JP2002151523A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

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JP2002151523A
JP2002151523A JP2001244237A JP2001244237A JP2002151523A JP 2002151523 A JP2002151523 A JP 2002151523A JP 2001244237 A JP2001244237 A JP 2001244237A JP 2001244237 A JP2001244237 A JP 2001244237A JP 2002151523 A JP2002151523 A JP 2002151523A
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region
forming
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Hideto Onuma
英人 大沼
Ichiro Uehara
一郎 上原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To resolve the problem in a conventional method such as that the gate electrode frequently becomes a two-layer structure, so a film growth process and an etching process become complicated, though the LDD structure and the GOLD structure in a semiconductor device are made in a self alignment manner, using a gate electrode as a mask, and that the transistor structures all become the same since the LDD structure and the GOLD structure are made with only the process of dry etching or the like, and it is difficult to form the LDD structure, the GOLD structure, and the single drain structure separately for each circuit. SOLUTION: It is possible to simply form a transistor of GOLD structure, LDD structure, or single drain structure separately for each circuit through dry etching and ion implantation process, by applying a photomask, where a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a luminous intensity reducing function and consisting of a semitransparent film is installed, or a reticle to a photolithography process for formation of a gate electrode.

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】本発明は薄膜トランジスタ
(以下、TFTと略記)及びMOSトランジスタで構成
された回路を有する半導体装置の製造法に関するもので
ある。半導体装置としては、例えばTFTで構成された
液晶ディスプレイ及びEL(エレクトロルミネッセン
ス)ディスプレイ等の電気光学装置があり、MOSトラ
ンジスタで構成されたLSIがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a circuit composed of a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) and a MOS transistor. As the semiconductor device, for example, there are electro-optical devices such as a liquid crystal display and an EL (electroluminescence) display constituted by TFTs, and an LSI constituted by MOS transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、TFTを利用したアクティブマト
リクス型の液晶ディスプレイ技術が注目されている。ア
クティブマトリクス表示はパッシブマトリクス表示に比
べ、応答速度、視野角、コントラストの点で有利な為、
現在のノートパソコン、液晶テレビ等の主流になってい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, an active matrix type liquid crystal display technology using a TFT has attracted attention. Active matrix displays are more advantageous than passive matrix displays in terms of response speed, viewing angle, and contrast.
Currently, notebook PCs, LCD TVs, etc. have become mainstream.

【0003】TFTは、非晶質シリコンまたは多結晶シ
リコンをチャネル層(チャネル形成領域)とするものが
一般的である。特に低温プロセス(一般に600℃以
下)のみで製造される多結晶シリコンTFTは、低価格
化、大面積化と同時に、電子または正孔が大きな電界移
動度を有する為、液晶ディスプレイに用いた場合、画素
用トランジスタだけでなく周辺回路であるドライバーの
一体化が達成できる特徴があり、各液晶ディスプレイメ
ーカーで開発が進められてきた。
In general, a TFT uses amorphous silicon or polycrystalline silicon as a channel layer (channel formation region). In particular, a polycrystalline silicon TFT manufactured only by a low-temperature process (generally 600 ° C. or lower) has a low electric field and a large area, and at the same time, has a large electric field mobility of electrons or holes. The feature is that not only transistors for pixels but also drivers as peripheral circuits can be integrated, and development has been promoted by each liquid crystal display manufacturer.

【0004】しかし、多結晶シリコンTFTの場合、連
続駆動させると移動度やオン電流(TFTがオン状態の
場合に流れる電流)の低下及びオフ電流(TFTがオフ
状態の場合に流れる電流)の増加等の信頼性上の劣化現
象が観測されることがあり、信頼性上大きな問題となる
場合がある。この現象はホットキャリア現象と呼ばれて
おり、ドレイン近傍の高電界により発生したホットキャ
リアの仕業であることが知られている。
However, in the case of a polycrystalline silicon TFT, when continuously driven, the mobility and the on-current (current flowing when the TFT is on) decrease and the off-current (current flowing when the TFT is off) increases. Degradation phenomena such as reliability may be observed, which may be a serious problem in reliability. This phenomenon is called a hot carrier phenomenon, and it is known that hot carriers are generated by a high electric field near the drain.

