半導体膜の選択され
た領域に第1のレーザ光を照射して選択的に多結晶半導
体領域を形成する工程と、第2のレーザ光を照射して結
晶質半導体膜を形成する工程を含むことを特徴とする半
導体装置作製方法である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming an amorphous semiconductor film on an insulator, and irradiating a selected region of the amorphous semiconductor film with a first laser beam to selectively form the amorphous semiconductor film. A method for manufacturing a semiconductor device, including a step of forming a crystalline semiconductor region and a step of irradiating a second laser beam to form a crystalline semiconductor film.

【0017】また、上記発明において、前記第1のレー
ザ光は、エキシマレーザの光であり、前記第2のレーザ
光はNd:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)
の光であることを特徴としている。
Further, in the above invention, the first laser light is light of an excimer laser, and the second laser light is a second harmonic (wavelength of 532 nm) of a Nd: YAG laser.
It is characterized by being light.

【0018】また、上記発明において、前記第1のレー
ザ光および前記第2のレーザ光は、Nd:YAGレーザ
の第2高調波(波長532nm)の光であることを特徴と
している。
In the above invention, the first laser light and the second laser light are light of a second harmonic (wavelength: 532 nm) of a Nd: YAG laser.

【0019】また、上記発明において、前記第1のレー
ザ光および前記第2のレーザ光は基板の表面、裏面また
は両面から照射することを特徴としている。
Further, in the above invention, the first laser light and the second laser light are irradiated from the front surface, the back surface, or both surfaces of the substrate.

【0020】また、他の発明は、絶縁体上に多結晶半導
体膜を形成する工程と、前記多結晶半導体膜上に絶縁膜
からなるマスクを形成し、前記マスクの開口部から露出
した領域にシリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、
アルゴン(Ar)、酸素(O)もしくは水素(H)から
選ばれたいずれかの元素を添加して選択的に非晶質半導
体領域を形成する工程と、レーザ光を照射して結晶質半
導体膜を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装
置作製方法である。
Another aspect of the invention is a process for forming a polycrystalline semiconductor film on an insulator, forming a mask made of an insulating film on the polycrystalline semiconductor film, and forming a mask on a region exposed from an opening of the mask. Silicon (Si), germanium (Ge),
A step of selectively forming an amorphous semiconductor region by adding any element selected from argon (Ar), oxygen (O), and hydrogen (H); and irradiating a laser beam to the crystalline semiconductor film. Forming a semiconductor device.

【0021】また、上記発明において、前記レーザ光は
Nd:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)の光
であることを特徴としている。
Further, in the above invention, the laser beam is a beam of a second harmonic (wavelength: 532 nm) of a Nd: YAG laser.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】〔実施形態1〕図1を用いて、本
発明の実施の形態を説明する。基板101上に基板10
1からの不純物元素の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下
地膜102を形成する。本実施例ではプラズマCVD法
でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリ
コン膜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。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Substrate 10 on substrate 101
A base film 102 such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed in order to prevent diffusion of an impurity element from the beginning. In this embodiment, the silicon oxynitride film 102a formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by a plasma CVD method has a thickness of 10 to 200 nm (preferably 50 to 200 nm).
100 nm), and a silicon oxynitride hydride film 102 b similarly made of SiH 4 and N 2 O is formed to a thickness of 50 to 200 nm.
(Preferably 100 to 150 nm).

【0023】次に、下地絶縁膜102上に25〜80n
m(好ましくは30〜60nm)の厚さで非晶質半導体
膜103をプラズマCVD法やスパッタ法などの公知の
方法で形成する。
Next, 25 to 80 n is formed on the underlying insulating film 102.
An amorphous semiconductor film 103 having a thickness of m (preferably 30 to 60 nm) is formed by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method.

【0024】非晶質半導体膜103を形成したらその上
に、SiO2膜104を成膜する。さらに、選択的に非
晶質半導体膜103の表面が露呈する開口部を有するマ
スクSiO2104をパターニングして形成する。本明
細書中では、非晶質半導体膜が下地絶縁膜と接する面を
非晶質半導体膜の裏面、非晶質半導体膜がゲート絶縁膜
と接する面を非晶質半導体膜の表面とする。マスクSi
2104は、膜厚は50nm以上で、非晶質半導体膜
103の表面が露呈する開口部分の幅は1μm以上10
μm以下とする。
After the formation of the amorphous semiconductor film 103, an SiO 2 film 104 is formed thereon. Further, a mask SiO 2 104 having an opening through which the surface of the amorphous semiconductor film 103 is selectively exposed is formed by patterning. In this specification, the surface of the amorphous semiconductor film in contact with the base insulating film is referred to as the back surface of the amorphous semiconductor film, and the surface of the amorphous semiconductor film in contact with the gate insulating film is referred to as the surface of the amorphous semiconductor film. Mask Si
O 2 104 has a thickness of 50 nm or more, and a width of an opening where the surface of the amorphous semiconductor film 103 is exposed is 1 μm or more and 10 μm or more.
μm or less.

【0025】次に、非晶質半導体膜103のマスクSi
2104の開口部から露呈する領域の結晶化を行う。
Next, a mask Si for the amorphous semiconductor film 103 is used.
The region exposed from the opening of O 2 104 is crystallized.

【0026】非晶質半導体膜の結晶化を助長する触媒元
素としてニッケル(Ni)を含有した溶液をスピンコー
ト法により塗布し、Ni含有層105を形成した。な
お、触媒元素としてはニッケル以外にも、コバルト(C
o)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、白金(P
t)、銅(Cu)、金(Au)、ゲルマニウム(Ge)
等を用いることができる(図1(B))。
A solution containing nickel (Ni) as a catalyst element for promoting crystallization of the amorphous semiconductor film was applied by spin coating to form a Ni-containing layer 105. In addition, as a catalyst element, in addition to nickel, cobalt (C
o), iron (Fe), palladium (Pd), platinum (P
t), copper (Cu), gold (Au), germanium (Ge)
Can be used (FIG. 1B).

【0027】また、本実施形態では、マスクSiO2
04の開口部の幅と、多結晶半導体領域の幅とであまり
差ができないように制御するために、100ppmの濃度
で触媒元素を含む水溶液をスピンコート法により塗布
し、550℃で2時間の加熱処理を行う。なお、触媒元
素の添加はスピンコート法以外に、スパッタ法を用いて
もよい。
In this embodiment, the mask SiO 2 1
In order to control so that there is not much difference between the width of the opening 04 and the width of the polycrystalline semiconductor region, an aqueous solution containing a catalyst element at a concentration of 100 ppm is applied by a spin coating method, and the solution is applied at 550 ° C. for 2 hours. A heat treatment is performed. The addition of the catalyst element may be performed by a sputtering method other than the spin coating method.

【0028】この加熱処理により、非晶質半導体膜10
3に非晶質半導体領域103aと多結晶半導体領域10
3bとを選択的に隣接させて形成することができる。マ
スクSiO2104bの開口部には多結晶半導体領域1
03bが形成される。なお、多結晶半導体領域の幅は、
結晶成長の制御方法にもよるが、マスク開口部の幅より
若干広くなることがある。その後、マスクSiO210
4を除去して、Nd:YAGレーザの第2高調波(波長
532nm)を非晶質半導体膜の表面側から照射する。
レーザ光の照射は、非晶質半導体膜の裏面側からまたは
両面から行ってもよい(図1(C))。
By this heat treatment, the amorphous semiconductor film 10
3 shows an amorphous semiconductor region 103a and a polycrystalline semiconductor region 10
3b can be selectively formed adjacent to each other. The polycrystalline semiconductor region 1 is formed in the opening of the mask SiO 2 104b.
03b is formed. Note that the width of the polycrystalline semiconductor region is
Depending on the method of controlling crystal growth, the width may be slightly larger than the width of the mask opening. Then, the mask SiO 2 10
4 is removed, and the second harmonic (wavelength: 532 nm) of the Nd: YAG laser is irradiated from the surface side of the amorphous semiconductor film.
Irradiation with laser light may be performed from the back surface side or both surfaces of the amorphous semiconductor film (FIG. 1C).

【0029】なお、本実施例ではマスクSiO2104
を除去したが、そのまま除去せずにレーザ光の照射を行
ってもよい。
In this embodiment, the mask SiO 2 104
Was removed, but irradiation with laser light may be performed without removing it.

【0030】ここで、非晶質シリコン領域と多結晶シリ
コン領域が隣接して形成された領域に、波長390〜6
00nmのレーザ光を照射して結晶化することの有効性
を説明する。
Here, the region where the amorphous silicon region and the polycrystalline silicon region are formed adjacent to each other has a wavelength of 390-6.
The effectiveness of crystallization by irradiating a laser beam of 00 nm will be described.

【0031】図4で示すように波長390〜600nm
領域の光(Nd:YAGレーザの第2高調波の光を含む
領域)では、非晶質シリコンの吸収係数は、多結晶シリ
コンの吸収係数と比べて、2倍以上大きいことがわか
る。
As shown in FIG.
In the light of the region (the region including the second harmonic light of the Nd: YAG laser), the absorption coefficient of amorphous silicon is more than twice as large as that of polycrystalline silicon.

【0032】Nd:YAGレーザの第2高調波の波長5
32nmでは、非晶質シリコンの吸収係数は、9.53
×104/cmであり、多結晶シリコンの吸収係数は2.7
5×104/cmである。非晶質シリコンの吸収係数は、多
結晶シリコンの吸収係数の3.5倍である。この場合の
シリコン膜深さ方向の発熱量分布は、図22のようにな
る。多結晶シリコンと比較して、非晶質シリコンで、発
熱量が大きいことがわかる。
Second harmonic wavelength 5 of Nd: YAG laser
At 32 nm, the absorption coefficient of amorphous silicon is 9.53
× 10 4 / cm, and the absorption coefficient of polycrystalline silicon is 2.7.
It is 5 × 10 4 / cm. The absorption coefficient of amorphous silicon is 3.5 times that of polycrystalline silicon. In this case, the heat generation amount distribution in the silicon film depth direction is as shown in FIG. It can be seen that the calorific value of amorphous silicon is larger than that of polycrystalline silicon.

【0033】次に、温度履歴シミュレーション結果例を
示す。シミュレーションは、石英ガラス基板上のシリコ
ン膜厚55nmに、Nd:YAGレーザの第2高調波
(波長532nm)を照射するモデルである。図23に
シミュレーションから得られた、シリコン層と石英ガラ
ス基板との界面の温度履歴を示す。シリコン層が非晶質
シリコンの場合、最高到達温度は、2583Kである。
一方、シリコン層を多結晶シリコンとした場合の最高到
達温度は、1292Kである。つまり、非晶質シリコン
は完全溶融しているが、多結晶シリコンは、固相状態で
ある。
Next, an example of a temperature history simulation result will be shown. The simulation is a model in which the second harmonic (wavelength: 532 nm) of a Nd: YAG laser is irradiated to a silicon film thickness of 55 nm on a quartz glass substrate. FIG. 23 shows the temperature history of the interface between the silicon layer and the quartz glass substrate obtained from the simulation. When the silicon layer is amorphous silicon, the highest temperature is 2583K.
On the other hand, the maximum temperature when the silicon layer is made of polycrystalline silicon is 1292K. That is, amorphous silicon is completely melted, but polycrystalline silicon is in a solid phase.

【0034】以上のように、Nd:YAGレーザの第2
高調波(波長532nm)の光を図1(B)で形成した
多結晶半導体領域が形成された(非晶質半導体領域と多
結晶半導体領域とが隣接した)半導体膜に照射すると、
非晶質半導体領域103aは完全溶融状態となり、多結
晶半導体領域103bは一部に固相が存在する不完全な
溶融状態(少なくとも、下地との界面に固相が存在する
状態)になる。
As described above, the second Nd: YAG laser
When light of a harmonic (wavelength: 532 nm) is applied to the semiconductor film in which the polycrystalline semiconductor region formed in FIG. 1B is formed (the amorphous semiconductor region and the polycrystalline semiconductor region are adjacent to each other),
The amorphous semiconductor region 103a is in a completely molten state, and the polycrystalline semiconductor region 103b is in an incompletely molten state in which a solid phase partially exists (at least a state in which the solid phase exists at the interface with the base).

【0035】そして、多結晶半導体領域103bに残っ
た固相が核となり、完全溶融状態の領域103aにむか
って固液界面が移動し、結晶成長が進むと考えられる。
Then, it is considered that the solid phase remaining in the polycrystalline semiconductor region 103b becomes a nucleus, the solid-liquid interface moves toward the completely melted region 103a, and crystal growth proceeds.

【0036】1回のレーザ光の照射を行うことにより、
0.5〜3μm程度のスーパーラテラル成長した結晶粒
106が非晶質半導体領域103aと多結晶半導体領域
103bとの間に形成される。このスーパーラテラル成
長粒をTFTのチャネル領域に作製することで、電流輸
送特性の良好なTFTを得ることができる。特に、結晶
成長の方向がチャネルの長さ方向になるようにTFTを
設計、作製することが望ましい。
By performing the laser light irradiation once,
Super laterally grown crystal grains 106 of about 0.5 to 3 μm are formed between amorphous semiconductor region 103a and polycrystalline semiconductor region 103b. By producing the super lateral growth grains in the channel region of the TFT, a TFT having good current transport characteristics can be obtained. In particular, it is desirable to design and manufacture the TFT so that the direction of crystal growth is the length direction of the channel.

【0037】〔実施形態2〕実施形態1で示した方法と
は異なる方法で、非晶質半導体膜103に選択的に非晶
質半導体領域103aと多結晶半導体領域103bとを
隣接させて形成する方法について図2を用いて説明す
る。
[Embodiment 2] An amorphous semiconductor region 103a and a polycrystalline semiconductor region 103b are selectively formed adjacent to an amorphous semiconductor film 103 by a method different from the method shown in the embodiment 1. The method will be described with reference to FIG.

【0038】非晶質半導体膜103を成膜したら、マス
ク201を介して非晶質半導体膜103にレーザ光の照
射を行って、選択的に非晶質半導体領域103aと多結
晶半導体領域103bを形成する。ここで使用するレー
ザは、エキシマレーザでもNd:YAGレーザでもよ
い。また、レーザ光の照射は非晶質半導体膜の表面、裏
面もしくは表面と裏面との両面から行ってもよい。
After the amorphous semiconductor film 103 is formed, the amorphous semiconductor film 103 is irradiated with laser light through the mask 201 to selectively form the amorphous semiconductor region 103a and the polycrystalline semiconductor region 103b. Form. The laser used here may be an excimer laser or an Nd: YAG laser. Irradiation with laser light may be performed from the front surface, the back surface, or both the front and back surfaces of the amorphous semiconductor film.

