JP2002141510A - Thin-film transistor, array substrate, liquid crystal display, and organic el display and its manufacturing method - Google Patents

Thin-film transistor, array substrate, liquid crystal display, and organic el display and its manufacturing method

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JP2002141510A
JP2002141510A JP2000334209A JP2000334209A JP2002141510A JP 2002141510 A JP2002141510 A JP 2002141510A JP 2000334209 A JP2000334209 A JP 2000334209A JP 2000334209 A JP2000334209 A JP 2000334209A JP 2002141510 A JP2002141510 A JP 2002141510A
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thin film
film transistor
less
silicon
polycrystalline semiconductor
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JP2000334209A
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Inventor
Narihiro Morosawa
成浩 諸沢
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that variation in electric characteristics is caused by variation in the thickness of an oxide film existing on a semiconductor surface before crystallization treatment in a thin-film transistor by a polycrystalline semiconductor that is subjected to laser crystallization. SOLUTION: Average roughness in a polycrystalline silicon film is controlled to 5 nm or more and 10 nm or less, thus stably obtaining a transistor having a sufficient driving current. Also, the thickness of a silicon oxide film on an amorphous silicon surface before laser annealing is set to 1 nm or more and 5 nm or less, thus controlling the average roughness in the polycrystalline silicon film.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス型液晶ディスプレイや有機ELディスプレイに用
いられる多結晶半導体薄膜トランジスタに関する。
The present invention relates to a polycrystalline semiconductor thin film transistor used for an active matrix type liquid crystal display or an organic EL display.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ディスプレイや有機ELディスプレ
イにおいて、薄膜トランジスタを多結晶シリコンにより
形成することにより、スイッチング素子および駆動用周
辺回路をガラス基板上に形成する技術がある。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal display or an organic EL display, there is a technique of forming a switching element and a driving peripheral circuit on a glass substrate by forming a thin film transistor from polycrystalline silicon.

【0003】薄膜トランジスタに用いられる多結晶シリ
コンは、通常レーザー光をアモルファスシリコン膜に照
射することにより結晶化を行う技術を用いて形成され
る。例えば、ガラス基板上に薄膜トランジスタを作製す
る際に、まずアモファスシリコン膜をガラス基板上にプ
ラズマCVD法等で成膜し、それにパルス発振型で紫外
光領域の発振を行うエキシマレーザー光を照射すること
により、多結晶シリコン薄膜を得ることが可能である。
[0005] Polycrystalline silicon used for a thin film transistor is usually formed using a technique of crystallization by irradiating an amorphous silicon film with laser light. For example, when manufacturing a thin film transistor on a glass substrate, first, an amorphous silicon film is formed on a glass substrate by a plasma CVD method or the like, and the film is irradiated with an excimer laser beam that oscillates in an ultraviolet region in a pulse oscillation type. Thereby, a polycrystalline silicon thin film can be obtained.

【0004】しかしながら、エキシマレーザーを用いて
形成した薄膜トランジスタは、エキシマレーザーの出力
特性バラツキに起因する結晶性のバラツキが大きくなり
大きな問題となっている。
However, a thin film transistor formed by using an excimer laser has a large problem in that a variation in crystallinity due to a variation in output characteristics of the excimer laser is large.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザーを用
いた方法により、薄膜トランジスタを作製する場合にお
いては、結晶化させる前に存在するアモルファスシリコ
ン膜表面に存在するシリコン酸化膜の膜厚に依存して結
晶性が大きく変化する。すなわち、結晶化させる前のア
モルファスシリコン膜表面に存在するシリコン酸化膜の
膜厚が基板面内で変動することにより、薄膜トランジス
タの電気特性が基板面内でバラツく原因となる。
In the case of manufacturing a thin film transistor by a method using an excimer laser, the crystal depends on the thickness of the silicon oxide film existing on the surface of the amorphous silicon film existing before crystallization. Gender changes greatly. That is, the thickness of the silicon oxide film existing on the surface of the amorphous silicon film before being crystallized fluctuates in the substrate surface, thereby causing the electrical characteristics of the thin film transistor to vary in the substrate surface.

【0006】また、ボロンは大気中に多く存在してお
り、アモルファスシリコン表面にはシリコン酸化膜が存
在するために、シリコン酸化膜中にボロンが取り込まれ
やすく、そのため、エキシマレーザーアニール前に酸化
膜中に含まれるボロンはレーザーアニール後に形成され
る多結晶シリコン中に取り込まれる。この結果、薄膜ト
ランジスタの閾値電圧の変動や、低濃度不純物注入領域
での抵抗値の変動を引き起こす原因となる。
Further, boron is present in the atmosphere in a large amount, and since a silicon oxide film is present on the surface of amorphous silicon, boron is easily taken into the silicon oxide film. The boron contained therein is taken into the polycrystalline silicon formed after laser annealing. As a result, it causes variation of the threshold voltage of the thin film transistor and variation of the resistance value in the low-concentration impurity implantation region.

【0007】また、画素部に用いられる薄膜トランジス
タには、回路部に用いられる薄膜トランジスタ程には駆
動電流を必要としない一方、画素部に用いられる薄膜ト
ランジスタが不均一な場合には表示ムラが発生し、回路
部に用いられる薄膜トランジスタ以上に均一な特性が求
められる。エキシマレーザーを用いて形成した多結晶シ
リコン膜においては、十分な駆動電流を持つ薄膜トラン
ジスタを形成するためには、結晶性を向上させることが
必要となる。このためには、レーザーエネルギーを大き
くする必要があるが、その場合においてはエネルギーの
バラツキに伴う結晶性バラツキも増大する傾向にある。
Further, the thin film transistor used in the pixel portion does not require a drive current as much as the thin film transistor used in the circuit portion, while display unevenness occurs when the thin film transistor used in the pixel portion is not uniform. Uniform characteristics are required more than thin film transistors used in the circuit section. In a polycrystalline silicon film formed using an excimer laser, it is necessary to improve crystallinity in order to form a thin film transistor having a sufficient driving current. For this purpose, it is necessary to increase the laser energy. In that case, however, there is a tendency that crystallinity variation accompanying energy variation also increases.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
は、薄膜トランジスタを構成する多結晶シリコン膜の膜
厚が40nm以上70nm以下であり、多結晶シリコン
膜表面の平均粗さが5nm以上10nm以下であること
を特徴とする。薄膜トランジスタを構成する多結晶シリ
コン膜の膜厚は必要となるトランジスタ特性のオン電流
とオフ電流の兼ね合いから決まる。トランジスタのオン
電流の多結晶シリコン膜厚依存性とオフ電流の多結晶シ
リコン膜厚依存性を図1に示す。トランジスタ(ゲート
長6μm、ゲート幅6μm)において必要となるオン電
流(ゲート電圧20V、ソース電圧15V)が、100
μA得られる多結晶シリコン膜厚から40nm以上の膜
厚が必要となり、オフ電流(ゲート電圧−15V、ソー
ス電圧−15V)が、1pA以下となる多結晶シリコン
膜厚から70nm以下にすることが必要となる。
According to the invention disclosed in this specification, the thickness of the polycrystalline silicon film constituting the thin film transistor is 40 nm or more and 70 nm or less, and the average roughness of the polycrystalline silicon film surface is 5 nm or more and 10 nm or less. It is characterized by the following. The thickness of the polycrystalline silicon film forming the thin film transistor is determined by the required on-current and off-current of the transistor characteristics. FIG. 1 shows the dependence of the ON current of the transistor on the thickness of the polycrystalline silicon film and the dependence of the off current on the thickness of the polycrystalline silicon film. The ON current (gate voltage 20 V, source voltage 15 V) required for the transistor (gate length 6 μm, gate width 6 μm) is 100
A film thickness of 40 nm or more is required from the polycrystalline silicon film thickness obtained by μA, and the off-current (gate voltage −15 V, source voltage −15 V) needs to be reduced to 70 nm or less from the polycrystalline silicon film thickness of 1 pA or less. Becomes