【0005】ところで、このホットキャリア現象は、最
初にMOSトランジスタに於いて発見された現象であ
る。この為、ホットキャリア対策として、これまで様々
な基礎検討が行われてきており、設計ルール1.5μm
以下のMOSトランジスタでは、ドレイン近傍の高電界
によるホットキャリア現象の対策として、LDD(Ligh
tly Doped Drain)構造が採用されている。LDD構造
では、ゲート側壁のサイドウォールを利用してドレイン
領域の端部に低濃度不純物領域(n−領域またはp−領
域)を設け、チャネル形成領域とドレイン領域の接合部
における不純物濃度に傾斜を持たせることによりドレイ
ン近傍の電界集中を緩和している。
Incidentally, this hot carrier phenomenon is a phenomenon first discovered in MOS transistors. For this reason, various basic studies have been conducted as measures against hot carriers, and the design rule is 1.5 μm
In the following MOS transistors, as a countermeasure against the hot carrier phenomenon due to a high electric field near the drain, an LDD (Ligh
tly Doped Drain) structure is adopted. In the LDD structure, a low-concentration impurity region (n-region or p-region) is provided at the end of the drain region using the sidewall of the gate side wall, and the impurity concentration at the junction between the channel formation region and the drain region is inclined. This reduces the electric field concentration in the vicinity of the drain.

【0006】しかし、LDD構造の場合、シングルドレ
イン構造に比べると、ドレイン耐圧はかなり向上する
が、低濃度不純物領域(n−領域またはp−領域)の抵
抗が大きい為、ドレイン電流が減少するという難点が有
る。また、サイドウォールの真下に高電界領域が存在
し、そこで衝突電離が最大になり、ホットエレクトロン
がサイドウォールに注入される為、低濃度不純物領域
(n−領域またはp−領域)が空乏化し、更に抵抗が増
加するLDD特有の劣化モードが問題になっている。チ
ャネル長の縮小に伴い、以上の問題が顕在化してきた
為、0.5μm以下のMOSトランジスタでは、この問
題を克服する構造として、ゲート電極の端部にオーバー
ラップして低濃度不純物領域(n−領域)を形成するG
OLD(Gate-drainOverlapped LDD)構造が考案され
採用されている。
However, in the case of the LDD structure, the drain withstand voltage is considerably improved as compared with the single drain structure, but the drain current is reduced because the resistance of the low concentration impurity region (n-region or p-region) is large. There are difficulties. In addition, a high electric field region exists directly below the sidewall, where impact ionization is maximized and hot electrons are injected into the sidewall, so that the low-concentration impurity region (n-region or p-region) is depleted, Further, a degradation mode peculiar to the LDD in which the resistance increases is a problem. Since the above problems have become apparent with the decrease in channel length, in a MOS transistor of 0.5 μm or less, as a structure to overcome this problem, a low-concentration impurity region (n -Region forming G)
An OLD (Gate-drain Overlapped LDD) structure has been devised and adopted.

