JP2002083812A - Wiring material and semiconductor device with the wiring material and its manufacturing device - Google Patents

Wiring material and semiconductor device with the wiring material and its manufacturing device

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JP2002083812A
JP2002083812A JP2000194104A JP2000194104A JP2002083812A JP 2002083812 A JP2002083812 A JP 2002083812A JP 2000194104 A JP2000194104 A JP 2000194104A JP 2000194104 A JP2000194104 A JP 2000194104A JP 2002083812 A JP2002083812 A JP 2002083812A
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Keiji Sato
恵司 佐藤
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable electrooptical device and its manufacturing method using a material having sufficiently low electric resistivity and high heat resistance as the wiring or electrode of each circuit of the electrooptical device represented by an AM-LCD. SOLUTION: A target with a high degree of purity is used, a unitary argon gas (Ar) is used as a sputter gas, the temperature of a substrate is set to 300 deg.C or less, sputter power is set to 1 to 9 kW, and the pressure of the sputter gas is set to 1.0 to 3.0 Pa, thus setting the stress of a film to -1×1010 to 1×1010 dyn/cm2. Using a conductive film where sodium contained in the film is set to 0.03 ppm or less (preferably, 0.01 ppm or less) and at the same time an electric resistance rate is set to 40 μΩcm or less as the gate wiring material of TFT and other wiring materials, the operation performance and reliability of the semiconductor device with TFT can be improved greatly.

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】本願発明は半導体装置の配線
材料に関するものである。特に、薄膜トランジスタ(以
下、TFTという)で構成された回路を有する半導体装
置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネ
ルに代表される電気光学装置およびその様な電気光学装
置を部品として搭載した電子機器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring material for a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a semiconductor device having a circuit including a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) and a manufacturing method thereof. For example, the present invention relates to an electro-optical device typified by a liquid crystal display panel and an electronic device equipped with such an electro-optical device as a component.

【0002】なお、本明細書中において半導体装置と
は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て
半導体装置である。
[0002] In this specification, a semiconductor device generally refers to a device that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、絶縁表面を有する基板上に形成さ
れた半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いて薄膜
トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されてい
る。薄膜トランジスタはICや電気光学装置のような電
子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッ
チング素子として開発が急がれている。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique of forming a thin film transistor (TFT) using a semiconductor thin film (having a thickness of several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface has attracted attention. Thin film transistors are widely applied to electronic devices such as ICs and electro-optical devices, and are particularly rapidly developed as switching elements for image display devices.

【0004】従来、上記TFTの配線材料としては、ス
パッタ法を用いた抵抗率の低いアルミニウム膜が多用さ
れている。しかしながら、アルミニウムを配線材料とし
て用いてTFTを作製した場合、熱処理によってヒロッ
クやウィスカー等の突起物の形成や、アルミニウム原子
のチャネル形成領域への拡散により、TFTの動作不良
やTFT特性の低下を引き起こしていた。
Conventionally, as a wiring material of the TFT, an aluminum film having a low resistivity using a sputtering method is often used. However, when a TFT is manufactured using aluminum as a wiring material, heat treatment may cause protrusions such as hillocks and whiskers, and diffusion of aluminum atoms into a channel formation region, resulting in malfunction of the TFT and deterioration of TFT characteristics. I was

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記に示したようにア
ルミニウムは、耐熱性が低いためTFTの作製プロセス
において好ましい配線材料ではない。
As described above, aluminum is not a preferable wiring material in a TFT manufacturing process because of its low heat resistance.

【0006】このため、アルミニウム以外の配線材料と
して、例えばタンタル(Ta)やチタン(Ti)等を主
成分に含む材料を使用する試みがなされている。タンタ
ルやチタンはアルミニウムに比べれば耐熱性が高い一
方、電気抵抗率が高いという問題が生じる。また、タン
タルは500℃程度の熱処理を施すと、熱処理前のもの
と比べて電気抵抗率が数倍に増大するため問題となって
いた。
For this reason, attempts have been made to use a material containing tantalum (Ta), titanium (Ti), or the like as a main component as a wiring material other than aluminum. Tantalum and titanium have higher heat resistance than aluminum, but have a problem of high electrical resistivity. Further, when heat treatment of tantalum is performed at about 500 ° C., the electric resistivity increases several times as compared with that before heat treatment, which has been a problem.

【0007】また、基板上に形成された膜が大きな応力
を持つ場合、基板の反りや、膜自体の剥離が生じるた
め、スパッタ法により形成された膜は、膜応力の制御を
行って、できるだけ低い応力を持つ膜を形成することが
望まれている。膜応力の制御を行う一つの手段として、
アルゴン(Ar)やクリプトン(Kr)やキセノン(X
e)の混合ガスをスパッタガスとして用いることが提案
されている。しかしながら、クリプトン(Kr)やキセ
ノン(Xe)は高価なものであるため、混合ガスを用い
ることは、大量生産する場合において不適であった。
If the film formed on the substrate has a large stress, the substrate may be warped or the film itself may be peeled off. It is desired to form a film having a low stress. As one means to control film stress,
Argon (Ar), krypton (Kr), xenon (X
It has been proposed to use the mixed gas of e) as a sputtering gas. However, since krypton (Kr) and xenon (Xe) are expensive, using a mixed gas is not suitable for mass production.

【0008】本願発明は、上記問題点を鑑みてなされた
ものであり、AM−LCDに代表される電気光学装置の
各回路の配線または電極として、電気抵抗率が十分に低
く、且つ耐熱性が十分に高い材料を用い、高い信頼性を
有する電気光学装置およびその作製方法を提供すること
を課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has a sufficiently low electric resistivity and low heat resistance as wirings or electrodes of each circuit of an electro-optical device represented by AM-LCD. It is an object to provide an electro-optical device having high reliability using a sufficiently high material and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、タングステンまたはタングステン化合物を主
成分とする配線材料であって、前記配線材料中の不活性
元素にアルゴンを90%以上含み、且つ、前記配線材料
中におけるナトリウムの含有量は0.3ppm以下であ
ることを特徴とする配線材料である。
According to the invention disclosed in this specification, a wiring material containing tungsten or a tungsten compound as a main component contains 90% or more of argon as an inert element in the wiring material. In addition, the wiring material has a sodium content of 0.3 ppm or less.

【0010】上記構成において、前記タングステン化合
物は、Ta、Ti、Mo、Cr、Nb、Siから選ばれ
た一種の元素、または複数種の元素とタングステンとの
化合物である。
In the above structure, the tungsten compound is one kind of element selected from Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, and Si, or a compound of plural kinds of elements and tungsten.

【0011】また、上記構成において、前記配線材料の
電気抵抗率が40μΩ・cm以下、好ましくは20μΩ
・cm以下であることを特徴としている。
In the above structure, the wiring material has an electrical resistivity of 40 μΩ · cm or less, preferably 20 μΩ · cm.
・ It is characterized by being less than cm.

【0012】また、他の発明の構成は、W、Ta、T
i、Mo、Cr、Nb、Siから選ばれた一種の元素、
または複数種の元素を含む金属膜、前記元素を主成分と
する金属化合物膜、前記元素を組み合わせた合金膜、も
しくは前記金属膜、金属化合物膜または合金膜から選ば
れた薄膜を積層した積層膜からなる配線を備え、前記配
線は前記配線中の不活性元素にアルゴンを90%以上含
み、、且つ、前記配線中におけるナトリウムの含有量は
0.3ppm以下であることを特徴とする半導体装置で
ある。
[0012] Further, another invention has a configuration of W, Ta, T
a kind of element selected from i, Mo, Cr, Nb, and Si;
Alternatively, a metal film containing a plurality of types of elements, a metal compound film containing the above elements as a main component, an alloy film combining the above elements, or a stacked film obtained by stacking thin films selected from the above metal films, metal compound films, and alloy films Wherein the wiring contains 90% or more of argon as an inert element in the wiring, and the content of sodium in the wiring is 0.3 ppm or less. is there.

【0013】また、他の発明の構成は、タングステンま
たはタングステン化合物を主成分とする膜を含む配線を
備えた半導体装置であって、前記配線は前記配線中の不
活性元素にアルゴンを90%以上含み、且つ、前記配線
におけるナトリウムの含有量は0.3ppm以下である
ことを特徴とする半導体装置である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a wiring including a film containing tungsten or a tungsten compound as a main component, wherein the wiring contains 90% or more of argon as an inert element in the wiring. And the content of sodium in the wiring is 0.3 ppm or less.

【0014】また、他の発明の構成は、タングステンま
たはタングステン化合物を主成分とする膜と、タングス
テンの窒化物膜とを含む積層構造を有する配線を備えた
半導体装置であって、前記配線は前記配線中の不活性元
素にアルゴンを90%以上含み、且つ、前記配線におけ
るナトリウムの含有量は0.3ppm以下であることを
特徴とする半導体装置である。
According to another aspect of the invention, there is provided a semiconductor device including a wiring having a stacked structure including a film containing tungsten or a tungsten compound as a main component and a tungsten nitride film, wherein the wiring is A semiconductor device characterized by including 90% or more of argon as an inert element in a wiring and having a sodium content of 0.3 ppm or less in the wiring.

【0015】また、他の発明の構成は、導電型を付与す
る不純物元素が添加されたシリコン膜と、タングステン
またはタングステン化合物を主成分とする膜と、タング
ステンの窒化物膜とを含む積層構造を有する配線を備え
た半導体装置であって、前記配線は前記配線中の不活性
元素にアルゴンを90%以上含み、、且つ、前記配線に
おけるナトリウムの含有量は0.3ppm以下であるこ
とを特徴とする半導体装置である。
In another aspect of the invention, a laminated structure including a silicon film to which an impurity element imparting a conductivity type is added, a film containing tungsten or a tungsten compound as a main component, and a tungsten nitride film is provided. A semiconductor device provided with a wiring, wherein the wiring contains 90% or more of argon as an inert element in the wiring, and the content of sodium in the wiring is 0.3 ppm or less. Semiconductor device.

【0016】上記各構成において、前記配線は、アルゴ
ンをスパッタガスとして用いたスパッタ法により形成さ
れたことを特徴としている。
In each of the above structures, the wiring is formed by a sputtering method using argon as a sputtering gas.

【0017】上記各構成において、前記配線中に含まれ
るアルゴン以外の不活性元素(XeまたはKr)は、1
atoms%以下、好ましくは0.1atoms%以下
であることを特徴としている。
In each of the above structures, the inert element (Xe or Kr) other than argon contained in the wiring is 1
It is characterized by being at most atoms%, preferably at most 0.1 atoms%.

【0018】また、上記各構成のいずれか一において、
前記タングステンまたはタングステン化合物を主成分と
する膜の内部応力は、−2×1010dyn/cm2〜2
×101 0dyn/cm2、好ましくは−1×1010dy
n/cm2〜1×1010dyn/cm2であることを特徴
としている。
In any one of the above structures,
The internal stress of the film containing tungsten or a tungsten compound as a main component is −2 × 10 10 dyn / cm 2 to 2 × 10 10 dyn / cm 2.
× 10 1 0 dyn / cm 2 , preferably -1 × 10 10 dy
It is characterized by n / cm 2 to 1 × 10 10 dyn / cm 2 .

【0019】また、上記各構成のいずれか一において、
前記配線の線幅は5μm以下であることを特徴としてい
る。
Further, in any one of the above configurations,
The line width of the wiring is 5 μm or less.

【0020】また、上記各構成のいずれか一において、
前記配線の膜厚は0.1μm以上、0.7μm以下であ
ることを特徴としている。
Further, in any one of the above structures,
The thickness of the wiring is 0.1 μm or more and 0.7 μm or less.

【0021】また、上記各構成のいずれか一において、
前記配線をTFTのゲート配線として用いたことを特徴
としている。
Further, in any one of the above structures,
It is characterized in that the wiring is used as a gate wiring of a TFT.

【0022】また、上記各構造を実現するための発明の
構成は、絶縁表面上に配線を少なくとも含む半導体装置
の作製方法において、前記配線は、スパッタ法によりタ
ングステン膜を形成する工程と、前記タングステン膜を
パターニングする工程とによって形成することを特徴と
する半導体装置の作製方法である。
According to another aspect of the invention for realizing each of the above structures, in a method for manufacturing a semiconductor device including at least wiring on an insulating surface, the wiring is formed by a step of forming a tungsten film by a sputtering method; Forming a film by patterning a film.

【0023】上記構成において、前記スパッタ法は、純
度が4N以上のタングステンターゲットを用いることを
特徴としている。
In the above structure, the sputtering method is characterized in that a tungsten target having a purity of 4N or more is used.

【0024】上記構成において、前記スパッタ法は、純
度が4N以上のタングステン合金ターゲットを用いるこ
とを特徴としている。
In the above structure, the sputtering method is characterized by using a tungsten alloy target having a purity of 4N or more.

【0025】上記構成において、前記スパッタ法は、ア
ルゴンのみをスパッタガスとしたスパッタ法であること
を特徴としている。
The above structure is characterized in that the sputtering method is a sputtering method using only argon as a sputtering gas.

【0026】また、上記各構成において、膜の応力は基
板温度とガス圧とスパッタ電力とを適宜調節することに
よって、−2×1010dyn/cm2〜2×1010dy
n/cm2、好ましくは−1×1010dyn/cm2〜1
×1010dyn/cm2の範囲内で所望の値を得ること
が可能である。
In each of the above-mentioned structures, the stress of the film is adjusted to −2 × 10 10 dyn / cm 2 to 2 × 10 10 dy by appropriately adjusting the substrate temperature, the gas pressure, and the sputtering power.
n / cm 2 , preferably −1 × 10 10 dyn / cm 2 to 1
It is possible to obtain a desired value within the range of × 10 10 dyn / cm 2 .

【0027】また、前記スパッタ法における基板温度は
300℃以下とすることを特徴としている。また、前記
スパッタ法におけるガス圧は、0.1Pa〜3.0P
a、好ましくは1.0Pa〜2.0Paとすることを特
徴としている。
Further, the substrate temperature in the sputtering method is set to 300 ° C. or less. The gas pressure in the sputtering method is 0.1 Pa to 3.0 P.
a, preferably 1.0 Pa to 2.0 Pa.

【0028】また、前記スパッタ法におけるスパッタ電
力は、300W〜15KW、好ましくは1KW〜9KW
(φ305mmの大きさのターゲット)とすることを特
徴としている。即ち、単位面積当りのスパッタ電力に換
算すると、0.41W/cm 2〜20.53W/cm2
好ましくは1.37W/cm2〜12.32W/cm2
ある。
Further, the sputtering power in the sputtering method is used.
Power is 300W ~ 15KW, preferably 1KW ~ 9KW
(Target with a size of φ305 mm)
It is a sign. That is, it is converted to the sputtering power per unit area.
When calculated, 0.41 W / cm Two~ 20.53W / cmTwo,
Preferably 1.37 W / cmTwo~ 12.32W / cmTwoso
is there.

【0029】なお、本明細書中において「内部応力」は図
28に示すように、基板52に対して薄膜51が収縮し
ようとするときには、基板52はそれを妨げる方向に引
っ張られ薄膜51を内側にして変形し、これを引張応力
と呼び、「+」方向の応力として表している。一方、薄膜
51が伸張しようとするときには、基板52は押し縮め
られ薄膜51を外側にして変形するので、これを圧縮応
力と呼び、「−」方向の応力として表している。
As shown in FIG. 28, when the thin film 51 is about to contract with respect to the substrate 52, the substrate 52 is pulled in such a direction as to impede the contraction, as shown in FIG. , And this is called tensile stress, which is expressed as stress in the “+” direction. On the other hand, when the thin film 51 is about to be stretched, the substrate 52 is compressed and deformed with the thin film 51 facing outward. This is called a compressive stress and is expressed as a stress in the “−” direction.

【0030】なお、本明細書中において「電極」とは、
「配線」の一部であり、他の配線との電気的接続を行う
箇所、または半導体層と交差する箇所を指す。従って、
説明の便宜上、「配線」と「電極」とを使い分けるが、
「電極」という文言に「配線」は常に含められているも
のとする。
[0030] In this specification, the term "electrode" refers to
It is a part of the “wiring” and refers to a portion where electrical connection with another wiring or a portion intersecting with a semiconductor layer is made. Therefore,
For convenience of explanation, we use "wiring" and "electrode" properly,
It is assumed that the term “electrode” always includes “wiring”.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】本願発明の実施形態について、以
下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0032】上述の課題を解決するために、本発明は、
高純度な高融点金属からなるターゲットを用い、スパッ
タ法によって得られる高融点金属膜を配線材料として提
供する。代表的にはタングステン(W)を高融点金属と
して用いることを本発明の特徴の一つとしている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides:
A high-melting-point metal film obtained by a sputtering method using a high-purity high-melting-point metal target is provided as a wiring material. Typically, one of the features of the present invention is to use tungsten (W) as a high melting point metal.

【0033】ターゲットとしては純度の高い4N(9
9.99%)以上、好ましくは6N(99.9999
%)以上のタングステンターゲットを用い、スパッタガ
スとしてはアルゴン(Ar)の単体ガスを用いる。
As a target, 4N (9
9.99%) or more, preferably 6N (99.9999).
%) Or more, and a single gas of argon (Ar) is used as a sputtering gas.

【0034】また、本発明は、基板温度、スパッタガス
の圧力(ガス圧)を調節することによって応力制御を行
うことを特徴の一つとしている。基板温度を300℃以
下とし、スパッタガスの圧力を1.0Pa〜3.0P
a、好ましくは1.0Pa〜2.0Paとすることによ
り膜の応力を、−5×1010〜5×1010dyn/cm
2、好ましくは−2×1010dyn/cm2〜2×1010
dyn/cm2、さらに好ましくは−1×1010dyn
/cm2〜1×1010dyn/cm2とすることができ
る。
Further, according to the present invention, the substrate temperature, the sputtering gas
Stress control by adjusting the pressure (gas pressure)
Is one of the features. Substrate temperature below 300 ° C
And the pressure of the sputtering gas is set to 1.0 Pa to 3.0 P
a, preferably 1.0 Pa to 2.0 Pa
The stress of the film is -5 × 10Ten~ 5 × 10Tendyn / cm
Two, Preferably -2 × 10Tendyn / cmTwo~ 2 × 10Ten
dyn / cmTwo, More preferably -1 × 10Tendyn
/ CmTwo~ 1 × 10Tendyn / cmTwoAnd can
You.