【0009】図2にレーザーアニール前にアモルファス
シリコン膜表面のシリコン酸化膜の膜厚を変化させた場
合にレーザーアニール後に得られる原子間力顕微鏡によ
って測定した、多結晶シリコンの表面粗さを示した図を
示す。レーザーアニール前に非晶質シリコン膜表面に存
在するシリコン酸化膜の膜厚を制御することで、レーザ
ーアニール後に得られる多結晶シリコン膜の平均粗さが
変化することがわかる。多結晶シリコン表面の平均粗さ
は結晶粒径を反映しており、薄膜トランジスタの電気特
性は多結晶シリコンの表面粗さが変化することで変動す
る。
FIG. 2 shows the surface roughness of polycrystalline silicon measured by an atomic force microscope obtained after laser annealing when the thickness of the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon film was changed before laser annealing. The figure is shown. It can be seen that by controlling the thickness of the silicon oxide film existing on the surface of the amorphous silicon film before laser annealing, the average roughness of the polycrystalline silicon film obtained after laser annealing changes. The average roughness of the polycrystalline silicon surface reflects the crystal grain size, and the electrical characteristics of the thin film transistor fluctuate as the surface roughness of the polycrystalline silicon changes.

【0010】また、アモルファスシリコン表面に存在す
る酸化膜厚が変化すると、照射するレーザーエネルギー
に対する薄膜トランジスタにおける移動度の特性マージ
ンが変化することを発明者らは詳細な実験により見出し
た。図3にレーザーアニール前のアモルファスシリコン
表面のシリコン酸化膜厚を変化させた場合のレーザーパ
ワーを変化させた時の移動度のグラフを示す。レーザー
アニール前のアモルファスシリコン表面に存在するシリ
コン酸化膜が1nm以上の場合に高移動度を得ることの
出来るレーザーエネルギーのマージンが広いことがわか
る。このことから、高移動度のトランジスタを得るため
には、レーザーアニール前にアモルファスシリコン表面
に存在するシリコン酸化膜厚は1nm以上必要であるこ
とがわかる。また、シリコン酸化膜厚が5nm以上にお
いては薄膜トランジスタにおける移動度特性が劣化する
ことがわかった。
Further, the present inventors have found through detailed experiments that when the thickness of the oxide film present on the surface of the amorphous silicon changes, the characteristic margin of the mobility of the thin film transistor with respect to the irradiation laser energy changes. FIG. 3 shows a graph of the mobility when the laser power is changed when the silicon oxide film thickness on the amorphous silicon surface before laser annealing is changed. It can be seen that the laser energy margin for obtaining high mobility is wide when the silicon oxide film existing on the amorphous silicon surface before laser annealing is 1 nm or more. This indicates that a silicon oxide film thickness of 1 nm or more on the amorphous silicon surface before laser annealing is required to obtain a high mobility transistor. Further, it was found that when the silicon oxide film thickness was 5 nm or more, the mobility characteristics of the thin film transistor deteriorated.

【0011】実験結果においては、アモルファスシリコ
ン表面に存在するシリコン酸化膜厚が1nm以上5nm
以下の領域において良好なトランジスタ特性が得られる
ことがわかった。また、この場合に得られる多結晶シリ
コン膜の原子間力顕微鏡で測定した平均粗さは5nm以
上10nm以下となる。このため、エキシマレーザーの
エネルギーが不安定な場合においても多結晶シリコン膜
の膜厚が40nm以上70nm以下であり、原子間力顕
微鏡で測定した平均粗さが5nm以上10nm以下の多
結晶シリコン膜を薄膜トランジスタに用いることで、エ
キシマレーザーのエネルギーバラツキに対しても安定し
て良好なトランジスタ特性を得ることが出来る。
The experimental results show that the thickness of the silicon oxide film present on the surface of the amorphous silicon is 1 nm to 5 nm.
It has been found that good transistor characteristics can be obtained in the following regions. In addition, the average roughness of the polycrystalline silicon film obtained in this case measured by an atomic force microscope is 5 nm or more and 10 nm or less. For this reason, even when the energy of the excimer laser is unstable, the thickness of the polycrystalline silicon film is 40 nm or more and 70 nm or less, and the average roughness measured by an atomic force microscope is 5 nm or more and 10 nm or less. By using the thin film transistor, favorable transistor characteristics can be obtained stably even with respect to energy variation of an excimer laser.

【0012】薄膜トランジスタの特性を安定化するため
には、多結晶シリコン中のボロン濃度を低減することも
必要となり、多結晶シリコン中に含まれるボロン濃度が
5×1017cm-3以上であるとトランジスタの閾値電圧
や低濃度不純物注入領域の抵抗値を変動させる結果、ト
ランジスタ特性を変動させる原因となる。このため、多
結晶シリコン膜中のボロン濃度を5×1017cm-3以下
にする必要がある。
In order to stabilize the characteristics of the thin film transistor, it is necessary to reduce the boron concentration in the polycrystalline silicon. If the boron concentration in the polycrystalline silicon is 5 × 10 17 cm -3 or more. As a result of changing the threshold voltage of the transistor and the resistance value of the low-concentration impurity-implanted region, the transistor characteristics may be changed. For this reason, the boron concentration in the polycrystalline silicon film needs to be 5 × 10 17 cm −3 or less.

【0013】多結晶シリコン膜の膜厚、多結晶シリコン
表面の平均粗さ、および多結晶シリコン膜に含まれるボ
ロン濃度を上の値に規定することで、安定したトランジ
スタ特性を得ることが出来る多結晶シリコンの形成が可
能となる。
By setting the thickness of the polycrystalline silicon film, the average roughness of the polycrystalline silicon surface, and the concentration of boron contained in the polycrystalline silicon film to the above values, stable transistor characteristics can be obtained. Crystalline silicon can be formed.