【0007】多結晶シリコンTFTに於いても、MOS
トランジスタと同様にドレイン近傍の高電界を緩和する
目的で、LDD構造及びGOLD構造の採用が検討され
ている。LDD構造の場合は、ゲート電極の外側領域に
対応する多結晶シリコン層に低濃度不純物領域(n−領
域またはp−領域)とその更に外側にソース及びドレイ
ン領域となる高濃度不純物領域(n+領域またはp+領
域)を形成しており、オフ電流値を抑える効果は高い
が、ドレイン近傍の電界緩和によるホットキャリア対策
効果は小さいという特徴がある。一方、GOLD構造の
場合は、LDD構造の低濃度不純物領域(n−領域また
はp−領域)がゲート電極の端部とオーバーラップさせ
て形成されており、LDD構造に比べホットキャリア対
策効果は大きいが、オフ電流値が大きくなるという点が
難点である。
In a polycrystalline silicon TFT, a MOS
In order to reduce the high electric field near the drain similarly to the transistor, adoption of an LDD structure and a GOLD structure is being studied. In the case of the LDD structure, a low-concentration impurity region (n-region or p-region) is formed in a polycrystalline silicon layer corresponding to a region outside the gate electrode, and a high-concentration impurity region (n + region) serving as source and drain regions further outside thereof. Or p + region), and the effect of suppressing the off-current value is high, but the effect of countermeasures against hot carriers by relaxing the electric field near the drain is small. On the other hand, in the case of the GOLD structure, the low-concentration impurity region (n-region or p-region) of the LDD structure is formed so as to overlap the end of the gate electrode, and the hot carrier countermeasure effect is larger than that of the LDD structure. However, a disadvantage is that the off-current value increases.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】多結晶シリコンTFT
及びMOSトランジスタに於けるLDD構造とGOLD
構造のソースドレイン領域となる高濃度不純物領域(n
+領域またはp+領域)及びその内側の低濃度不純物領
域(n−領域またはp−領域)の形成は、従来、ゲート
電極をマスクにセルフアラインで形成しており、フォト
リソグラフィ工程の増加を抑制できる利点があるが、ゲ
ート電極を2層構造として形成させると、一層構造の場
合より容易に作製できるため、2層構造とする場合が多
い。しかしながら、ゲート電極を2層構造とすると、成
膜工程とエッチング工程が複雑になるという課題があ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Polycrystalline silicon TFT
Structure and GOLD in MOS and MOS transistors
High-concentration impurity regions (n
+ Region or p + region) and the low concentration impurity region (n− region or p− region) inside thereof are conventionally formed in a self-aligned manner using a gate electrode as a mask, and an increase in the photolithography process can be suppressed. Although there is an advantage, when the gate electrode is formed in a two-layer structure, the gate electrode can be manufactured more easily than in the case of a single-layer structure. However, when the gate electrode has a two-layer structure, there is a problem that a film forming process and an etching process are complicated.

【0009】また、半導体装置には様々な回路が内包さ
れており、回路によってはホットキャリア対策効果に優
れたGOLD構造が適している場合もあれば、オフ電流
値の小さいLDD構造が適している場合もあり、場合に
よっては、シングルドレイン構造が適している場合もあ
る。LDD構造及びGOLD構造の形成は、ドライエッ
チング等のプロセスのみで形成する為、半導体装置にお
けるトランジスタの構造が全て同一構造となり、回路毎
にシングルドレイン構造とLDD構造及びGOLD構造
を別々に形成することができないという課題がある。
Various circuits are included in a semiconductor device, and a GOLD structure having an excellent hot carrier countermeasure effect is suitable for some circuits, and an LDD structure having a small off-current value is suitable for some circuits. In some cases, in some cases, a single drain structure is suitable. Since the LDD structure and the GOLD structure are formed only by a process such as dry etching, the transistor structures in the semiconductor device are all the same, and the single drain structure, the LDD structure, and the GOLD structure are formed separately for each circuit. There is a problem that can not be.

【0010】また、GOLD構造に於いては、低濃度不
純物領域(n−領域またはp−領域)の長さが、基本的
にサイドエッチング等のエッチングにより形成される第
1層目のゲート電極膜のみが存在する領域で決まる為、
低濃度不純物領域(n−領域またはp−領域)の長さに
制約が生じ、またはその長さを十分に確保できない等の
課題が有る。
In the GOLD structure, the length of the low-concentration impurity region (n-region or p-region) is basically equal to that of the first gate electrode film formed by etching such as side etching. Is determined by the area where only
There is a problem that the length of the low-concentration impurity region (n-region or p-region) is restricted or the length cannot be sufficiently secured.

【0011】本発明は、上記課題を解決することのでき
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can solve the above-mentioned problems.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】フォトリソグラフィ工程
で使用されるゲート電極形成用フォトマスクまたはレチ
クルに於いて、ゲート電極形成用マスクパターンの片側
または両側の端部に、露光光の光強度を低減する機能を
有するパターン(本明細書中ではこのパターンを補助パ
ターンと呼ぶ。)を設置する。前記補助パターンでの露
光光の光強度の低減機能を有する具体的パターンとして
は、露光装置の解像限界以下のラインおよびスペースか
ら成るスリット部を有する回折格子パターンと露光光の
透過率を低減する半透膜が考えられる。回折格子パター
ンの場合は、スリット(スペース)部のピッチとスリッ
ト幅を調整することにより、透過光の光強度を調整する
ことができる。一方の半透膜の場合は、半透膜の透過率
を調整することにより、透過光の光強度を調整すること
ができる。
In a photomask or reticle for forming a gate electrode used in a photolithography process, the light intensity of exposure light is reduced at one or both ends of a mask pattern for forming a gate electrode. (In this specification, this pattern is referred to as an auxiliary pattern.) As a specific pattern having a function of reducing the light intensity of the exposure light in the auxiliary pattern, a diffraction grating pattern having a slit portion composed of lines and spaces equal to or less than the resolution limit of the exposure device, and reducing the transmittance of the exposure light Semi-permeable membranes are conceivable. In the case of a diffraction grating pattern, the light intensity of transmitted light can be adjusted by adjusting the pitch of the slit (space) portion and the slit width. In the case of one semipermeable membrane, the light intensity of the transmitted light can be adjusted by adjusting the transmittance of the semipermeable membrane.