【0035】また、本発明は、基板温度、スパッタガス
の圧力(ガス圧)、またはスパッタ電力を調節すること
によって応力制御を行うことを特徴の一つとしている。
Further, the present invention is characterized in that stress control is performed by adjusting a substrate temperature, a pressure of a sputtering gas (gas pressure), or a sputtering power.

【0036】また、従来では、スパッタ電力を大きくす
ると膜応力が増大していた。しかし、上記本願発明を利
用することによって、膜応力の増大を抑制できるため、
大きめのスパッタ電力を投入することができ、スパッタ
レートを向上させることができる。
Further, conventionally, when the sputtering power is increased, the film stress increases. However, by utilizing the present invention, an increase in film stress can be suppressed,
Larger sputtering power can be applied, and the sputtering rate can be improved.

【0037】上記スパッタ方法によって得られる本願の
タングステン膜のナトリウム(Na)濃度及びカリウム
(K)濃度をGDMS分析法によって分析した。その分
析結果を表1及び図25に示す。
The sodium (Na) concentration and potassium (K) concentration of the tungsten film of the present invention obtained by the sputtering method were analyzed by GDMS analysis. The analysis results are shown in Table 1 and FIG.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】なお、本明細書中のGDMS分析法とは、
グロー放電質量分析法(Glow Discharge Mass Spectro
metry)の略であり、グロー放電により試料をスパッ
タ、イオン化して取り出す固体質量分析法である。GD
MS分析法は、安定したイオン源が得られることによ
り、微量分析法として広く活用されている分析方法であ
る。
The GDMS analysis method in the present specification is defined as
Glow Discharge Mass Spectro
This is a solid-state mass spectrometry method in which a sample is sputtered and ionized by glow discharge and taken out. GD
The MS analysis method is an analysis method widely used as a trace analysis method because a stable ion source is obtained.

【0040】表1及び図25に示したように、タングス
テン膜のナトリウム(Na)濃度を0.3ppm以下、
好ましくは0.1ppm以下とすることができ、ゲート
配線として用いてもTFT特性に影響を与えない範囲内
に抑えることができた。仮に、ゲート電極中にナトリウ
ム(Na)濃度が多く含まれていた場合は、TFT特性
に悪影響を与えてしまう。
As shown in Table 1 and FIG. 25, the sodium (Na) concentration of the tungsten film was 0.3 ppm or less,
Preferably, it can be set to 0.1 ppm or less, and it can be suppressed to a range that does not affect the TFT characteristics even when used as a gate wiring. If a large amount of sodium (Na) is contained in the gate electrode, the TFT characteristics are adversely affected.

【0041】また、半導体装置の配線を、タングステン
膜と、窒化されたタングステン膜との積層構造としても
よい。例えば、絶縁表面上に窒化タングステン(WNx
(但し、0<x<1))を成膜後、タングステン(W)
を積層する。また、密着性を向上させるために導電性を
有する珪素膜(例えばリンドープシリコン膜、ボロンド
ープシリコン膜等)を窒化タングステン(WNx)の下
層に設ける構成としてもよい。なお、この配線の線幅は
5μm以下、膜厚は0.1〜0.7μmで形成すること
ができる。
The wiring of the semiconductor device may have a laminated structure of a tungsten film and a nitrided tungsten film. For example, tungsten nitride (WNx
(However, 0 <x <1)) and then tungsten (W)
Are laminated. Further, a structure in which a silicon film having conductivity (for example, a phosphorus-doped silicon film, a boron-doped silicon film, or the like) is provided under tungsten nitride (WNx) to improve adhesion may be employed. The wiring can be formed with a line width of 5 μm or less and a film thickness of 0.1 to 0.7 μm.

【0042】図26(a)に本発明のタングステン膜の
応力値、図26(b)に熱処理(500℃、4時間)後
の応力値、図26(c)に熱処理(800℃、4時間)
後の応力値を示した。タングステン膜の成膜条件は、ア
ルゴンガスの流量を100sccmとし、スパッタ電力
を6kWとした。ただし、図26(b)及び図26
(c)においては、熱処理する際、200nmの酸化窒
化珪素膜SiOxNy(但し、0<x、y<1)で覆って
いる。
FIG. 26 (a) shows the stress value of the tungsten film of the present invention, FIG. 26 (b) shows the stress value after heat treatment (500 ° C., 4 hours), and FIG. )
Later stress values are shown. The tungsten film was formed under the conditions of an argon gas flow rate of 100 sccm and a sputtering power of 6 kW. However, FIG. 26 (b) and FIG.
In (c), at the time of the heat treatment, the silicon oxynitride film SiOxNy (0 <x, y <1) is covered with 200 nm.

【0043】本発明のタングステン膜は、熱処理の温度
を上げるにつれて、最初は引張応力を有する膜であった
ものが、熱処理を加えると、さらに引張応力が増加する
傾向を有しているため、膜応力の制御を行いやすい。
The tungsten film of the present invention, which initially had a tensile stress as the temperature of the heat treatment was raised, tends to further increase the tensile stress when the heat treatment is applied. Easy to control stress.

【0044】なお、本発明のタングステン膜は、成膜時
の基板温度、圧力、スパッタ電力で応力を制御できる。
タングステン膜の応力は、タングステン膜を覆って成膜
する酸化窒化珪素膜の有無によってアニール後に変化す
る様子が異なる。すなわち酸化窒化珪素膜で覆われてい
る場合、応力はアニール後引っ張り方向に変化し、覆わ
れていない場合には圧縮方向に変化する。タングステン
膜を覆って酸化窒化珪素膜を成膜する場合には、弱い圧
縮応力に、酸化窒化珪素膜を成膜しない場合には弱い引
張応力になるようタングステン膜の成膜条件を合わせ込
んでおけばアニール後の応力を小さくすることが可能で
ある。
The stress of the tungsten film of the present invention can be controlled by the substrate temperature, the pressure and the sputtering power at the time of film formation.
The manner in which the stress of the tungsten film changes after annealing depends on whether or not a silicon oxynitride film is formed to cover the tungsten film. That is, when covered with the silicon oxynitride film, the stress changes in the tensile direction after annealing, and when not covered, changes in the compression direction. When forming the silicon oxynitride film over the tungsten film, adjust the film formation conditions of the tungsten film to have a weak compressive stress and a weak tensile stress when not forming the silicon oxynitride film. For example, it is possible to reduce the stress after annealing.

【0045】また、図30は、スパッタ電力と応力との
関係を示したグラフである。図30にタングステン膜
(膜厚400nm)の熱処理前の応力と、熱処理(55
0℃、4時間)後の応力をそれぞれ示した。このよう
に、スパッタ電力を調節することによって応力を自由に
調節することができる。また、図31に示すように、ス
パッタ電力を変化させると、抵抗率も変化する。図31
にタングステン膜の熱処理前の抵抗率と、熱処理(55
0℃、4時間)後の抵抗率をそれぞれ示した。ただし、
図30及び図31に示したスパッタ電力はφ305mm
の大きさのターゲットを用いたデータである。従って、
単位面積当りのスパッタ電力に換算できることは言うま
でもない。
FIG. 30 is a graph showing the relationship between sputtering power and stress. FIG. 30 shows the stress before the heat treatment of the tungsten film (thickness: 400 nm) and the heat treatment (55
(0 ° C., 4 hours). Thus, the stress can be freely adjusted by adjusting the sputtering power. As shown in FIG. 31, when the sputtering power is changed, the resistivity also changes. FIG.
The resistivity of the tungsten film before heat treatment and the heat treatment (55
(0 ° C., 4 hours). However,
The sputtering power shown in FIGS. 30 and 31 is φ305 mm
This is data using a target of size. Therefore,
Needless to say, it can be converted into sputtering power per unit area.

【0046】また、一般的な高融点金属の比較例とし
て、図26(a)にタンタルと窒化タンタルの積層膜の
応力値、図26(b)に熱処理(500℃、4時間)後
の応力値、図26(c)に熱処理(800℃、4時間)
後の応力値を示している。同様に図26(b)及び図2
6(c)においては、熱処理する際、200nmの酸化
窒化珪素膜SiOxNy(但し、0<x、y<1)で覆っ
ている。
As a comparative example of a general high melting point metal, FIG. 26A shows the stress value of a laminated film of tantalum and tantalum nitride, and FIG. 26B shows the stress after heat treatment (500 ° C., 4 hours). Value, heat treatment shown in FIG. 26 (c) (800 ° C., 4 hours)
Later stress values are shown. Similarly, FIG. 26 (b) and FIG.
In FIG. 6C, the silicon oxynitride film SiOxNy of 200 nm (where 0 <x, y <1) is covered when the heat treatment is performed.

【0047】図26(a)〜図26(c)に示すよう
に、タンタルと窒化タンタルの積層膜は、熱処理の温度
を上げるにつれて、最初は引張応力を有する膜であった
ものが、熱処理を加えると、圧縮応力を有する膜へと移
行する傾向があるため、膜応力の制御が困難である。
As shown in FIGS. 26A to 26C, the laminated film of tantalum and tantalum nitride initially had a tensile stress as the heat treatment temperature was increased. When added, the film tends to shift to a film having a compressive stress, so that it is difficult to control the film stress.

【0048】また、図27(a)に本発明のタングステ
ン膜の抵抗率、図27(b)に熱処理(500℃、4時
間)後の抵抗率、図27(c)に熱処理(800℃、4
時間)後の抵抗率を示した。なお、ここでの抵抗率とは
電気抵抗率のことである。
FIG. 27 (a) shows the resistivity of the tungsten film of the present invention, FIG. 27 (b) shows the resistivity after heat treatment (500 ° C., 4 hours), and FIG. 4
H). Here, the resistivity is an electric resistivity.

【0049】図27(a)〜図27(c)に示すよう
に、本願のタングステン膜は、低抵抗率(12〜16μ
Ω・cm程度)を有しており、熱処理後もほとんど抵抗
率の変化は見られない。なお、さらにスパッタ条件を適
宜変更することによりタングステン膜の抵抗率を12μ
Ω・cm以下、好ましくは9μΩ・cm程度にすること
も可能である。
As shown in FIGS. 27A to 27C, the tungsten film of the present invention has a low resistivity (12 to 16 μm).
Ω · cm), and there is almost no change in resistivity after the heat treatment. The resistivity of the tungsten film can be reduced to 12 μm by appropriately changing the sputtering conditions.
Ω · cm or less, preferably about 9 μΩ · cm.

【0050】一方、一般的な高融点金属は酸化に対して
耐性がなく、数ppmの残留酸素が存在する雰囲気での
熱処理で容易に酸化してしまっていた。その結果、電気
抵抗率の増大や膜剥がれが生じていた。また、イオンド
ーピングの際、反応ガスに含まれている微量な酸素等の
不純物元素が高融点金属膜に注入されることによっても
電気抵抗率が増大していた。
On the other hand, general refractory metals have no resistance to oxidation and are easily oxidized by heat treatment in an atmosphere in which several ppm of residual oxygen exists. As a result, an increase in electrical resistivity and peeling of the film have occurred. In addition, at the time of ion doping, a small amount of an impurity element such as oxygen contained in the reaction gas is injected into the high melting point metal film, so that the electrical resistivity has increased.

【0051】例えば、タンタルと窒化タンタルの積層膜
は、熱処理する際、200nmの酸化窒化珪素膜SiO
xNy(但し、0<x、y<1)で覆われているのにも関
わらず、熱処理前の抵抗率(25μΩ・cm程度)と比
べて、熱処理後の抵抗率(50〜80μΩ・cm程度)
は数倍に増大していた。
For example, when heat treatment is performed on a laminated film of tantalum and tantalum nitride, a silicon oxynitride film SiO
Despite being covered with xNy (where 0 <x, y <1), the resistivity after heat treatment (about 50 to 80 μΩ · cm) is compared with the resistivity before heat treatment (about 25 μΩ · cm). )
Had increased several times.

【0052】また、通常、他の導電膜とのコンタクトを
形成する場合には、他の導電膜を成膜する前に薄い酸化
膜及び汚染物を除去するエッチング処理を行っている。
次に、図29に示す構造を基板60上に形成する際、熱
処理(500℃、1時間)の有無と、電極62(Al−
Si(2wt%))の成膜前にエッチング処理(1/1
0希釈HF)の有無での、抵抗値の比較を行った結果を
表2に示す。
In general, when forming a contact with another conductive film, an etching process for removing a thin oxide film and contaminants is performed before forming another conductive film.
Next, when the structure shown in FIG. 29 is formed on the substrate 60, the presence or absence of heat treatment (500 ° C., 1 hour) and the presence of the electrode 62 (Al-
Etching (1/1) before film formation of Si (2 wt%)
Table 2 shows the results of comparing the resistance values with and without the presence of 0-diluted HF).

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】なお、コンタクト数は50個とし、接触面
積の合計は約420μm2として、タンタルと窒化タン
タルの積層構造を有する電極と、タングステン膜と窒化
タングステン膜との積層構造を有する電極とで比較を行
った。なお、表2においては、接触面積1μm□当たり
の抵抗値を示した。ここではこの接触面積1μm□当た
りの抵抗値をコンタクト抵抗値と呼ぶ。
The number of contacts was 50, and the total contact area was about 420 μm 2. An electrode having a laminated structure of tantalum and tantalum nitride and an electrode having a laminated structure of a tungsten film and a tungsten nitride film were compared. Was done. In Table 2, resistance values per 1 μm square of contact area are shown. Here, the resistance value per 1 μm square of the contact area is called a contact resistance value.

【0055】表2では、タンタルと窒化タンタルの積層
構造を有する電極61と電極62(Al−Si(2wt
%))とのコンタクト抵抗は、エッチング処理(1/1
0希釈HF)が有りの場合のほうが、無しの場合よりも
抵抗値は下がっている。また、タンタルと窒化タンタル
の積層構造を有する配線のコンタクト抵抗は熱処理を施
した場合、急激な増大が見られ、その値は0.4kΩに
達している。
Table 2 shows that the electrodes 61 and 62 (Al-Si (2 wt.
%)), The etching resistance (1/1)
The resistance value is lower in the presence of (0 dilution HF) than in the absence thereof. In addition, the contact resistance of the wiring having a laminated structure of tantalum and tantalum nitride is sharply increased when heat treatment is performed, and its value reaches 0.4 kΩ.

【0056】一方、タングステン膜と窒化タングステン
膜との積層構造を有する電極61と電極62(Al−S
i(2wt%))とのコンタクト抵抗は、熱処理及びエ
ッチング処理(1/10希釈HF)の有無に関わらず変
化が見られない。本願のコンタクト抵抗値は、1.3Ω
と十分低い抵抗値を示している。このコンタクト抵抗値
が、40Ω以下、好ましくは10Ω以下、さらに好まし
くは5Ω以下であれば配線として使用することが可能で
ある。また、表2においては熱処理する際、図2のよう
に酸化窒化珪素膜で覆っていない。
On the other hand, an electrode 61 and an electrode 62 (Al-S) having a laminated structure of a tungsten film and a tungsten nitride film
i (2 wt%)), no change is observed regardless of the presence or absence of heat treatment and etching treatment (1/10 diluted HF). The contact resistance value of the present application is 1.3Ω.
And a sufficiently low resistance value. If the contact resistance value is 40Ω or less, preferably 10Ω or less, more preferably 5Ω or less, it can be used as a wiring. Further, in Table 2, the heat treatment is not covered with the silicon oxynitride film as shown in FIG.

【0057】即ち、本発明のタングステン膜は、熱処理
する際、酸化窒化珪素膜等で覆わなくとも抵抗率はほと
んど変化しない。これらのことから、本発明のタングス
テン膜は、非常に耐熱性が高く、且つ、酸化しにくい膜
であることがわかる。また、本発明のタングステン膜を
用いた場合、このエッチング処理を省略することが可能
である。
That is, the resistivity of the tungsten film of the present invention hardly changes even if it is not covered with a silicon oxynitride film or the like during the heat treatment. From these facts, it is understood that the tungsten film of the present invention has a very high heat resistance and is hardly oxidized. When the tungsten film of the present invention is used, this etching process can be omitted.

【0058】本発明は、膜中に含まれるナトリウムが
0.03ppm以下であり、且つ、熱処理後も低い電気
抵抗率(40μΩ・cm以下)を有し、応力が−5×1
10dyn/cm2〜5×1010dyn/cm2、好まし
くは−1×1010dyn/cm2〜1×1010dyn/
cm2に制御されたタングステン膜をTFTのゲート配
線材料やその他の配線材料として用いることにより、T
FTを備えた半導体装置の動作性能や信頼性を大幅に向
上させることができる。
According to the present invention, sodium contained in the film is 0.03 ppm or less, the film has a low electric resistivity (40 μΩ · cm or less) even after the heat treatment, and the stress is −5 × 1.
0 10 dyn / cm 2 to 5 × 10 10 dyn / cm 2 , preferably −1 × 10 10 dyn / cm 2 to 1 × 10 10 dyn /
By using a tungsten film controlled to a cm 2 as a gate wiring material of a TFT and other wiring materials, T
The operating performance and reliability of the semiconductor device including the FT can be greatly improved.

【0059】以上の構成でなる本願発明について、以下
に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。
The present invention having the above configuration will be described in more detail with reference to the following embodiments.

【0060】[0060]

【実施例】[実施例1]本発明の実施例について図1〜
図5を用いて説明する。ここでは画素部の画素TFT
と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のTFTを同一
基板上に作製する方法について工程に従って詳細に説明
する。但し、説明を簡単にするために、制御回路ではシ
フトレジスタ回路、バッファ回路などの基本回路である
CMOS回路と、サンプリング回路を形成するnチャネ
ル型TFTとを図示することにする。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. Here, the pixel TFT in the pixel section
A method for manufacturing TFTs of a driver circuit provided around a pixel portion over the same substrate will be described in detail according to steps. However, for the sake of simplicity, the control circuit shows a CMOS circuit as a basic circuit such as a shift register circuit and a buffer circuit, and an n-channel TFT forming a sampling circuit.