【0014】本明細書で開示する発明は、表示装置を構
成する薄膜トランジスタにおける、画素部に用いられる
多結晶シリコンの表面の平均粗さが1nm以下であり、
それ以外の回路部に用いられる多結晶シリコンの平均粗
さが5nm以上10nm以下であることを特徴とする。
According to the invention disclosed in this specification, the average roughness of the surface of polycrystalline silicon used for a pixel portion in a thin film transistor constituting a display device is 1 nm or less;
The average roughness of polycrystalline silicon used for other circuit portions is 5 nm or more and 10 nm or less.

【0015】表示装置における画素部と回路部において
求められる薄膜トランジスタの特性が異なることから、
エキシマレーザーアニール前のアモルファスシリコン表
面の酸化膜厚を画素部と回路部において変化させること
で所望の多結晶シリコン膜を得ることが可能となる。画
素部分においては高移動度よりも、均一な特性のトラン
ジスタと表面の平坦な多結晶シリコン膜が求められ、必
要以上の高移動度は必要ない。
Since the characteristics of the thin film transistor required in the pixel portion and the circuit portion in the display device are different,
By changing the oxide film thickness of the amorphous silicon surface before excimer laser annealing in the pixel portion and the circuit portion, a desired polycrystalline silicon film can be obtained. In a pixel portion, a transistor having uniform characteristics and a polycrystalline silicon film having a flat surface are required rather than high mobility, and higher mobility than necessary is not required.

【0016】アモルファスシリコン表面の酸化膜厚を変
化させる方法としてはフォトリソグラフィー技術により
回路部上のみにレジストパターンを形成し、画素部とな
る部分におけるアモルファスシリコン表面の酸化膜をエ
ッチングして、選択的にアモルファスシリコン表面の酸
化膜を除去した後にレジストを除去することで、基板面
内においてアモルファスシリコン表面の酸化膜厚を制御
することが可能となる。
As a method of changing the oxide film thickness on the amorphous silicon surface, a resist pattern is formed only on the circuit portion by photolithography technology, and the oxide film on the amorphous silicon surface in a portion to be a pixel portion is selectively etched. By removing the resist after removing the oxide film on the surface of the amorphous silicon, the oxide film thickness on the surface of the amorphous silicon can be controlled within the substrate surface.

【0017】本明細書で開示する発明は、レーザーを用
いて多結晶シリコン膜を形成する際にアモルファスシリ
コン膜表面のシリコン酸化膜を除去した後に、一定膜厚
のシリコン酸化膜を形成した状態でアニールすることを
特徴とする。また、アモルファスシリコン表面のシリコ
ン酸化膜を除去した後にシリコン酸化膜の形成とレーザ
ーアニールを連続して処理することを特徴とする。
According to the invention disclosed in this specification, when a polycrystalline silicon film is formed using a laser, the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon film is removed, and then the silicon oxide film having a constant thickness is formed. It is characterized by annealing. Further, after the silicon oxide film on the amorphous silicon surface is removed, the formation of the silicon oxide film and the laser annealing are continuously performed.

【0018】本技術を用いることによりアモルファスシ
リコン表面のシリコン酸化膜厚を一定に制御することが
出来るためにレーザーアニール後に得られる多結晶シリ
コン膜の表面の平均粗さのバラツキを低減させ、平均粗
さを均一にすることが出来る。多結晶シリコン膜の表面
の平均粗さは多結晶シリコン膜を形成するシリコン結晶
粒径の大きさを反映しているため、平均粗さを均一にす
ることにより、結晶粒径を均一にすることが可能とな
る。多結晶シリコンの平均粗さと結晶粒径を均一化する
ことで薄膜トランジスタ特性を均一化することが可能と
なる。とくに平均粗さが小さいほど薄膜トランジスタの
特性は均一になる。また、酸化膜形成後に連続してレー
ザーアニールを行うことにより酸化膜形成後の酸化膜の
成長を抑制することが可能となり、アモルファスシリコ
ン表面のシリコン酸化膜への大気中からのボロンの混入
をも抑制することが可能となる。レーザーアニール前に
多結晶シリコン表面に取り込まれたボロンは、レーザー
アニール後に薄膜トランジスタにおけるチャネル領域や
低濃度不純物注入領域の抵抗値を変動させる原因とな
る。従って、アモルファスシリコン表面のシリコン酸化
膜を除去した後に、シリコン酸化膜を形成し、引き続
き、連続してレーザーアニールを行うことで、レーザー
アニール前のアモルファスシリコン表面に存在するボロ
ンを低減することで、薄膜トランジスタの閾値電圧を安
定させることが可能となる。
By using this technique, the thickness of the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon can be controlled to be constant, so that the variation in the average roughness of the surface of the polycrystalline silicon film obtained after laser annealing is reduced, and the average roughness is reduced. Can be made uniform. Since the average roughness of the surface of the polycrystalline silicon film reflects the size of the silicon crystal grain forming the polycrystalline silicon film, it is necessary to make the average roughness uniform to make the crystal grain size uniform. Becomes possible. By making the average roughness and the crystal grain size of the polycrystalline silicon uniform, the characteristics of the thin film transistor can be made uniform. In particular, the smaller the average roughness, the more uniform the characteristics of the thin film transistor. In addition, by performing laser annealing continuously after the oxide film is formed, it is possible to suppress the growth of the oxide film after the oxide film is formed, and it is possible to prevent boron from entering the silicon oxide film on the amorphous silicon surface from the air. It becomes possible to suppress. Boron taken into the polycrystalline silicon surface before the laser annealing causes a change in the resistance of the channel region or the low-concentration impurity-implanted region in the thin film transistor after the laser annealing. Therefore, by removing the silicon oxide film on the amorphous silicon surface, forming a silicon oxide film, and subsequently performing laser annealing continuously, by reducing the boron present on the amorphous silicon surface before laser annealing, The threshold voltage of the thin film transistor can be stabilized.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図4(a)から図4(h)にレー
ザーアニールにより、多結晶シリコン膜を得る工程を示
す。まず、ガラス基板401上にプラズマCVD法によ
り膜厚400nm以上700nm以下のシリコン酸化膜
402と膜厚40nm以上70nm以下のアモルファス
シリコン膜403を成膜する。望ましくは、シリコン酸
化膜を600nm、アモルファスシリコン膜50nmの
膜厚で形成することが望ましい。
4 (a) to 4 (h) show steps of obtaining a polycrystalline silicon film by laser annealing. First, a silicon oxide film 402 having a thickness of 400 nm to 700 nm and an amorphous silicon film 403 having a thickness of 40 nm to 70 nm are formed over a glass substrate 401 by a plasma CVD method. Preferably, the silicon oxide film is formed to have a thickness of 600 nm and the amorphous silicon film has a thickness of 50 nm.

【0020】非晶質シリコンの成膜後、引き続き、45
0℃程度の温度において、窒素雰囲気中でアモルファス
シリコン中の水素を除去する。
After the formation of the amorphous silicon, 45
At a temperature of about 0 ° C., hydrogen in the amorphous silicon is removed in a nitrogen atmosphere.