【0013】また、本発明の他の構成として、前記補助
パターンでの透過率は一様でなく傾斜しており、ゲート
電極形成用マスクパターンからの距離に比例して、透過
率が高濃度不純物領域に近付くに従って徐々に増加する
様に構成されている。この構成において、回折格子パタ
ーンは、スリット部のピッチとスリット幅の調整により
透過光の光強度の調整が可能であり、ゲート電極形成用
マスクパターン端部からの距離に比例して、透過率を増
加させる為、スリット幅が徐々に大きくなる構造となっ
ている。また、半透膜に於いては、半透膜の膜厚または
透過率自体の調整により透過光の光強度の調整が可能で
あり、ゲート電極形成用マスクパターン端部からの距離
に比例して、半透膜の膜厚が徐々に薄くなるか、または
半透膜の透過率自体が徐々に増加する構造となってい
る。
According to another configuration of the present invention, the transmittance of the auxiliary pattern is not uniform but inclined, and the transmittance is high in proportion to the distance from the gate electrode forming mask pattern. It is configured to gradually increase as approaching the area. In this configuration, the diffraction grating pattern can adjust the light intensity of transmitted light by adjusting the pitch of the slit portion and the slit width, and can increase the transmittance in proportion to the distance from the end of the gate electrode forming mask pattern. In order to increase the slit width, the slit width is gradually increased. In the case of the semi-permeable film, the light intensity of the transmitted light can be adjusted by adjusting the thickness of the semi-permeable film or the transmittance itself, and is proportional to the distance from the end of the gate electrode forming mask pattern. The structure is such that the thickness of the semi-permeable membrane gradually decreases, or the transmittance itself of the semi-permeable membrane gradually increases.

【0014】また、本発明においてのフォトリソグラフ
ィ工程で使用されるレジストはネガ型レジストが適用困
難である為、当該ゲート電極形成用フォトマスクまたは
レチクルのパターン構成は、ポジ型レジストを前提にし
ている。
In addition, since it is difficult to apply a negative resist as a resist used in the photolithography process in the present invention, the pattern configuration of the photomask or reticle for forming the gate electrode is based on a positive resist. .

【0015】なお、ポジ型レジストとは、露光光の照射
領域が現像液に可溶化するタイプのレジストのことで、
ネガ型レジストとは、露光光の照射領域が現像液に不溶
化するタイプのレジストのことである。
[0015] The positive resist is a resist in which a region irradiated with exposure light is solubilized in a developing solution.
The negative resist is a type of resist in which a region irradiated with exposure light is insoluble in a developing solution.