【0061】図1(A)において、基板101には低ア
ルカリガラス基板や石英基板を用いることができる。本
実施例では低アルカリガラス基板を用いた。この場合、
ガラス歪み点よりも10〜20℃程度低い温度であらか
じめ熱処理しておいても良い。この基板101のTFT
を形成する表面には、基板101からの不純物拡散を防
ぐために、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化
窒化シリコン膜などの下地膜102を50nm〜400
nmの膜厚で形成する。例えば、プラズマCVD法でS
iH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリコン
膜を100nm、同様にSiH4、N2Oから作製される
酸化窒化シリコン膜を200nmの厚さに積層形成す
る。
In FIG. 1A, a low alkali glass substrate or a quartz substrate can be used as the substrate 101. In this embodiment, a low alkali glass substrate was used. in this case,
The heat treatment may be performed in advance at a temperature lower by about 10 to 20 ° C. than the glass strain point. TFT of this substrate 101
In order to prevent impurity diffusion from the substrate 101, a base film 102 such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is
It is formed with a thickness of nm. For example, S by plasma CVD
A silicon oxynitride film made of iH 4 , NH 3 , and N 2 O is formed to a thickness of 100 nm, and a silicon oxynitride film made of SiH 4 , N 2 O is formed to a thickness of 200 nm.

【0062】次に、20〜150nm(好ましくは30
〜80nm)の厚さで非晶質構造を有する半導体膜10
3a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。本実施例では、プラズマCVD法で非晶
質シリコン膜を55nmの厚さに形成した。非晶質構造
を有する半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶半
導体膜があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非
晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。ま
た、下地膜102と非晶質シリコン膜103aとは同じ
成膜法で形成することが可能であるので、両者を連続形
成しても良い。下地膜を形成した後、一旦大気雰囲気に
晒さないことでその表面の汚染を防ぐことが可能とな
り、作製するTFTの特性バラツキやしきい値電圧の変
動を低減させることができる。(図1(A))
Next, 20 to 150 nm (preferably 30 to
Semiconductor film 10 having an amorphous structure with a thickness of
3a is formed by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 55 nm by a plasma CVD method. Examples of the semiconductor film having an amorphous structure include an amorphous semiconductor film and a microcrystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be used. Since the base film 102 and the amorphous silicon film 103a can be formed by the same film formation method, both may be formed continuously. After the formation of the base film, it is possible to prevent the surface from being contaminated by not once exposing it to the atmosphere, thereby reducing the variation in the characteristics of the TFT to be manufactured and the fluctuation of the threshold voltage. (Fig. 1 (A))

【0063】そして、公知の結晶化技術を使用して非晶
質シリコン膜103aから結晶質シリコン膜103bを
形成する。例えば、レーザー結晶化法や熱結晶化法(固
相成長法)を適用すれば良いが、ここでは、特開平7−
130652号公報で開示された技術に従って、触媒元
素を用いる結晶化法で結晶質シリコン膜103bを形成
した。結晶化の工程に先立って、非晶質シリコン膜の含
有水素量にもよるが、400〜500℃で1時間程度の
熱処理を行い、含有水素量を5atom%以下にしてから結
晶化させることが望ましい。非晶質シリコン膜を結晶化
させると原子の再配列が起こり緻密化するので、作製さ
れる結晶質シリコン膜の厚さは当初の非晶質シリコン膜
の厚さ(本実施例では55nm)よりも1〜15%程度
減少した。(図1(B))
Then, a crystalline silicon film 103b is formed from the amorphous silicon film 103a using a known crystallization technique. For example, a laser crystallization method or a thermal crystallization method (solid phase growth method) may be applied.
According to the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 130652, the crystalline silicon film 103b was formed by a crystallization method using a catalytic element. Prior to the crystallization step, depending on the amount of hydrogen contained in the amorphous silicon film, heat treatment may be performed at 400 to 500 ° C. for about 1 hour to reduce the amount of hydrogen to 5 atom% or less before crystallization. desirable. When the amorphous silicon film is crystallized, rearrangement of atoms occurs and the film becomes denser. Therefore, the thickness of the crystalline silicon film to be formed is larger than the initial thickness of the amorphous silicon film (55 nm in this embodiment). Also decreased by about 1 to 15%. (FIG. 1 (B))

【0064】そして、結晶質シリコン膜103bを島状
に分割して、島状半導体層104〜107を形成する。
その後、プラズマCVD法またはスパッタ法により50
〜100nmの厚さの酸化シリコン膜によるマスク層1
08を形成する。(図1(C))
Then, the crystalline silicon film 103b is divided into islands to form island-like semiconductor layers 104 to 107.
After that, the plasma CVD method or the sputtering method
Mask layer 1 of a silicon oxide film having a thickness of 100 nm
08 is formed. (Fig. 1 (C))

【0065】そしてレジストマスク109を設け、nチ
ャネル型TFTを形成する島状半導体層105〜107
の全面にしきい値電圧を制御する目的で1×1016〜5
×1017atoms/cm3程度の濃度でp型を付与する不純物
元素としてボロン(B)を添加した。ボロン(B)の添
加はイオンドープ法で実施しても良いし、非晶質シリコ
ン膜を成膜するときに同時に添加しておくこともでき
る。ここでのボロン(B)添加は必ずしも必要でない
が、ボロン(B)を添加した半導体層110〜112は
nチャネル型TFTのしきい値電圧を所定の範囲内に収
めるために形成することが好ましかった。(図1
(D))
Then, a resist mask 109 is provided, and island-shaped semiconductor layers 105 to 107 for forming an n-channel TFT are formed.
1 × 10 16 to 5 for the purpose of controlling the threshold voltage
Boron (B) was added at a concentration of about × 10 17 atoms / cm 3 as an impurity element imparting p-type. Boron (B) may be added by an ion doping method, or may be added simultaneously with the formation of the amorphous silicon film. Although the addition of boron (B) here is not always necessary, the semiconductor layers 110 to 112 to which boron (B) is added are preferably formed to keep the threshold voltage of the n-channel TFT within a predetermined range. It was good. (Figure 1
(D))

【0066】駆動回路のnチャネル型TFTのLDD領
域を形成するために、n型を付与する不純物元素を島状
半導体層110、111に選択的に添加する。そのた
め、あらかじめレジストマスク113〜116を形成し
た。n型を付与する不純物元素としては、リン(P)や
砒素(As)を用いれば良く、ここではリン(P)を添
加すべく、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドー
プ法を適用した。形成された不純物領域117、118
のリン(P)濃度は2×1016〜5×1019atoms/cm3
の範囲とすれば良い。本明細書中では、ここで形成され
た不純物領域117〜119に含まれるn型を付与する
不純物元素の濃度を(n-)と表す。また、不純物領域
119は、画素部の保持容量を形成するための半導体層
であり、この領域にも同じ濃度でリン(P)を添加し
た。(図2(A))
In order to form an LDD region of an n-channel TFT of a driving circuit, an impurity element imparting n-type is selectively added to the island-shaped semiconductor layers 110 and 111. Therefore, resist masks 113 to 116 were formed in advance. As an impurity element imparting n-type, phosphorus (P) or arsenic (As) may be used. Here, an ion doping method using phosphine (PH 3 ) is applied to add phosphorus (P). Impurity regions 117, 118 formed
(P) concentration of 2 × 10 16 to 5 × 10 19 atoms / cm 3
Should be within the range. In this specification, the concentration of the impurity element imparting n-type contained in the impurity regions 117 to 119 formed here is expressed as (n ). The impurity region 119 is a semiconductor layer for forming a storage capacitor in a pixel portion, and phosphorus (P) is added to this region at the same concentration. (Fig. 2 (A))

【0067】次に、マスク層108をフッ酸などにより
除去して、図1(D)と図2(A)で添加した不純物元
素を活性化させる工程を行う。活性化は、窒素雰囲気中
で500〜600℃で1〜4時間の熱処理や、レーザー
活性化の方法により行うことができる。また、両者を併
用して行っても良い。本実施例では、レーザー活性化の
方法を用い、KrFエキシマレーザー光(波長248n
m)を用い、線状ビームを形成して、発振周波数5〜5
0Hz、エネルギー密度100〜500mJ/cm2
して線状ビームのオーバーラップ割合を80〜98%と
して走査して、島状半導体層が形成された基板全面を処
理した。尚、レーザー光の照射条件には何ら限定される
事項はなく、実施者が適宣決定すれば良い。
Next, a step of removing the mask layer 108 with hydrofluoric acid or the like and activating the impurity element added in FIGS. 1D and 2A is performed. The activation can be performed by a heat treatment at 500 to 600 ° C. for 1 to 4 hours in a nitrogen atmosphere or a laser activation method. Further, both may be performed in combination. In this embodiment, a KrF excimer laser beam (wavelength 248 n
m) to form a linear beam and generate an oscillation frequency of 5 to 5
Scanning was performed at 0 Hz, an energy density of 100 to 500 mJ / cm 2 and an overlap ratio of the linear beam of 80 to 98%, and the entire surface of the substrate on which the island-shaped semiconductor layer was formed was processed. There are no particular restrictions on the laser light irradiation conditions, and the conditions may be determined appropriately by the practitioner.

【0068】そして、ゲート絶縁膜120をプラズマC
VD法またはスパッタ法を用いて10〜150nmの厚
さでシリコンを含む絶縁膜で形成する。例えば、120
nmの厚さで酸化窒化シリコン膜を形成する。ゲート絶
縁膜には、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。(図2(B))
Then, the gate insulating film 120 is formed by plasma C
The insulating film containing silicon is formed with a thickness of 10 to 150 nm by a VD method or a sputtering method. For example, 120
A silicon oxynitride film is formed with a thickness of nm. As the gate insulating film, another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure. (FIG. 2 (B))

【0069】次に、ゲート電極を形成するために第1の
導電層を成膜する。この第1の導電層は単層で形成して
も良いが、必要に応じて二層あるいは三層といった積層
構造としても良い。本実施例では、導電性の窒化物金属
膜から成る導電層(A)121と金属膜から成る導電層
(B)122とを積層させた。導電層(B)122はタ
ンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(M
o)、タングステン(W)から選ばれた元素、または前
記元素を主成分とする合金か、前記元素を組み合わせた
合金膜(代表的にはMo−W合金膜、Mo−Ta合金
膜)で形成すれば良く、導電層(A)121は窒化タン
タル(TaN)、窒化タングステン(WN)、窒化チタ
ン(TiN)膜、窒化モリブデン(MoN)で形成す
る。また、導電層(A)121は代替材料として、タン
グステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシ
リサイドを適用しても良い。導電層(B)は低抵抗化を
図るために含有する不純物濃度を低減させると良く、特
にナトリウム濃度に関しては、0.1ppm以下、酸素
濃度に関しては1wt%以下とすると良かった。例え
ば、タングステン(W)は酸素濃度を0.2wt%以下
とすることで40μΩ・cm以下、好ましくは20μΩ
・cm以下の抵抗率を実現することができた。
Next, a first conductive layer is formed to form a gate electrode. The first conductive layer may be formed as a single layer, or may be formed as a two-layer or three-layer structure as necessary. In this embodiment, a conductive layer (A) 121 made of a conductive nitride metal film and a conductive layer (B) 122 made of a metal film are stacked. The conductive layer (B) 122 is made of tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (M
o), an element selected from tungsten (W), or an alloy containing the above element as a main component, or an alloy film (typically, a Mo—W alloy film or a Mo—Ta alloy film) that combines the above elements. The conductive layer (A) 121 may be formed using tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), a titanium nitride (TiN) film, and molybdenum nitride (MoN). Alternatively, as the conductive layer (A) 121, tungsten silicide, titanium silicide, or molybdenum silicide may be used as an alternative material. The conductive layer (B) should preferably have a low impurity concentration in order to reduce the resistance. In particular, the sodium concentration should be 0.1 ppm or less, and the oxygen concentration should be 1 wt% or less. For example, tungsten (W) has an oxygen concentration of 0.2 wt% or less, and has a concentration of 40 μΩ · cm or less, preferably 20 μΩ.
-Resistivity of not more than cm could be realized.

【0070】導電層(A)121は10〜50nm(好
ましくは20〜30nm)とし、導電層(B)122は
200〜400nm(好ましくは250〜350nm)
とすれば良い。本実施例では、導電層(A)121とし
て、50nm厚の窒化タングステン(WNx)膜を、導
電層(B)122として、350nm厚のタングステン
(W)膜を用いた。本実施例では、大気に触れることな
く、連続的にスパッタ法を用いて積層形成した。
The conductive layer (A) 121 has a thickness of 10 to 50 nm (preferably 20 to 30 nm), and the conductive layer (B) 122 has a thickness of 200 to 400 nm (preferably 250 to 350 nm).
It is good. In this embodiment, a 50-nm-thick tungsten nitride (WNx) film is used as the conductive layer (A) 121, and a 350-nm-thick tungsten (W) film is used as the conductive layer (B) 122. In this embodiment, the layers are continuously formed by a sputtering method without exposure to the air.

【0071】本実施例では、6N(99.9999%)
のタングステンターゲットを用い、スパッタガスとして
はアルゴン(Ar)の単体ガスを用いた。また、基板温
度を200℃、スパッタガスの圧力を1.5Pa、スパ
ッタ電力を6kWとすることにより膜の応力を、−5×
1010〜5×1010dyn/cm2、好ましくは−2×
1010〜2×1010dyn/cm2、さらに好ましくは
−1×1010〜1×101 0dyn/cm2の範囲内に制
御した。こうして、本願のタングステン膜のナトリウム
(Na)濃度はGDMS分析で0.3ppm以下、好ま
しくは0.1ppm以下とすることができ、ゲート配線
として用いてもTFT特性に影響を与えない範囲内にす
ることができた。また、本願のタングステン膜は熱処理
を施しても抵抗率にほとんど変化がみられない。このよ
うに低抵抗で信頼性の高いゲート配線を用いればTFT
の動作性能や信頼性を大幅に向上させることができた。
In this embodiment, 6N (99.9999%)
And a simple gas of argon (Ar) was used as a sputtering gas. Further, by setting the substrate temperature to 200 ° C., the pressure of the sputtering gas to 1.5 Pa, and the sputtering power to 6 kW, the stress of the film becomes −5 ×
10 10 to 5 × 10 10 dyn / cm 2 , preferably -2 ×
10 10 ~2 × 10 10 dyn / cm 2, more preferably controlled within a range of -1 × 10 10 ~1 × 10 1 0 dyn / cm 2. Thus, the sodium (Na) concentration of the tungsten film of the present application can be made 0.3 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less by GDMS analysis, so that it does not affect the TFT characteristics even when used as a gate wiring. I was able to. The resistivity of the tungsten film of the present invention hardly changes even after the heat treatment. If a low-resistance and highly reliable gate wiring is used, the TFT
The operation performance and reliability of have been greatly improved.

【0072】尚、図示しないが、導電層(A)121の
下に2〜20nm程度の厚さでリン(P)をドープした
シリコン膜を形成しておくことは有効である。これによ
り、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止
を図ると同時に、導電層(A)または導電層(B)が微
量に含有するアルカリ金属元素がゲート絶縁膜120に
拡散するのを防ぐことができる。(図2(C))
Although not shown, it is effective to form a silicon film doped with phosphorus (P) with a thickness of about 2 to 20 nm under the conductive layer (A) 121. Thereby, the adhesion of the conductive film formed thereon is improved and oxidation is prevented, and at the same time, a small amount of the alkali metal element contained in the conductive layer (A) or the conductive layer (B) diffuses into the gate insulating film 120. Can be prevented. (Fig. 2 (C))

【0073】次に、レジストマスク123〜127を形
成し、導電層(A)121と導電層(B)122とを一
括でエッチングしてゲート電極128〜131と容量配
線132を形成する。ゲート電極128〜131と容量
配線132は、導電層(A)から成る128a〜132
aと、導電層(B)から成る128b〜132bとが一
体として形成されている。この時、駆動回路に形成する
ゲート電極129、130は不純物領域117、118
の一部と、ゲート絶縁膜120を介して重なるように形
成する。(図2(D))
Next, resist masks 123 to 127 are formed, and the conductive layer (A) 121 and the conductive layer (B) 122 are collectively etched to form gate electrodes 128 to 131 and a capacitor wiring 132. The gate electrodes 128 to 131 and the capacitor wiring 132 are formed of conductive layers (A) 128 a to 132
a and 128b to 132b made of a conductive layer (B) are integrally formed. At this time, the gate electrodes 129 and 130 formed in the driver circuit are doped with the impurity regions 117 and 118.
Is formed so as to overlap with part of the gate insulating film 120 via the gate insulating film 120. (FIG. 2 (D))

【0074】次いで、駆動回路のpチャネル型TFTの
ソース領域およびドレイン領域を形成するために、p型
を付与する不純物元素を添加する工程を行う。ここで
は、ゲート電極128をマスクとして、自己整合的に不
純物領域を形成する。このとき、nチャネル型TFTが
形成される領域はレジストマスク133で被覆してお
く。そして、ジボラン(B26)を用いたイオンドープ
法で不純物領域134を形成した。この領域のボロン
(B)濃度は3×1020〜3×1021atoms/cm3となる
ようにする。本明細書中では、ここで形成された不純物
領域134に含まれるp型を付与する不純物元素の濃度
を(p+)と表す。(図3(A))
Next, in order to form the source region and the drain region of the p-channel TFT of the driving circuit, a step of adding an impurity element imparting p-type is performed. Here, the impurity regions are formed in a self-aligned manner using the gate electrode 128 as a mask. At this time, a region where the n-channel TFT is to be formed is covered with a resist mask 133. Then, an impurity region 134 was formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). The boron (B) concentration in this region is set to 3 × 10 20 to 3 × 10 21 atoms / cm 3 . In this specification, the concentration of the impurity element imparting p-type contained in the impurity region 134 formed here is expressed as (p + ). (FIG. 3 (A))

【0075】次に、nチャネル型TFTにおいて、ソー
ス領域またはドレイン領域として機能する不純物領域の
形成を行った。レジストのマスク135〜137を形成
し、n型を付与する不純物元素が添加して不純物領域1
38〜142を形成した。これは、フォスフィン(PH
3)を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリン
(P)濃度を1×1020〜1×1021atoms/cm3とし
た。本明細書中では、ここで形成された不純物領域13
8〜142に含まれるn型を付与する不純物元素の濃度
を(n+)と表す。(図3(B))
Next, in the n-channel TFT, an impurity region functioning as a source region or a drain region was formed. Resist masks 135 to 137 are formed, and an impurity element imparting n-type
38 to 142 were formed. This is a phosphine (PH
3 ), and the phosphorus (P) concentration in this region was set to 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 . In this specification, the impurity region 13 formed here is used.
The concentration of the impurity element imparting n-type contained in 8-142 is represented as (n + ). (FIG. 3 (B))

【0076】不純物領域138〜142には、既に前工
程で添加されたリン(P)またはボロン(B)が含まれ
ているが、それに比して十分に高い濃度でリン(P)が
添加されるので、前工程で添加されたリン(P)または
ボロン(B)の影響は考えなくても良い。また、不純物
領域138に添加されたリン(P)濃度は図3(A)で
添加されたボロン(B)濃度の1/2〜1/3なのでp
型の導電性が確保され、TFTの特性に何ら影響を与え
ることはなかった。
The impurity regions 138 to 142 contain phosphorus (P) or boron (B) already added in the previous step, but phosphorus (P) is added at a sufficiently high concentration. Therefore, it is not necessary to consider the influence of phosphorus (P) or boron (B) added in the previous step. Since the concentration of phosphorus (P) added to the impurity region 138 is 1 / to 1 / of the concentration of boron (B) added in FIG.
The conductivity of the mold was ensured, and the characteristics of the TFT were not affected at all.