【0039】スリット201aは1μm以上10μ以下
とする。また、マスク201は、W(タングステン)、
Mo(モリブデン)、Ta(タンタル)、TaN(窒化
タンタル)、Cr(クロム)、Nb(ニオブ)、TiN
(窒化チタン)、Si(シリコン)からなる単層膜また
は積層膜をガラスや石英基板上に所定のパターンで形成
したものを使用すればよい。スリットが上記の範囲内で
あればどのようなマスクを用いても構わない。
The slit 201a has a thickness of 1 μm or more and 10 μm or less. The mask 201 is made of W (tungsten),
Mo (molybdenum), Ta (tantalum), TaN (tantalum nitride), Cr (chromium), Nb (niobium), TiN
A single-layer film or a laminated film made of (titanium nitride) or Si (silicon) may be formed in a predetermined pattern on a glass or quartz substrate. Any mask may be used as long as the slit is within the above range.

【0040】レーザ光を照射することにより、選択的に
非晶質半導体領域103aと多結晶半導体領域103b
が形成される。この非晶質半導体領域と多結晶半導体領
域が隣接した状態の半導体(シリコン)膜103にN
d:YAGレーザの第2高調波を照射すると、非晶質半
導体領域103aは完全溶融状態になり、多結晶半導体
領域103bは一部に固相が残存する不完全溶融状態に
なる。その後、多結晶半導体領域の固相が結晶成長の核
となって、そこから非晶質半導体領域103aに向かっ
て結晶成長が進み、スーパーラテラル成長領域202が
実現できる。
The amorphous semiconductor region 103a and the polycrystalline semiconductor region 103b are selectively irradiated with laser light.
Is formed. The semiconductor (silicon) film 103 in which the amorphous semiconductor region and the polycrystalline semiconductor region are adjacent to each other has N
When the second harmonic of the d: YAG laser is irradiated, the amorphous semiconductor region 103a is in a completely molten state, and the polycrystalline semiconductor region 103b is in an incompletely molten state in which a solid phase partially remains. Thereafter, the solid phase of the polycrystalline semiconductor region serves as a nucleus for crystal growth, from which crystal growth proceeds toward the amorphous semiconductor region 103a, and a super lateral growth region 202 can be realized.

【0041】〔実施形態3〕実施形態1または実施形態
2とは異なる方法で非晶質半導体(シリコン)膜に、位
置を制御して非晶質半導体領域と多結晶半導体領域とが
隣接した状態を形成する方法について図3を用いて説明
する。
[Embodiment 3] A state in which an amorphous semiconductor region and a polycrystalline semiconductor region are adjacent to each other by controlling the position on an amorphous semiconductor (silicon) film by a method different from that of the embodiment 1 or 2. The method for forming the semiconductor device will be described with reference to FIG.

【0042】非晶質半導体膜103の全面にレーザ光を
照射して多結晶半導体膜301を形成する。その後、S
iO2膜302を形成し、SiO2マスク302の開口部
分にあたる多結晶半導体膜301にドーピング種をドー
プして、マスク開口部分の多結晶半導体膜は結晶組織が
破壊されて再び非晶質半導体膜303が形成される。こ
のドーピング種はアルゴン(Ar)、ゲルマニウム(G
e)、酸素(O)、水素(H)、シリコン(Si)から
選ばれたいずれかの元素であればよいが、なかでもシリ
コン(Si)をドーピング種とすることが好ましい。
A polycrystalline semiconductor film 301 is formed by irradiating the entire surface of the amorphous semiconductor film 103 with a laser beam. Then, S
An iO 2 film 302 is formed, and a polycrystalline semiconductor film 301 corresponding to an opening of the SiO 2 mask 302 is doped with a doping species. 303 is formed. The doping species are argon (Ar), germanium (G
e), oxygen (O), hydrogen (H), and silicon (Si), and any element may be used. Among them, silicon (Si) is preferably used as a doping species.

【0043】なお、多結晶半導体膜を形成する方法は、
レーザによる結晶化方法、触媒元素を用いる結晶化方法
もしくは、熱による結晶化方法でもよい。ただし、触媒
元素を用いる結晶化方法により多結晶半導体膜を形成し
た場合には、結晶組織を破壊するためのドーピング種に
シリコン(Si)を用いることが好ましい。
The method for forming the polycrystalline semiconductor film is as follows.
A crystallization method using a laser, a crystallization method using a catalytic element, or a crystallization method using heat may be used. However, when the polycrystalline semiconductor film is formed by a crystallization method using a catalytic element, it is preferable to use silicon (Si) as a doping species for destroying a crystal structure.

【0044】選択的に多結晶半導体領域と非晶質半導体
領域とが隣接して形成された半導体膜に、Nd:YAG
レーザの第2高調波を照射する。Nd:YAGレーザの
第2高調波の光を照射することによって、非晶質半導体
領域は完全溶融状態になり、多結晶半導体領域は一部に
固相が残存する不完全溶融状態になる。多結晶半導体領
域に残留した固相が結晶成長の核となり、そこから非晶
質半導体領域に向かって結晶成長が進み、スーパーラテ
ラル成長領域304が得られる。
Nd: YAG is selectively applied to a semiconductor film in which a polycrystalline semiconductor region and an amorphous semiconductor region are formed adjacent to each other.
Irradiate the second harmonic of the laser. By irradiating the second harmonic light of the Nd: YAG laser, the amorphous semiconductor region is brought into a completely molten state, and the polycrystalline semiconductor region is brought into an incompletely molten state in which a solid phase partially remains. The solid phase remaining in the polycrystalline semiconductor region serves as a nucleus for crystal growth, from which crystal growth proceeds toward the amorphous semiconductor region, and a super lateral growth region 304 is obtained.

【0045】本実施形態の方法を用いれば、不純物元素
をドーピングする工程で用いるマスクの形状によって結
晶粒を成長させる位置の制御が可能になる。
By using the method of this embodiment, it is possible to control the position where crystal grains are grown by the shape of the mask used in the step of doping the impurity element.

【0046】以上のように実施形態1〜3で示したいず
れかの結晶成長方法を用いて、結晶化させた半導体膜を
用いてTFTを作製すればよい。
As described above, a TFT may be manufactured using the crystallized semiconductor film by using any one of the crystal growth methods described in the first to third embodiments.

【0047】[0047]

【実施例】〔実施例1〕本実施例について図5〜図7を
用いて説明する。ここでは画素部のnチャネル型TFT
(以下、画素TFTと示す)および保持容量と、画素部
の周辺に設けられる駆動回路のnチャネル型TFTとp
チャネル型TFTとを同時に作製する工程について説明
する。
[Embodiment 1] This embodiment will be described with reference to FIGS. Here, the n-channel TFT in the pixel section
(Hereinafter referred to as a pixel TFT), a storage capacitor, and an n-channel TFT and a p of a driving circuit provided around the pixel portion.
A process for manufacturing a channel type TFT at the same time will be described.

【0048】図5(A)において、基板501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を用いることができる。さ
らに、処理温度によっては、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)、ポリエチレンテレフタレート(PE
N)、ポリエーテルサルフォン(PES)など光学的異
方性を有しないプラスチック基板を用いることもでき
る。
In FIG. 5A, a glass substrate such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass typified by Corning # 7059 glass or # 1737 glass can be used as the substrate 501. Furthermore, depending on the processing temperature, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene terephthalate (PE)
N), a plastic substrate having no optical anisotropy such as polyethersulfone (PES) can also be used.

【0049】基板501のTFTを形成する表面に、基
板501からの不純物元素の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
の下地膜502を形成する。本実施例ではプラズマCV
D法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化
シリコン膜502aを10〜200nm(好ましくは5
0〜100nm)、同様にSiH4、N2Oから作製され
る酸化窒化水素化シリコン膜502bを50〜200n
m(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成
する。
A base film 502 such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed on the surface of the substrate 501 where a TFT is to be formed, in order to prevent diffusion of an impurity element from the substrate 501. In this embodiment, the plasma CV
The silicon oxynitride film 502a formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by Method D is formed to a thickness of 10 to 200 nm (preferably
0 to 100 nm), as well 50~200n SiH 4, N 2 O, hydrogenated silicon oxynitride film 502b made from
m (preferably 100 to 150 nm).

【0050】酸化窒化シリコン膜は従来の平行平板型の
プラズマCVD法を用いて形成すればよい。酸化窒化シ
リコン502aは、SiH4を10(SCCM)、NH3を1
00(SCCM)、N2Oを20(SCCM)として反応室に導
入し、基板温度325℃、反応圧力40Pa、放電電力
密度0.41W/cm2、放電周波数60MHzとする。一
方、酸化窒化水素化シリコン502bは、SiH4を5
(SCCM)、N2Oを120(SCCM)、H2を125(SCC
M)として反応室に導入し、基板温度400℃、反応圧
力20Pa、放電電力密度0.41W/cm2、放電周波数
60MHzとする。これらの膜は、基板温度を変化さ
せ、反応ガスの切り替えのみで連続して形成することも
できる。
The silicon oxynitride film may be formed by using a conventional parallel plate type plasma CVD method. As for the silicon oxynitride 502a, SiH 4 is 10 (SCCM) and NH 3 is 1
00 (SCCM), N 2 O was introduced into the reaction chamber at 20 (SCCM), the substrate temperature was 325 ° C., the reaction pressure was 40 Pa, the discharge power density was 0.41 W / cm 2 , and the discharge frequency was 60 MHz. On the other hand, hydrogenated silicon nitride oxide 502b is the SiH 4 5
(SCCM), N 2 O 120 (SCCM), H 2 125 (SCC)
M), and introduced into the reaction chamber at a substrate temperature of 400 ° C., a reaction pressure of 20 Pa, a discharge power density of 0.41 W / cm 2 , and a discharge frequency of 60 MHz. These films can be continuously formed only by changing the substrate temperature and switching the reaction gas.

【0051】また、酸化窒化シリコン膜502aは基板
を中心に考えて、その内部応力が引っ張り応力となるよ
うに形成する。酸化窒化水素化シリコン膜502bも同
様の方向に内部応力を持たせるが、酸化窒化シリコン膜
502aよりも絶対値で比較して小さい応力となるよう
にする。
The silicon oxynitride film 502a is formed so that its internal stress becomes a tensile stress, considering the substrate as a center. The silicon oxynitride film 502b also has an internal stress in the same direction, but has a smaller stress in absolute value than the silicon oxynitride film 502a.

【0052】次に、25〜80nm(好ましくは30〜
60nm)の厚さで非晶質半導体膜(本実施例では半導
体膜として、シリコンゲルマニウム膜を用いる。)50
3をプラズマCVD法やスパッタ法などの公知の方法で
形成する。例えば、プラズマCVD法で非晶質半導体膜
を55nmの厚さに形成する。このとき、下地膜502
と非晶質半導体膜503とは両者を連続形成することも
可能である。例えば、前述のように酸化窒化シリコン膜
502aと酸化窒化水素化シリコン膜502bをプラズ
マCVD法で連続して成膜した後、反応ガスをSi
4、N2O、H2からSiH4とH2あるいはSiH4のみ
に切り替えれば、いったん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5
02bの表面の汚染を防ぐことが可能となり、TFT特
性の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 80 nm)
An amorphous semiconductor film (a silicon germanium film is used as a semiconductor film in this embodiment) 50 with a thickness of 60 nm) 50
3 is formed by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method. For example, an amorphous semiconductor film is formed to a thickness of 55 nm by a plasma CVD method. At this time, the base film 502
The amorphous semiconductor film 503 and the amorphous semiconductor film 503 can be formed continuously. For example, as described above, after a silicon oxynitride film 502a and a silicon oxynitride hydride film 502b are continuously formed by a plasma CVD method,
By switching from H 4 , N 2 O, and H 2 to only SiH 4 and H 2 or SiH 4 , continuous formation can be performed without once exposing to air. As a result, the hydrogenated silicon oxynitride film 5
02b can be prevented from being contaminated, and variations in TFT characteristics and fluctuations in threshold voltage can be reduced.

【0053】次に、本実施例では、図24(a)に示す
ように、実施形態1にしたがって、半導体膜を形成した
ら、マスクを形成する。その後、触媒元素を添加して加
熱処理を行い、半導体膜の一部に多結晶半導体領域を形
成する。次に、図25に示すように、半導体膜全体に形
成された複数の多結晶半導体領域に直交するようにN
d:YAGレーザの第2高調波(532nm)の光を照
射して、多結晶半導体領域を結晶成長の核とした結晶成
長させる。本実施例では、実施形態1を用いて半導体膜
の結晶化を行っているが、半導体膜の結晶化の方法は、
実施形態2または3で示した方法を用いればよい。
Next, in this example, as shown in FIG. 24A, after forming a semiconductor film according to the first embodiment, a mask is formed. After that, heat treatment is performed by adding a catalyst element, so that a polycrystalline semiconductor region is formed in part of the semiconductor film. Next, as shown in FIG. 25, N is perpendicular to a plurality of polycrystalline semiconductor regions formed over the entire semiconductor film.
d: Irradiation of light of the second harmonic (532 nm) of a YAG laser is performed to grow a crystal using the polycrystalline semiconductor region as a crystal growth nucleus. In this example, the semiconductor film is crystallized using Embodiment 1, but the method of crystallizing the semiconductor film is as follows.
The method described in Embodiment Mode 2 or 3 may be used.

【0054】結晶化工程の後、島状半導体層504〜5
06を形成する。本実施例では、図24(c)で示すよ
うに、結晶成長が矢印の方向に進むように半導体膜を島
状に形成する。島状半導体層は長方形とし一辺が50μ
m以下となるように形成するが、島状半導体層の形状は
任意なものとすることが可能であり、好ましくはその中
心部から端部までの最小距離が50μm以下となるよう
な形態であればどのような多角形、あるいは円形でもか
まわないが、結晶成長の方向がチャネル長の方向に沿う
ように島状半導体層を形成することが好ましい。
After the crystallization step, the island-like semiconductor layers 504-5
06 is formed. In this embodiment, as shown in FIG. 24C, the semiconductor film is formed in an island shape so that the crystal growth proceeds in the direction of the arrow. The island-shaped semiconductor layer is rectangular and has a side of 50μ.
m or less, but the shape of the island-shaped semiconductor layer may be any shape, and is preferably such that the minimum distance from the center to the end is 50 μm or less. Any polygonal or circular shape may be used, but it is preferable to form the island-shaped semiconductor layer so that the crystal growth direction is along the channel length direction.