【0016】前記ゲート電極形成用フォトマスクまたは
レチクルを用いて露光する場合、ゲート電極形成用マス
クパターンの主パターンの領域は、遮光部である為に光
強度はゼロであり、前記補助パターンの更に外側の領域
は透光部である為、光強度は100%である。一方、遮
光部と透光部の境界領域である前記補助パターン領域で
は、光強度が10〜70%の範囲で調整されている。そ
して、前記ゲート電極形成用のフォトマスクまたはレチ
クルをフォトリソグラフィ工程に適用することにより、
現像後レジストパターンの片側または両側の端部の現像
後のレジスト膜厚が、通常のレジスト膜厚に比べ10〜
60%の範囲で薄く形成される。従って、レジストパタ
ーンの両側の端部が薄く形成された場合には、凸形状の
レジストパターンが形成される。また、前記補助パター
ンでの透過率は一様でなく傾斜している場合には、現像
後レジストパターンの片側または両側の端部に於ける膜
厚が、通常に比べ10〜60%の範囲内で薄く形成さ
れ、且つ端部に近付く程、レジスト膜厚が徐々に薄くな
るテーパー形状領域を有したレジストパターン形状が形
成されている。
In the case of performing exposure using the photomask or reticle for forming the gate electrode, the light intensity is zero in the main pattern region of the mask pattern for forming the gate electrode because the region is a light shielding portion. Since the outer region is a light transmitting portion, the light intensity is 100%. On the other hand, the light intensity is adjusted in the range of 10 to 70% in the auxiliary pattern area, which is a boundary area between the light shielding part and the light transmitting part. Then, by applying the photomask or reticle for forming the gate electrode to a photolithography process,
The resist thickness after development of one or both ends of the resist pattern after development is 10 to 10 times larger than the normal resist thickness.
It is formed thin in the range of 60%. Therefore, when both ends of the resist pattern are formed thin, a resist pattern having a convex shape is formed. When the transmittance of the auxiliary pattern is not uniform and is inclined, the film thickness at one or both ends of the developed resist pattern is in the range of 10 to 60% as compared with the normal case. Thus, a resist pattern shape having a tapered region in which the resist film thickness gradually decreases as approaching the end portion is formed.

【0017】ところで、ステッパ等の縮小投影露光装置
を使用する単波長露光は、露光光の位相が或る程度揃っ
ているパーシャルコヒーレント光である為、補助パター
ンとして半透膜を適用すると、半透膜がハ−フトーン型
位相シフタとして作用することが考えられる。この場合
は、隣接する露光光との間の位相が180°程度に反転
しない様に半透膜の膜厚の調整に注意が必要であり、で
きれば360°程度になる様に調整する。従って、縮小
投影露光装置に適用されるレチクルの場合には、補助パ
ターンとして、半透膜を適用する上に於いて、位相シフ
ト量と透過率の両方を考慮して、半透膜の膜厚を調整す
る。
Incidentally, single-wavelength exposure using a reduction projection exposure apparatus such as a stepper is partial coherent light in which the phase of exposure light is aligned to some extent. It is conceivable that the film acts as a halftone phase shifter. In this case, it is necessary to pay attention to the adjustment of the thickness of the semi-permeable film so that the phase between the adjacent exposure light does not reverse to about 180 °, and if possible, it is adjusted to about 360 °. Therefore, in the case of a reticle applied to a reduction projection exposure apparatus, in applying a semi-permeable film as an auxiliary pattern, the thickness of the semi-permeable film is considered in consideration of both the amount of phase shift and the transmittance. To adjust.

【0018】また、本発明のフォトリソグラフィ工程に
於いては、ポジ型レジストのみを前提にしていることは
既に述べたが、ここではその理由について説明する。ネ
ガ型レジストの場合はポジ型レジストと逆に、ゲート電
極形成用フォトマスクまたはレチクルの主パターン領域
が透光部で、補助パターンの外側の領域が遮光部であ
り、補助パターン領域が光強度調整部(光強度を10〜
70%程度の範囲で調整)のパターン構成となってい
る。前記パターン構成を有するフォトマスクまたはレチ
クルを用いて、ネガ型レジストを露光した場合、補助パ
ターン領域にはレジストパターン形成に必要十分な露光
エネルギーが照射されない為、レジスト膜の上層部のみ
露光された状態となり、下層部は未露光または露光不足
の状態となっている。この状態のネガ型レジストを現像
した場合、当該領域のレジスト膜の上層部は現像液に不
溶であるが、下層部が現像液に可溶である為、レジスト
膜の下層部のみをレジスト残膜とする良好なパターン形
成ができない。
In the photolithography process of the present invention, it has already been described that only a positive resist is used. The reason will be described here. In the case of a negative resist, contrary to the positive resist, the main pattern area of the photomask or reticle for forming a gate electrode is a light-transmitting part, the area outside the auxiliary pattern is a light-shielding part, and the auxiliary pattern area is light intensity adjusted. Part (light intensity 10 ~
(Adjusted in the range of about 70%). When a negative resist is exposed using a photomask or a reticle having the pattern configuration, the auxiliary pattern area is not irradiated with exposure energy necessary and sufficient for forming a resist pattern, so that only the upper layer portion of the resist film is exposed. , And the lower layer is in an unexposed or underexposed state. When the negative resist in this state is developed, the upper layer of the resist film in the region is insoluble in the developing solution, but the lower layer is soluble in the developing solution. And a good pattern cannot be formed.