【0077】そして、画素部のnチャネル型TFTのL
DD領域を形成するためのn型を付与する不純物添加の
工程を行った。ここではゲート電極131をマスクとし
て自己整合的にn型を付与する不純物元素をイオンドー
プ法で添加した。添加するリン(P)の濃度は1×10
16〜5×1018atoms/cm3であり、図2(A)および図
3(A)と図3(B)で添加する不純物元素の濃度より
も低濃度で添加することで、実質的には不純物領域14
3、144のみが形成される。本明細書中では、この不
純物領域143、144に含まれるn型を付与する不純
物元素の濃度を(n--)と表す。(図3(C))
The L of the n-channel TFT in the pixel portion is
An n-type impurity-imparting process for forming a DD region was performed. Here, an impurity element imparting n-type in a self-aligned manner is added by an ion doping method using the gate electrode 131 as a mask. The concentration of phosphorus (P) to be added is 1 × 10
16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3, which is substantially lower than the concentration of the impurity element added in FIGS. 2A, 3A, and 3B. Is the impurity region 14
Only 3, 144 are formed. In this specification, the concentration of the impurity element imparting n-type contained in the impurity regions 143 and 144 is expressed as (n ). (FIG. 3 (C))

【0078】その後、それぞれの濃度で添加されたn型
またはp型を付与する不純物元素を活性化するために熱
処理工程を行う。この工程はファーネスアニール法、レ
ーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法
(RTA法)で行うことができる。ここではファーネス
アニール法で活性化工程を行った。熱処理は酸素濃度が
8ppm〜9%の窒素雰囲気中で400〜800℃、代
表的には500〜600℃で行うものであり、本実施例
では550℃で4時間の熱処理を行った。また、基板1
01に石英基板のような耐熱性を有するものを使用した
場合には、800℃で1時間の熱処理としても良く、不
純物元素の活性化と、該不純物元素が添加された不純物
領域とチャネル形成領域との接合を良好に形成すること
ができた。
Thereafter, a heat treatment step is performed to activate the n-type or p-type impurity element added at each concentration. This step can be performed by a furnace annealing method, a laser annealing method, or a rapid thermal annealing method (RTA method). Here, the activation step was performed by furnace annealing. The heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 8 ppm to 9% at 400 to 800 ° C., typically 500 to 600 ° C. In this embodiment, the heat treatment is performed at 550 ° C. for 4 hours. Also, substrate 1
In the case where a heat-resistant material such as a quartz substrate is used for the substrate 01, heat treatment may be performed at 800 ° C. for 1 hour to activate the impurity element and to form an impurity region to which the impurity element is added and a channel forming region. Was successfully formed.

【0079】この熱処理において、ゲート電極128〜
131と容量配線132形成する金属膜128b〜13
2bは、表面から5〜80nmの厚さで導電層(C)1
28c〜132cが形成される。例えば、導電層(B)
128b〜132bがタングステン(W)の場合には窒
化タングステン(WN)が形成され、タンタル(Ta)
の場合には窒化タンタル(TaN)を形成することがで
きる。また、導電層(C)128c〜132cは、窒素
またはアンモニアなどを用いた窒素を含むプラズマ雰囲
気にゲート電極128〜131を晒しても同様に形成す
ることができる。さらに、3〜100%の水素を含む雰
囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を
行い、島状半導体層を水素化する工程を行った。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。
In this heat treatment, the gate electrodes 128 to 128
131 and metal films 128b to 13 for forming the capacitance wiring 132
2b is a conductive layer (C) 1 having a thickness of 5 to 80 nm from the surface.
28c to 132c are formed. For example, the conductive layer (B)
In the case where 128b to 132b are tungsten (W), tungsten nitride (WN) is formed and tantalum (Ta) is formed.
In this case, tantalum nitride (TaN) can be formed. The conductive layers (C) 128c to 132c can be formed in the same manner even when the gate electrodes 128 to 131 are exposed to a plasma atmosphere containing nitrogen using nitrogen or ammonia. Further, heat treatment was performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% of hydrogen to hydrogenate the island-shaped 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.

【0080】島状半導体層が、非晶質シリコン膜から触
媒元素を用いる結晶化の方法で作製された場合、島状半
導体層中には微量の触媒元素が残留した。勿論、そのよ
うな状態でもTFTを完成させることが可能であるが、
残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除
去する方がより好ましかった。この触媒元素を除去する
手段の一つにリン(P)によるゲッタリング作用を利用
する手段があった。ゲッタリングに必要なリン(P)の
濃度は図3(B)で形成した不純物領域(n+)と同程
度であり、ここで実施される活性化工程の熱処理によ
り、nチャネル型TFTおよびpチャネル型TFTのチ
ャネル形成領域から触媒元素をゲッタリングをすること
ができた。(図3(D))
When the island-like semiconductor layer was formed from the amorphous silicon film by a crystallization method using a catalytic element, a trace amount of the catalytic element remained in the island-like semiconductor layer. Of course, it is possible to complete the TFT in such a state,
It was more preferable to remove the remaining catalyst element from at least the channel formation region. One of the means for removing the catalytic element is a means utilizing the gettering action of phosphorus (P). The concentration of phosphorus (P) necessary for gettering is almost the same as that of the impurity region (n + ) formed in FIG. 3B, and the heat treatment in the activation step performed here causes the n-channel TFT and the p-type. The catalyst element could be gettered from the channel forming region of the channel type TFT. (FIG. 3 (D))

【0081】図6(A)および図7(A)はここまでの
工程におけるTFTの上面図であり、A−A'断面およ
びC−C'断面は図3(D)のA−A'およびC−C'に
対応している。また、B−B'断面およびD−D'断面は
図8(A)および図9(A)の断面図に対応している。
図6および図7の上面図はゲート絶縁膜を省略している
が、ここまでの工程で少なくとも島状半導体層104〜
107上にゲート電極128〜131と容量配線132
が図に示すように形成されている。
FIGS. 6A and 7A are top views of the TFT in the steps up to here, and the AA 'section and the CC' section are taken along the lines AA 'and CC' in FIG. 3D. CC ′. The BB 'cross section and the DD' cross section correspond to the cross-sectional views of FIGS. 8A and 9A.
Although the gate insulating film is omitted in the top views of FIGS. 6 and 7, at least the island-shaped semiconductor layers 104 to
The gate electrodes 128 to 131 and the capacitance wiring 132
Are formed as shown in the figure.

【0082】活性化および水素化の工程が終了したら、
ゲート配線とする第2の導電膜を形成する。この第2の
導電膜は低抵抗材料であるアルミニウム(Al)、銅
(Cu)、銀(Ag)、または合金(Ag−Pd−C
u)を主成分とする導電層(D)と、チタン(Ti)、
タンタル(Ta)、タングステン(W)、またはモリブ
デン(Mo)から成る導電層(E)とで形成すると良
い。本実施例では、チタン(Ti)を0.1〜2重量%
含むアルミニウム(Al)膜を導電層(D)145と
し、チタン(Ti)膜を導電層(E)146として形成
した。導電層(D)145は200〜400nm(好ま
しくは250〜350nm)とすれば良く、導電層
(E)146は50〜200(好ましくは100〜15
0nm)で形成すれば良い。(図4(A))
When the activation and hydrogenation steps are completed,
A second conductive film serving as a gate wiring is formed. This second conductive film is made of a low-resistance material such as aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), or an alloy (Ag-Pd-C).
u) as a main component, a conductive layer (D), titanium (Ti),
A conductive layer (E) made of tantalum (Ta), tungsten (W), or molybdenum (Mo) is preferably used. In this embodiment, titanium (Ti) is contained in an amount of 0.1 to 2% by weight.
The containing aluminum (Al) film was formed as the conductive layer (D) 145, and the titanium (Ti) film was formed as the conductive layer (E) 146. The conductive layer (D) 145 may have a thickness of 200 to 400 nm (preferably 250 to 350 nm), and the conductive layer (E) 146 may have a thickness of 50 to 200 (preferably 100 to 15 nm).
0 nm). (FIG. 4 (A))

【0083】そして、ゲート電極に接続するゲート配線
を形成するために導電層(E)146と導電層(D)1
45とをエッチング処理して、ゲート配線147、14
8と容量配線149を形成した。エッチング処理は最初
にSiCl4とCl2とBCl 3との混合ガスを用いたド
ライエッチング法で導電層(E)の表面から導電層
(D)の途中まで除去し、その後リン酸系のエッチング
溶液によるウエットエッチングで導電層(D)を除去す
ることにより、下地との選択加工性を保ってゲート配線
を形成することができた。
Then, a gate wiring connected to the gate electrode
To form a conductive layer (E) 146 and a conductive layer (D) 1
45 to form gate wirings 147, 14
8 and the capacitor wiring 149 were formed. Etching first
To SiClFourAnd ClTwoAnd BCl ThreeUsing a gas mixture with
Conductive layer from the surface of conductive layer (E) by light etching
(D) Removed partway, then phosphoric acid etching
The conductive layer (D) is removed by wet etching with a solution.
Gate wiring while maintaining selectivity with the base
Could be formed.

【0084】図6(B)および図7(B)はこの状態の
上面図を示し、A−A'断面およびC−C'断面は図4
(B)のA−A'およびC−C'に対応している。また、
B−B'断面およびD−D'断面は図8(B)および図9
(B)のB−B'およびD−D'に対応している。図6
(B)および図7(B)において、ゲート配線147、
148の一部は、ゲート電極128、129、131の
一部と重なり電気的に接触している。この様子はB−
B'断面およびD−D'断面に対応した図8(B)および
図9(B)の断面構造図からも明らかで、第1の導電層
を形成する導電層(C)と第2の導電層を形成する導電
層(D)とが電気的に接触している。
FIGS. 6B and 7B are top views in this state, and the AA ′ section and the CC ′ section are shown in FIG.
(B) corresponds to AA ′ and CC ′. Also,
The BB 'section and the DD' section are shown in FIGS.
(B) corresponds to BB ′ and DD ′. FIG.
7B and FIG. 7B, the gate wiring 147,
A part of the gate electrode 148 overlaps a part of the gate electrodes 128, 129, and 131 and is in electrical contact therewith. This situation is B-
8 (B) and 9 (B) corresponding to the B ′ section and the DD ′ section, the conductive layer (C) forming the first conductive layer and the second conductive layer. The conductive layer (D) forming the layer is in electrical contact.

【0085】第1の層間絶縁膜150は500〜150
0nmの厚さで酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン
膜で形成され、その後、それぞれの島状半導体層に形成
されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタク
トホールを形成し、ソース配線151〜154と、ドレ
イン配線155〜158を形成する。図示していない
が、本実施例ではこの電極を、Ti膜を100nm、T
iを含むアルミニウム膜300nm、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。
The first interlayer insulating film 150 is 500 to 150
A contact hole is formed to a thickness of 0 nm with a silicon oxide film or a silicon oxynitride film, and then reaches a source region or a drain region formed in each of the island-shaped semiconductor layers. Wirings 155 to 158 are formed. Although not shown, in this embodiment, this electrode is formed by
Aluminum film containing i 300 nm, Ti film 150 nm
Was formed into a three-layer laminated film continuously formed by a sputtering method.

【0086】次に、パッシベーション膜159として、
窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、または窒化酸化シリ
コン膜を50〜500nm(代表的には100〜300
nm)の厚さで形成する。この状態で水素化処理を行う
とTFTの特性向上に対して好ましい結果が得られた。
例えば、3〜100%の水素を含む雰囲気中または窒素
雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理
を行うと良く、あるいはプラズマ水素化法を用いても同
様の効果が得られた。なお、ここで後に画素電極とドレ
イン配線を接続するためのコンタクトホールを形成する
位置において、パッシベーション膜159に開口部を形
成しておいても良い。(図4(C))
Next, as a passivation film 159,
A silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon nitride oxide film is 50 to 500 nm (typically, 100 to 300 nm).
(nm). When hydrogenation was performed in this state, favorable results were obtained with respect to the improvement of TFT characteristics.
For example, heat treatment may be performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen or in a nitrogen atmosphere, or the same effect is obtained by using a plasma hydrogenation method. . Note that an opening may be formed in the passivation film 159 at a position where a contact hole for connecting a pixel electrode and a drain wiring is formed later. (FIG. 4 (C))

【0087】図6(C)および図7(C)のはこの状態
の上面図を示し、A−A'断面およびC−C'断面は図4
(C)のA−A'およびC−C'に対応している。また、
B−B'断面およびD−D'断面は図8(C)および図9
(C)のB−B'およびD−D'に対応している。図6
(C)と図7(C)では第1の層間絶縁膜を省略して示
すが、島状半導体層104、105、107の図示され
ていないソースおよびドレイン領域にソース配線15
1、152、154とドレイン配線155、156、1
58が第1の層間絶縁膜に形成されたコンタクトホール
を介して接続している。
FIGS. 6C and 7C show top views in this state, and the AA 'section and CC' section are shown in FIG.
(C) corresponds to AA ′ and CC ′. Also,
The BB 'section and the DD' section are shown in FIGS.
(C) corresponds to BB ′ and DD ′. FIG.
In FIG. 7C and FIG. 7C, the first interlayer insulating film is omitted, but the source wiring 15 is formed in the not-shown source and drain regions of the island-shaped semiconductor layers 104, 105, and 107.
1, 152, 154 and drain wirings 155, 156, 1
Reference numeral 58 is connected through a contact hole formed in the first interlayer insulating film.

【0088】その後、有機樹脂からなる第2の層間絶縁
膜160を1.0〜1.5μmの厚さに形成する。有機
樹脂としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポ
リイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)等を使
用することができる。ここでは、基板に塗布後、熱重合
するタイプのポリイミドを用い、300℃で焼成して形
成した。そして、第2の層間絶縁膜160にドレイン配
線158に達するコンタクトホールを形成し、画素電極
161、162を形成する。画素電極は、透過型液晶表
示装置とする場合には透明導電膜を用いれば良く、反射
型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用いれば良
い。本実施例では透過型の液晶表示装置とするために、
酸化インジウム・スズ(ITO)膜を100nmの厚さ
にスパッタ法で形成した。(図5)
After that, a second interlayer insulating film 160 made of an organic resin is formed to a thickness of 1.0 to 1.5 μm. As the organic resin, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, BCB (benzocyclobutene), or the like can be used. Here, a polyimide of a type that is thermally polymerized after being applied to the substrate and baked at 300 ° C. is used. Then, a contact hole reaching the drain wiring 158 is formed in the second interlayer insulating film 160, and pixel electrodes 161 and 162 are formed. For a pixel electrode, a transparent conductive film may be used for a transmission type liquid crystal display device, and a metal film may be used for a reflection type liquid crystal display device. In this embodiment, in order to obtain a transmission type liquid crystal display device,
An indium tin oxide (ITO) film was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method. (Fig. 5)

【0089】こうして同一基板上に、駆動回路のTFT
と画素部の画素TFTとを有した基板を完成させること
ができた。駆動回路にはpチャネル型TFT201、第
1のnチャネル型TFT202、第2のnチャネル型T
FT203、画素部には画素TFT204、保持容量2
05が形成した。本明細書では便宜上このような基板を
アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
Thus, the TFT of the driving circuit is formed on the same substrate.
And a substrate having pixel TFTs in the pixel portion. The driving circuit includes a p-channel TFT 201, a first n-channel TFT 202, and a second n-channel TFT
FT203, pixel TFT 204 in the pixel portion, storage capacitor 2
05 formed. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0090】駆動回路のpチャネル型TFT201に
は、島状半導体層104にチャネル形成領域206、ソ
ース領域207a、207b、ドレイン領域208a,
208bを有している。第1のnチャネル型TFT20
2には、島状半導体層105にチャネル形成領域20
9、ゲート電極129と重なるLDD領域210(以
降、このようなLDD領域をLovと記す)、ソース領域
211、ドレイン領域212を有している。このLov領
域のチャネル長方向の長さは0.5〜3.0μm、好ま
しくは1.0〜1.5μmとした。第2のnチャネル型
TFT203には、島状半導体層106にチャネル形成
領域213、LDD領域214,215、ソース領域2
16、ドレイン領域217を有している。このLDD領
域はLov領域とゲート電極130と重ならないLDD領
域(以降、このようなLDD領域をLoffと記す)とが
形成され、このLoff領域のチャネル長方向の長さは
0.3〜2.0μm、好ましくは0.5〜1.5μmで
ある。画素TFT204には、島状半導体層107にチ
ャネル形成領域218、219、Loff領域220〜2
23、ソースまたはドレイン領域224〜226を有し
ている。Loff領域のチャネル長方向の長さは0.5〜
3.0μm、好ましくは1.5〜2.5μmである。さ
らに、容量配線132、149と、ゲート絶縁膜と同じ
材料から成る絶縁膜と、画素TFT204のドレイン領
域226に接続し、n型を付与する不純物元素が添加さ
れた半導体層227とから保持容量205が形成されて
いる。図5では画素TFT204をダブルゲート構造と
したが、シングルゲート構造でも良いし、複数のゲート
電極を設けたマルチゲート構造としても差し支えない。
In the p-channel TFT 201 of the driver circuit, the channel forming region 206, the source regions 207a and 207b, the drain regions 208a,
208b. First n-channel TFT 20
2 includes a channel formation region 20 in the island-shaped semiconductor layer 105.
9, an LDD region 210 overlapping the gate electrode 129 (hereinafter, such an LDD region is referred to as Lov), a source region 211, and a drain region 212. The length of the Lov region in the channel length direction is 0.5 to 3.0 μm, preferably 1.0 to 1.5 μm. In the second n-channel TFT 203, the channel forming region 213, the LDD regions 214 and 215, the source region 2
16 and a drain region 217. The LDD region is formed with an Lov region and an LDD region that does not overlap with the gate electrode 130 (hereinafter, such an LDD region is referred to as Loff), and the length of the Loff region in the channel length direction is 0.3 to 2.0. 0 μm, preferably 0.5 to 1.5 μm. In the pixel TFT 204, channel formation regions 218 and 219 and Loff regions 220 to 2
23, a source or drain region 224 to 226. The length of the Loff region in the channel length direction is 0.5 to
It is 3.0 μm, preferably 1.5 to 2.5 μm. Further, a storage capacitor 205 is formed from the capacitor wirings 132 and 149, an insulating film made of the same material as the gate insulating film, and the semiconductor layer 227 connected to the drain region 226 of the pixel TFT 204 and doped with an n-type impurity element. Are formed. In FIG. 5, the pixel TFT 204 has a double gate structure, but may have a single gate structure or a multi-gate structure provided with a plurality of gate electrodes.