【0021】アモルファスシリコン膜403の成膜後、
膜の表面にはシリコン酸化膜が不可避的に形成される。
この際に形成されたシリコン酸化膜は、アモルファスシ
リコン面内において不均一に存在し、シリコン酸化膜の
膜厚もアモルファスシリコン表面においてバラツキを持
っている。また、クリーンルーム中にはボロンが存在す
るためにアモルファスシリコン表面に存在するシリコン
酸化膜にはボロン等の不純物が取り込まれてしまう。こ
れらの不純物はレーザーアニール後に活性化されてトラ
ンジスタの電気特性の変動を引き起こすという問題を有
する。
After the formation of the amorphous silicon film 403,
A silicon oxide film is inevitably formed on the surface of the film.
The silicon oxide film formed at this time exists non-uniformly in the amorphous silicon surface, and the thickness of the silicon oxide film also varies on the amorphous silicon surface. Further, since boron exists in the clean room, impurities such as boron are taken into the silicon oxide film existing on the surface of the amorphous silicon. These impurities have a problem that they are activated after laser annealing and cause a change in electrical characteristics of the transistor.

【0022】そこで、次に希フッ酸を用いて、アモルフ
ァスシリコン膜403表面に形成されたシリコン酸化膜
をエッチングする。その後、オゾン水を用いて室温にお
いてオゾン濃度20ppmで90秒間オゾン酸化を行う
ことでアモルファスシリコン表面に化学的にシリコン酸
化膜を形成する。ここで形成するシリコン酸化膜の酸化
膜厚はオゾン酸化の処理時間、オゾン濃度およびオゾン
水の温度を制御することによりコントロールすることで
酸化膜厚1nm以上5nm以下に制御可能である。
Then, the silicon oxide film formed on the surface of the amorphous silicon film 403 is etched by using diluted hydrofluoric acid. Thereafter, a silicon oxide film is chemically formed on the surface of the amorphous silicon by performing ozone oxidation with ozone water at an ozone concentration of 20 ppm for 90 seconds at room temperature. The oxide film thickness of the silicon oxide film formed here can be controlled to 1 nm or more and 5 nm or less by controlling the treatment time of ozone oxidation, the ozone concentration and the temperature of ozone water.

【0023】ここで、非晶質シリコン膜表面に形成する
シリコン酸化膜をオゾン水を用いて行っているが、酸化
性ガスを含む雰囲気中において、紫外線光を照射するこ
とによってシリコン酸化膜を形成しても良い。紫外線光
を用いることで乾燥雰囲気で簡便にシリコン酸化膜を形
成することが可能である。
Although the silicon oxide film formed on the surface of the amorphous silicon film is formed using ozone water, the silicon oxide film is formed by irradiating ultraviolet light in an atmosphere containing an oxidizing gas. You may. By using ultraviolet light, a silicon oxide film can be easily formed in a dry atmosphere.

【0024】また、酸化性ガスを含む雰囲気中におい
て、基板を加熱することで非晶質シリコンを酸化するこ
とでシリコン酸化膜を形成しても良い。本技術を用いた
場合には、形成されるシリコン酸化膜の膜厚を大きく変
化させることが可能である。
Further, a silicon oxide film may be formed by oxidizing amorphous silicon by heating the substrate in an atmosphere containing an oxidizing gas. When the present technology is used, it is possible to greatly change the thickness of the formed silicon oxide film.

【0025】また、酸化性ガスを含むプラズマ中におい
てシリコン酸化膜を形成しても良い。本技術を用いた場
合には、室温においてシリコン酸化膜を形成することが
可能となるために、基板の搬送を速やかに行うことが可
能となる。また、プラズマを用いてシリコン酸化膜を形
成する場合には、プラズマによって励起された酸素の励
起種のみを非晶質シリコン表面に導入することも可能で
あり、本技術を用いた場合には、プラズマ中に基板を導
入する場合に比較して不純物汚染されにくいという特徴
を有している。
Further, a silicon oxide film may be formed in a plasma containing an oxidizing gas. When the present technology is used, a silicon oxide film can be formed at room temperature, so that the substrate can be quickly transferred. In addition, when a silicon oxide film is formed using plasma, it is also possible to introduce only excited species of oxygen excited by plasma to the amorphous silicon surface, and when the present technology is used, It has a feature that impurities are less likely to be contaminated than when a substrate is introduced into plasma.

【0026】上記の方法により、非晶質シリコン表面へ
のシリコン酸化膜の形成後、速やかに連続的にレーザー
アニール装置に基板を搬送して、レーザーアニール処理
を行う。
After the formation of the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon by the above-described method, the substrate is immediately and continuously transferred to the laser annealing apparatus to perform the laser annealing.

【0027】この際にアモルファスシリコン表面の自然
酸化膜の除去、酸化膜の形成およびレーザーアニール処
理はボロン等不純物除去フィルターのある装置内におい
て、装置を直列に接続して連続して処理することが望ま
しい。
At this time, the removal of the natural oxide film on the surface of the amorphous silicon, the formation of the oxide film, and the laser annealing treatment can be performed continuously by connecting the devices in series in a device having a filter for removing impurities such as boron. desirable.

【0028】また、非晶質シリコン膜表面に存在するシ
リコン酸化膜を以下の方法で部分的に除去することで、
レーザーアニール後に得られる多結晶シリコン膜の特性
を制御することが可能である。
Further, by partially removing the silicon oxide film present on the surface of the amorphous silicon film by the following method,
It is possible to control the characteristics of the polycrystalline silicon film obtained after laser annealing.

【0029】画素部以外の薄膜トランジスタ部分をレジ
ストで覆うパターンをフォトリソグラフィー技術により
形成する。引き続き、約1%程度の濃度の希フッ酸によ
り酸化膜を除去する。その後、基板上のレジストをアル
カリ性のレジスト除去液を用いて除去する。これらの一
連のフォトリソグラフィー工程を行うことで、画素部を
形成するアモルファスシリコン上のシリコン酸化膜のみ
を選択的に除去することが可能である。この技術を用い
れば、基板面内において、求められるトランジスタ特性
の違う場合に対応して、非晶質シリコン表面に存在する
シリコン酸化膜厚を変化させることが可能となり、レー
ザーアニール後に得られる多結晶シリコン膜の特性を制
御することが可能となる。
A pattern covering the thin film transistor portion other than the pixel portion with a resist is formed by photolithography. Subsequently, the oxide film is removed with dilute hydrofluoric acid having a concentration of about 1%. Thereafter, the resist on the substrate is removed using an alkaline resist removing solution. By performing these series of photolithography steps, it is possible to selectively remove only the silicon oxide film on the amorphous silicon forming the pixel portion. Using this technology, it is possible to change the thickness of the silicon oxide film present on the amorphous silicon surface in response to the case where the required transistor characteristics are different in the substrate plane, and to obtain the polycrystal obtained after laser annealing. The characteristics of the silicon film can be controlled.