【0055】次いで、島状半導体層504〜506を覆
うゲート絶縁膜507を形成する。ゲート絶縁膜507
はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを4
0〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成す
る。本実施例では、120nmの厚さの酸化窒化シリコ
ン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化
窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコン
を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良
い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズ
マCVD法でTEOS(Tetraethylorthosilicate)と
2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜4
00℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5
〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。こ
のようにして作製される酸化シリコン膜は、その後40
0〜500℃の加熱処理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。
Next, a gate insulating film 507 covering the island-shaped semiconductor layers 504 to 506 is formed. Gate insulating film 507
Uses a plasma CVD method or a sputtering method and has a thickness of 4
The insulating film containing silicon is formed to have a thickness of 0 to 150 nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film with a thickness of 120 nm is formed. 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, TEOS (Tetraethylorthosilicate) and O 2 are mixed by a plasma CVD method, the reaction pressure is 40 Pa, and the substrate temperature is 300 to 4.
00 ° C., high frequency (13.56 MHz) power density 0.5
It can be formed by discharging at 0.8 W / cm 2 . The silicon oxide film thus manufactured is
Good characteristics as a gate insulating film can be obtained by the heat treatment at 0 to 500 ° C.

【0056】そして、ゲート絶縁膜507上にゲート電
極を形成するための第1の導電膜508と第2の導電膜
509とを形成する。本実施例では、第1の導電膜50
8をTa(タンタル)で50〜100nmの厚さに形成
し、第2の導電膜509をW(タングステン)で100
〜300nmの厚さに形成する。
Then, a first conductive film 508 and a second conductive film 509 for forming a gate electrode are formed over the gate insulating film 507. In the present embodiment, the first conductive film 50
8 is formed from Ta (tantalum) to a thickness of 50 to 100 nm, and the second conductive film 509 is formed from W (tungsten) to 100 nm.
It is formed to a thickness of about 300 nm.

【0057】Ta膜はスパッタ法で形成し、Taのター
ゲットをArでスパッタする。この場合、Arに適量の
XeやKrを加えると、Ta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。また、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る。α相のT
a膜を形成するために、Taのα相に近い結晶構造をも
つ窒化タンタルを10〜50nm程度の厚さでTaの下
地に形成しておくとα相のTa膜を容易に得ることがで
きる。
The Ta film is formed by a sputtering method, and a Ta target is sputtered with Ar. In this case, when an appropriate amount of Xe or Kr is added to Ar, the internal stress of the Ta film can be relaxed and the film can be prevented from peeling. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and can be used for the gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 μΩcm and is not suitable for the gate electrode. α phase T
If a film of tantalum nitride having a crystal structure close to that of the α phase of Ta is formed on a base of Ta with a thickness of about 10 to 50 nm to form the a film, a Ta film of the α phase can be easily obtained. .

【0058】W膜を形成する場合には、Wをターゲット
としたスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タング
ステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することも
できる。いずれにしてもゲート電極として使用するため
には低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μ
Ωcm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99.9〜99.9999%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元素の混入がな
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。
When a W film is formed, it is formed by a sputtering method using W as a target. Alternatively, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, it is necessary to lower the resistance in order to use it as a gate electrode.
It is desirable to set the resistance to Ωcm 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, the crystallization is inhibited and the resistance is increased. From this, when using the sputtering method,
By using a W target having a purity of 99.9 to 99.9999% and forming a W film with sufficient care so as not to mix impurity elements from the gas phase during the film formation, the resistivity is 9 to 20 μΩcm. Can be realized.

【0059】なお、本実施例では、第1の導電膜508
をTa、第2の導電膜509をWとしたが、特に限定さ
れず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから
選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料
若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の
不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表さ
れる半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の他の組み
合わせの一例は、第1の導電膜508を窒化タンタル
(TaN)で形成し、第2の導電膜509をWとする組
み合わせ、第1の導電膜508を窒化タンタル(Ta
N)で形成し、第2の導電膜をAlとする組み合わせ、
第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2
の導電膜509をCuとする組み合わせで形成すること
が好ましい。
In this embodiment, the first conductive film 508 is used.
Is Ta, and the second conductive film 509 is W. However, the present invention is not particularly limited thereto, and any of them is an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material containing the above element as a main component or It may be formed of a compound material. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Another example of the combination other than this embodiment is a combination in which the first conductive film 508 is formed of tantalum nitride (TaN), the second conductive film 509 is formed of W, and the first conductive film 508 is formed of tantalum nitride (TaN). Ta
N), and the second conductive film is made of Al.
Forming a first conductive film of tantalum nitride (TaN);
It is preferable to form the conductive film 509 by using a combination of Cu.

【0060】次に、レジストによるマスク510〜51
3を形成し、電極及び配線を形成するための第1のエッ
チング処理を行う。本実施例ではICP(Inductively
Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を
用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、1Pa
の圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56M
Hz)電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側
(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MHz)
電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
る。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa膜と
も同程度にエッチングされる。
Next, resist masks 510 to 51 are used.
3 and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. In this embodiment, the ICP (Inductively
Coupled Plasma: Inductively coupled plasma) etching method, CF 4 and Cl 2 are mixed in the etching gas and 1 Pa
500W RF (13.56M)
Hz) Power is applied to generate plasma. 100W RF (13.56MHz) on substrate side (sample stage)
Power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. When CF 4 and Cl 2 are mixed, both the W film and the Ta film are etched to the same extent.

【0061】上記エッチング条件では、レジストによる
マスクの形状を適したものとすることにより、基板側に
印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第
2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の
角度は15〜45°となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残
すことなくエッチングするためには、10〜20%程度
の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対
する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には
3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化
窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッチ
ングされることになる。こうして、第1のエッチング処
理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形
状の導電層514〜517(第1の導電層514a〜5
17aと第2の導電層514b〜517b)を形成す
る。ゲート絶縁膜507の第1の形状の導電層514〜
517で覆われない領域は20〜50nm程度エッチング
され薄くなった領域が形成される。
Under the above-mentioned etching conditions, by making the shape of the resist mask suitable, the edges of the first conductive layer and the second conductive layer become tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. Become. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased by about 10 to 20%. Since the selectivity of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the exposed surface of the silicon oxynitride film is etched by about 20 to 50 nm by the over-etching process. Thus, the first shape conductive layers 514 to 517 (the first conductive layers 514 a to 514 a) each including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching process.
17a and second conductive layers 514b to 517b). The first shape conductive layers 514 to 514 of the gate insulating film 507
The region which is not covered with 517 is etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region.

【0062】次に、図5(D)に示すように第2のエッ
チング処理を行う。同様にICPエッチング法を用い、
エッチングガスにCF4とCl2とO2を混合して、1Pa
の圧力でコイル型の電極に500WのRF電力(13.56MH
z)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側(試料ス
テージ)には50WのRF(13.56MHz)電力を投入し、
第1のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印
加する。このような条件によりW膜を異方性エッチング
し、かつ、それより遅いエッチング速度で第1の導電層
であるTaを異方性エッチングして第2の形状の導電層
518〜521(第1の導電層518a〜521aと第
2の導電層518b〜521b)を形成する。ゲート絶
縁膜507の第2の形状の導電層518〜521で覆わ
れない領域はさらに20〜50nm程度エッチングされ薄
くなった領域が形成される。
Next, a second etching process is performed as shown in FIG. Similarly, using the ICP etching method,
Mix CF 4 , Cl 2 and O 2 in the etching gas
RF power (13.56 MH)
z) is supplied to generate plasma. Apply 50W RF (13.56MHz) power to the substrate side (sample stage)
A self-bias voltage lower than that in the first etching process is applied. Under these conditions, the W film is anisotropically etched, and Ta, which is the first conductive layer, is anisotropically etched at a lower etching rate to form the second shape conductive layers 518 to 521 (first Of conductive layers 518a to 521a and second conductive layers 518b to 521b). Regions of the gate insulating film 507 that are not covered by the second shape conductive layers 518 to 521 are further etched by about 20 to 50 nm to form thinned areas.

【0063】W膜やTa膜のCF4とCl2の混合ガスに
よるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオ
ン種と反応生成物の蒸気圧から推測することができる。
WとTaのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、W
のフッ化物であるWF6が極端に高く、その他のWC
5、TaF5、TaCl5は同程度である。従って、C
4とCl2の混合ガスではW膜及びTa膜共にエッチン
グされる。しかし、この混合ガスに適量のO2を添加す
るとCF4とO2が反応してCOとFになり、Fラジカル
またはFイオンが多量に発生する。その結果、フッ化物
の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増大する。一
方、TaはFが増大しても相対的にエッチング速度の増
加は少ない。また、TaはWに比較して酸化されやすい
ので、O2を添加することでTaの表面が酸化される。
Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらにT
a膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa
膜とのエッチング速度に差を作ることが可能となりW膜
のエッチング速度をTa膜よりも大きくすることが可能
となる。
The etching reaction of the W film or the Ta film by the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be inferred from the generated radical or ion species and the vapor pressure of the reaction product.
Comparing the vapor pressures of fluorides and chlorides of W and Ta, W
WF 6 is extremely high and other WC
l 5 , TaF 5 and TaCl 5 are comparable. Therefore, C
With the mixed gas of F 4 and Cl 2 , both the W film and the Ta film are etched. However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2 react to form CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure increases. On the other hand, in Ta, the increase in the etching rate is relatively small even if F increases. Further, since Ta is more easily oxidized than W, the surface of Ta is oxidized by adding O 2 .
Since the oxide of Ta does not react with fluorine or chlorine,
The etching rate of the a film decreases. Therefore, the W film and Ta
It is possible to make a difference in the etching rate with the film, and it is possible to make the etching rate of the W film larger than that of the Ta film.

【0064】第1のエッチング処理および第2のエッチ
ング処理が終了したら、第1のドーピング処理を行いn
型を付与する不純物元素を添加する(図5(D))。ド
ーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法
で行えば良い。第2の形状の導電層518〜520をマ
スクとして島状半導体層に、n型を付与する不純物元素
が添加される。1×1017〜5×1018/cm3(好ましく
は、3×1017〜3×1018/cm3)の濃度範囲のn型不
純物領域(b)522〜526が形成されるように加速
電圧を70〜120keVとしてドーピング処理が行わ
れる。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)を用いる。
After the first etching process and the second etching process are completed, a first doping process is performed to
An impurity element for imparting a mold is added (FIG. 5D). The doping may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. An impurity element imparting n-type is added to the island-shaped semiconductor layer using the second shape conductive layers 518 to 520 as a mask. Acceleration is performed so that n-type impurity regions (b) 522 to 526 having a concentration range of 1 × 10 17 to 5 × 10 18 / cm 3 (preferably 3 × 10 17 to 3 × 10 18 / cm 3 ) are formed. The doping process is performed at a voltage of 70 to 120 keV. An element belonging to Group XV, typically phosphorus (P) or arsenic (As) is used as the n-type impurity element. Here, phosphorus (P) is used.

【0065】また第2の導電層518b〜520bの一
部がエッチングされた領域の島状半導体層は、第1の導
電層518a〜520aおよびゲート絶縁膜507をす
り抜けてn型を付与する不純物元素が添加され、2×1
16〜1×1017/cm3(好ましくは、6×1016〜6×
1017/cm3)の濃度範囲のn型不純物領域(c)527
〜530が形成される。
The island-shaped semiconductor layer in a region where a part of the second conductive layers 518b to 520b is etched is an impurity element which passes through the first conductive layers 518a to 520a and the gate insulating film 507 and gives n-type conductivity. Was added and 2 × 1
0 16 to 1 × 10 17 / cm 3 (preferably 6 × 10 16 to 6 ×
N-type impurity region (c) 527 in a concentration range of 10 17 / cm 3 )
To 530 are formed.

【0066】第1のドーピング処理工程が終了したら、
レジストマスク510b〜513bを除去する(図6
(A))。
When the first doping process is completed,
The resist masks 510b to 513b are removed (FIG.
(A)).

【0067】次に、図6(B)に示すように第2のドー
ピング処理を行う。まず、島状半導体506のチャネル
形成領域を覆うようにして、レジストマスク531を形
成する。次に、加速電圧を80〜200keVとし、5
×1017〜5×1019/cm3(好ましくは、1×1018
1×1019/cm3)の濃度範囲のn型不純物領域(b’)
538を形成するためにn型を付与する不純物元素をド
ーピングする。この時不純物元素は、島状半導体層50
5上の第1の導電層514aおよびゲート絶縁膜507
をすり抜けて、添加される。
Next, a second doping process is performed as shown in FIG. First, a resist mask 531 is formed so as to cover a channel formation region of the island-shaped semiconductor 506. Next, the acceleration voltage was set to 80 to 200 keV,
× 10 17 to 5 × 10 19 / cm 3 (preferably 1 × 10 18 to
N-type impurity region (b ′) in a concentration range of 1 × 10 19 / cm 3 )
In order to form 538, an impurity element imparting n-type is doped. At this time, the impurity element is
5, first conductive layer 514a and gate insulating film 507
And is added.

【0068】次に、不純物の濃度範囲が1×1020〜1
×1021/cm3(好ましくは、2×1020〜5×1020/c
m3)であるn型不純物領域(a)533〜536を形成
するためにn型を付与する不純物元素の添加を行う(図
6(B))。
Next, the impurity concentration range is from 1 × 10 20 to 1
× 10 21 / cm 3 (preferably 2 × 10 20 to 5 × 10 20 / c
In order to form the n-type impurity regions (a) 533 to 536 as m 3 ), an impurity element imparting n-type is added (FIG. 6B).

【0069】そして、図6(C)に示すように、pチャ
ネル型TFTを形成する島状半導体層504にp型不純
物領域を形成する。まず、p型の不純物元素を添加する
領域以外を隠すレジストマスク543を形成する。そし
て、第1の導電層514aを不純物元素に対するマスク
として用い、p型不純物領域(a)544およびp型不
純物領域(b)545を形成する。p型不純物領域54
4、545にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されて
いるが、B26を用いたイオンドープ法で形成し、その
いずれの領域においても不純物濃度を2×1020〜2×
1021/cm3となるようにする。
Then, as shown in FIG. 6C, a p-type impurity region is formed in the island-shaped semiconductor layer 504 forming the p-channel TFT. First, a resist mask 543 for covering a region other than a region to which a p-type impurity element is added is formed. Then, using the first conductive layer 514a as a mask for the impurity element, a p-type impurity region (a) 544 and a p-type impurity region (b) 545 are formed. p-type impurity region 54
The 4,545 are doped with phosphorus in different concentrations, respectively, but, B 2 H 6 was formed by ion doping using, 2 × 10 20 ~2 × the impurity concentration in that any region
It should be 10 21 / cm 3 .