【0091】以上の様に、画素TFTおよび駆動回路が
要求する仕様に応じて各回路を構成するTFTの構造を
最適化し、半導体装置の動作性能と信頼性を向上させる
ことを可能とすることができる。さらにゲート電極を耐
熱性を有する導電性材料で形成することによりLDD領
域やソース領域およびドレイン領域の活性化を容易と
し、ゲート配線を低抵抗材料で形成することにより、配
線抵抗を十分低減できる。従って、画素部(画面サイ
ズ)が4インチクラス以上の表示装置に適用することが
できる。
As described above, it is possible to optimize the structure of the TFT constituting each circuit according to the specifications required by the pixel TFT and the driving circuit, and to improve the operation performance and reliability of the semiconductor device. it can. Further, the gate electrode is formed from a conductive material having heat resistance, thereby facilitating activation of the LDD region, the source region, and the drain region. By forming the gate wiring from a low-resistance material, the wiring resistance can be sufficiently reduced. Therefore, the present invention can be applied to a display device having a pixel portion (screen size) of 4 inch class or more.

【0092】[実施例2]図16はゲート電極とゲート配
線の他の一例を示す図である。図16のゲート電極とゲ
ート配線は実施例1で示す工程と同様にして形成される
ものであり、島状半導体層901とゲート絶縁膜902
の上方に形成されている。
[Embodiment 2] FIG. 16 is a diagram showing another example of the gate electrode and the gate wiring. The gate electrode and the gate wiring in FIG. 16 are formed in the same manner as in the steps described in Embodiment 1, and the island-shaped semiconductor layer 901 and the gate insulating film 902 are formed.
Is formed above.

【0093】図16(A)において、ゲート電極とする
第1の導電層には、導電層(A)903は窒化タンタル
(TaN)、窒化タングステン(WN)、窒化チタン
(TiN)膜、窒化モリブデン(MoN)で形成する。
導電層(B)904はタンタル(Ta)、チタン(T
i)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)から選
ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金か、前
記元素を組み合わせた合金膜で形成し、その表面に実施
例1と同様にして導電層(C)905を形成する。導電
層(A)903は10〜50nm(好ましくは20〜3
0nm)とし、導電層(B)904は200〜400n
m(好ましくは250〜350nm)とすれば良い。ゲ
ート配線とする第2の導電層は低抵抗材料であるアルミ
ニウム(Al)や銅(Cu)を主成分とする導電層
(D)と、その上にチタン(Ti)やタンタル(Ta)
などで形成する導電層(E)とを積層形成する。アルミ
ニウム(Al)や銅(Cu)はストレスマイグレーショ
ンやエレクトロマイグレーションで容易に拡散するた
め、第2の導電層を被覆するように窒化シリコン膜90
8を50〜150nmの厚さで形成することが必要であ
る。
In FIG. 16A, as a first conductive layer serving as a gate electrode, a conductive layer (A) 903 includes tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), titanium nitride (TiN) film, and molybdenum nitride. (MoN).
The conductive layer (B) 904 is made of tantalum (Ta), titanium (T
i), an element selected from molybdenum (Mo), tungsten (W), an alloy containing the above elements as a main component, or an alloy film in which the above elements are combined, and formed on the surface in the same manner as in Example 1. A conductive layer (C) 905 is formed. The conductive layer (A) 903 has a thickness of 10 to 50 nm (preferably 20 to 3 nm).
0 nm), and the conductive layer (B) 904 has a thickness of 200 to 400 n.
m (preferably 250 to 350 nm). The second conductive layer serving as a gate wiring is a conductive layer (D) mainly composed of aluminum (Al) or copper (Cu), which is a low-resistance material, and titanium (Ti) or tantalum (Ta) thereon.
And a conductive layer (E) formed by lamination. Since aluminum (Al) and copper (Cu) are easily diffused by stress migration or electromigration, the silicon nitride film 90 is coated so as to cover the second conductive layer.
8 needs to be formed in a thickness of 50 to 150 nm.

【0094】図16(B)は実施例1と同様に作製され
るゲート電極とゲート配線であり、ゲート電極の下にリ
ン(P)をドープしたシリコン膜909を形成してあ
る。リン(P)をドープしたシリコン膜909はゲート
電極中に含まれる微量のアルカリ金属元素がゲート絶縁
膜へ拡散することを防ぐ効果があり、TFTの信頼性を
確保する目的で有用である。
FIG. 16B shows a gate electrode and a gate wiring manufactured in the same manner as in the first embodiment. A silicon film 909 doped with phosphorus (P) is formed under the gate electrode. The phosphorus (P) -doped silicon film 909 has an effect of preventing a trace amount of an alkali metal element contained in the gate electrode from diffusing into the gate insulating film, and is useful for securing the reliability of the TFT.

【0095】図16(C)は、ゲート電極を形成する第
1の導電層にリン(P)をドープしたシリコン膜910
で形成した例である。リン(P)をドープしたシリコン
膜は他の導電性金属材料と比較して高抵抗材料である
が、ゲート配線を形成する第2の導電層をアルミニウム
(Al)や銅(Cu)や銀(Ag)で形成することによ
り、大面積の液晶表示装置にも適用することができる。
ここでは、ゲート配線を、Ti膜911を100nm、
Tiを含むアルミニウム(Al)膜912を300n
m、Ti膜913を150nmで形成した3層構造と
し、アルミニウム(Al)膜とリン(P)をドープした
シリコン膜とを直接接触しないようにすることにより、
耐熱性を持たせることができる。
FIG. 16C shows a silicon film 910 doped with phosphorus (P) in a first conductive layer forming a gate electrode.
This is an example of forming with. The silicon film doped with phosphorus (P) has a higher resistance than other conductive metal materials, but the second conductive layer forming the gate wiring is formed of aluminum (Al), copper (Cu), silver ( By forming with Ag), it can be applied to a large-area liquid crystal display device.
Here, the gate wiring is made of a Ti film 911 of 100 nm,
300 n of aluminum (Al) film 912 containing Ti
By forming an aluminum (Al) film and a phosphorous (P) -doped silicon film directly out of contact with each other,
Heat resistance can be provided.

【0096】[実施例3]図15は本発明のTFTの構造
を説明するための図であり、半導体層のチャネル形成領
域と、LDD領域と、半導体層上のゲート絶縁膜と、ゲ
ート絶縁膜上のゲート電極とを有するTFTにおいて、
ゲート電極とLDD領域の位置関係を説明している。
[Embodiment 3] FIG. 15 is a diagram for explaining the structure of a TFT according to the present invention. The channel formation region of the semiconductor layer, the LDD region, the gate insulating film on the semiconductor layer, and the gate insulating film In a TFT having an upper gate electrode,
The positional relationship between the gate electrode and the LDD region is described.

【0097】図15(A)において、チャネル形成領域
209、LDD領域210、ドレイン領域212を有す
る半導体層と、その上のゲート絶縁膜120とゲート電
極129が設けられた構成を示している。LDD領域2
10はゲート絶縁膜120を介してゲート電極129と
重なるように設けられたLovとなっている。Lovはドレ
イン近傍で発生する高電界を緩和する作用があり、ホッ
トキャリアによる劣化を防ぐことができ、制御回路のシ
フトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路な
どのnチャネル型TFTに用いるのに適している。
FIG. 15A shows a structure in which a semiconductor layer having a channel formation region 209, an LDD region 210, and a drain region 212, and a gate insulating film 120 and a gate electrode 129 thereon are provided. LDD region 2
Reference numeral 10 denotes Lov provided so as to overlap the gate electrode 129 with the gate insulating film 120 interposed therebetween. Lov has a function of alleviating a high electric field generated near the drain, can prevent deterioration due to hot carriers, and is suitable for use in an n-channel TFT such as a shift register circuit of a control circuit, a level shifter circuit, and a buffer circuit. I have.

【0098】図15(B)において、チャネル形成領域
213、LDD領域215a、215b、ドレイン領域
217を有する半導体層と、半導体層の上にゲート絶縁
膜120とゲート電極130が設けられた構成を示して
いる。LDD領域215aはゲート絶縁膜120を介し
てゲート電極130と重なるように設けられている。ま
た、LDD領域215bはゲート電極130と重ならな
いように設けられたLoffとなっている。Loffはオフ電
流値を低減させる作用があり、LovとLoffとを設けた
構成にすることで、ホットキャリアによる劣化を防ぐと
同時にオフ電流値を低減させることができ、制御回路の
サンプリング回路のnチャネル型TFTに用いるのに適
している。
FIG. 15B shows a structure in which a semiconductor layer having a channel formation region 213, LDD regions 215a and 215b, and a drain region 217, and a gate insulating film 120 and a gate electrode 130 are provided over the semiconductor layer. ing. The LDD region 215a is provided so as to overlap the gate electrode 130 via the gate insulating film 120. The LDD region 215b is Loff provided so as not to overlap with the gate electrode 130. Loff has an action of reducing the off-current value, and by providing Lov and Loff, the off-current value can be reduced while preventing deterioration due to hot carriers. It is suitable for use in a channel type TFT.

【0099】図15(C)は、半導体層に、チャネル形
成領域219、LDD領域223、ドレイン領域226
が設けられている。LDD領域223は、ゲート電極1
31と重ならないように設けられたLoffであり、オフ
電流値を効果的に低減させることが可能となり、画素T
FTに用いるのに適している。画素TFTのLDD領域
223におけるn型を付与する不純物元素の濃度は、駆
動回路のLDD領域210、215の濃度よりも1/2
から1/10にすることが望ましい。
FIG. 15C shows that a channel formation region 219, an LDD region 223, and a drain region 226 are formed in a semiconductor layer.
Is provided. The LDD region 223 is the gate electrode 1
Loff is provided so as not to overlap with the pixel 31, and the off-current value can be effectively reduced.
Suitable for use in FT. The concentration of the impurity element imparting n-type in the LDD region 223 of the pixel TFT is 1 / of the concentration of the LDD regions 210 and 215 of the driving circuit.
Is preferably reduced to 1/10.

【0100】[実施例4]本実施例では、アクティブマト
リクス基板から、アクティブマトリクス型液晶表示装置
を作製する工程を説明する。図11に示すように、実施
例1で作製した図5の状態のアクティブマトリクス基板
に対し、配向膜601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602には、遮光膜603、透明導電膜6
04および配向膜605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606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1
1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。
[Embodiment 4] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix liquid crystal display device from an active matrix substrate will be described. As shown in FIG. 11, an alignment film 601 is formed on 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 603 and a transparent conductive film 6 are provided on the opposite substrate 602 on the opposite side.
04 and an alignment film 605 were formed. After forming the alignment film, a rubbing treatment was performed so that the liquid crystal molecules were aligned with a certain pretilt angle. Then, the pixel portion, the active matrix substrate on which the CMOS circuit is formed, and the counter substrate are bonded to each other via a sealing material or a spacer (both not shown) by a known cell assembling process. Thereafter, a liquid crystal material 606 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, FIG.
The active matrix type liquid crystal display device shown in FIG.

【0101】次にこのアクティブマトリクス型液晶表示
装置の構成を、図12の斜視図および図13の上面図を
用いて説明する。尚、図12と図13は、図1〜図5と
図11の断面構造図と対応付けるため、共通の符号を用
いている。また、図13で示すE―E’に沿った断面構
造は、図5に示す画素部の断面図に対応している。
Next, the configuration of the active matrix type liquid crystal display device will be described with reference to the perspective view of FIG. 12 and the top view of FIG. 12 and 13 use the same reference numerals in order to correspond to the sectional structural views of FIGS. 1 to 5 and 11. The cross-sectional structure along EE ′ shown in FIG. 13 corresponds to the cross-sectional view of the pixel portion shown in FIG.

【0102】図12においてアクティブマトリクス基板
は、ガラス基板101上に形成された、画素部306
と、走査信号駆動回路304と、画像信号駆動回路30
5で構成される。画素部には画素TFT204が設けら
れ、周辺に設けられる駆動回路はCMOS回路を基本と
して構成されている。走査信号駆動回路304と、画像
信号駆動回路305はそれぞれゲート配線148とソー
ス配線154で画素TFT204に接続している。ま
た、FPC731が外部入力端子734に接続され、入
力配線302、303でそれぞれの駆動回路に接続して
いる。
In FIG. 12, the active matrix substrate is a pixel portion 306 formed on the glass substrate 101.
, Scanning signal driving circuit 304 and image signal driving circuit 30
5 is comprised. A pixel TFT 204 is provided in the pixel portion, and a driving circuit provided in the periphery is configured based on a CMOS circuit. The scanning signal driving circuit 304 and the image signal driving circuit 305 are connected to the pixel TFT 204 through a gate wiring 148 and a source wiring 154, respectively. Further, the FPC 731 is connected to the external input terminal 734, and is connected to each drive circuit through the input wirings 302 and 303.

【0103】図13は画素部306のほぼ一画素分を示
す上面図である。ゲート配線148は、図示されていな
いゲート絶縁膜を介してその下の半導体層107と交差
している。図示はしていないが、半導体層には、ソース
領域、ドレイン領域、n--領域でなるLoff領域が形成
されている。また、163はソース配線154とソース
領域224とのコンタクト部、164はドレイン配線1
58とドレイン領域226とのコンタクト部、165は
ドレイン配線158と画素電極161のコンタクト部で
ある。保持容量205は、画素TFT204のドレイン
領域226から延在する半導体層227とゲート絶縁膜
を介して容量配線132、149が重なる領域で形成さ
れている。
FIG. 13 is a top view showing almost one pixel of the pixel section 306. FIG. The gate wiring 148 intersects the underlying semiconductor layer 107 via a gate insulating film (not shown). Although not shown, an Loff region including a source region, a drain region, and an n region is formed in the semiconductor layer. 163 is a contact portion between the source wiring 154 and the source region 224, and 164 is a drain wiring 1
The contact portion 165 between the drain region 58 and the drain region 226 is a contact portion between the drain wiring 158 and the pixel electrode 161. The storage capacitor 205 is formed in a region where the capacitor wirings 132 and 149 overlap with the semiconductor layer 227 extending from the drain region 226 of the pixel TFT 204 via a gate insulating film.

【0104】なお、本実施例のアクティブマトリクス型
液晶表示装置は、実施例1で説明した構造と照らし合わ
せて説明したが、実施例2の構成とも自由に組み合わせ
てアクティブマトリクス型液晶表示装置を作製すること
ができる。
Although the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment has been described with reference to the structure described in the first embodiment, the active matrix type liquid crystal display device is manufactured by freely combining with the configuration of the second embodiment. can do.

【0105】[実施例5]図10は液晶表示装置の入出力
端子、画素部、駆動回路の配置の一例を示す図である。
画素部306にはm本のゲート配線とn本のソース配線
がマトリクス状に交差している。例えば、画素密度がV
GAの場合、480本のゲート配線と640本のソース
配線が形成され、XGAの場合には768本のゲート配
線と1024本のソース配線が形成される。画素部の画
面サイズは、13インチクラスの場合対角線の長さは3
40mmとなり、18インチクラスの場合には460m
mとなる。このような液晶表示装置を実現するには、ゲ
ート配線を実施例1および実施例2で示したような低抵
抗材料で形成する必要がある。
[Embodiment 5] FIG. 10 is a diagram showing an example of an arrangement of input / output terminals, a pixel portion, and a driving circuit of a liquid crystal display device.
In the pixel portion 306, m gate wirings and n source wirings intersect in a matrix. For example, if the pixel density is V
In the case of GA, 480 gate lines and 640 source lines are formed, and in the case of XGA, 768 gate lines and 1024 source lines are formed. The screen size of the pixel part is 3 in the case of the 13-inch class.
40mm, 460m for 18 inch class
m. In order to realize such a liquid crystal display device, it is necessary to form the gate wiring with a low resistance material as shown in the first and second embodiments.

【0106】画素部306の周辺には走査信号駆動回路
304と画像信号駆動回路305が設けられている。こ
れらの駆動回路のゲート配線の長さも画素部の画面サイ
ズの大型化と共に必然的に長くなるので、大画面を実現
するためには実施例1および実施例2で示したような低
抵抗材料で形成することが好ましい。
A scanning signal driving circuit 304 and an image signal driving circuit 305 are provided around the pixel portion 306. The length of the gate wiring of these driving circuits is inevitably increased with the increase in the screen size of the pixel portion. Therefore, in order to realize a large screen, a low-resistance material as described in the first and second embodiments is used. Preferably, it is formed.