【0030】本技術を用いることで、レーザーアニール
前のアモルファスシリコン表面に存在するシリコン酸化
膜の膜厚およびレーザーアニール後に形成される多結晶
シリコン中に存在するボロン濃度を5×1017cm-3
下に低減することが可能となる。
By using this technique, the thickness of the silicon oxide film existing on the surface of the amorphous silicon before the laser annealing and the concentration of boron existing in the polycrystalline silicon formed after the laser annealing are reduced to 5 × 10 17 cm −3. It is possible to reduce the following.

【0031】多結晶シリコンを形成した後に、フォトリ
ソグラフィーとエッチングを行うことによりポリシリコ
ン膜を所望のパターンにパターンニングする。本工程に
より図4(C)に示す島状の多結晶シリコン404を形
成する。図4(d)に示す通り、引き続き、TEOSガ
スを原料ガスに用いてプラズマCVD法によりシリコン
酸化膜を約100nm成膜してゲート絶縁膜405を形
成する。
After the polycrystalline silicon is formed, the polysilicon film is patterned into a desired pattern by performing photolithography and etching. By this step, the island-shaped polycrystalline silicon 404 shown in FIG. 4C is formed. As shown in FIG. 4D, a silicon oxide film is formed to a thickness of about 100 nm by a plasma CVD method using a TEOS gas as a source gas to form a gate insulating film 405.

【0032】ゲート電極となるMoW合金をスパッタリ
ング法により約400〜500nm成膜した後に、フォ
トリソグラフィーおよびエッチングによりパターンニン
グを行った後に図4(e)に示すゲート電極406を構
成する。なお、本実施例においてゲート電極としてMo
W合金を用いているが、TaとMoWの積層構造を用い
ても良い。
After a MoW alloy serving as a gate electrode is formed to a thickness of about 400 to 500 nm by a sputtering method, and then patterned by photolithography and etching, a gate electrode 406 shown in FIG. 4E is formed. In this embodiment, Mo is used as the gate electrode.
Although a W alloy is used, a stacked structure of Ta and MoW may be used.

【0033】その後、フォトリソグラフィー工程を行
い、レジストマスクを用いて所望の領域にのみイオンド
ーピング法を用いてドーズ量5×1012cm-2程度の低
濃度のボロン注入を行うことによりp−領域を形成し、
ドーズ量5×1012cm-2程度の低濃度のリン注入を行
うことでn−領域407を形成することが出来る。
After that, a photolithography process is performed, and a low concentration boron implantation of a dose of about 5 × 10 12 cm −2 is performed only in a desired region using a resist mask by ion doping, thereby forming a p− region. To form
The n − region 407 can be formed by performing low-concentration phosphorus implantation at a dose of about 5 × 10 12 cm −2 .

【0034】その後、プラズマCVD法によりシリコン
酸化膜を約500nm成膜する。その後、多結晶シリコ
ンとのエッチングの選択比を十分に確保出来る条件にお
いて、シリコン酸化膜をドライエッチング法により異方
性エッチングしてゲート電極の側部に自己整合的にシリ
コン酸化膜によるサイドウォール408を形成する。
Thereafter, a silicon oxide film is formed to a thickness of about 500 nm by a plasma CVD method. Thereafter, the silicon oxide film is anisotropically etched by a dry etching method under conditions that a sufficient etching selectivity with respect to the polycrystalline silicon can be ensured, and the side wall 408 of the silicon oxide film is self-aligned with the side of the gate electrode. To form

【0035】なお、本実施例においては、サイドウォー
ルをシリコン酸化膜で形成しているが、シリコン酸化膜
とシリコン窒化膜の積層膜で形成することも可能であ
る。絶縁膜サイドウォールをシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜の積層膜にすると、サイドウォールの幅の加工バ
ラツキを低減することが出来るため、LDD長を精度良
く制御することが出来るという特徴を有する。
In this embodiment, the side wall is formed of a silicon oxide film, but may be formed of a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. When the insulating film side wall is a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, processing variations in the width of the side wall can be reduced, and thus the LDD length can be controlled with high precision.

【0036】その後、p+領域の形成の際にはフォトリソ
グラフィー工程を行い、レジストマスクを用いて所望の
領域にのみイオンドーピング法を用いてドーズ量1×1
14cm-2程度の高濃度のボロン注入を行うことにより
p+領域を形成し、同様に、n+領域の形成の際にはフ
ォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスクを用い
て所望の領域にのみイオンドーピング法を用いてドーズ
量1×1014cm-2程度の高濃度のリン注入を行うこと
でn+領域を形成することが出来る。
Thereafter, when forming the p + region, a photolithography step is performed, and a dose of 1 × 1 is applied only to a desired region by ion doping using a resist mask.
A p + region is formed by implanting boron at a high concentration of about 0 14 cm −2 , and similarly, a photolithography process is performed when forming an n + region, and only a desired region is formed using a resist mask. An n + region can be formed by performing high-concentration phosphorus implantation at a dose of about 1 × 10 14 cm −2 using an ion doping method.

【0037】なお、本実施例においては、シリコン酸化
膜によりサイドウォールを形成することで、自己整合的
にP+、N+領域を形成したが、マスクを用いたフォト
リソグラフィー工程によりレジストをマスクにしてP
+、N+領域を形成することも可能である。
In this embodiment, the P + and N + regions are formed in a self-aligned manner by forming sidewalls with a silicon oxide film.
It is also possible to form +, N + regions.

【0038】図4(f)に示す様に、本工程により、ゲ
ート電極側部に自己整合的に形成したシリコン酸化膜の
サイドウォールを形成した後に、ドーパントを高濃度注
入することでソースおよびドレイン領域209を自己整
合的に形成することが出来る。
As shown in FIG. 4F, in this step, after forming a sidewall of a silicon oxide film formed in a self-aligned manner on the side of the gate electrode, a source and a drain are implanted by injecting a high concentration of dopant. The region 209 can be formed in a self-aligned manner.

【0039】最後に層間絶縁膜410を形成して、ソー
スおよびドレイン領域に設けたコンタクト穴を介してソ
ースおよびドレイン電極411を形成する。
Finally, an interlayer insulating film 410 is formed, and source and drain electrodes 411 are formed through contact holes provided in the source and drain regions.

【0040】上記の様に形成した薄膜トランジスタは、
薄膜トランジスタからなるアレイ基板として用いること
も可能であるし、薄膜トランジスタからなるアクティブ
駆動型の液晶ディスプレイとして用いることも可能であ
り、有機EL素子と、有機EL素子に接続された用薄膜
トランジスタを有するアクティブマトリックス駆動型の
有機ELディスプレイ装置に用いることも可能である。
The thin film transistor formed as described above
It can be used as an array substrate composed of thin film transistors, or it can be used as an active drive type liquid crystal display composed of thin film transistors. An active matrix drive having an organic EL element and a thin film transistor for use connected to the organic EL element can be used. It is also possible to use the organic EL display device of the type.