【0070】以上までの工程でそれぞれの島状半導体層
に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第2
の導電層518〜520がゲート電極として機能する。
また、521は容量配線として機能する。
Through the above steps, impurity regions are formed in the respective island-like semiconductor layers. Second overlapping with the island-shaped semiconductor layer
Of the conductive layers 518 to 520 function as gate electrodes.
Further, 521 functions as a capacitance wiring.

【0071】こうして導電型の制御を目的として、それ
ぞれの島状半導体層に添加された不純物元素を活性化す
る工程を行う。この工程は炉を用いる加熱処理(ファー
ネスアニール法)を行う。その他にレーザアニール法を
適用することができる。加熱処理は酸素濃度が1ppm
以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で4
00〜700℃、代表的には500〜600℃で行うも
のであり、本実施例では500℃で4時間の加熱処理を
行う。ただし、518〜521に用いた配線材料が熱に
弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜(シリ
コンを主成分とする)を形成した後で活性化を行うこと
が好ましい。
For the purpose of controlling the conductivity type, a step of activating the impurity element added to each island-like semiconductor layer is performed. In this step, a heat treatment (furnace annealing method) using a furnace is performed. In addition, a laser annealing method can be applied. Heat treatment has an oxygen concentration of 1 ppm
Or less, preferably in a nitrogen atmosphere of 0.1 ppm or less.
The heat treatment is performed at 00 to 700 ° C., typically 500 to 600 ° C. In this embodiment, the heat treatment is performed at 500 ° C. for 4 hours. However, when the wiring material used for 518 to 521 is weak to heat, activation is preferably performed after forming an interlayer insulating film (mainly containing silicon) to protect the wiring and the like.

【0072】このとき、n型不純物元素が添加された領
域、すなわちn型不純物領域もしくはp型不純物領域で
n型不純物元素を含む領域に、非晶質シリコン膜の結晶
化に用いたニッケルが、n型不純物元素が添加された領
域の方向に移動し、ゲッタリングされる。すなわち、T
FTのチャネル形成領域560〜562のニッケル濃度
が大幅に低減され、少なくとも1×1016/cm3以下とな
る。
At this time, nickel used for crystallization of the amorphous silicon film is applied to the region to which the n-type impurity element is added, that is, the region including the n-type impurity element in the n-type impurity region or the p-type impurity region. It moves toward the region to which the n-type impurity element is added, and is gettered. That is, T
The nickel concentration in the FT channel formation regions 560 to 562 is significantly reduced to at least 1 × 10 16 / cm 3 or less.

【0073】さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜450℃で1〜12時間の加熱処理を行
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半導体層のダングリングボ
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。
Further, a heat treatment is carried out at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% of hydrogen to hydrogenate the island-like semiconductor layer. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation,
Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

【0074】次いで、第1の層間絶縁膜546は酸化窒
化シリコン膜から100〜200nmの厚さで形成す
る。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜
547を形成する。次いで、コンタクトホールを形成す
るためのエッチング工程を行う。
Next, a first interlayer insulating film 546 is formed from a silicon oxynitride film to a thickness of 100 to 200 nm. A second interlayer insulating film 547 made of an organic insulating material is formed thereon. Next, an etching step for forming a contact hole is performed.

【0075】そして、駆動回路405において島状半導
体層のソース領域とコンタクトを形成するソース配線5
48、549、550、ドレイン領域とコンタクトを形
成するドレイン配線551、552を形成する(図7
(A))。ドレイン配線552は、画素電極としても用
いられている。本実施例では配線548〜552は、T
i膜を100nm、Tiを含むアルミニウム膜300n
m、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して形成した
3層構造の積層膜とした。
Then, in the drive circuit 405, the source wiring 5 forming a contact with the source region of the island-shaped semiconductor layer
48, 549, and 550, and drain wirings 551 and 552 that form contacts with the drain region are formed.
(A)). The drain wiring 552 is also used as a pixel electrode. In this embodiment, the wires 548 to 552
i film is 100 nm, aluminum film containing Ti is 300 n
A laminated film having a three-layer structure was formed by continuously forming an m and Ti film of 150 nm by a sputtering method.

【0076】以上のようにして、pチャネル型TFT4
01およびnチャネル型TFT402を有する駆動回路
405と、画素TFT403、保持容量404とを有す
る画素部406を同一基板上に形成することができる。
本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマト
リクス基板と呼ぶ。
As described above, the p-channel type TFT 4
A driver circuit 405 having a 01 and n-channel TFT 402 and a pixel portion 406 having a pixel TFT 403 and a storage capacitor 404 can be formed over the same substrate.
In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0077】なお、図21に示すように、ドレイン電極
(画素電極)552を配線548〜551と同じ材料で
形成されるドレイン電極601と酸化物導電膜で形成さ
れる画素電極602とにおきかえて形成することで、透
過型の液晶表示装置を作製することもできる。
As shown in FIG. 21, the drain electrode (pixel electrode) 552 is replaced with a drain electrode 601 formed of the same material as the wirings 548 to 551 and a pixel electrode 602 formed of an oxide conductive film. By forming, a transmissive liquid crystal display device can be manufactured.

【0078】駆動回路405のpチャネル型TFT40
1にはチャネル形成領域560、ゲート電極を形成する
第1の導電層518aと重なるp型不純物領域(b)5
45、ソース領域またはドレイン領域として機能するp
型不純物領域(a)544を有している。nチャネル型
TFT402にはチャネル形成領域561、ゲート電極
を形成する第1の導電層519aと重なるn型不純物領
域(b)538(Lov領域:なお、ovはoverlappedの意
味で付す。)、ソース領域またはドレイン領域として機
能するn型不純物領域(a)534を有している。
The p-channel TFT 40 of the driving circuit 405
Reference numeral 1 denotes a p-type impurity region (b) 5 overlapping a channel formation region 560 and a first conductive layer 518a forming a gate electrode.
45, p functioning as a source or drain region
It has a type impurity region (a) 544. In the n-channel TFT 402, a channel formation region 561, an n-type impurity region (b) 538 overlapping with the first conductive layer 519a for forming a gate electrode (Lov region: ov is overlapped), and a source region. Alternatively, an n-type impurity region (a) 534 functioning as a drain region is provided.

【0079】画素部406の画素TFT403にはチャ
ネル形成領域562、ゲート電極を形成する第1の導電
層520aと重なるn型不純物領域(c)539(Lov
領域)、ゲート電極の外側に形成されるn型不純物領域
(b)540(Loff領域:なお、offはoffsetの意味で
付す。)とソース領域またはドレイン領域として機能す
るn型不純物領域(a)535を有している。また、保
持容量404の一方の電極として機能する半導体層には
n型不純物領域(a)と同じ濃度の領域536が形成さ
れ、第1の容量配線521aが残った領域の半導体層に
は、n型不純物領域(c)と同じ濃度の領域541が形
成される。容量配線521とその間の絶縁層(ゲート絶
縁膜と同じ層)とで保持容量を形成している。
The pixel TFT 403 in the pixel portion 406 has an n-type impurity region (c) 539 (Lov) overlapping the channel forming region 562 and the first conductive layer 520a forming the gate electrode.
Region), an n-type impurity region (b) 540 formed outside the gate electrode (Loff region, where off means offset), and an n-type impurity region (a) functioning as a source region or a drain region. 535. In addition, a region 536 having the same concentration as the n-type impurity region (a) is formed in the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor 404, and the semiconductor layer in the region where the first capacitor wiring 521a remains has n A region 541 having the same concentration as the type impurity region (c) is formed. A storage capacitor is formed by the capacitor wiring 521 and an insulating layer (the same layer as the gate insulating film) therebetween.

【0080】続いてアクティブマトリクス基板から、反
射型のアクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する
工程を説明する。図7(A)の状態のアクティブマトリ
クス基板に対し、配向膜701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が多く用いられてい
る。対向側の対向基板702には、遮光膜703、透明
導電膜704および配向膜705を形成した。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。そして、
画素部と、CMOS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、公知のセル組み工程によって
シール材やスペーサ(共に図示せず)などを介して貼り
あわせる。その後、両基板の間に液晶材料706を注入
し、封止剤(図示せず)によって完全に封止した。液晶
材料には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにし
て図7(B)に示すアクティブマトリクス型液晶表示装
置が完成した。
Next, a process for manufacturing a reflection type active matrix type liquid crystal display device from an active matrix substrate will be described. An alignment film 701 is formed over the active matrix substrate in the state shown in FIG. Usually, a polyimide resin is often used for an alignment film of a liquid crystal display element. A light-shielding film 703, a transparent conductive film 704, and an alignment film 705 were formed on the opposite substrate 702 on the opposite side. After forming the alignment film, a rubbing treatment was performed so that the liquid crystal molecules were aligned with a certain pretilt angle. And
The pixel portion, the active matrix substrate on which the CMOS circuit is formed, and the counter substrate are attached to each other via a sealing material or a spacer (both not shown) by a known cell assembling process. Thereafter, a liquid crystal material 706 was injected between the two substrates, and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. Thus, the active matrix liquid crystal display device shown in FIG. 7B was completed.

【0081】本実施例で示す工程に従えば、良好な特性
を有する半導体膜を作製することができ、さらに、製造
コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することができ
る。
According to the steps described in this embodiment, a semiconductor film having good characteristics can be manufactured, and further, it is possible to contribute to reduction of manufacturing cost and improvement of yield.

【0082】〔実施例2〕実施例1に従って、基板上に
下地絶縁膜を設け、その上に半導体膜を形成して結晶化
を行う。本実施例では半導体膜として、シリコン膜を用
いる。また、本実施例における半導体膜の結晶化工程
は、実施形態1〜3に示したいずれかの方法で行う。
Embodiment 2 According to Embodiment 1, a base insulating film is provided on a substrate, a semiconductor film is formed thereon, and crystallization is performed. In this embodiment, a silicon film is used as a semiconductor film. The crystallization step of the semiconductor film in this example is performed by any of the methods described in the first to third embodiments.

【0083】次に、本実施例では、図24(a)に示す
ように、実施形態1にしたがって、半導体膜を形成した
ら、マスクを形成する。その後、触媒元素を添加して加
熱処理を行い、半導体膜の一部に多結晶領域を形成す
る。次に、図25に示すように、半導体膜全体に形成さ
れた複数の多結晶半導体領域に直交するようにNd:Y
AGレーザの第2高調波(532nm)を照射して、多
結晶半導体領域を結晶成長の核とした結晶成長させる。
本実施例では、実施形態1を用いて半導体膜の結晶化を
行っているが、半導体膜の結晶化の方法は、実施形態2
または3で示した方法を用いてもよい。
Next, in this example, as shown in FIG. 24A, after forming a semiconductor film according to the first embodiment, a mask is formed. After that, heat treatment is performed by adding a catalyst element, so that a polycrystalline region is formed in part of the semiconductor film. Next, as shown in FIG. 25, Nd: Y is perpendicular to a plurality of polycrystalline semiconductor regions formed over the entire semiconductor film.
Irradiation with the second harmonic (532 nm) of an AG laser is performed to grow a crystal using the polycrystalline semiconductor region as a crystal growth nucleus.
In this example, the semiconductor film is crystallized using the first embodiment, but the method for crystallizing the semiconductor film is described in the second embodiment.
Alternatively, the method shown in 3 may be used.

【0084】結晶化工程の後、島状半導体層1102〜
1106を形成する。本実施例では、図24(c)で示
すように、結晶成長が矢印の方向に進むように半導体膜
を島状に形成する。島状半導体層は長方形とし一辺が5
0μm以下となるように形成するが、島状半導体層の形
状は任意なものとすることが可能であり、好ましくはそ
の中心部から端部までの最小距離が50μm以下となる
ような形態であればどのような多角形、あるいは円形で
もかまわないが、結晶成長の方向がチャネル長の方向に
沿うように島状半導体層を形成することが好ましい。
After the crystallization step, the island-like semiconductor layers 1102 to 1102
1106 is formed. In this embodiment, as shown in FIG. 24C, the semiconductor film is formed in an island shape so that the crystal growth proceeds in the direction of the arrow. The island-shaped semiconductor layer has a rectangular shape and each side is 5
Although it is formed so as to be 0 μm or less, the shape of the island-shaped semiconductor layer can be arbitrarily set, and it is preferable that the minimum distance from the center to the end is 50 μm or less. Any polygonal or circular shape may be used, but it is preferable to form the island-shaped semiconductor layer so that the crystal growth direction is along the channel length direction.

【0085】次に、島状半導体層を覆うようにしてゲー
ト絶縁膜1107を形成する。さらに、ゲート絶縁膜1
107上にゲート電極を形成するための第1の導電膜1
108および第2の導電膜1109として本実施例で
は、実施例1と同様にTaN膜およびW膜を形成する
(図6(A))。第1の導電膜1108および第2の導
電膜の材料は、特に限定されず、いずれもTa、W、T
i、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元
素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成し
てよい。
Next, a gate insulating film 1107 is formed so as to cover the island-shaped semiconductor layer. Further, the gate insulating film 1
First conductive film 1 for forming a gate electrode on 107
In this embodiment, a TaN film and a W film are formed as in the first embodiment as the second conductive film 108 and the second conductive film 1109 (FIG. 6A). The material of the first conductive film 1108 and the material of the second conductive film are not particularly limited, and any of Ta, W, T
It may be formed of an element selected from i, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component.

【0086】次に、レジストによるマスク1110〜1
116を形成し、電極および配線を形成するための第1
のエッチング処理を行う。本実施例では、ICP(Indu
ctively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチ
ング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合
し、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(1
3.56MHz)電力を投入してプラズマを精製して行
う。基板側(試料ステージ)にも100WのRF(1
3.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイ
アス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した場合には
W膜およびTaN膜とも同程度にエッチングされる。
Next, a resist mask 1101-1 is used.
116 for forming electrodes and wirings.
Is performed. In this embodiment, the ICP (Indu
Using a ctively Coupled Plasma (Inductively Coupled Plasma) etching method, CF 4 and Cl 2 are mixed as an etching gas, and a 500 W RF (1) is applied to a coil-type electrode at a pressure of 1 Pa.
(3.56 MHz) power is supplied to purify the plasma. The substrate side (sample stage) also has a 100 W RF (1
(3.56 MHz), and apply a substantially negative self-bias voltage. When CF 4 and Cl 2 are mixed, both the W film and the TaN film are etched to the same extent.