【0107】また、本発明は入力端子301から各駆動
回路までを接続する入力配線302、303をゲート配
線と同じ材料で形成することができ、配線抵抗の低抵抗
化に寄与することができる。
Further, according to the present invention, the input wirings 302 and 303 connecting the input terminal 301 to each drive circuit can be formed of the same material as the gate wiring, which can contribute to lowering the wiring resistance.

【0108】[実施例6]図14は実施例1または実施
例2で示したアクティブマトリクス基板の回路構成の一
例であり、直視型の表示装置の回路構成を示す図であ
る。本実施例のアクティブマトリクス基板は、画像信号
駆動回路1001、走査信号駆動回路(A)1007、
走査信号駆動回路(B)1011、プリチャージ回路1
012、画素部1006を有している。尚、本明細書中
において記した駆動回路とは、画像信号駆動回路100
1、走査信号駆動回路(A)1007を含めた総称であ
る。
[Embodiment 6] FIG. 14 is an example of the circuit configuration of the active matrix substrate shown in Embodiment 1 or 2, and is a diagram showing the circuit configuration of a direct-view display device. The active matrix substrate of this embodiment includes an image signal driving circuit 1001, a scanning signal driving circuit (A) 1007,
Scan signal drive circuit (B) 1011, precharge circuit 1
012 and a pixel portion 1006. Note that the driving circuit described in this specification is an image signal driving circuit 100.
1. General term including the scanning signal drive circuit (A) 1007.

【0109】画像信号駆動回路1001は、シフトレジ
スタ回路1002、レベルシフタ回路1003、バッフ
ァ回路1004、サンプリング回路1005を備えてい
る。また、走査信号駆動回路(A)1007は、シフト
レジスタ回路1008、レベルシフタ回路1009、バ
ッファ回路1010を備えている。走査信号駆動回路
(B)1011も同様な構成である。
The image signal driving circuit 1001 includes a shift register circuit 1002, a level shifter circuit 1003, a buffer circuit 1004, and a sampling circuit 1005. The scan signal driver circuit (A) 1007 includes a shift register circuit 1008, a level shifter circuit 1009, and a buffer circuit 1010. The scanning signal driving circuit (B) 1011 has a similar configuration.

【0110】シフトレジスタ回路1002、1008は
駆動電圧が5〜16V(代表的には10V)であり、こ
の回路を形成するCMOS回路のnチャネル型TFTは
図5の202で示される構造が適している。また、レベ
ルシフタ回路1003、1009やバッファ回路100
4、1010は駆動電圧が14〜16Vと高くなるが、
シフトレジスタ回路と同様に、図5のnチャネル型TF
T202を含むCMOS回路が適している。これらの回
路において、ゲートをマルチゲート構造で形成すると耐
圧が高まり、回路の信頼性を向上させる上で有効であ
る。
The shift register circuits 1002 and 1008 have a driving voltage of 5 to 16 V (typically 10 V), and the n-channel TFT of the CMOS circuit forming this circuit has a structure shown by 202 in FIG. I have. Also, the level shifter circuits 1003 and 1009 and the buffer circuit 100
For 4,1010, the driving voltage is as high as 14 to 16 V,
Similarly to the shift register circuit, the n-channel type TF shown in FIG.
CMOS circuits including T202 are suitable. In these circuits, forming the gate in a multi-gate structure increases the withstand voltage, which is effective in improving the reliability of the circuit.

【0111】サンプリング回路1005は駆動電圧が1
4〜16Vであるが、極性が交互に反転して駆動される
上、オフ電流値を低減させる必要があるため、図5のn
チャネル型TFT203を含むCMOS回路が適してい
る。図5では、nチャネル型TFTしか表示はされてい
ないが、実際のサンプリング回路においてはpチャネル
型TFTも組み合わせて形成される。この時、pチャネ
ル型TFTは同図201で示される構造で十分である。
When the driving voltage is 1
The voltage is 4 to 16 V. However, since the polarity is alternately inverted and the off-state current value needs to be reduced, n in FIG.
A CMOS circuit including the channel type TFT 203 is suitable. In FIG. 5, only an n-channel TFT is shown, but in an actual sampling circuit, a p-channel TFT is also formed. At this time, the structure shown in FIG. 201 is sufficient for the p-channel TFT.

【0112】また、画素TFT204は駆動電圧が14
〜16Vであり、低消費電力化の観点からサンプリング
回路よりもさらにオフ電流値を低減することが要求さ
れ、画素TFT204のようにゲート電極に対して重な
らないように設けられたLDD(Loff)領域を有した
構造とするのが望ましい。
Further, the pixel TFT 204 has a drive voltage of 14
To 16 V, which is required to further reduce the off-current value compared to the sampling circuit from the viewpoint of low power consumption, and an LDD (Loff) region provided so as not to overlap the gate electrode as in the pixel TFT 204. It is desirable to have a structure having

【0113】尚、本実施例の構成は、実施例1に示した
工程に従ってTFTを作製することによって容易に実現
することができる。本実施例では、画素部と駆動回路の
構成のみを示しているが、実施例1の工程に従えば、そ
の他にも信号分割回路、分周波回路、D/Aコンバー
タ、γ補正回路、オペアンプ回路、さらにメモリ回路や
演算処理回路などの信号処理回路、あるいは論理回路を
同一基板上に形成することが可能である。このように、
本発明は同一基板上に画素部とその駆動回路とを含む半
導体装置、例えば信号駆動回路および画素部を具備した
半導体装置を実現することができる。
The structure of this embodiment can be easily realized by manufacturing a TFT according to the steps shown in the first embodiment. In the present embodiment, only the configuration of the pixel portion and the drive circuit is shown. Further, a signal processing circuit such as a memory circuit or an arithmetic processing circuit, or a logic circuit can be formed over the same substrate. in this way,
The present invention can realize a semiconductor device including a pixel portion and a driver circuit over the same substrate, for example, a semiconductor device including a signal driver circuit and a pixel portion.

【0114】[実施例7]図17に本発明を利用して絶
縁表面上に形成された様々な配線構造の一例を示す。図
17(A)には絶縁表面を有する膜(または基板)17
00上にタングステンを主成分とする材料1701から
なる単層構造の配線の断面図を示した。この配線は、タ
ーゲットとしては純度が6Nのものを用い、スパッタガ
スとしてはアルゴン(Ar)の単体ガスを用いて形成し
た膜をパターニングして形成したものである。なお、基
板温度を300℃以下とし、スパッタガスの圧力を1.
0Pa〜3.0Paとして応力を制御し、他の条件(ス
パッタパワー等)は適宜実施者が決定すればよい。
[Embodiment 7] FIG. 17 shows an example of various wiring structures formed on an insulating surface by using the present invention. FIG. 17A shows a film (or substrate) 17 having an insulating surface.
A cross-sectional view of a wiring having a single-layer structure made of a material 1701 containing tungsten as a main component is shown on the top of FIG. This wiring is formed by patterning a film formed using a target having a purity of 6N as a target and using a single gas of argon (Ar) as a sputtering gas. The substrate temperature was set to 300 ° C. or lower, and the pressure of the sputtering gas was set to 1.
The stress is controlled at 0 Pa to 3.0 Pa, and other conditions (such as sputter power) may be appropriately determined by the practitioner.

【0115】こうして得られる配線1701は、配線材
料中にアルゴンを含むものの、その他の不純物元素がほ
とんど含まれておらず、特にナトリウムの含有量は、
0.3ppm以下、好ましくは0.1ppm以下、且
つ、酸素濃度は1wt%、好ましくは0.2wt%以下
とすることができ、電気抵抗率は40μΩ・cm以下、
好ましくは20μΩ・cm以下、代表的には、6μΩ・
cm〜15μΩ・cmとすることができる。また、膜の
応力は、−5×1010〜5×1010dyn/cm2の範
囲内に制御することができる。また、800℃の熱処理
を施しても電気抵抗率は変わらない。
The wiring 1701 thus obtained contains argon in the wiring material, but hardly contains other impurity elements.
0.3 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, and the oxygen concentration can be 1 wt% or less, preferably 0.2 wt% or less, and the electric resistivity is 40 μΩ · cm or less.
Preferably not more than 20 μΩ · cm, typically 6 μΩ · cm.
cm to 15 μΩ · cm. Further, the stress of the film can be controlled within a range of −5 × 10 10 to 5 × 10 10 dyn / cm 2 . Further, the electrical resistivity does not change even if the heat treatment is performed at 800 ° C.

【0116】また、図17(B)は、二層構造を示し
た。なお、窒化タングステン(WNx)を下層とし、タ
ングステンを上層としている。なお、窒化タングステン
膜1702は10〜50nm(好ましくは10〜30n
m)とし、タングステン膜1703は200〜400n
m(好ましくは250〜350nm)とすれば良い。本
実施例では、大気に触れることなく、連続的にスパッタ
法を用いて積層形成した。
FIG. 17B shows a two-layer structure. Note that tungsten nitride (WNx) is used as a lower layer, and tungsten is used as an upper layer. Note that the tungsten nitride film 1702 has a thickness of 10 to 50 nm (preferably 10 to 30 n
m), and the thickness of the tungsten film 1703 is 200 to 400 n.
m (preferably 250 to 350 nm). In this embodiment, the layers are continuously formed by a sputtering method without exposure to the air.

【0117】また、図17(C)は、絶縁表面を有する
膜(または基板)1700上に形成されたタングステン
を主成分とする材料からなる配線1704を絶縁膜17
05で覆った例である。絶縁膜1705は窒化珪素膜、
酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜SiOxNy(但し、0<
x、y<1)またはそれらを組み合わせた積層膜で形成
すれば良い。
FIG. 17C shows that a wiring 1704 made of a material containing tungsten as a main component and formed on a film (or substrate) 1700 having an insulating surface is formed on the insulating film 17.
It is an example covered with 05. The insulating film 1705 is a silicon nitride film,
Silicon oxide film, silicon oxynitride film SiOxNy (where 0 <
x, y <1) or a laminated film combining them may be used.

【0118】また、図17(D)は、絶縁表面を有する
膜(または基板)1700上に形成されたタングステン
を主成分とする材料からなる配線1706の表面を窒化
タングステン膜1707で覆った例である。なお、図1
7(A)の状態の配線にプラズマ窒化等の窒化処理を施
すと図17(D)の構造が得られる。
FIG. 17D shows an example in which the surface of a wiring 1706 formed of a material containing tungsten as a main component and formed on a film (or substrate) 1700 having an insulating surface is covered with a tungsten nitride film 1707. is there. FIG.
When the wiring in the state of FIG. 7A is subjected to nitriding treatment such as plasma nitridation, the structure of FIG. 17D is obtained.

【0119】また、図17(E)は、絶縁表面を有する
膜(または基板)1700上に形成されたタングステン
を主成分とする材料からなる配線1709を窒化タング
ステン膜1710、1708で囲った例である。この構
造は実施例3に示したものと形状は同一である。なお、
図17(B)の状態の配線にプラズマ窒化等の窒化処理
を施すと図17(E)の構造が得られる。
FIG. 17E shows an example in which a wiring 1709 formed of a material containing tungsten as a main component and formed on a film (or substrate) 1700 having an insulating surface is surrounded by tungsten nitride films 1710 and 1708. is there. This structure has the same shape as that shown in the third embodiment. In addition,
When the wiring in the state of FIG. 17B is subjected to nitriding treatment such as plasma nitridation, the structure of FIG. 17E is obtained.

【0120】また、図17(F)は、図17(E)の状
態を形成した後、絶縁膜1711で覆った例である。絶
縁膜1711は窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素
膜またはそれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良
い。
FIG. 17F shows an example in which the state shown in FIG. 17E is formed and then covered with an insulating film 1711. The insulating film 1711 may be formed using a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or a stacked film including a combination thereof.

【0121】このように、本発明は様々な配線構造に適
用することができる。本実施例の構成は、実施例1〜6
に示したいずれの構成とも自由に組み合わせることが可
能である。
As described above, the present invention can be applied to various wiring structures. The configuration of this embodiment is the same as that of the first to sixth embodiments.
Can be freely combined with any of the configurations shown in FIG.

【0122】[実施例8]本実施例は、対角1インチ以
下のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、ゲ
ート配線とその上層配線とが重なった領域に第2の層間
絶縁膜を設け、寄生容量を低減させたアクティブマトリ
クス基板の構造を図18〜図20を用いて示す。なお、
基本的な構造は、本出願人による特願平11−1544
32号出願に記載された構造と同一である。
[Embodiment 8] In this embodiment, in an active matrix type liquid crystal display device having a diagonal width of 1 inch or less, a second interlayer insulating film is provided in a region where a gate line and an upper layer line overlap each other, and a parasitic capacitance is provided. The structure of an active matrix substrate in which is reduced is shown with reference to FIGS. In addition,
The basic structure is disclosed in Japanese Patent Application No. 11-1544 filed by the present applicant.
The structure is the same as that described in the No. 32 application.

【0123】図18に示すように、本実施例では、開口
率を向上させるため、画素TFTを構成するnチャネル
型TFT1804のチャネル形成領域と重なるゲート電
極の一部または全部と第2配線(ソース線またはドレイ
ン線)1854、1857とを重ねる構成とする。ま
た、ゲート電極と第2配線1854、1857の間には
第1層間絶縁膜1849及び第2層間絶縁膜1850c
を設け、寄生容量を低減する。なお、ゲート電極と第2
配線が重なる領域のみに選択的に第2層間絶縁膜185
0cが設けられている。
As shown in FIG. 18, in this embodiment, in order to improve the aperture ratio, part or all of the gate electrode overlapping the channel formation region of the n-channel TFT 1804 constituting the pixel TFT and the second wiring (source). (A line or a drain line) 1854 and 1857. A first interlayer insulating film 1849 and a second interlayer insulating film 1850c are provided between the gate electrode and the second wirings 1854 and 1857.
To reduce the parasitic capacitance. The gate electrode and the second
The second interlayer insulating film 185 is selectively formed only in the region where the wiring overlaps.
0c is provided.

【0124】また、図18において、1859は第3層
間絶縁膜、1860は遮光膜、1861は、遮光膜18
60の表面に陽極酸化法またはプラズマ酸化法(本実施
例では陽極酸化法)により形成した酸化物である。ま
た、1862は酸化インジウム・スズ(ITO)膜から
なる画素電極である。なお、画素電極1863は隣接す
る別の画素の画素電極である。
In FIG. 18, reference numeral 1859 denotes a third interlayer insulating film, 1860 denotes a light shielding film, and 1861 denotes a light shielding film 18.
60 is an oxide formed by anodic oxidation or plasma oxidation (in this embodiment, anodic oxidation). Reference numeral 1862 denotes a pixel electrode made of an indium tin oxide (ITO) film. Note that the pixel electrode 1863 is a pixel electrode of another adjacent pixel.

【0125】また、画素電極1862と遮光膜1860
とが陽極酸化物1861を介して重なり、保持容量(キャ
ハ゜シタンス・ストレーシ゛)1864を構成する。なお、遮光膜1
860をフローティング状態(電気的に孤立した状態)
か固定電位、好ましくはコモン電位(データとして送ら
れる画像信号の中間電位)に設定しておくことが望まし
い。
Further, the pixel electrode 1862 and the light shielding film 1860
Overlap with each other via the anodic oxide 1861 to form a storage capacity (capacity striation) 1864. The light shielding film 1
860 in floating state (electrically isolated state)
Or a fixed potential, preferably a common potential (intermediate potential of an image signal sent as data).

【0126】なお、図19(B)は第2配線(ソース線
またはドレイン線)1854、1857形成直後の画素
部の上面図の一部を共通の符号を用いて示した。また、
図19(A)は、ゲート配線形成直後の上面図である。
FIG. 19B shows a part of a top view of the pixel portion immediately after the formation of the second wiring (source line or drain line) 1854 and 1857 using common reference numerals. Also,
FIG. 19A is a top view immediately after the formation of the gate wiring.

【0127】また、pチャネル型TFT1801、nチ
ャネル型TFT1802、nチャネル型TFT1803
等を備えた駆動回路においては、絶縁膜1815上に設
けられたゲート配線と第2配線1851とが交差して重
なっている領域に第2層間絶縁膜1850bを選択的に
形成すればよい。なお、図20(B)に図18に対応す
る駆動回路の上面図を共通の符号を用いて示した。ま
た、図20(A)は、ゲート配線形成直後の上面図であ
る。
A p-channel TFT 1801, an n-channel TFT 1802, and an n-channel TFT 1803
In a driver circuit including a semiconductor device and the like, a second interlayer insulating film 1850b may be selectively formed in a region where a gate wiring provided over an insulating film 1815 and a second wiring 1851 intersect and overlap. Note that FIG. 20B illustrates a top view of a driver circuit corresponding to FIG. 18 using common reference numerals. FIG. 20A is a top view immediately after the formation of the gate wiring.

【0128】なお、図18に示されるTFT1801〜
1804のゲート配線は、窒化タングステン膜1702
タングステン膜1703の積層構造とした。このゲート
配線は、実施の形態に示したスパッタ法を用いたため、
配線中のナトリウムの含有量が、0.3ppm以下、好
ましくは0.1ppm以下、且つ、酸素濃度は1wt
%、好ましくは0.2wt%以下とすることができ、電
気抵抗率は6μ〜15μΩ・cmとすることができた。
また、膜の応力は、−1×1010〜1×1010dyn/
cm2の範囲内に制御することができた。
The TFTs 1801 to 1801 shown in FIG.
The gate wiring 1804 is a tungsten nitride film 1702
A stacked structure of a tungsten film 1703 was employed. Since this gate wiring uses the sputtering method described in the embodiment mode,
The content of sodium in the wiring is 0.3 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, and the oxygen concentration is 1 wt.
%, Preferably 0.2 wt% or less, and the electrical resistivity could be 6 μm to 15 μΩ · cm.
The stress of the film is -1 × 10 10 to 1 × 10 10 dyn /
It could be controlled in the range of cm 2 .