【0041】また、実施例において薄膜トランジスタは
多結晶シリコン膜を用いて形成しているが、多結晶シリ
コンゲルマニウムや多結晶シリコンゲルマニウムカーボ
ン等の化合物を用いても良いし、ソース/ドレイン領域
のみに前記の化合物を用いることも可能である。
In the embodiment, the thin film transistor is formed using a polycrystalline silicon film. However, a compound such as polycrystalline silicon germanium or polycrystalline silicon germanium carbon may be used, or the thin film transistor may be formed only in the source / drain regions. Can also be used.

【0042】[0042]

【発明の効果】上記に記載した様に、本発明の薄膜トラ
ンジスタを構成する多結晶シリコン膜の平均粗さと多結
晶シリコンに含まれるボロン濃度を制御することで十分
な駆動電流を持つトランジスタを安定して得ることが可
能となる。また、回路部と画素部の2種類の薄膜トラン
ジスタを同一基板上に形成する場合には、それぞれの薄
膜トランジスタを構成する多結晶シリコン膜表面の平均
粗さを制御することで、画質特性および回路特性それぞ
れ優れた薄膜トランジスタを同一基板上に形成すること
が可能となる。また、多結晶シリコン膜の平均粗さはレ
ーザーアニール前の非晶質シリコン表面のシリコン酸化
膜厚を変化させることで制御することが可能である。
As described above, by controlling the average roughness of the polycrystalline silicon film constituting the thin film transistor of the present invention and the concentration of boron contained in the polycrystalline silicon, a transistor having a sufficient driving current can be stabilized. Can be obtained. In the case where two types of thin film transistors, a circuit portion and a pixel portion, are formed over the same substrate, controlling the average roughness of the surface of the polycrystalline silicon film forming each of the thin film transistors enables the image quality characteristics and the circuit characteristics to be improved. An excellent thin film transistor can be formed over the same substrate. The average roughness of the polycrystalline silicon film can be controlled by changing the thickness of the silicon oxide film on the amorphous silicon surface before laser annealing.

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

【図1】薄膜トランジスタのオン電流とオフ電流の多結
晶シリコン膜厚に対する依存性を説明する図
FIG. 1 is a diagram illustrating the dependence of on-current and off-current of a thin film transistor on a polycrystalline silicon film thickness

【図2】半導体膜の表面粗さのレーザーパワー依存性を
説明する図
FIG. 2 is a diagram illustrating laser power dependence of the surface roughness of a semiconductor film.

【図3】トランジスタの移動度のレーザーパワーに対す
る依存性を説明する図
FIG. 3 illustrates the dependence of transistor mobility on laser power.

【図4】多結晶シリコン薄膜トランジスタの形成工程を
説明する図
FIG. 4 is a diagram illustrating a process of forming a polycrystalline silicon thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

401 ガラス基板 402 シリコン酸化膜 403 アモルファスシリコン膜 404 島状の多結晶シリコン 405 ゲート絶縁膜 406 ゲート電極 407 n−領域 408 サイドウォール 409 ソースおよびドレイン領域 410 層間絶縁膜 411 ソースおよびドレイン電極 Reference Signs List 401 Glass substrate 402 Silicon oxide film 403 Amorphous silicon film 404 Island-like polycrystalline silicon 405 Gate insulating film 406 Gate electrode 407 n-region 408 Sidewall 409 Source and drain region 410 Interlayer insulating film 411 Source and drain electrode

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/20 H01L 29/78 612B 618F 627G Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 KA04 KA06 KA10 MA08 MA27 MA30 MA41 NA24 5C094 AA02 AA21 BA03 BA29 BA43 CA19 CA24 DA14 DA15 EA04 EA05 EA07 EB02 5F052 AA02 CA04 CA10 DA02 DB03 EA01 EA15 JA01 5F110 AA08 AA30 BB02 CC02 DD02 DD13 EE04 EE06 EE14 EE32 EE44 FF02 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG28 GG29 GG45 HJ01 HJ04 HJ12 HM15 PP03 PP31 PP35 QQ11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/20 H01L 29/78 612B 618F 627G F term (Reference) 2H092 GA59 JA25 KA04 KA06 KA10 MA08 MA27 MA30 MA41 NA24 5C094 AA02 AA21 BA03 BA29 BA43 CA19 CA24 DA14 DA15 EA04 EA05 EA07 EB02 5F052 AA02 CA04 CA10 DA02 DB03 EA01 EA15 JA01 5F110 AA08 AA30 BB02 CC02 DD02 DD13 EE04 EE06 EE14 EE32 GG12 GG01 HGG PP35 QQ11