【0087】上記エッチング条件では、レジストによる
マスクの形状を適したものとすることにより、基板側に
印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層および
第2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部
の角度は15〜45°となる。ゲート絶縁膜上に残渣を
残すことなくエッチングするためには10〜20%程度
の割合でエッチング時間を増加させるとよい。W膜に対
する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には
3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化
窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッ
チングされることになる。こうして、第1のエッチング
処理により第1の導電層と第2の導電層からなる第1の
形状の導電層1118〜1124(第1の導電層111
8a〜1124aと第2の導電層1118b〜1124
b)を形成する。1117はゲート絶縁膜であり、第1
の形状の導電層1118〜1124で覆われない領域は
20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成
される。
Under the above-mentioned etching conditions, the shape of the resist mask is made appropriate, so that the edges of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. Become. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased by about 10 to 20%. Since the selectivity ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the exposed surface of the silicon oxynitride film is etched by about 20 to 50 nm by the over-etching process. Thus, the first shape conductive layers 1118 to 1124 (the first conductive layer 111) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching process.
8a to 1124a and second conductive layers 1118b to 1124
b) is formed. Reference numeral 1117 denotes a gate insulating film.
The region which is not covered with the conductive layers 1118 to 1124 having the above-mentioned shape is etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region.

【0088】そして、第1のドーピング処理を行いn型
を付与する不純物元素を添加する(図8(B))。ドー
ピングの方法はイオンドープ法もしくはイオン注入法で
行えばよい。不純物濃度が、5×1020〜5×1021/c
m3(好ましくは1×1020〜1×1021/cm3)となるよ
うに不純物元素の添加を行った。
Then, a first doping process is performed to add an impurity element imparting n-type (FIG. 8B). The doping may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. Impurity concentration of 5 × 10 20 to 5 × 10 21 / c
The impurity element was added so as to obtain m 3 (preferably 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 ).

【0089】また、n型を付与する不純物元素としては
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
る。この場合、導電層1118〜1122がn型を付与
する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的にn
型不純物領域(a)1125〜1129が形成される。
As the impurity element imparting the n-type, an element belonging to Group XV, typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used. Here, phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 1118 to 1122 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and
Type impurity regions (a) 1125 to 1129 are formed.

【0090】次に、図8(C)に示すように第2のエッ
チング処理を行う。同様にICPエッチングを行い、エ
ッチングガスにCF4とCl2とO2とを混合して、1Pa
の圧力でコイル型の電極に500WのRF電力(13.
56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板
側(試料ステージ)には50WのRF(13.56MH
z)電力を投入して、第1のエッチング処理に比べ低い
自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりW
膜を異方性エッチングし、かつ、それより遅いエッチン
グ速度で第1の導電層であるTaNを異方性エッチング
して第2の形状の導電層1131〜1137(第1の導
電層1131a〜1137aと第2の導電層1131b
〜1137b)を形成する。1130はゲート絶縁膜で
あり、第2の形状の導電層1131〜1137で覆われ
ない領域はさらに20〜50nm程度エッチングされ薄く
なった領域が形成される。
Next, a second etching process is performed as shown in FIG. Similarly, ICP etching is performed, and CF 4 , Cl 2, and O 2 are mixed as an etching gas, and 1 Pa
RF power of 500 W (13.
(56 MHz) to generate plasma. 50 W RF (13.56 MH) on the substrate side (sample stage)
z) Power is applied to apply a lower self-bias voltage than in the first etching process. Under such conditions, W
The film is anisotropically etched, and TaN, which is the first conductive layer, is anisotropically etched at a lower etching rate to form second-shaped conductive layers 1131 to 1137 (first conductive layers 1131a to 1137a). And second conductive layer 1131b
To 1137b). Reference numeral 1130 denotes a gate insulating film, and a region which is not covered with the second shape conductive layers 1131 to 1137 is further etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region.

【0091】W膜やTaN膜のCF4とCl2の混合ガス
によるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイ
オン種と反応生成物の蒸気圧から推測することができ
る。WとTaNのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較する
と、Wのフッ化物であるWF6が極端に高く、その他の
WCl5、TaF5、TaCl5は同程度である。従っ
て、CF4とCl2の混合ガスではW膜およびTaN膜と
もにエッチングされる。しかし、この混合ガスに適量の
2を添加するとCF4とO2が反応してCOとFにな
り、FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その
結果、フッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が
増大する。一方、TaNはFが増大しても相対的にエッ
チング速度の増加は少ない。また、TaNはWに比較し
て酸化されやすいので、O2を添加することでTaNの
表面が多少酸化される。TaNの酸化物はフッ素や塩素
と反応しないためさらにTaN膜のエッチング速度に差
を作ることが可能となりW膜のエッチング速度をTaN
膜よりも大きくすることが可能となる。
The etching reaction of the W film or the TaN film by the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be inferred from the generated radical or ion species and the vapor pressure of the reaction product. Comparing the vapor pressures of the fluorides of W and TaN with the chlorides, the fluoride of W, WF 6, is extremely high, and the other WCl 5 , TaF 5 , and TaCl 5 are comparable. Therefore, with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 , both the W film and the TaN film are etched. However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2 react to form CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure increases. On the other hand, in TaN, the increase in the etching rate is relatively small even if the F increases. Further, since TaN is more easily oxidized than W, the surface of TaN is slightly oxidized by adding O 2 . Since the oxide of TaN does not react with fluorine or chlorine, it is possible to further make a difference in the etching rate of the TaN film.
It can be made larger than the membrane.

【0092】そして、図9(A)に示すように第2のド
ーピング処理を行う。n型不純物領域(b)1138〜
1142を形成する。n型不純物領域(b)におけるn
型不純物の濃度が5×1017〜5×1019/cm3(好まし
くは1×1018〜1×1019/cm3)となるように不純物
元素の添加を行う。また、第2の形状の第1の導電膜1
131〜1137とゲート絶縁膜1130とを不純物元
素が通り抜け、不純物濃度が1×1017〜5×1018/c
m3(好ましくは3×1017〜3×1018/cm3)の領域n
型不純物領域(c)1143〜1147も同時に形成さ
れる。
Then, a second doping process is performed as shown in FIG. n-type impurity region (b) 1138-
Form 1142. n in the n-type impurity region (b)
The impurity element is added so that the concentration of the type impurity becomes 5 × 10 17 to 5 × 10 19 / cm 3 (preferably 1 × 10 18 to 1 × 10 19 / cm 3 ). In addition, the first conductive film 1 of the second shape
131 to 1137 and the gate insulating film 1130, the impurity element passes through and the impurity concentration is 1 × 10 17 to 5 × 10 18 / c.
Area n of m 3 (preferably 3 × 10 17 to 3 × 10 18 / cm 3 )
Type impurity regions (c) 1143 to 1147 are also formed at the same time.

【0093】次に、図9(B)に示すように、pチャネ
ル型TFTを形成する島状半導体層1103に一導電型
とは逆の導電型の不純物元素を添加してp型不純物領域
1151〜1156を形成する。第2の導電層1132
bを不純物元素に対するマスクとして用い、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TF
Tを形成する島状半導体層1102、1104、110
5はレジストマスク1148〜1150で全面を被覆し
ておく。不純物領域1151〜1156にはそれぞれ異
なる濃度でリンが添加されているが、ジボラン(B
26)を用いたイオンドープ法で形成し、そのいずれの
領域においても不純物濃度を2×1020〜2×1021/c
m3となるようにする。
Next, as shown in FIG. 9B, a p-type impurity region 1151 is added to the island-shaped semiconductor layer 1103 forming the p-channel TFT by adding an impurity element of a conductivity type opposite to that of one conductivity type. To 1156 are formed. Second conductive layer 1132
By using b as a mask for the impurity element, an impurity region is formed in a self-aligned manner. At this time, the n-channel type TF
Island-shaped semiconductor layers 1102, 1104, 110 forming T
Reference numeral 5 covers the entire surface with resist masks 1148 to 1150. Phosphorus is added to the impurity regions 1151 to 1156 at different concentrations, respectively.
2 H 6 ) and an impurity concentration of 2 × 10 20 to 2 × 10 21 / c in any of the regions.
made to be m 3.

【0094】以上までの工程でそれぞれの島状半導体層
に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第2
の導電層1131〜1134がゲート電極として機能す
る。また、1136は島状のソース配線、1137はゲ
ート配線、1135は容量配線として機能する。
By the steps described above, impurity regions are formed in the respective island-like semiconductor layers. Second overlapping with the island-shaped semiconductor layer
Of the conductive layers 1131 to 1134 function as gate electrodes. 1136 functions as an island-shaped source wiring, 1137 functions as a gate wiring, and 1135 functions as a capacitor wiring.

【0095】こうして導電型の制御を目的として図9
(c)に示すように、それぞれの島状半導体層に添加さ
れた不純物元素を活性化する工程を行う。この工程は炉
を用いる加熱処理(ファーネスアニール法)を行う。そ
の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルア
ニール法(RTA法)を適用することができる。加熱処
理は、酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1pp
m以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には
500〜600℃で行うこともある。本実施例では50
0℃で4時間の加熱処理を行う。ただし、1131〜1
137に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を
保護するため層間絶縁膜(シリコンを主成分とする)を
形成した後で活性化を行うことが好ましい。
FIG. 9 shows an example of controlling the conductivity type.
As shown in (c), a step of activating the impurity element added to each island-like semiconductor layer is performed. In this step, a heat treatment (furnace annealing method) using a furnace is performed. In addition, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the heat treatment, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 pp.
m or less in a nitrogen atmosphere at 400 to 700 ° C., typically 500 to 600 ° C. In this embodiment, 50
A heat treatment is performed at 0 ° C. for 4 hours. However, 1131-1
When the wiring material used for 137 is weak to heat, it is preferable to activate after forming an interlayer insulating film (mainly composed of silicon) in order to protect the wiring and the like.

【0096】このとき、n型不純物元素が添加された領
域、すなわちn型不純物領域もしくはp型不純物領域で
n型不純物元素を含む領域に、非晶質半導体膜の結晶化
に用いたニッケルが、n型不純物元素が添加された領域
に移動しゲッタリングされる。すなわち、TFTのチャ
ネル形成領域1168〜1171のニッケル濃度が大幅
に低減され、少なくとも1×1016/cm3以下となる。
At this time, nickel used for crystallization of the amorphous semiconductor film is added to the region to which the n-type impurity element is added, that is, the region containing the n-type impurity element in the n-type impurity region or the p-type impurity region. It moves to the region to which the n-type impurity element is added and is gettered. That is, the nickel concentration in the channel formation regions 1168 to 1171 of the TFT is greatly reduced to at least 1 × 10 16 / cm 3 or less.

【0097】さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜450℃で1〜12時間の加熱処理を行
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半導体層のダングリングボ
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)を行ってもよい。
Further, a heat treatment is performed in an atmosphere containing 3 to 100% of hydrogen at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours to hydrogenate the island-like semiconductor layer. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation,
Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

【0098】次いで、第1の層間絶縁膜1157は酸化
窒化シリコン膜から100〜200nmの厚さで形成す
る。その上に有機絶縁物材料からなる第2の層間絶縁膜
1158を形成する。そして、コンタクトホールを形成
するためのエッチング工程を行う。
Next, the first interlayer insulating film 1157 is formed with a thickness of 100 to 200 nm from a silicon oxynitride film. A second interlayer insulating film 1158 made of an organic insulating material is formed thereon. Then, an etching step for forming a contact hole is performed.

【0099】駆動回路1405において島状半導体層の
ソース領域とコンタクトを形成するソース配線1159
〜1161、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレ
イン配線1162〜1164を形成する。また、画素部
1406においては、画素電極1167、ゲート配線1
166、接続電極1165を形成する(図10)。この
接続電極1165により、ソース配線1137は、画素
TFT1404と電気的な接続が形成される。また、ゲ
ート配線1166は、第1の電極と電気的な接続が形成
される。
In drive circuit 1405, source wiring 1159 forming a contact with the source region of the island-shaped semiconductor layer
To 1161, and drain wirings 1162 to 1164 forming a contact with the drain region are formed. In the pixel portion 1406, the pixel electrode 1167, the gate wiring 1
166, a connection electrode 1165 is formed (FIG. 10). With the connection electrode 1165, the source wiring 1137 is electrically connected to the pixel TFT 1404. Further, the gate wiring 1166 is electrically connected to the first electrode.

【0100】本実施例では、画素電極1167を酸化物
導電膜(代表的には、ITO膜)で形成することで透過
型の液晶表示装置を作製することもできる。
In this embodiment, a transmission type liquid crystal display device can be manufactured by forming the pixel electrode 1167 with an oxide conductive film (typically, an ITO film).

【0101】以上のようにして、nチャネル型TFT1
401、pチャネル型TFT1402、nチャネル型T
FT1403を有する駆動回路1405と、画素TFT
1404と保持容量1405とを有する画素部1406
とを同一基板上に形成することができる。
As described above, the n-channel TFT 1
401, p-channel TFT 1402, n-channel TFT
Driving circuit 1405 having FT1403 and pixel TFT
A pixel portion 1406 having a 1404 and a storage capacitor 1405
Can be formed on the same substrate.

【0102】〔実施例3〕本実施例では、本発明を用い
てEL(エレクトロルミネセンス)表示装置を作製した
例について説明する。なお、図11(A)は本発明のE
L表示装置の上面図であり、図11(B)はその断面図
である。
[Embodiment 3] In this embodiment, an example in which an EL (electroluminescence) display device is manufactured by using the present invention will be described. FIG. 11 (A) shows the E of the present invention.
FIG. 11B is a top view of the L display device, and FIG. 11B is a cross-sectional view thereof.

【0103】図11(A)において、4001は基板、
4002は画素部、4003はソース側駆動回路、40
04はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は
配線4005を経てFPC(フレキシブルプリントサー
キット)4006に至り、外部機器へと接続される。
In FIG. 11A, reference numeral 4001 denotes a substrate;
4002 is a pixel portion, 4003 is a source side driver circuit, 40
Reference numeral 04 denotes a gate-side drive circuit. Each drive circuit reaches an FPC (flexible print circuit) 4006 via a wiring 4005 and is connected to an external device.