【0129】このように、実施の形態に示したスパッタ
法を用いることによって、低抵抗で信頼性の高い配線を
得ることができ、TFTの動作性能や信頼性を大幅に向
上させることができた。
As described above, by using the sputtering method described in the embodiment mode, a wiring having low resistance and high reliability can be obtained, and the operation performance and reliability of the TFT can be greatly improved. .

【0130】[実施例9]本実施例では、本発明をシリ
コン基板上に作製した反射型液晶表示装置に適用した場
合について説明する。本実施例は、実施例1において、
結晶質シリコン膜でなる活性層の代わりに、シリコン基
板(シリコンウェハ)に直接的にn型またはp型を付与
する不純物元素を添加し、TFT構造を実現すれば良
い。また、反射型であるので、画素電極として反射率の
高い金属膜(例えばアルミニウム、銀、またはこれらの
合金(Al−Ag合金)等を用いれば良い。
[Embodiment 9] In this embodiment, a case where the present invention is applied to a reflection type liquid crystal display device manufactured on a silicon substrate will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that
Instead of the active layer made of a crystalline silicon film, an n-type or p-type impurity element may be directly added to a silicon substrate (silicon wafer) to realize a TFT structure. In addition, since the pixel electrode is a reflection type, a metal film having high reflectance (for example, aluminum, silver, or an alloy thereof (Al-Ag alloy)) or the like may be used as a pixel electrode.

【0131】なお、本実施例の構成は、実施例1〜8の
いずれの構成とも自由に組み合わせることが可能であ
る。
The structure of this embodiment can be freely combined with any of the structures of the first to eighth embodiments.

【0132】[実施例10]本発明は従来のMOSFE
T上に層間絶縁膜を形成し、その上にTFTを形成する
際に用いることも可能である。即ち、三次元構造の半導
体装置を実現することも可能である。また、基板として
SIMOX、Smart−Cut(SOITEC社の登録商
標)、ELTRAN(キャノン株式会社の登録商標)な
どのSOI基板を用いることも可能である。
[Embodiment 10] The present invention relates to a conventional MOSFE.
It is also possible to form an interlayer insulating film on T and use it when forming a TFT thereon. That is, it is possible to realize a semiconductor device having a three-dimensional structure. It is also possible to use an SOI substrate such as SIMOX, Smart-Cut (registered trademark of SOITEC), or ELTRAN (registered trademark of Canon Inc.) as the substrate.

【0133】なお、本実施例の構成は、実施例1〜9の
いずれの構成とも自由に組み合わせることが可能であ
る。
The structure of this embodiment can be freely combined with any of the structures of the first to ninth embodiments.

【0134】[実施例11]本発明はアクティブマトリ
クス型ELディスプレイに適用することも可能である。
その例を図21に示す。
[Embodiment 11] The present invention can also be applied to an active matrix EL display.
An example is shown in FIG.

【0135】図21はアクティブマトリクス型ELディ
スプレイの回路図である。11は画素部を表しており、
その周辺にはX方向駆動回路12、Y方向駆動回路13
が設けられている。また、画素部11の各画素は、スイ
ッチ用TFT14、保持容量15、電流制御用TFT1
6、有機EL素子17を有し、スイッチ用TFT14に
X方向信号線18a(または18b)、Y方向信号線19
a(または19b、19c)が接続される。また、電流制
御用TFT16には、電源線20a、20bが接続され
る。
FIG. 21 is a circuit diagram of an active matrix type EL display. Reference numeral 11 denotes a pixel portion,
An X-direction drive circuit 12 and a Y-direction drive circuit 13
Is provided. Each pixel of the pixel section 11 includes a switching TFT 14, a storage capacitor 15, and a current controlling TFT1.
6, an organic EL element 17, and an X-direction signal line 18a (or 18b) and a Y-direction signal line 19
a (or 19b, 19c) are connected. The power supply lines 20a and 20b are connected to the current control TFT 16.

【0136】本実施例のアクティブマトリクス型ELデ
ィスプレイでは、X方向駆動回路12、Y方向駆動回路
13に用いられるTFTを図5のpチャネル型TFT2
01、nチャネル型TFT202または203を組み合
わせて形成する。また、スイッチ用TFT14や電流制
御用TFT16のTFTを図5のnチャネル型TFT2
04で形成する。
In the active matrix EL display of this embodiment, the TFTs used in the X-direction drive circuit 12 and the Y-direction drive circuit 13 are the p-channel TFTs 2 shown in FIG.
01 and an n-channel TFT 202 or 203 in combination. Further, the TFT of the switching TFT 14 and the TFT of the current control TFT 16 are replaced with the n-channel TFT 2 shown in FIG.
04.

【0137】なお、本実施例の構成は、実施例1〜10
のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能であ
る。
The structure of this embodiment is similar to those of the first to tenth embodiments.
Any configuration can be freely combined.

【0138】[実施例12]本発明によって作製された
液晶表示装置は様々な液晶材料を用いることが可能であ
る。そのような材料として、TN液晶、PDLC(ポリ
マー分散型液晶)、FLC(強誘電性液晶)、AFLC
(反強誘性電液晶)、またはFLCとAFLCの混合物
が挙げられる。
[Embodiment 12] A liquid crystal display device manufactured according to the present invention can use various liquid crystal materials. Such materials include TN liquid crystal, PDLC (polymer dispersed liquid crystal), FLC (ferroelectric liquid crystal), AFLC
(An anti-strongly inducing electro-liquid crystal), or a mixture of FLC and AFLC.

【0139】例えば、「H.Furue et al.;Charakteristi
cs and Drivng Scheme of Polymer-Stabilized Monosta
ble FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Co
ntrast Ratio with Gray-Scale Capability,SID,199
8」、「T.Yoshida et al.;A Full-Color Thresholdless
Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Ang
le with Fast Response Time,841,SID97DIGEST,199
7」、または米国特許第5,594,569号に開示された材料を
用いることができる。
For example, “H. Furue et al .; Charakteristi
cs and Drivng Scheme of Polymer-Stabilized Monosta
ble FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Co
ntrast Ratio with Gray-Scale Capability, SID, 199
8 "," T. Yoshida et al .; A Full-Color Thresholdless "
Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Ang
le with Fast Response Time, 841, SID97DIGEST, 199
7 ", or the materials disclosed in US Pat. No. 5,594,569.

【0140】特に、しきい値なし(無しきい値)の反強
誘電性液晶(Thresholdless Antiferroelectric LCD:
TL−AFLCと略記する)を使うと、液晶の動作電圧
を±2.5V程度に低減しうるため電源電圧として5〜
8V程度で済む場合がある。即ち、ドライバー回路と画
素部を同じ電源電圧で動作させることが可能となり、液
晶表示装置全体の低消費電力化を図ることができる。
In particular, a thresholdless (non-threshold) antiferroelectric liquid crystal (Thresholdless Antiferroelectric LCD:
TL-AFLC) can be used to reduce the operating voltage of the liquid crystal to about ± 2.5 V.
In some cases, about 8 V may be enough. That is, the driver circuit and the pixel portion can be operated at the same power supply voltage, and the power consumption of the entire liquid crystal display device can be reduced.

【0141】また、無しきい値反強誘電性液晶は、V字
型の電気光学応答特性を示すものがあり、その駆動電圧
が約±2.5V程度(セル厚約1μm〜2μm)のもの
も見出されている。
Some thresholdless antiferroelectric liquid crystals exhibit V-shaped electro-optical response characteristics, and those having a driving voltage of about ± 2.5 V (cell thickness of about 1 μm to 2 μm) are also available. Have been found.

【0142】ここで、V字型の電気光学応答を示す無し
きい値反強誘電性混合液晶の印加電圧に対する光透過率
の特性を図22に示す。図22に示すグラフの縦軸は透
過率(任意単位)、横軸は印加電圧である。なお、液晶
パネルにおける入射側の偏光板の透過軸は、液晶パネル
のラビング方向にほぼ一致する無しきい値反強誘電性混
合液晶のスメクティック層の法線方向とほぼ平行に設定
されている。また、出射側の偏光板の透過軸は、入射側
の偏光板の透過軸に対してほぼ直角(クロスニコル)に
設定されている。
Here, the characteristics of the light transmittance with respect to the applied voltage of the thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal exhibiting a V-shaped electro-optical response are shown in FIG. The vertical axis of the graph shown in FIG. 22 is the transmittance (arbitrary unit), and the horizontal axis is the applied voltage. The transmission axis of the polarizing plate on the incident side of the liquid crystal panel is set substantially parallel to the normal direction of the smectic layer of the thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal which substantially matches the rubbing direction of the liquid crystal panel. The transmission axis of the exit-side polarizing plate is set to be substantially perpendicular (crossed Nicols) to the transmission axis of the incidence-side polarizing plate.

【0143】また、強誘電性液晶や反強誘電性液晶はT
N液晶に比べて応答速度が速いという利点をもつ。上記
実施例で用いるような結晶質TFTは非常に動作速度の
速いTFTを実現しうるため、強誘電性液晶や反強誘電
性液晶の応答速度の速さを十分に生かした画像応答速度
の速い液晶表示装置を実現することが可能である。
Further, ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals are
There is an advantage that the response speed is faster than that of the N liquid crystal. Since the crystalline TFT used in the above embodiment can realize a TFT having a very high operation speed, a high image response speed utilizing the high response speed of the ferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal can be realized. It is possible to realize a liquid crystal display device.

【0144】なお、本実施例の液晶表示装置をパーソナ
ルコンピュータ等の電子機器の表示ディスプレイとして
用いることが有効であることは言うまでもない。
It is needless to say that it is effective to use the liquid crystal display device of this embodiment as a display for electronic equipment such as a personal computer.

【0145】また、本実施例の構成は、実施例1〜10
のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能であ
る。
The configuration of the present embodiment is similar to those of the first to tenth embodiments.
Any configuration can be freely combined.

【0146】[実施例13]本発明を実施して形成され
たTFTは様々な電気光学装置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として組み込んだ電
子機器全てに本発明を実施できる。
[Embodiment 13] The TFT formed by carrying out the present invention can be used for various electro-optical devices.
That is, the present invention can be applied to all electronic apparatuses in which these electro-optical devices are incorporated as display units.

【0147】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴ
ーグル型ディスプレイ)、ウエアラブルディスプレイ、
カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情
報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書
籍等)などが挙げられる。それらの一例を図23に示
す。
Such electronic devices include a video camera, a digital camera, a head-mounted display (goggle type display), a wearable display,
Examples include a car navigation system, a personal computer, and a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, or the like). One example of them is shown in FIG.

【0148】図23(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で構成される。本願発明を画
像入力部2002、表示部2003やその他の信号駆動
回路に適用することができる。
FIG. 23A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, a keyboard 2004. The present invention can be applied to the image input unit 2002, the display unit 2003, and other signal driving circuits.

【0149】図23(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で構成される。本願発明を表示部2102、音声入力
部2103やその他の信号駆動回路に適用することがで
きる。
FIG. 23B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display section 2102, an audio input section 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving section 210.
6. The present invention can be applied to the display portion 2102, the audio input portion 2103, and other signal driving circuits.

【0150】図23(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で構成される。本願発明は表示部2205
やその他の信号駆動回路に適用できる。
FIG. 23C shows a mobile computer (mobile computer), which comprises a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, and a display section 2205. The invention of the present application is a display unit 2205.
And other signal drive circuits.

【0151】図23(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で構成される。本発明は表示部2302やその他の信
号駆動回路に適用することができる。
FIG. 23D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, and an arm portion 230.
3 The present invention can be applied to the display portion 2302 and other signal driver circuits.

【0152】図23(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で構成さ
れる。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Dig
tial Versatile Disc)、CD等を
用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを
行うことができる。本発明は表示部2402やその他の
信号駆動回路に適用することができる。
FIG. 23E 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, and operation switches 2405. This apparatus uses a DVD (Dig) as a recording medium.
Tear Versatile Disc), CD, etc., can be used to enjoy music, movies, games and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402 and other signal driver circuits.

【0153】図23(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)で構成される。
本願発明を表示部2502やその他の信号駆動回路に適
用することができる。
FIG. 23F shows a digital camera, which comprises a main body 2501, a display section 2502, an eyepiece section 2503, operation switches 2504, and an image receiving section (not shown).
The present invention can be applied to the display portion 2502 and other signal driver circuits.

【0154】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜12のど
のような組み合わせからなる構成を用いても実現するこ
とができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus of the present embodiment can be realized by using a configuration composed of any combination of the embodiments 1 to 12.

【0155】[実施例14]本発明を実施して形成され
たTFTは様々な電気光学装置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として組み込んだ電
子機器全てに本発明を実施できる。
[Embodiment 14] A TFT formed by carrying out the present invention can be used for various electro-optical devices.
That is, the present invention can be applied to all electronic apparatuses in which these electro-optical devices are incorporated as display units.

【0156】その様な電子機器としては、プロジェクタ
ー(リア型またはフロント型)などが挙げられる。それ
らの一例を図24に示す。
As such an electronic device, there is a projector (rear type or front type). One example of them is shown in FIG.

【0157】図24(A)はフロント型プロジェクター
であり、表示装置2601、スクリーン2602で構成
される。本発明は表示装置やその他の信号駆動回路に適
用することができる。
FIG. 24A shows a front type projector, which comprises a display 2601 and a screen 2602. The present invention can be applied to a display device and other signal driving circuits.

【0158】図24(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、表示装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704で構成される。本発明は表示装
置やその他の信号駆動回路に適用することができる。
FIG. 24B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a display device 2702, and a mirror 270.
3. It comprises a screen 2704. The present invention can be applied to a display device and other signal driving circuits.

【0159】なお、図24(C)は、図24(A)及び
図24(B)中における表示装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。表示装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶表示装置2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図24(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. 24C is a diagram showing an example of the structure of the display devices 2601 and 2702 in FIGS. 24A and 24B. Display devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal display device 2808, retardation plate 280
9. The projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 denotes an optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.

【0160】また、図24(D)は、図24(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24(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. 24D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 24D 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.

【0161】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜8及び実
施例12のどのような組み合わせからなる構成を用いて
も実現することができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus of this embodiment can be realized by using any combination of the embodiments 1 to 8 and the twelfth embodiment.

【0162】[実施例15]本発明はTFT構造に限定
されず、様々なTFT構造のゲート配線やソース配線や
ドレイン配線に用いることが可能である。本実施例で
は、本発明を逆スタガ型のTFTのゲート配線に用いた
例を示す。
[Embodiment 15] The present invention is not limited to the TFT structure, but can be used for gate wiring, source wiring and drain wiring of various TFT structures. In this embodiment, an example in which the present invention is used for a gate wiring of an inversely staggered TFT will be described.

【0163】図32において逆スタガ型のTFTの一例
を示す。図32において、1901は基板、1902は
ゲート電極、1903a、1903bはゲート絶縁膜、
1904はチャネル形成領域、1905、1906は高
濃度不純物領域(ソース領域またはドレイン領域)、1
907、1908は低濃度不純物領域(LDD領域)、
1909はチャネル形成領域を保護する絶縁層、191
0は層間絶縁膜、1911、1912は高濃度不純物領
域と接続する電極(ソース電極またはドレイン電極)で
ある。
FIG. 32 shows an example of an inverted stagger type TFT. 32, reference numeral 1901 denotes a substrate, 1902 denotes a gate electrode, 1903a and 1903b denote gate insulating films,
Reference numeral 1904 denotes a channel formation region, 1905 and 1906 denote high-concentration impurity regions (source or drain regions), 1
907 and 1908 are low concentration impurity regions (LDD regions),
Reference numeral 1909 denotes an insulating layer for protecting a channel formation region;
0 is an interlayer insulating film, and 1911 and 1912 are electrodes (source electrodes or drain electrodes) connected to the high-concentration impurity regions.

【0164】ゲート電極1902の形成手段としては本
発明のスパッタ法を用いて10〜1000nm、好まし
くは30〜300nmの膜厚範囲の導電膜を形成した
後、公知のパターニング技術で形成した。
As a means for forming the gate electrode 1902, a conductive film having a thickness in the range of 10 to 1000 nm, preferably 30 to 300 nm is formed by the sputtering method of the present invention, and then formed by a known patterning technique.

【0165】また、積層構造のゲート絶縁膜1903
a、1903bを用いた。下層のゲート絶縁膜1903
aとしては、基板やゲート配線からの不純物の拡散を効
果的に防止する窒化シリコン膜等を膜厚10nm〜60
nmの膜厚範囲で形成した。ただし、積層構造に限定さ
れることなく単層であってもよい。
In addition, a gate insulating film 1903 having a laminated structure
a, 1903b. Lower gate insulating film 1903
As a, a silicon nitride film or the like for effectively preventing diffusion of impurities from the substrate or the gate wiring is formed to a thickness of 10 nm to 60 nm.
It was formed in a thickness range of nm. However, it is not limited to a laminated structure and may be a single layer.

【0166】なお、ここでは半導体にn型を付与する不
純物元素としてリンを用いたnチャネル型TFTを作製
したが、n型を付与する不純物元素に代えてp型を付与
する不純物元素としてボロンを用いればpチャネル型T
FTを作製することができる。また、ここでは、低濃度
不純物領域を設けた例を示したが、TFTの信頼性に問
題がなければ設けなくともよい。
Although an n-channel TFT using phosphorus as an impurity element for imparting n-type to a semiconductor was manufactured here, boron was used as an impurity element for imparting p-type instead of the impurity element for imparting n-type. If used, p-channel type T
An FT can be made. Although an example in which a low-concentration impurity region is provided is shown here, the low-concentration impurity region may be omitted if there is no problem in the reliability of the TFT.

【0167】また、ゲート電極に限らず、電極191
1、1912に本発明のスパッタ法を用いた膜を用いて
もよい。
Further, not only the gate electrode but also the electrode 191
1, 1912, a film using the sputtering method of the present invention may be used.

【0168】このようなTFTを用いた基本論理回路を
用いて駆動回路や画素部を形成することができる。
A driver circuit and a pixel portion can be formed using a basic logic circuit using such a TFT.

【0169】また、本実施例は実施例1乃至12のいず
れか一と自由に組み合わせることができる。
This embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 12.