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタ
における、チャネル部の多結晶半導体の平均粗さが5n
m以上10nm以下であることを特徴とする薄膜トラン
ジスタ。
An average roughness of a polycrystalline semiconductor in a channel portion of a thin film transistor formed on an insulating substrate is 5n.
m and 10 nm or less.
【請求項2】絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタ
における、多結晶半導体のチャネル部のボロン濃度が5
×1017cm-3以下であることを特徴とする請求項1に
記載の薄膜トランジスタ。
2. The thin film transistor formed on an insulating substrate has a boron concentration of 5 in a channel portion of a polycrystalline semiconductor.
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the thickness is not more than × 10 17 cm −3 .
【請求項3】絶縁基板上に形成された画素部と回路部の
2つの機能を持つ多結晶半導体により形成された薄膜ト
ランジスタにおいて、多結晶半導体の膜厚が40nm以
上60nm以下であり、画素部を構成する薄膜トランジ
スタにおけるチャネル部の多結晶半導体表面の平均粗さ
が4nm以下であり、回路部を構成する薄膜トランジス
タにおけるチャネル部の多結晶シリコンの平均粗さが5
nm以上10nm以下であることを特徴とする薄膜トラ
ンジスタ。
3. A thin film transistor formed of a polycrystalline semiconductor having two functions of a pixel portion and a circuit portion formed on an insulating substrate, wherein the thickness of the polycrystalline semiconductor is 40 nm or more and 60 nm or less. The average roughness of the polycrystalline semiconductor surface in the channel portion of the thin film transistor constituting the circuit portion is 4 nm or less, and the average roughness of the polycrystalline silicon in the channel portion of the thin film transistor constituting the circuit portion is 5 nm or less.
A thin film transistor having a thickness of 10 nm or more and 10 nm or less.
【請求項4】絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタ
における、多結晶半導体のチャネル部のボロン濃度が5
×1017cm-3以下であることを特徴とする請求項3に
記載の薄膜トランジスタ。
4. A thin film transistor formed on an insulating substrate, wherein the polycrystalline semiconductor channel portion has a boron concentration of 5
4. The thin film transistor according to claim 3, wherein the thickness is not more than × 10 17 cm −3 .
【請求項5】前記多結晶半導体は、多結晶シリコンによ
り形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の薄膜トランジスタ。
5. The thin film transistor according to claim 1, wherein said polycrystalline semiconductor is formed of polycrystalline silicon.
【請求項6】薄膜トランジスタを有するアレイ基板であ
って、アレイ基板を構成する薄膜トランジスタにおける
多結晶半導体の膜厚が40nm以上60nm以下であ
り、チャネル部の多結晶半導体の平均粗さが5nm以上
10nm以下であることを特徴とする薄膜トランジスタ
を有するアレイ基板。
6. An array substrate having a thin film transistor, wherein the thickness of the polycrystalline semiconductor in the thin film transistor forming the array substrate is 40 nm or more and 60 nm or less, and the average roughness of the polycrystalline semiconductor in the channel portion is 5 nm or more and 10 nm or less. An array substrate having a thin film transistor, wherein:
【請求項7】前記多結晶半導体のチャネル部のボロン濃
度が5×1017cm-3以下であることを特徴とする薄膜
トランジスタを有する請求項6に記載のアレイ基板。
7. The array substrate according to claim 6, further comprising a thin film transistor, wherein a boron concentration in a channel portion of the polycrystalline semiconductor is 5 × 10 17 cm −3 or less.
【請求項8】薄膜トランジスタを有するアレイ基板であ
って、アレイ基板を構成する薄膜トランジスタが画素部
と回路部の2つの機能を持つ多結晶半導体により形成さ
れており、多結晶半導体の膜厚が40nm以上60nm
以下であり、画素部を構成する薄膜トランジスタにおけ
るチャネル部の多結晶半導体表面の平均粗さが4nm以
下であり、回路部を構成する薄膜トランジスタにおける
チャネル部の多結晶シリコンの平均粗さが5nm以上1
0nm以下であることを特徴とする薄膜トランジスタを
有するアレイ基板。
8. An array substrate having a thin film transistor, wherein the thin film transistor forming the array substrate is formed of a polycrystalline semiconductor having two functions of a pixel portion and a circuit portion, and the thickness of the polycrystalline semiconductor is 40 nm or more. 60 nm
The average roughness of the polycrystalline semiconductor surface of the channel portion of the thin film transistor constituting the pixel portion is 4 nm or less, and the average roughness of the polycrystalline silicon of the channel portion of the thin film transistor constituting the circuit portion is 5 nm or more.
An array substrate having a thin film transistor having a thickness of 0 nm or less.
【請求項9】前記多結晶半導体のチャネル部のボロン濃
度が5×1017cm-3以下であることを特徴とする薄膜
トランジスタを有する請求項8に記載のアレイ基板。
9. The array substrate according to claim 8, further comprising a thin film transistor, wherein a boron concentration in a channel portion of the polycrystalline semiconductor is 5 × 10 17 cm −3 or less.
【請求項10】前記薄膜トランジスタが、多結晶シリコ
ンにより形成されていることを特徴とする請求項6〜9
のいずれかに記載のアレイ基板。
10. The thin film transistor according to claim 6, wherein said thin film transistor is formed of polycrystalline silicon.
An array substrate according to any one of the above.
【請求項11】薄膜トランジスタを有するアクティブマ
トリクス駆動型の液晶ディスプレイ装置であって、薄膜
トランジスタにおける、多結晶半導体の膜厚が40nm
以上60nm以下であり、チャネル部の多結晶半導体の
平均粗さが5nm以上10nm以下であることを特徴と
する薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス駆
動型液晶表示装置。
11. An active matrix drive type liquid crystal display device having a thin film transistor, wherein the thickness of the polycrystalline semiconductor in the thin film transistor is 40 nm.
An active matrix driving type liquid crystal display device including a thin film transistor, wherein the average roughness of the polycrystalline semiconductor in the channel portion is 5 nm or more and 10 nm or less.
【請求項12】前記多結晶半導体のチャネル部のボロン
濃度が5×1017cm -3以下であることを特徴とする薄
膜トランジスタを有する請求項11に記載のアクティブ
マトリクス駆動型液晶表示装置。
12. The boron in a channel portion of the polycrystalline semiconductor.
5 × 10 density17cm -3Characterized by the following
The active of claim 11, comprising a membrane transistor.
Matrix drive type liquid crystal display device.
【請求項13】薄膜トランジスタを有するアクティブマ
トリクス駆動型の液晶ディスプレイ装置であって、薄膜
トランジスタが画素部と回路部の2つの機能を持つトラ
ンジスタにより形成されており、多結晶半導体の膜厚が
40nm以上60nm以下であり、画素部を構成する薄
膜トランジスタにおけるチャネル部の多結晶半導体表面
の平均粗さが4nm以下であり、回路部を構成する薄膜
トランジスタにおけるチャネル部の多結晶シリコンの平
均粗さが5nm以上10nm以下であることを特徴とす
る薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス駆動
型液晶表示装置。
13. An active matrix driving type liquid crystal display device having a thin film transistor, wherein the thin film transistor is formed by a transistor having two functions of a pixel portion and a circuit portion, and the thickness of the polycrystalline semiconductor is 40 nm or more and 60 nm or more. The average roughness of the polycrystalline semiconductor surface of the channel portion in the thin film transistor forming the pixel portion is 4 nm or less, and the average roughness of the polycrystalline silicon of the channel portion in the thin film transistor forming the circuit portion is 5 nm or more and 10 nm or less. An active matrix drive type liquid crystal display device having a thin film transistor.
【請求項14】前記多結晶半導体のチャネル部のボロン
濃度が5×1017cm -3以下であることを特徴とする薄
膜トランジスタを有する請求項13に記載のアクティブ
マトリクス駆動型液晶表示装置。
14. The boron in a channel portion of the polycrystalline semiconductor.
5 × 10 density17cm -3Characterized by the following
14. The active of claim 13, comprising a membrane transistor.
Matrix drive type liquid crystal display device.
【請求項15】前記薄膜トランジスタが多結晶シリコン
により形成されていることを特徴とする請求項11〜1
4のいずれかに記載のアクティブマトリクス駆動型液晶
表示装置。