【0019】上記理由の為、本発明のフォトリソグラフ
ィ工程に於いては、ネガ型レジストは適用困難であり、
ポジ型レジストのみの適用となっている。
For the above reasons, in the photolithography process of the present invention, it is difficult to apply a negative resist.
Only positive resist is applied.

【0020】本明細書において開示する発明の構成1
は、半導体層上に絶縁膜を介して導電膜を形成する第1
の工程と、前記導電膜上に、回折格子パターンを有する
フォトマスク又はレチクルを使用して中央部より端部に
膜厚の薄い領域を有するレジストパターンを形成する第
2の工程と、ドライエッチングを行って、中央部より端
部に膜厚の薄い領域を有するゲート電極を形成する第3
の工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層
に不純物元素を注入して、前記ゲート電極の外側の第1
の不純物領域と、前記ゲート電極の膜厚の薄い領域と重
なる第2の不純物領域とを形成する第4の工程と、を有
することを特徴としている。
Structure 1 of the invention disclosed in this specification
Is a method of forming a conductive film on a semiconductor layer via an insulating film.
And a second step of forming a resist pattern having a region with a smaller thickness at the end than at the center using a photomask or a reticle having a diffraction grating pattern on the conductive film, and dry etching. A third step of forming a gate electrode having a thinner region at an end portion than at a central portion.
And implanting an impurity element into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask to form a first layer outside the gate electrode.
And a fourth step of forming a second impurity region overlapping the thin region of the gate electrode.

【0021】上記第2の工程において、片側または両側
の端部のレジスト膜厚が薄くなったレジストパターンを
形成する。
In the second step, a resist pattern in which the thickness of the resist at one or both ends is reduced is formed.

【0022】上記第3の工程において、ドライエッチン
グを行う。ドライエッチング工程に於いて、レジストパ
ターン端部のレジスト膜厚の薄く形成された領域は、ゲ
ート電極膜とレジスト膜との選択比の問題で、徐々にエ
ッチングされ、ドライエッチングの途中で下地のゲート
電極膜が露出し、この段階から当該領域のゲート電極膜
のエッチングが進行し、ゲート電極膜の残膜厚が初期膜
厚の5〜30%程度の所定膜厚になる様にエッチングさ
れる。この様にして、ゲート電極の片側または両側の端
部が薄くなった領域を有するゲート電極構造が形成され
る。
In the third step, dry etching is performed. In the dry etching step, the region where the resist film thickness is small at the end of the resist pattern is gradually etched due to the problem of the selectivity between the gate electrode film and the resist film. The electrode film is exposed, and the etching of the gate electrode film in the region proceeds from this stage, so that the remaining thickness of the gate electrode film becomes a predetermined thickness of about 5 to 30% of the initial film thickness. In this way, a gate electrode structure having a region in which one or both ends of the gate electrode are thinner is formed.

【0023】上記第4の工程において、前記ゲート電極
をマスクにn型不純物またはp型不純物をイオン注入す
ることにより、ゲート電極の外側に対応する下層領域に
ソース及びドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+
領域またはp+領域)が形成され、当該ゲート電極の片
側または両側のゲート電極膜の薄くなった領域に対応す
る下層領域に低濃度不純物領域(n−領域またはp―領
域)が形成される。この際、ゲート電極の膜厚の違いを
考慮し、イオン注入時の加速電圧とイオン注入量を適宜
選択することにより、高濃度不純物領域(n+領域また
はp+領域)と低濃度不純物領域(n−領域またはp―
領域)を同時に形成することができる。
In the fourth step, an n-type impurity or a p-type impurity is ion-implanted using the gate electrode as a mask, so that a high-concentration impurity region serving as a source and drain region is formed in a lower region corresponding to the outside of the gate electrode. (N +
Region or p + region), and a low-concentration impurity region (n− region or p− region) is formed in one or both sides of the gate electrode in a lower layer region corresponding to a thinned region of the gate electrode film. At this time, the acceleration voltage and the ion implantation amount during ion implantation are appropriately selected in consideration of the difference in the thickness of the gate electrode, so that the high-concentration impurity region (n + region or p + region) and the low-concentration impurity region (n− Region or p-
Region) can be formed simultaneously.