【0170】[0170]

【発明の効果】本願発明を用いることで配線に含まれる
ナトリウムが0.03ppm以下、好ましくは0.01
ppm以下であり、且つ、低い電気抵抗率(40μΩ・
cm以下)を有し、応力が−5×1010dyn/cm2
〜5×1010dyn/cm2、好ましくは−2×1010
dyn/cm2〜2×1010dyn/cm2、さらに好ま
しくは−1×1010dyn/cm2〜1×1010dyn
/cm2に制御された配線を形成することができる。
According to the present invention, the amount of sodium contained in wiring is 0.03 ppm or less, preferably 0.01% or less.
ppm or less and low electric resistivity (40 μΩ ·
cm or less) and a stress of −5 × 10 10 dyn / cm 2
~ 5 × 10 10 dyn / cm 2 , preferably -2 × 10 10
dyn / cm 2 to 2 × 10 10 dyn / cm 2 , more preferably −1 × 10 10 dyn / cm 2 to 1 × 10 10 dyn
/ Cm 2 can be formed.

【0171】また、本発明の配線は、800℃程度の熱
処理を施しても低い電気抵抗率(40μΩ・cm以下)
を維持することができる。
The wiring of the present invention has a low electric resistivity (40 μΩ · cm or less) even when subjected to a heat treatment at about 800 ° C.
Can be maintained.

【0172】加えて、タングステンを主成分とする配線
の表面に窒化タングステンを形成することによって、低
抵抗で信頼性の高い配線を得ることができ、半導体装置
(ここでは具体的に電気光学装置)の動作性能や信頼性
を大幅に向上させることができる。
In addition, by forming tungsten nitride on the surface of a wiring containing tungsten as a main component, a wiring having low resistance and high reliability can be obtained, and a semiconductor device (specifically, an electro-optical device here) can be obtained. Operating performance and reliability can be greatly improved.

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

【図1】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFTの
作製工程を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driver circuit.

【図2】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFTの
作製工程を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driver circuit.

【図3】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFTの
作製工程を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driver circuit.

【図4】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFTの
作製工程を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driver circuit.

【図5】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFTの
断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driving circuit.

【図6】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFTの
作製工程を示す上面図。
FIG. 6 is a top view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driver circuit.

【図7】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFTの
作製工程を示す上面図。
FIG. 7 is a top view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driver circuit.

【図8】 駆動回路のTFTの作製工程を示す上面図。FIG. 8 is a top view illustrating a manufacturing process of a TFT of a driver circuit.

【図9】 画素TFTの作製工程を示す上面図。FIG. 9 is a top view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT.

【図10】 液晶表示装置の入出力端子、配線回路配置
を示す上面図。
FIG. 10 is a top view illustrating input / output terminals and a wiring circuit arrangement of a liquid crystal display device.

【図11】 液晶表示装置の構造を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device.

【図12】 液晶表示装置の構造を示す斜視図。FIG. 12 is a perspective view illustrating a structure of a liquid crystal display device.

【図13】 画素部の画素を示す上面図FIG. 13 is a top view illustrating pixels in a pixel portion.

【図14】 液晶表示装置の回路ブロック図FIG. 14 is a circuit block diagram of a liquid crystal display device.

【図15】 ゲート電極とLDD領域の位置関係を示す
図。
FIG. 15 is a diagram showing a positional relationship between a gate electrode and an LDD region.

【図16】 ゲート電極とゲート配線の接続を示す図。FIG. 16 illustrates a connection between a gate electrode and a gate wiring.

【図17】 配線構造を示す断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a wiring structure.

【図18】 画素TFT、保持容量、駆動回路のTFT
の断面図。
FIG. 18 shows a pixel TFT, a storage capacitor, and a TFT of a driving circuit.
FIG.

【図19】 画素TFTの上面図の一部。FIG. 19 is a part of a top view of a pixel TFT.

【図20】 駆動回路のTFTの上面図。FIG. 20 is a top view of a TFT of a driver circuit.

【図21】 アクティブマトリクス型EL表示装置の構
成を示す図。
FIG. 21 illustrates a structure of an active matrix EL display device.

【図22】 無しきい値反強誘電性混合液晶の印加電圧
に対する光透過率の特性を示す図。
FIG. 22 is a graph showing characteristics of light transmittance with respect to an applied voltage of a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal.

【図23】 電子機器の一例を示す図。FIG. 23 illustrates an example of an electronic device.

【図24】 電子機器の一例を示す図。FIG. 24 illustrates an example of an electronic device.

【図25】 GDMSの分析結果を示す図。FIG. 25 is a diagram showing the results of GDMS analysis.

【図26】 スパッタ圧と応力の関係を示す図。FIG. 26 is a diagram showing a relationship between a sputtering pressure and a stress.

【図27】 スパッタ圧と電気抵抗率の関係を示す図。FIG. 27 is a diagram showing a relationship between sputtering pressure and electric resistivity.

【図28】 引張応力と圧縮応力の説明図。FIG. 28 is an explanatory diagram of tensile stress and compressive stress.

【図29】 コンタクト抵抗を測定するためのコンタク
トチェーンを示す図。
FIG. 29 is a diagram showing a contact chain for measuring a contact resistance.

【図30】 スパッタ電力と応力の関係を示す図。FIG. 30 is a diagram showing a relationship between sputtering power and stress.

【図31】 スパッタ電力と電気抵抗率の関係を示す
図。
FIG. 31 is a diagram showing a relationship between sputtering power and electric resistivity.

【図32】 TFTの断面図。FIG. 32 is a cross-sectional view of a TFT.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/285 H04N 5/66 102A 5F033 301 H01L 21/88 M 5F040 29/78 G02F 1/136 500 5F110 29/786 H01L 29/78 301G H04N 5/66 102 617M Fターム(参考) 2H092 HA06 HA12 JA24 JA26 JB64 KB04 MA05 MA08 MA25 NA28 PA02 PA06 RA05 RA10 4K029 BA02 BA21 BA58 BB02 BC03 BD01 CA05 DC03 DC04 4M104 AA01 AA09 BB01 BB02 BB14 BB26 BB27 BB28 BB30 BB31 BB32 BB33 BB39 BB40 CC05 DD16 DD17 DD26 DD40 DD41 DD65 DD79 DD80 EE06 EE12 EE17 EE18 FF06 FF13 FF18 FF22 GG09 GG10 GG19 GG20 HH01 HH02 HH03 HH05 HH08 HH16 HH20 5C058 AA09 AB01 BA35 5C094 AA21 BA03 BA27 BA43 BA52 DA13 EA00 FB12 HA05 HA08 HA10 5F033 GG04 HH04 HH08 HH09 HH11 HH14 HH17 HH18 HH19 HH20 HH21 HH22 HH23 HH26 HH27 HH28 HH29 HH30 HH32 HH33 HH34 HH35 JJ01 JJ09 JJ18 KK01 MM05 MM08 MM11 MM12 PP15 QQ08 QQ09 QQ10 QQ11 QQ19 QQ37 QQ73 QQ82 QQ83 RR04 RR06 RR21 RR22 TT04 VV06 VV10 VV15 WW00 WW01 WW02 XX00 XX05 XX06 XX10 XX13 XX16 XX19 XX28 XX34 5F040 DA26 DB03 EB13 EC04 EC07 EC08 EJ03 5F110 AA03 AA26 BB02 BB04 CC02 CC08 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 DD25 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE28 EE36 EE44 FF02 FF03 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG12 GG13 GG24 GG25 GG32 GG34 GG43 GG45 GG51 HJ01 HJ04 HJ12 HJ23──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/285 H04N 5/66 102A 5F033 301 H01L 21/88 M 5F040 29/78 G02F 1/136 500 5F110 29 / 786 H01L 29/78 301G H04N 5/66 102 617M F term (reference) 2H092 HA06 HA12 JA24 JA26 JB64 KB04 MA05 MA08 MA25 NA28 PA02 PA06 RA05 RA10 4K029 BA02 BA21 BA58 BB02 BC03 BD01 CA05 DC03 DC04 4M104 BB01 BB02 BB27 BB28 BB30 BB31 BB32 BB33 BB39 BB40 CC05 DD16 DD17 DD26 DD40 DD41 DD65 DD79 DD80 EE06 EE12 EE17 EE18 FF06 FF13 FF18 FF22 GG09 GG10 GG19 DA20 GG19 HA08 HA10 5F033 GG04 HH04 HH08 HH09 HH11 HH14 HH17 HH18 HH1 9 HH20 HH21 HH22 HH23 HH26 HH27 HH28 HH29 HH30 HH32 HH33 HH34 HH35 JJ01 JJ09 JJ18 KK01 MM05 MM08 MM11 MM12 PP15 QQ08 QQ09 QQ10 QQ11 QQ19 QQ37 QQ73 QQ02 XXVRR RR06 RR04 XXV XX28 XX34 5F040 DA26 DB03 EB13 EC04 EC07 EC08 EJ03 5F110 AA03 AA26 BB02 BB04 CC02 CC08 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 DD25 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE28 EE36 FF02 GG03 FF02 GG03 FF02 GG02 FF02 GG02 FF02 GG03 FF02 GG02 FF02 FF02 GG02 FF02 FF02 GG02 GG45 GG51 HJ01 HJ04 HJ12 HJ23

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】タングステンまたはタングステン化合物を
主成分とする配線材料であって、前記配線材料中の不活
性元素にアルゴンを90%以上含み、且つ、前記配線材
料中におけるナトリウムの含有量は0.3ppm以下で
あることを特徴とする配線材料。
A wiring material containing tungsten or a tungsten compound as a main component, wherein said wiring material contains 90% or more of argon as an inert element, and said wiring material has a sodium content of 0.1%. A wiring material having a content of 3 ppm or less.
【請求項2】請求項1において、前記タングステン化合
物は、Ta、Ti、Mo、Cr、Nb、Siから選ばれ
た一種の元素、または複数種の元素とタングステンとの
化合物であることを特徴とする配線材料。
2. The method according to claim 1, wherein the tungsten compound is one kind of element selected from Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, and Si, or a compound of plural kinds of elements and tungsten. Wiring material to be used.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記配
線材料の電気抵抗率が40μΩ・cm以下であることを
特徴とする配線材料。
3. The wiring material according to claim 1, wherein the wiring material has an electric resistivity of 40 μΩ · cm or less.
【請求項4】W、Ta、Ti、Mo、Cr、Nb、Si
から選ばれた一種の元素、または複数種の元素を含む金
属膜、前記元素を主成分とする金属化合物膜、前記元素
を組み合わせた合金膜、もしくは前記金属膜、金属化合
物膜または合金膜から選ばれた薄膜を積層した積層膜か
らなる配線を備え、前記配線は前記配線中の不活性元素
にアルゴンを90%以上含み、且つ、前記配線中におけ
るナトリウムの含有量は0.3ppm以下であることを
特徴とする半導体装置。
4. W, Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, Si
A metal film containing one kind of element selected from or a plurality of kinds of elements, a metal compound film containing the above element as a main component, an alloy film combining the above elements, or the above metal film, a metal compound film or an alloy film. A wiring made of a laminated film obtained by laminating the obtained thin films, wherein the wiring contains 90% or more of argon as an inert element in the wiring, and the content of sodium in the wiring is 0.3 ppm or less. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項5】タングステンまたはタングステン化合物を
主成分とする膜を含む配線を備えた半導体装置であっ
て、前記配線は前記配線中の不活性元素にアルゴンを9
0%以上含み、且つ、前記配線におけるナトリウムの含
有量は0.3ppm以下であることを特徴とする半導体
装置。
5. A semiconductor device provided with a wiring including a film containing tungsten or a tungsten compound as a main component, wherein the wiring includes argon as an inert element in the wiring.
A semiconductor device containing 0% or more, and the content of sodium in the wiring is 0.3 ppm or less.
【請求項6】タングステンまたはタングステン化合物を
主成分とする膜と、タングステンの窒化物膜とを含む積
層構造を有する配線を備えた半導体装置であって、前記
配線は前記配線中の不活性元素にアルゴンを90%以上
含み、且つ、前記配線におけるナトリウムの含有量は
0.3ppm以下であることを特徴とする半導体装置。
6. A semiconductor device provided with a wiring having a laminated structure including a film containing tungsten or a tungsten compound as a main component and a nitride film of tungsten, wherein the wiring is an inert element in the wiring. A semiconductor device comprising 90% or more of argon and having a sodium content of 0.3 ppm or less in the wiring.
【請求項7】導電型を付与する不純物元素が添加された
シリコン膜と、タングステンまたはタングステン化合物
を主成分とする膜と、タングステンの窒化物膜とを含む
積層構造を有する配線を備えた半導体装置であって、前
記配線は前記配線中の不活性元素にアルゴンを90%以
上含み、且つ、前記配線におけるナトリウムの含有量は
0.3ppm以下であることを特徴とする半導体装置。
7. A semiconductor device having a wiring having a stacked structure including a silicon film to which an impurity element imparting a conductivity type is added, a film containing tungsten or a tungsten compound as a main component, and a tungsten nitride film. Wherein the wiring contains 90% or more of argon as an inert element in the wiring, and the content of sodium in the wiring is 0.3 ppm or less.
【請求項8】請求項4乃至7のいずれか一において、前
記配線は、アルゴンをスパッタガスとして用いたスパッ
タ法により形成されたことを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 4, wherein said wiring is formed by a sputtering method using argon as a sputtering gas.
【請求項9】請求項4乃至8のいずれか一において、前
記配線中に含まれるアルゴン以外の不活性元素は、1a
toms%以下であることを特徴とする半導体装置。
9. The method according to claim 4, wherein the inert element other than argon contained in the wiring is 1a.
semiconductor device characterized by being at most toms%.
【請求項10】請求項4乃至8のいずれか一において、
前記配線中に含まれるアルゴン以外の不活性元素は、
0.1atoms%以下であることを特徴とする半導体
装置。
10. The method according to claim 4, wherein
Inactive elements other than argon contained in the wiring,
A semiconductor device characterized by being 0.1 atom% or less.
【請求項11】請求項9または請求項10において、前
記アルゴン以外の不活性元素は、XeまたはKrである
ことを特徴とする半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 9, wherein said inert element other than argon is Xe or Kr.
【請求項12】請求項5乃至11のいずれか一におい
て、前記タングステンまたはタングステン化合物を主成
分とする膜の内部応力は、−1×1010dyn/cm2
〜1×101 0dyn/cm2であることを特徴とする半
導体装置。
12. The film according to claim 5, wherein an internal stress of the film containing tungsten or a tungsten compound as a main component is −1 × 10 10 dyn / cm 2.
Wherein a is ~1 × 10 1 0 dyn / cm 2.
【請求項13】請求項4乃至12のいずれか一におい
て、前記配線の線幅は5μm以下であることを特徴とす
る半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 4, wherein a line width of said wiring is 5 μm or less.
【請求項14】請求項4乃至13のいずれか一におい
て、前記配線の膜厚は0.1μm以上、0.7μm以下
であることを特徴とする半導体装置。
14. The semiconductor device according to claim 4, wherein the thickness of the wiring is 0.1 μm or more and 0.7 μm or less.
【請求項15】請求項4乃至14のいずれか一におい
て、前記配線をTFTのゲート配線として用いたことを
特徴とする半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 4, wherein said wiring is used as a gate wiring of a TFT.
【請求項16】請求項4乃至15のいずれか一におい
て、前記配線とアルミニウム配線との接触面積1μm□
あたりの抵抗値は40Ω以下であることを特徴とする配
線を備えた半導体装置。
16. A contact area between the wiring and the aluminum wiring according to any one of claims 4 to 15, wherein the contact area is 1 μm square.
A semiconductor device provided with a wiring, wherein a resistance value per unit is 40Ω or less.
【請求項17】請求項4乃至16に記載された半導体装
置とは、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ディスプレイまたはアクティ
ブマトリクス型ECディスプレイであることを特徴とす
る半導体装置。
17. A semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor device is an active matrix type liquid crystal display, an active matrix type EL display or an active matrix type EC display.
【請求項18】請求項4乃至17に記載された半導体装
置とは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクタ
ー、ゴーグル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パ
ーソナルコンピュータ、携帯情報端末であることを特徴
とする半導体装置。
18. The semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor device is a video camera, a digital camera, a projector, a goggle type display, a car navigation, a personal computer, or a personal digital assistant.
【請求項19】絶縁表面上に配線を少なくとも含む半導
体装置の作製方法において、前記配線は、スパッタ法に
よりタングステン膜を形成する工程と、前記タングステ
ン膜をパターニングする工程とによって形成することを
特徴とする半導体装置の作製方法。
19. A method for manufacturing a semiconductor device including at least wiring on an insulating surface, wherein the wiring is formed by a step of forming a tungsten film by a sputtering method and a step of patterning the tungsten film. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項20】請求項19において、前記スパッタ法
は、純度が4N以上のタングステンターゲットを用いる
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
20. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the sputtering method uses a tungsten target having a purity of 4N or more.
【請求項21】請求項19において、前記スパッタ法
は、純度が4N以上のタングステン合金ターゲットを用
いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the sputtering method uses a tungsten alloy target having a purity of 4N or more.
【請求項22】請求項19乃至21のいずれか一におい
て、前記スパッタ法は、アルゴンのみをスパッタガスと
したスパッタ法であることを特徴とする半導体装置の作
製方法。
22. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the sputtering method is a sputtering method using only argon as a sputtering gas.
【請求項23】請求項19乃至22のいずれか一におい
て、前記スパッタ法は、基板温度を300℃以下とする
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
23. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the sputtering method comprises setting the substrate temperature to 300 ° C. or lower.
【請求項24】請求項19乃至23のいずれか一におい
て、前記スパッタ法は、ガス圧を0.1Pa〜3.0P
aとすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
24. The sputtering method according to claim 19, wherein the gas pressure is 0.1 Pa to 3.0 P.
a, a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項25】請求項19乃至23のいずれか一におい
て、前記スパッタ法は、ガス圧を1.0Pa〜2.0P
aとすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
25. The sputtering method according to claim 19, wherein the gas pressure is 1.0 Pa to 2.0 P.
a, a method for manufacturing a semiconductor device.
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