15. The thin film transistor according to claim 11, wherein said thin film transistor is formed of polycrystalline silicon.
5. The active matrix drive type liquid crystal display device according to any one of 4.
【請求項16】有機EL素子と、前記有機EL素子に接
続された薄膜トランジスタを有するアクティブマトリッ
クス駆動型の有機ELディスプレイ装置であって、前記
薄膜トランジスタにおけるチャネル部の多結晶半導体の
膜厚が40nm以上60nm以下であり、多結晶半導体
の平均粗さが5nm以上10nm以下であることを特徴
とする薄膜トランジスタを有する有機ELディスプレイ
装置。
16. An active matrix drive type organic EL display device having an organic EL element and a thin film transistor connected to the organic EL element, wherein a thickness of a polycrystalline semiconductor in a channel portion of the thin film transistor is 40 nm or more and 60 nm or more. An organic EL display device having a thin film transistor, wherein the average roughness of the polycrystalline semiconductor is 5 nm or more and 10 nm or less.
【請求項17】前記薄膜トランジスタにおける多結晶半
導体のチャネル部のボロン濃度が5×1017cm-3以下
であることを特徴とする薄膜トランジスタを有する請求
項16に記載の有機ELディスプレイ装置。
17. The organic EL display device according to claim 16, further comprising a thin film transistor, wherein a boron concentration of a channel portion of the polycrystalline semiconductor in the thin film transistor is 5 × 10 17 cm −3 or less.
【請求項18】有機EL素子と、前記有機EL素子に接
続された薄膜トランジスタを有するアクティブマトリッ
クス駆動型の有機ELディスプレイ装置であって、薄膜
トランジスタが画素部と回路部の2つの機能を持つトラ
ンジスタにより形成されており、多結晶半導体の膜厚が
40nm以上60nm以下であり、画素部を構成する薄
膜トランジスタにおけるチャネル部の多結晶半導体表面
の平均粗さが4nm以下であり、回路部を構成する薄膜
トランジスタにおけるチャネル部の多結晶シリコンの平
均粗さが5nm以上10nm以下であることを特徴とす
る薄膜トランジスタを有する有機ELディスプレイ装
置。
18. An active matrix drive type organic EL display device having an organic EL element and a thin film transistor connected to the organic EL element, wherein the thin film transistor is formed by a transistor having two functions of a pixel portion and a circuit portion. The thickness of the polycrystalline semiconductor is 40 nm or more and 60 nm or less, the average roughness of the polycrystalline semiconductor surface of the channel portion in the thin film transistor forming the pixel portion is 4 nm or less, and the channel in the thin film transistor forming the circuit portion is formed. An organic EL display device having a thin film transistor, wherein an average roughness of a portion of the polycrystalline silicon is 5 nm or more and 10 nm or less.
【請求項19】有機EL素子と、前記有機EL素子に接
続された薄膜トランジスタを有するアクティブマトリッ
クス駆動型の有機ELディスプレイ装置であって、薄膜
トランジスタが画素部と回路部の2つの機能を持つ多結
晶半導体により形成されており、多結晶半導体のチャネ
ル部のボロン濃度が5×1017cm-3以下であることを
特徴とする薄膜トランジスタを有する有機ELディスプ
レイ装置。
19. An active matrix drive type organic EL display device having an organic EL element and a thin film transistor connected to the organic EL element, wherein the thin film transistor has two functions of a pixel portion and a circuit portion. An organic EL display device having a thin film transistor, wherein the boron concentration in the channel portion of the polycrystalline semiconductor is 5 × 10 17 cm −3 or less.
【請求項20】前記薄膜トランジスタが多結晶シリコン
により形成されていることを特徴とする請求項16〜1
9のいずれかに記載の薄膜トランジスタを有する有機E
Lディスプレイ装置。
20. The thin film transistor according to claim 16, wherein said thin film transistor is formed of polycrystalline silicon.
Organic E having the thin film transistor according to any one of the above items 9
L display device.
【請求項21】薄膜トランジスタにおける活性層が多結
晶シリコンにより形成されており、非晶質シリコンに対
してエキシマレーザー光を照射する工程により、非晶質
シリコンを結晶化させる工程において、結晶化前におけ
る非晶質シリコン表面に膜厚が1nm以上5nm以下の
シリコン酸化膜を形成して結晶化することを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。
21. An active layer in a thin film transistor, wherein the active layer is formed of polycrystalline silicon, and the step of irradiating the amorphous silicon with excimer laser light to crystallize the amorphous silicon is performed before the crystallization. A method for manufacturing a thin film transistor, wherein a silicon oxide film having a thickness of 1 nm to 5 nm is formed on an amorphous silicon surface and crystallized.
【請求項22】薄膜トランジスタにおける活性層が多結
晶シリコンにより形成されており、前記薄膜トランジス
タが画素部と回路部の2つの機能を持つトランジスタに
より形成されており、非晶質シリコンに対してエキシマ
レーザー光を照射する工程により多結晶シリコンを形成
する際に、画素部を構成する非晶質シリコンの表面に膜
厚が1nm以下のシリコン酸化膜を形成し、回路部を構
成する非晶質シリコンの表面に膜厚が1nm以上5nm
以下のシリコン酸化膜を形成して結晶化することを特徴
とする薄膜トランジスタの製造方法。
22. An active layer of the thin film transistor is formed of polycrystalline silicon, and the thin film transistor is formed of a transistor having two functions of a pixel portion and a circuit portion. When forming polycrystalline silicon by the step of irradiating the silicon layer, a silicon oxide film having a thickness of 1 nm or less is formed on the surface of the amorphous silicon forming the pixel portion, and the surface of the amorphous silicon forming the circuit portion is formed. Film thickness of 1 nm or more and 5 nm
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising forming and crystallizing the following silicon oxide film.
【請求項23】前記非晶質シリコン表面のシリコン酸化
膜を活性酸素を用いて形成することを特徴とする請求項
21あるいは22に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。
23. The method according to claim 21, wherein the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon is formed using active oxygen.
【請求項24】前記非晶質シリコン表面のシリコン酸化
膜をオゾン水を用いて形成することを特徴とする請求項
21あるいは22に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。
24. The method according to claim 21, wherein the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon is formed using ozone water.
【請求項25】前記非晶質シリコン表面のシリコン酸化
膜を紫外線光を用いて形成することを特徴とする請求項
21あるいは22に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。
25. The method according to claim 21, wherein the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon is formed using ultraviolet light.
【請求項26】前記非晶質シリコン表面のシリコン酸化
膜を酸化雰囲気中において形成することを特徴とする請
求項21あるいは22に記載の薄膜トランジスタの製造
方法。
26. The method according to claim 21, wherein the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon is formed in an oxidizing atmosphere.
【請求項27】前記非晶質シリコン表面のシリコン酸化
膜を酸素を含むプラズマ中において形成することを特徴
とする請求項21あるいは22に記載の薄膜トランジス
タの製造方法。
27. The method according to claim 21, wherein the silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon is formed in a plasma containing oxygen.
【請求項28】前記非晶質シリコン表面のシリコン酸化
膜を形成する前に非晶質シリコンに形成された自然酸化
膜をあらかじめ除去することを特徴とする請求項21あ
るいは22に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
28. The thin film transistor according to claim 21, wherein a natural oxide film formed on the amorphous silicon is removed before forming a silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon. Production method.
【請求項29】前記多結晶シリコンの膜厚が40nm以
上、60nm以下であることを特徴とする請求項21あ
るいは22に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
29. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 21, wherein said polycrystalline silicon has a thickness of 40 nm or more and 60 nm or less.
【請求項30】前記多結晶半導体の膜厚が40nm以上
60nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の
薄膜トランジスタ。
30. The thin film transistor according to claim 1, wherein the thickness of the polycrystalline semiconductor is 40 nm or more and 60 nm or less.
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