【0024】ここで、イオン注入という用語の定義につ
いて、明確にする。世間一般では、質量分離した不純物
イオンの場合にイオン注入、質量分離しない不純物イオ
ンの場合にはイオンドープの用語が適用されている。本
明細書に於いては、イオン注入とイオンドープの用語の
使い分けは特に行わず、不純物イオンの質量分離に関係
なく、イオン注入で代表している。
Here, the definition of the term "ion implantation" will be clarified. In general, the term “ion implantation” is applied to impurity ions with mass separation, and the term “ion doping” is applied to impurity ions without mass separation. In this specification, the terms “ion implantation” and “ion doping” are not used properly, and the term “ion implantation” is used regardless of the mass separation of impurity ions.

【0025】また、他の発明の構成2は、半導体層上に
絶縁膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、前記導
電膜上に光強度低減手段を有するフォトマスク又はレチ
クルを使用して、中央部より端部に膜厚の薄い領域を有
するレジストパターンを形成する第2の工程と、第1の
ドライエッチングを行って、中央部より端部に膜厚の薄
い領域を有するゲート電極を形成する第3の工程と、前
記ゲート電極をマスクとして前記半導体層に不純物元素
を注入して、前記ゲート電極の外側に第1の不純物領域
と前記ゲート電極の膜厚の薄い領域と重なる第2の不純
物領域とを形成する第4の工程と、第2のドライエッチ
ングを行って、前記ゲート電極の端部を後退させる第5
の工程と、を有することを特徴としている。
According to a second aspect of the invention, a first step of forming a conductive film on a semiconductor layer via an insulating film, and using a photomask or a reticle having a light intensity reducing means on the conductive film. A second step of forming a resist pattern having a thinner region at the end than the center, and a first dry etching to form a gate having a thinner region at the end from the center. A third step of forming an electrode, and injecting an impurity element into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask, so that the first impurity region and the thin region of the gate electrode overlap with the outside of the gate electrode. A fourth step of forming a second impurity region; and a fifth step of performing a second dry etching to recede an end of the gate electrode.
And a step of:

【0026】上記第2の工程において、レジストパター
ンの片側または両側のパターン端部に近付く程、レジス
ト膜厚の薄くなったテーパー形状領域を有したレジスト
パターンを形成する。
In the second step, a resist pattern having a tapered region having a thinner resist film is formed as approaching one or both ends of the resist pattern.

【0027】上記第3の工程において、第1のドライエ
ッチングを行う。この所定時間のドライエッチング処理
により、ゲート電極膜とレジスト膜との選択比の問題
で、徐々にレジスト膜がエッチングされる為、ドライエ
ッチングの途中で、前記テーパー形状領域でのレジスト
パターン端部のレジスト膜厚の薄い領域から下地のゲー
ト電極膜が徐々に露出し、当該領域の端部からゲート電
極膜のエッチングが進行することになる。当該領域のゲ
ート電極の膜厚が初期膜厚の5〜30%程度の所定膜厚
になる様にドライエッチングした後、片側または両側の
ゲート電極端部に近付く程、ゲート電極膜厚の薄くなる
テーパー形状領域を有したゲート電極構造が形成され
る。尚、ゲート電極から露出している下地のゲート絶縁
膜は、ドライエッチングされ、ある程度薄くなってい
る。
In the third step, first dry etching is performed. Due to the problem of the selectivity between the gate electrode film and the resist film, the resist film is gradually etched by the dry etching process for the predetermined time, so that during the dry etching, the end of the resist pattern in the tapered region is formed. The underlying gate electrode film is gradually exposed from the region where the resist film thickness is small, and the etching of the gate electrode film proceeds from the end of the region. After the dry etching is performed so that the thickness of the gate electrode in the region becomes a predetermined thickness of about 5 to 30% of the initial thickness, the thickness of the gate electrode becomes thinner as approaching one or both ends of the gate electrode. A gate electrode structure having a tapered region is formed. The underlying gate insulating film exposed from the gate electrode is dry-etched and thinned to some extent.