【0104】このとき、画素部4002、ソース側駆動
回路4003及びゲート側駆動回路4004を囲むよう
にして第1シール材4101、カバー材4102、充填
材4103及び第2シール材4104が設けられてい
る。
At this time, a first sealant 4101, a cover 4102, a filler 4103, and a second sealant 4104 are provided so as to surround the pixel portion 4002, the source side drive circuit 4003, and the gate side drive circuit 4004.

【0105】また、図11(B)は図11(A)をA−
A’で切断した断面図に相当し、基板4001の上にソ
ース側駆動回路4003に含まれる駆動TFT(nチャ
ネル型TFTとpチャネル型TFT)4201及び画素
部4002に含まれる電流制御用TFT(EL素子への
電流を制御するTFT)4202が形成されている。
FIG. 11 (B) shows FIG.
A driving TFT (n-channel TFT and p-channel TFT) 4201 included in the source-side driving circuit 4003 and a current controlling TFT (including TFT) included in the pixel portion 4002 correspond to a cross-sectional view cut along A ′. A TFT (TFT) 4202 for controlling current to the EL element is formed.

【0106】本実施例では、駆動TFT4201には図
10のpチャネル型TFTまたはnチャネル型TFTと
同じ構造のTFTが用いられ、電流制御用TFT420
2には図7または図10のpチャネル型TFTと同じ構
造のTFTが用いられる。また、画素部4002には電
流制御用TFT4202のゲートに接続された保持容量
(図示せず)が設けられる。
In this embodiment, a TFT having the same structure as the p-channel TFT or the n-channel TFT shown in FIG.
The TFT 2 has the same structure as the p-channel TFT of FIG. 7 or FIG. The pixel portion 4002 is provided with a storage capacitor (not shown) connected to the gate of the current control TFT 4202.

【0107】駆動TFT4201及び画素TFT420
2の上には樹脂材料でなる層間絶縁膜(平坦化膜)43
01が形成され、その上に画素TFT4202のドレイ
ンと電気的に接続する画素電極(陽極)4302が形成
される。画素電極4302としては仕事関数の大きい透
明導電膜が用いられる。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、酸化インジウムと酸化亜
鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウ
ムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリ
ウムを添加したものを用いても良い。
Driving TFT 4201 and Pixel TFT 420
An interlayer insulating film (flattening film) 43 made of a resin material is formed on
01 is formed thereon, and a pixel electrode (anode) 4302 electrically connected to the drain of the pixel TFT 4202 is formed thereon. As the pixel electrode 4302, a transparent conductive film having a large work function is used. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Further, a material obtained by adding gallium to the transparent conductive film may be used.

【0108】そして、画素電極4302の上には絶縁膜
4303が形成され、絶縁膜4303は画素電極430
2の上に開口部が形成されている。この開口部におい
て、画素電極4302の上にはEL(エレクトロルミネ
ッセンス)層4304が形成される。EL層4304は
公知の有機EL材料または無機EL材料を用いることが
できる。また、有機EL材料には低分子系(モノマー
系)材料と高分子系(ポリマー系)材料があるがどちら
を用いても良い。
An insulating film 4303 is formed on the pixel electrode 4302, and the insulating film 4303 is formed on the pixel electrode 430.
2, an opening is formed. In this opening, an EL (electroluminescence) layer 4304 is formed on the pixel electrode 4302. For the EL layer 4304, a known organic EL material or inorganic EL material can be used. As the organic EL material, there are a low-molecular (monomer) material and a high-molecular (polymer) material, and either may be used.

【0109】EL層4304の形成方法は公知の蒸着技
術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、EL層の
構造は正孔注入層、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。
As a method for forming the EL layer 4304, a known vapor deposition technique or coating technique may be used. The EL layer may have a stacked structure or a single-layer structure by freely combining a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer.

【0110】EL層4304の上には遮光性を有する導
電膜(代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分
とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜)か
らなる陰極4305が形成される。また、陰極4305
とEL層4304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、真空中で両者を連
続成膜するか、EL層4304を窒素または希ガス雰囲
気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極430
5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。
On the EL layer 4304, a cathode 4305 made of a light-shielding conductive film (typically, a conductive film containing aluminum, copper, or silver as a main component or a laminated film of these and another conductive film) is provided. It is formed. In addition, the cathode 4305
It is desirable that moisture and oxygen existing at the interface between the EL layer and the EL layer 4304 be eliminated as much as possible. Therefore, the two layers are continuously formed in a vacuum or the EL layer 4304 is formed in a nitrogen or rare gas atmosphere, and the cathode 430 is not exposed to oxygen or moisture.
5 is required. In this embodiment, the above-described film formation is made possible by using a multi-chamber type (cluster tool type) film formation apparatus.

【0111】そして陰極4305は4306で示される
領域において配線4005に電気的に接続される。配線
4005は陰極4305に所定の電圧を与えるための配
線であり、異方導電性フィルム4307を介してFPC
4006に電気的に接続される。
The cathode 4305 is electrically connected to the wiring 4005 in a region indicated by 4306. A wiring 4005 is a wiring for applying a predetermined voltage to the cathode 4305, and an FPC through an anisotropic conductive film 4307.
4006.

【0112】以上のようにして、画素電極(陽極)43
02、EL層4304及び陰極4305からなるEL素
子が形成される。このEL素子は、第1シール材410
1及び第1シール材4101によって基板4001に貼
り合わされたカバー材4102で囲まれ、充填材410
3により封入されている。
As described above, the pixel electrode (anode) 43
02, an EL element including the EL layer 4304 and the cathode 4305 is formed. This EL element has a first sealing material 410
Are surrounded by a cover material 4102 bonded to the substrate 4001 by the first and first seal materials 4101,
3 enclosed.

【0113】カバー材4102としては、ガラス材、金
属材(代表的にはステンレス材)、セラミックス材、プ
ラスチック材(プラスチックフィルムも含む)を用いる
ことができる。プラスチック材としては、FRP(Fi
berglass−Reinforced Plast
ics)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィル
ム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはア
クリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることもできる。
As the cover material 4102, a glass material, a metal material (typically, a stainless steel material), a ceramic material, and a plastic material (including a plastic film) can be used. As a plastic material, FRP (Fi
Berglass-Reinforced Plast
ics) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film, mylar film, polyester film or acrylic resin film. Further, a sheet having a structure in which an aluminum foil is sandwiched between PVF films or mylar films can also be used.

【0114】但し、EL素子からの光の放射方向がカバ
ー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければなら
ない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリ
エステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明
物質を用いる。
However, when the light is emitted from the EL element in the direction of the cover material, the cover material must be transparent. In that case, a transparent material such as a glass plate, a plastic plate, a polyester film or an acrylic film is used.

【0115】また、充填材4103としては紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポ
リビニルクロライド)、アクリル、ポリイミド、エポキ
シ樹脂、シリコン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)
またはEVA(エチレンビニルアセテート)を用いるこ
とができる。この充填材4103の内部に吸湿性物質
(好ましくは酸化バリウム)もしくは酸素を吸着しうる
物質を設けておくとEL素子の劣化を抑制できる。
As the filler 4103, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used, and PVC (polyvinyl chloride), acrylic, polyimide, epoxy resin, silicon resin, PVB (polyvinyl butyral) can be used.
Alternatively, EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. By providing a hygroscopic substance (preferably barium oxide) or a substance capable of adsorbing oxygen inside the filler 4103, deterioration of the EL element can be suppressed.

【0116】また、充填材4103の中にスペーサを含
有させてもよい。このとき、スペーサを酸化バリウムで
形成すればスペーサ自体に吸湿性をもたせることが可能
である。また、スペーサを設けた場合、スペーサからの
圧力を緩和するバッファ層として陰極4305上に樹脂
膜を設けることも有効である。
Further, a spacer may be contained in the filler 4103. At this time, if the spacer is made of barium oxide, the spacer itself can have hygroscopicity. In the case where a spacer is provided, it is also effective to provide a resin film on the cathode 4305 as a buffer layer for relaxing pressure from the spacer.

【0117】また、配線4005は異方導電性フィルム
4307を介してFPC4006に電気的に接続され
る。配線4005は画素部4002、ソース側駆動回路
4003及びゲート側駆動回路4004に送られる信号
をFPC4006に伝え、FPC4006により外部機
器と電気的に接続される。
The wiring 4005 is electrically connected to the FPC 4006 via the anisotropic conductive film 4307. The wiring 4005 transmits a signal transmitted to the pixel portion 4002, the source driver circuit 4003, and the gate driver circuit 4004 to the FPC 4006, and is electrically connected to an external device by the FPC 4006.

【0118】また、本実施例では第1シール材4101
の露呈部及びFPC4006の一部を覆うように第2シ
ール材4104を設け、EL素子を徹底的に外気から遮
断する構造となっている。こうして図11(B)の断面
構造を有するEL表示装置となる。
In this embodiment, the first sealing material 4101 is used.
A second sealing material 4104 is provided so as to cover the exposed part of the FPC 4006 and a part of the FPC 4006, and the EL element is completely shut off from the outside air. Thus, an EL display device having the cross-sectional structure of FIG.

【0119】ここで画素部のさらに詳細な断面構造を図
12に、上面構造を図13(A)に、回路図を図13
(B)に示す。図12、図13(A)及び図13(B)
では共通の符号を用いるので互いに参照すれば良い。
FIG. 12 shows a more detailed sectional structure of the pixel portion, FIG. 13A shows a top view structure, and FIG.
It is shown in (B). FIGS. 12, 13A and 13B
Then, since a common code is used, they may be referred to each other.

【0120】図12において、基板4401上に設けら
れたスイッチング用TFT4402は図10のnチャネ
ル型TFT403を用いて形成される。従って、構造の
説明はnチャネル型TFT403の説明を参照すれば良
い。また、4403で示される配線は、スイッチング用
TFT4402のゲート電極4404a、4404bを電
気的に接続するゲート配線である。
In FIG. 12, a switching TFT 4402 provided on a substrate 4401 is formed using the n-channel TFT 403 of FIG. Therefore, for the description of the structure, the description of the n-channel TFT 403 may be referred to. A wiring denoted by 4403 is a gate wiring for electrically connecting the gate electrodes 4404a and 4404b of the switching TFT 4402.

【0121】なお、本実施例ではチャネル形成領域が二
つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル
形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは
三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
Although the present embodiment has a double gate structure in which two channel forming regions are formed, a single gate structure in which one channel forming region is formed or a triple gate structure in which three channel forming regions are formed. good.

【0122】また、スイッチング用TFT4402のド
レイン配線4405は電流制御用TFT4406のゲー
ト電極4407に電気的に接続されている。なお、電流
制御用TFT4406は図10のpチャネル型TFT4
01を用いて形成される。従って、構造の説明はpチャ
ネル型TFT401の説明を参照すれば良い。なお、本
実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲ
ート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
The drain wiring 4405 of the switching TFT 4402 is electrically connected to the gate electrode 4407 of the current control TFT 4406. The current control TFT 4406 is the p-channel TFT 4 shown in FIG.
01 is formed. Therefore, for the description of the structure, the description of the p-channel TFT 401 may be referred to. In this embodiment, a single gate structure is used, but a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0123】スイッチング用TFT4402及び電流制
御用TFT4406の上には第1パッシベーション膜4
408が設けられ、その上に樹脂からなる平坦化膜44
09が形成される。平坦化膜4409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 4402 and the current control TFT 4406.
408 are provided, and a planarizing film 44 made of resin is provided thereon.
09 is formed. It is very important to flatten the step due to the TFT using the flattening film 4409. 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.

【0124】また、4418は透明導電膜からなる画素
電極(EL素子の陽極)であり、電流制御用TFT44
06のドレイン配線4414に電気的に接続される。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、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、
酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。
また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用い
ても良い。
Reference numeral 4418 denotes a pixel electrode (anode of an EL element) made of a transparent conductive film.
06 is electrically connected to the drain wiring 4414. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide,
Tin oxide or indium oxide can be used.
Further, a material obtained by adding gallium to the transparent conductive film may be used.

【0125】画素電極4418の上にはEL層4411
が形成される。なお、図12では一画素しか図示してい
ないが、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の
各色に対応したEL層を作り分けている。また、本実施
例では蒸着法により低分子系有機EL材料を形成してい
る。具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタ
ロシアニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層とし
て70nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム
錯体(Alq3)膜を設けた積層構造としている。Al
3にキナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といっ
た蛍光色素を添加することで発光色を制御することがで
きる。
On the pixel electrode 4418, an EL layer 4411 is provided.
Is formed. Although only one pixel is shown in FIG. 12, in this embodiment, EL layers corresponding to R (red), G (green), and B (blue) are separately formed. In this embodiment, a low-molecular organic EL material is formed by an evaporation method. Specifically, a laminated structure in which a copper phthalocyanine (CuPc) film having a thickness of 20 nm is provided as a hole injection layer, and a tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ) film having a thickness of 70 nm is provided thereon as a light emitting layer. And Al
quinacridone q 3, it is possible to control the luminescent color by adding a fluorescent dye such as perylene or DCM1.

【0126】但し、以上の例はEL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、本実施例では低分子系有機EL材料をEL
層として用いる例を示したが、高分子系有機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。
However, the above example is an example of the organic EL material that can be used for the EL layer, and it is not necessary to limit the invention to this. An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer. For example, in this embodiment, a low molecular organic EL material is
Although an example in which the layer is used as a layer has been described, a polymer 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.

【0127】次に、EL層4411の上には導電膜から
なる陰極4412が設けられる。本実施例の場合、導電
膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。
勿論、公知のMgAg膜(マグネシウムと銀との合金
膜)を用いても良い。陰極材料としては、周期表の1族
もしくは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれ
らの元素を添加した導電膜を用いれば良い。
Next, a cathode 4412 made of a conductive film is provided on the EL layer 4411. In this embodiment, an alloy film of aluminum and lithium is used as the conductive film.
Of course, a known MgAg film (an alloy film of magnesium and silver) may be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table or a conductive film to which those elements are added may be used.

【0128】この陰極4412まで形成された時点でE
L素子4413が完成する。なお、ここでいうEL素子
4413は、画素電極(陽極)4418、EL層441
1及び陰極4412で形成された積層を指す。
At the time when the cathode 4412 is formed, E
The L element 4413 is completed. Note that the EL element 4413 here includes a pixel electrode (anode) 4418 and an EL layer 441.
1 and the cathode 4412.

【0129】次に、本実施例における画素の上面構造を
図13(A)を用いて説明する。スイッチング用TFT
4402のソースはソース配線4415に接続され、ド
レインはドレイン配線4405に接続される。また、ド
レイン配線4405は電流制御用TFT4406のゲー
ト電極4407に電気的に接続される。また、電流制御
用TFT4406のソースは電流供給線4416に電気
的に接続され、ドレインはドレイン配線4417に電気
的に接続される。また、ドレイン配線4417は点線で
示される画素電極(陽極)4418に電気的に接続され
る。
Next, the top structure of the pixel in this embodiment will be described with reference to FIG. Switching TFT
The source of 4402 is connected to the source wiring 4415, and the drain is connected to the drain wiring 4405. Further, the drain wiring 4405 is electrically connected to the gate electrode 4407 of the current controlling TFT 4406. The source of the current control TFT 4406 is electrically connected to the current supply line 4416, and the drain is electrically connected to the drain wiring 4417. Further, the drain wiring 4417 is electrically connected to a pixel electrode (anode) 4418 shown by a dotted line.

【0130】このとき、4419で示される領域には保
持容量が形成される。保持容量4419は、電流供給線
4416と電気的に接続された半導体膜4420、ゲー
ト絶縁膜と同一層の絶縁膜(図示せず)及びゲート電極
4407との間で形成される。また、ゲート電極440
7、第1層間絶縁膜と同一の層(図示せず)及び電流供
給線4416で形成される容量も保持容量として用いる
ことが可能である。
At this time, a storage capacitor is formed in a region indicated by 4419. The storage capacitor 4419 is formed between the semiconductor film 4420 electrically connected to the current supply line 4416, an insulating film (not shown) in the same layer as the gate insulating film, and the gate electrode 4407. In addition, the gate electrode 440
7. A capacitor formed by the same layer (not shown) as the first interlayer insulating film and the current supply line 4416 can also be used as a storage capacitor.

【0131】〔実施例4〕本実施例では、実施例3とは
異なる画素構造を有したEL表示装置について説明す
る。説明には図14を用いる。なお、図13と同一の符
号が付してある部分については実施例3の説明を参照す
れば良い。
[Embodiment 4] In this embodiment, an EL display device having a pixel structure different from that of Embodiment 3 will be described. FIG. 14 is used for the description. The description of the third embodiment may be referred to for the portions denoted by the same reference numerals as in FIG.

【0132】図14では電流制御用TFT4501とし
て図10のnチャネル型TFT403と同一構造のTF
Tを用いる。勿論、電流制御用TFT4501のゲート
配線4502はスイッチング用TFT4402のドレイ
ン配線4405に電気的に接続されている。また、電流
制御用TFT4501のドレイン配線4503は画素電
極4504に電気的に接続されている。
In FIG. 14, a TF having the same structure as the n-channel TFT 403 of FIG.
Use T. Needless to say, the gate wiring 4502 of the current control TFT 4501 is electrically connected to the drain wiring 4405 of the switching TFT 4402. The drain wiring 4503 of the current controlling TFT 4501 is electrically connected to the pixel electrode 4504.

【0133】本実施例では、導電膜からなる画素電極4
504がEL素子の陰極として機能する。具体的には、
アルミニウムとリチウムとの合金膜を用いるが、周期表
の1族もしくは2族に属する元素からなる導電膜もしく
はそれらの元素を添加した導電膜を用いれば良い。
In this embodiment, the pixel electrode 4 made of a conductive film is used.
504 functions as a cathode of the EL element. In particular,
Although an alloy film of aluminum and lithium is used, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table or a conductive film to which those elements are added may be used.

【0134】画素電極4504の上にはEL層4505
が形成される。なお、図14では一画素しか図示してい
ないが、本実施例ではG(緑)に対応したEL層を蒸着
法及び塗布法(好ましくはスピンコーティング法)によ
り形成している。具体的には、電子注入層として20n
m厚のフッ化リチウム(LiF)膜を設け、その上に発
光層として70nm厚のPPV(ポリパラフェニレンビ
ニレン)膜を設けた積層構造としている。
On the pixel electrode 4504, an EL layer 4505 is provided.
Is formed. Although only one pixel is shown in FIG. 14, in this embodiment, an EL layer corresponding to G (green) is formed by a vapor deposition method and a coating method (preferably a spin coating method). Specifically, 20n is used as the electron injection layer.
It has a laminated structure in which a m-thick lithium fluoride (LiF) film is provided, and a 70-nm-thick PPV (polyparaphenylene vinylene) film is provided thereon as a light emitting layer.

【0135】次に、EL層4505の上には透明導電膜
からなる陽極4506が設けられる。本実施例の場合、
透明導電膜として酸化インジウムと酸化スズとの化合物
もしくは酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物からなる
導電膜を用いる。
Next, an anode 4506 made of a transparent conductive film is provided on the EL layer 4505. In the case of this embodiment,
As the transparent conductive film, a conductive film including a compound of indium oxide and tin oxide or a compound of indium oxide and zinc oxide is used.

【0136】この陽極4506まで形成された時点でE
L素子4507が完成する。なお、ここでいうEL素子
4507は、画素電極(陰極)4504、EL層450
5及び陽極4506で形成された積層を指す。
At the time when the anode 4506 is formed, E
The L element 4507 is completed. Note that the EL element 4507 used here includes a pixel electrode (cathode) 4504 and an EL layer 450.
5 and the anode 4506.

【0137】EL素子に加える電圧が10V以上といっ
た高電圧の場合には、電流制御用TFT4501におい
てホットキャリア効果による劣化が顕在化してくる。こ
のような場合に、電流制御用TFT4501として本発
明の構造のnチャネル型TFTを用いることは有効であ
る。
When the voltage applied to the EL element is as high as 10 V or more, deterioration of the current control TFT 4501 due to the hot carrier effect becomes apparent. In such a case, it is effective to use an n-channel TFT having the structure of the present invention as the current control TFT 4501.

【0138】また、本実施例の電流制御用TFT450
1はゲート電極4502とLDD領域4509との間に
ゲート容量と呼ばれる寄生容量を形成する。このゲート
容量を調節することで図13(A)、(B)に示した保
持容量4419と同等の機能を持たせることも可能であ
る。特に、EL表示装置をデジタル駆動方式で動作させ
る場合においては、保持容量のキャパシタンスがアナロ
グ駆動方式で動作させる場合よりも小さくて済むため、
ゲート容量で保持容量を代用しうる。
Further, the current controlling TFT 450 of the present embodiment is used.
1 forms a parasitic capacitance called a gate capacitance between the gate electrode 4502 and the LDD region 4509. By adjusting the gate capacitance, a function equivalent to that of the storage capacitor 4419 shown in FIGS. 13A and 13B can be provided. In particular, when the EL display device is operated by the digital driving method, the capacitance of the storage capacitor can be smaller than when the EL display device is operated by the analog driving method.
The gate capacitance can substitute for the storage capacitance.

【0139】なお、EL素子に加える電圧が10V以
下、好ましくは5V以下となった場合、上記ホットキャ
リア効果による劣化はさほど問題とならなくなるため、
図14においてLDD領域4509を省略した構造のn
チャネル型TFTを用いても良い。
When the voltage applied to the EL element is 10 V or less, preferably 5 V or less, the deterioration due to the hot carrier effect does not become a problem.
In FIG. 14, n has a structure in which the LDD region 4509 is omitted.
A channel type TFT may be used.

【0140】〔実施例5〕本実施例では、実施例3もし
くは実施例4に示したEL表示装置の画素部に用いるこ
とができる画素構造の例を図15(A)〜(C)に示
す。なお、本実施例において、4601はスイッチング
用TFT4602のソース配線、4603はスイッチン
グ用TFT4602のゲート配線、4604は電流制御
用TFT、4605はコンデンサ、4606、4608
は電流供給線、4607はEL素子とする。
[Embodiment 5] In this embodiment, FIGS. 15A to 15C show an example of a pixel structure which can be used in the pixel portion of the EL display device shown in Embodiment 3 or 4. . In this embodiment, reference numeral 4601 denotes a source wiring of the switching TFT 4602, 4603 denotes a gate wiring of the switching TFT 4602, 4604 denotes a current control TFT, 4605 denotes a capacitor, 4606, and 4608.
Is a current supply line, and 4607 is an EL element.

【0141】図15(A)は、二つの画素間で電流供給
線4606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4606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. 15A shows an example in which the current supply line 4606 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 4606. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.

【0142】また、図15(B)は、電流供給線460
8をゲート配線4603と平行に設けた場合の例であ
る。なお、図15(B)では電流供給線4608とゲー
ト配線4603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4608とゲート配線4603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. 15B shows a current supply line 460.
8 is provided in parallel with the gate wiring 4603. Note that FIG. 15B illustrates a structure in which the current supply line 4608 and the gate wiring 4603 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 4608 and the gate wiring 4603 can share an occupied area, the pixel portion can have higher definition.

【0143】また、図15(C)は、図15(B)の構
造と同様に電流供給線4608をゲート配線4603と
平行に設け、さらに、二つの画素を電流供給線4608
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4608をゲート配線4603のいず
れか一方と重なるように設けることも有効である。この
場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画
素部をさらに高精細化することができる。
In FIG. 15C, a current supply line 4608 is provided in parallel with the gate wiring 4603, and two pixels are connected to the current supply line 4608, 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 4608 so as to overlap with one of the gate wirings 4603. In this case, the number of power supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.

【0144】〔実施例6〕本実施例では、本発明を実施
したEL表示装置の画素構造の例を図16(A)、
(B)に示す。なお、本実施例において、4701はス
イッチング用TFT4702のソース配線、4703は
スイッチング用TFT4702のゲート配線、4704
は電流制御用TFT、4705はコンデンサ(省略する
ことも可能)、4706は電流供給線、4707は電源
制御用TFT、4708は電源制御用ゲート配線、47
09はEL素子とする。電源制御用TFT4707の動
作については特願平11−341272号を参照すると
良い。
[Embodiment 6] In this embodiment, an example of a pixel structure of an EL display device embodying the present invention will be described with reference to FIG.
It is shown in (B). Note that in this embodiment, 4701 is a source wiring of the switching TFT 4702, 4703 is a gate wiring of the switching TFT 4702, and 4704.
Is a current control TFT, 4705 is a capacitor (may be omitted), 4706 is a current supply line, 4707 is a power control TFT, 4708 is a power control gate wiring, 47
09 is an EL element. For the operation of the power supply control TFT 4707, refer to Japanese Patent Application No. 11-341272.

【0145】また、本実施例では電源制御用TFT47
07を電流制御用TFT4704とEL素子4708と
の間に設けているが、電源制御用TFT4707とEL
素子4708との間に電流制御用TFT4704が設け
られた構造としても良い。また、電源制御用TFT47
07は電流制御用TFT4704と同一構造とするか、
同一の活性層で直列させて形成するのが好ましい。
In this embodiment, the power supply control TFT 47 is used.
07 is provided between the current controlling TFT 4704 and the EL element 4708, but the power controlling TFT 4707 and the EL
A current control TFT 4704 may be provided between the element 4708 and the element 4708. Also, the power supply control TFT 47
07 has the same structure as the current control TFT 4704,
It is preferable to form them in series with the same active layer.

【0146】また、図16(A)は、二つの画素間で電
流供給線4706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4706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、電流
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. 16A shows an example in which a current supply line 4706 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 4706. In this case, the number of current supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.

【0147】また、図16(B)は、ゲート配線470
3と平行に電流供給線4710を設け、ソース配線47
01と平行に電源制御用ゲート配線4711を設けた場
合の例である。なお、図16(B)では電流供給線47
10とゲート配線4703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、電流供給線4710とゲート配線47
03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. 16B shows a gate wiring 470.
A current supply line 4710 is provided in parallel with
This is an example in the case where a power supply control gate wiring 4711 is provided in parallel with the line 01. In FIG. 16B, the current supply line 47
Although the structure is such that 10 and the gate wiring 4703 are provided so as not to overlap with each other, the wiring may be provided so as to overlap via an insulating film as long as both are formed in different layers. In this case, the current supply line 4710 and the gate wiring 47
03 can share the occupied area, so that the pixel portion can be further refined.

【0148】〔実施例7〕本実施例では、本発明を実施
したEL表示装置の画素構造の例を図17(A)、
(B)に示す。なお、本実施例において、4801はス
イッチング用TFT4802のソース配線、4803は
スイッチング用TFT4802のゲート配線、4804
は電流制御用TFT、4805はコンデンサ(省略する
ことも可能)、4806は電流供給線、4807は消去
用TFT、4808は消去用ゲート配線、4809はE
L素子とする。消去用TFT4807の動作については
特願平11−338786号を参照すると良い。
[Embodiment 7] In this embodiment, an example of a pixel structure of an EL display device embodying the present invention will be described with reference to FIG.
It is shown in (B). In this embodiment, reference numeral 4801 denotes a source wiring of the switching TFT 4802, 4803 denotes a gate wiring of the switching TFT 4802, and 4804.
Is a current control TFT, 4805 is a capacitor (can be omitted), 4806 is a current supply line, 4807 is an erasing TFT, 4808 is an erasing gate wiring, and 4809 is E
L element. For the operation of the erasing TFT 4807, refer to Japanese Patent Application No. 11-338786.

【0149】消去用TFT4807のドレインは電流制
御用TFT4804のゲートに接続され、電流制御用T
FT4804のゲート電圧を強制的に変化させることが
できるようになっている。なお、消去用TFT4807
はnチャネル型TFTとしてもpチャネル型TFTとし
ても良いが、オフ電流を小さくできるようにスイッチン
グ用TFT4802と同一構造とすることが好ましい。
The drain of the erasing TFT 4807 is connected to the gate of the current controlling TFT 4804,
The gate voltage of the FT4804 can be forcibly changed. The erasing TFT 4807
May be an n-channel TFT or a p-channel TFT, but preferably has the same structure as the switching TFT 4802 so that off-state current can be reduced.

【0150】また、図17(A)は、二つの画素間で電
流供給線4806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4806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、電流
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. 17A shows an example in which a current supply line 4806 is shared between two pixels. That is,
The feature is that two pixels are formed so as to be line-symmetric with respect to the current supply line 4806. In this case, the number of current supply lines can be reduced, so that the pixel portion can have higher definition.

【0151】また、図17(B)は、ゲート配線480
3と平行に電流供給線4810を設け、ソース配線48
01と平行に消去用ゲート配線4811を設けた場合の
例である。なお、図17(B)では電流供給線4810
とゲート配線4803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、電流供給線4810とゲート配線480
3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. 17B shows a case where a gate wiring 480 is formed.
3, a current supply line 4810 is provided in parallel with the source line 48.
This is an example in which an erasing gate wiring 4811 is provided in parallel with the line 01. Note that in FIG. 17B, the current supply line 4810
Although the gate wiring 4803 and the gate wiring 4803 are provided so as not to overlap with each other, they may be provided so as to overlap with each other via an insulating film as long as they are formed in different layers. In this case, the current supply line 4810 and the gate wiring 480
3 can share an occupied area, so that the pixel portion can be further refined.

【0152】〔実施例8〕本発明のEL表示装置は画素
内にいくつのTFTを設けた構造としても良い。例え
ば、四つ乃至六つまたはそれ以上のTFTを設けても構
わない。本発明はEL表示装置の画素構造に限定されず
に実施することが可能である。
Embodiment 8 The EL display device of the present invention may have a structure in which any number of TFTs are provided in a pixel. For example, four to six or more TFTs may be provided. The present invention can be implemented without being limited to the pixel structure of the EL display device.

【0153】〔実施例9〕本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)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気器具全て
に本発明を実施できる。
[Embodiment 9] A CMOS circuit and a pixel portion formed by implementing the present invention can be used for various electro-optical devices (active matrix type liquid crystal display, active matrix type EL display). That is,
The present invention can be applied to all electric appliances in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.

【0154】その様な電気器具としては、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18、図19及び図20に示す。
Such electric appliances 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 FIGS. 18, 19 and 20.

【0155】図18(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。
FIG. 18A 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.

【0156】図18(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。
FIG. 18B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6 and so on.

【0157】図18(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。
FIG. 18C 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.

【0158】図18(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。
FIG. 18D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, and an arm portion 230.
3 and so on.

【0159】図18(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。
FIG. 18E shows a player using a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet.

【0160】図18(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。
FIG. 18F 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.

【0161】図19(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。
FIG. 19A shows a front type projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like.

【0162】図19(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。
FIG. 19B 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.

【0163】なお、図19(C)は、図19(A)及び
図19(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19(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. 19C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 19A and 19B. 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 an optical path indicated by an arrow in FIG. Good.

【0164】また、図19(D)は、図19(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19(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. 19D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. 19C. 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. 19D 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.

【0165】ただし、図19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. 19, 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.

【0166】図20(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。
FIG. 20A shows a mobile phone,
01, audio output unit 2902, audio input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 2906
And so on.

【0167】図20(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。
FIG. 20B 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.

【0168】図20(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. 20C 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).

【0169】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電気器具に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電気器具は実施形態1〜3、実施
例1、2を組み合わせて構成される液晶表示装置で実現
することができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electric appliances in various fields. Further, the electric appliance of this embodiment can be realized by a liquid crystal display device configured by combining Embodiments 1 to 3 and Embodiments 1 and 2.

【0170】[0170]

【発明の効果】本発明にしたがって390〜600nm
の範囲の波長における光に対する非晶質シリコン膜と多
結晶シリコン膜との吸収系数の差を利用すると、従来と
比較して結晶粒径の大きな結晶質半導体膜を簡便な方法
で得ることができる。さらに、この結晶粒径の大きな結
晶質半導体膜を用いて半導体装置を作製することで、半
導体装置の性能を大幅に向上させることができる。
According to the present invention, 390-600 nm
Utilizing the difference in the number of absorption systems between the amorphous silicon film and the polycrystalline silicon film with respect to light in the wavelength range, a crystalline semiconductor film having a larger crystal grain size than conventional ones can be obtained by a simple method. . Further, by manufacturing a semiconductor device using the crystalline semiconductor film having a large crystal grain size, performance of the semiconductor device can be significantly improved.

【0171】例えば、非晶質シリコン領域と多結晶シリ
コン領域とが隣接して存在するシリコン膜に390〜6
00nmの範囲の波長における光(代表的にはNd:Y
AGレーザの第2高調波の光)を照射することによっ
て、非晶質シリコン領域が完全溶融し、かつ多結晶シリ
コン領域は不完全溶融となり、この不完全溶融状態領域
が核となって結晶成長が始まり、位置制御した大粒径の
半導体膜を形成することができる。
For example, a silicon film having an amorphous silicon region and a polycrystalline silicon region adjacent to each other has a thickness of 390-6 nm.
Light at a wavelength in the range of 00 nm (typically Nd: Y
By irradiating the second harmonic light of the AG laser, the amorphous silicon region is completely melted, and the polycrystalline silicon region is incompletely melted. Starts, and a semiconductor film having a large grain size whose position is controlled can be formed.

【0172】SLS法など精密な位置制御が必要な方法
と比較して、本方法は簡便な方法で位置制御して大粒径
の結晶質半導体膜を得ることができる。さらに、本発明
により得られた半導体膜をTFTに適用することで、良
好なTFTを得ることができる。
Compared with a method requiring precise position control such as the SLS method, the present method can obtain a crystalline semiconductor film having a large grain size by performing position control by a simple method. Furthermore, a favorable TFT can be obtained by applying the semiconductor film obtained by the present invention to a TFT.

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

【図1】 本発明の実施形態を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図4】 レーザのエネルギー領域および非晶質シリ
コンと多結晶シリコンのレーザ吸収係数を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a laser energy region and laser absorption coefficients of amorphous silicon and polycrystalline silicon.

【図5】 本発明を利用してTFTを作製する工程を
示す図。
FIG. 5 is a view showing a step of manufacturing a TFT using the present invention.

【図6】 本発明を利用してTFTを作製する工程を
示す図。
FIG. 6 is a view showing a step of manufacturing a TFT using the present invention.

【図7】 本発明を利用してTFTを作製する工程を
示す図。
FIG. 7 is a view showing a step of manufacturing a TFT using the present invention.

【図8】 本発明を利用してTFTを作製する工程を
示す図。
FIG. 8 is a view showing a step of manufacturing a TFT by utilizing the present invention.

【図9】 本発明を利用してTFTを作製する工程を
示す図。
FIG. 9 is a view showing a step of manufacturing a TFT using the present invention.

【図10】 本発明を利用してTFTを作製する工程を
示す図。
FIG. 10 is a view showing a step of manufacturing a TFT using the present invention.

【図11】 EL表示装置の構造を示す図。FIG. 11 illustrates a structure of an EL display device.

【図12】 EL表示装置の構造を示す図。FIG. 12 illustrates a structure of an EL display device.

【図13】 EL表示装置の構造を示す図。FIG. 13 illustrates a structure of an EL display device.

【図14】 EL表示装置の構造を示す図。FIG. 14 illustrates a structure of an EL display device.

【図15】 EL表示装置の回路を示す図。FIG. 15 illustrates a circuit of an EL display device.

【図16】 EL表示装置の回路を示す図。FIG. 16 illustrates a circuit of an EL display device.

【図17】 EL表示装置の回路を示す図。FIG. 17 illustrates a circuit of an EL display device.

【図18】 電気器具の具体例を示す図。FIG. 18 illustrates a specific example of an electric appliance.

【図19】 電気器具の具体例を示す図。FIG. 19 illustrates a specific example of an electric appliance.

【図20】 電気器具の具体例を示す図。FIG. 20 illustrates a specific example of an electric appliance.

【図21】 本発明を利用して作製されたTFTの断面
を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing a cross section of a TFT manufactured by using the present invention.

【図22】 非晶質シリコンと多結晶シリコンの膜厚方
向に対する発熱量を示す図。
FIG. 22 is a graph showing heat values of amorphous silicon and polycrystalline silicon in the thickness direction.

【図23】 シリコン層と石英ガラス基板との界面の温
度履歴を示す図。
FIG. 23 is a diagram showing a temperature history at an interface between a silicon layer and a quartz glass substrate.

【図24】 本発明の実施形態を示す図。FIG. 24 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図25】 本発明の実施形態を示す図。FIG. 25 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/786 H01L 29/78 627G 5F110 H01S 3/00 Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 JA46 JB58 KA04 MA30 NA27 5C094 AA07 AA22 AA25 AA43 BA03 BA27 BA43 CA19 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EA05 EA10 EB02 FA01 FA02 FB02 FB12 FB14 FB15 GB10 JA11 5F048 AB10 AC04 BA16 BB09 BC06 BG07 5F052 AA02 AA11 AA17 BA12 BB02 BB07 CA04 DA02 DA03 DB03 DB07 EA01 FA02 FA06 FA19 JA01 5F072 AB02 JJ12 YY06 5F110 AA30 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF04 FF28 FF30 FF36 GG01 GG02 GG13 GG25 GG43 GG45 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL04 HL06 HL07 HL12 HL23 HM15 NN03 NN04 NN22 NN27 NN72 NN73 PP03 PP04 PP05 PP07 PP23 PP33 PP34 QQ04 QQ09 QQ11 QQ24 QQ25 QQ28 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/786 H01L 29/78 627G 5F110 H01S 3/00 F-term (Reference) 2H092 GA59 JA25 JA46 JB58 KA04 MA30 NA27 5C094 AA07 AA22 AA25 AA43 BA03 BA27 BA43 CA19 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EA05 EA10 EB02 FA01 FA02 FB02 FB12 FB14 FB15 GB10 JA11 5F048 AB10 AC04 BA16 BB09 BC06 BG07 5F052 AA02 AA02 DB03 FA03 AB02 JJ12 YY06 5F110 AA30 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF04 FF28 FF30 FF36 NN01 NN02 NN13 NN03 NN PP03 PP04 PP05 PP07 PP23 PP33 PP34 QQ04 QQ09 QQ11 QQ24 QQ25 QQ28

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁体上に非晶質半導体膜を形成する工程
と、 前記非晶質半導体膜上に絶縁膜からなるマスクを形成
し、前記マスクの開口部から露出した非晶質半導体膜の
領域に結晶化を助長する元素を添加する工程と、 前記添加工程の後、加熱処理を行い選択的に多結晶半導
体領域を形成する工程と、 波長が390〜600nmの範囲のレーザ光を照射して
結晶質半導体膜を形成する工程を含むことを特徴とする
半導体装置作製方法。
A step of forming an amorphous semiconductor film on the insulator; forming a mask made of the insulating film on the amorphous semiconductor film; and exposing the amorphous semiconductor film from an opening of the mask. A step of adding an element that promotes crystallization to the region, a step of performing a heat treatment after the addition step to selectively form a polycrystalline semiconductor region, and irradiating a laser beam having a wavelength in the range of 390 to 600 nm. Forming a crystalline semiconductor film by performing the method.
【請求項2】請求項1において、前記レーザ光は、N
d:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)の光で
あることを特徴とする半導体装置作製方法。
2. The method according to claim 1, wherein the laser light is N
d: A method for manufacturing a semiconductor device, which is light of a second harmonic (wavelength: 532 nm) of a YAG laser.
【請求項3】請求項1において、前記結晶化を助長する
元素はニッケル(Ni)、ゲルマニウム(Ge)、鉄
(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(P
b)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)も
しくは金(Au)であることを特徴とする半導体装置作
製方法。
3. The element according to claim 1, wherein the elements that promote crystallization are nickel (Ni), germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), and lead (P).
b) Cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu) or gold (Au).
【請求項4】請求項1において、前記マスクの開口部は
1μm以上10μm以下であることを特徴とする半導体
装置作製方法。
4. The method according to claim 1, wherein the opening of the mask is 1 μm or more and 10 μm or less.
【請求項5】絶縁体上に非晶質半導体膜を形成する工程
と、 前記非晶質半導体膜の選択された領域に第1のレーザ光
を照射して選択的に多結晶半導体領域を形成する工程
と、 第2のレーザ光を照射して結晶質半導体膜を形成する工
程を含むことを特徴とする半導体装置作製方法。
5. A step of forming an amorphous semiconductor film on an insulator, and irradiating a selected region of the amorphous semiconductor film with a first laser beam to selectively form a polycrystalline semiconductor region. And a step of irradiating a second laser beam to form a crystalline semiconductor film.
【請求項6】請求項5において、前記第1のレーザ光
は、エキシマレーザの光であり、前記第2のレーザ光は
Nd:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)の光
であることを特徴とする半導体装置作製方法。
6. The method according to claim 5, wherein the first laser light is light of an excimer laser, and the second laser light is light of a second harmonic (wavelength: 532 nm) of an Nd: YAG laser. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項7】請求項5において、前記第1のレーザ光お
よび前記第2のレーザ光は、Nd:YAGレーザの第2
高調波(波長532nm)の光であることを特徴とする半
導体装置作製方法。
7. The method according to claim 5, wherein the first laser light and the second laser light are the second laser light of a Nd: YAG laser.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising light of a harmonic (wavelength: 532 nm).
【請求項8】請求項5において、前記第1のレーザ光お
よび前記第2のレーザ光は基板の表面、裏面または両面
から照射することを特徴とする半導体装置作製方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the first laser light and the second laser light are irradiated from a front surface, a back surface, or both surfaces of the substrate.
【請求項9】絶縁体上に多結晶半導体膜を形成する工程
と、 前記多結晶半導体膜上に絶縁膜からなるマスクを形成
し、前記マスクの開口部から露出した領域にシリコン
(Si)、ゲルマニウム(Ge)、アルゴン(Ar)、
酸素(O)もしくは水素(H)から選ばれたいずれかの
元素を添加して選択的に非晶質半導体領域を形成する工
程と、 レーザ光を照射して結晶質半導体膜を形成する工程を含
むことを特徴とする半導体装置作製方法。
9. A step of forming a polycrystalline semiconductor film on an insulator, forming a mask made of an insulating film on the polycrystalline semiconductor film, and forming silicon (Si) in a region exposed from an opening of the mask. Germanium (Ge), argon (Ar),
A step of selectively forming an amorphous semiconductor region by adding any element selected from oxygen (O) or hydrogen (H), and a step of forming a crystalline semiconductor film by irradiating a laser beam. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項10】請求項9において、前記レーザ光はN
d:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)の光で
あることを特徴とする半導体装置作製方法。
10. The method according to claim 9, wherein the laser light is N
d: A method for manufacturing a semiconductor device, which is light of a second harmonic (wavelength: 532 nm) of a YAG laser.
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