【0028】上記第4の工程において、前記ゲート電極
をマスクにn型不純物元素またはp型不純物元素の高濃
度イオン注入することにより、ゲート電極の外側に対応
する多結晶シリコン膜または半導体基板にソース及びド
レイン領域となる高濃度不純物領域(n+領域またはp
+領域)が形成され、当該ゲート電極の片側または両側
のゲート電極膜の薄くなったテーパー形状領域に対応す
る多結晶シリコン膜または半導体基板に低濃度不純物領
域(n−領域またはp―領域)が形成される。この際、
ゲート電極の膜厚の違いを考慮し、イオン注入時の加速
電圧とイオン注入量を適宜選択することにより、ゲート
電極の外側領域に対応する多結晶シリコン膜または半導
体基板に高濃度不純物領域(n+領域またはp+領域)
を形成し、またゲート電極の端部に於けるゲート電極膜
厚の薄いテーパー形状領域に対応する多結晶シリコン膜
または半導体基板に低濃度不純物領域(n−領域または
p―領域)を同時に形成することができる。尚、ゲート
電極端部の前記テーパー形状領域では、ゲート電極の端
部に近付く程、ゲート電極膜厚が徐々に薄くなっている
為、スルードープでイオン注入される低濃度不純物領域
(n−領域またはp―領域)の不純物濃度には濃度勾配
が存在し、ゲート電極の端部即ちソース及びドレイン領
域の端部に近付く程、徐々に不純物濃度が高くなる傾向
を有している。
In the fourth step, high-concentration ion implantation of an n-type impurity element or a p-type impurity element is performed using the gate electrode as a mask, so that a source is formed in a polycrystalline silicon film or a semiconductor substrate corresponding to the outside of the gate electrode. And a high-concentration impurity region (n + region or p
+ Region), and a low-concentration impurity region (n− region or p− region) is formed in the polycrystalline silicon film or semiconductor substrate corresponding to the thinned tapered region of the gate electrode film on one or both sides of the gate electrode. It is formed. On this occasion,
By appropriately selecting the acceleration voltage and the ion implantation amount at the time of ion implantation in consideration of the difference in the thickness of the gate electrode, a high-concentration impurity region (n + Region or p + region)
And simultaneously forming a low-concentration impurity region (n-region or p-region) in a polycrystalline silicon film or a semiconductor substrate corresponding to a tapered region having a thin gate electrode at the end of the gate electrode. be able to. In the tapered region at the end of the gate electrode, the thickness of the gate electrode gradually decreases as approaching the end of the gate electrode. Therefore, a low-concentration impurity region (n− region or There is a concentration gradient in the impurity concentration of the (p− region), and the impurity concentration tends to gradually increase as approaching the end of the gate electrode, that is, the end of the source and drain regions.

【0029】上記第5の工程において、第2のドライエ
ッチングを行う。この所定時間のドライエッチング処理
により、ゲート電極端部の前記テーパー形状領域はドラ
イエッチングされる。その結果、テーパー形状領域のゲ
ート電極膜厚は更に薄くなり、テーパー形状領域の端部
であるゲート電極端部は後退する。よって、濃度勾配を
有した前記低濃度不純物領域(n−領域またはp―領
域)は、ゲート電極とオーバーラップしている領域(L
ov領域と定義)とオーバーラップしてない領域(Loff
領域と定義)に区分される。この際、ドライエッチング
処理条件を適宜変更することにより、ゲート電極の寸法
を前記テーパー形状領域の範囲内で自由に調整すること
ができる。即ち、前記テーパー形状領域の範囲内で、L
ov領域の寸法とLoff領域の寸法を自由に調整すること
ができる。また、ゲート電極から露出した下地のゲート
絶縁膜は、ドライエッチングにより更に薄くなってい
る。この後、ゲート電極のドライエッチングマスクであ
る不要なレジストパターンは、除去される。
In the fifth step, a second dry etching is performed. By this dry etching for a predetermined time, the tapered region at the end of the gate electrode is dry-etched. As a result, the thickness of the gate electrode in the tapered region is further reduced, and the end of the gate electrode, which is the end of the tapered region, recedes. Therefore, the low-concentration impurity region (n-region or p-region) having the concentration gradient overlaps with the gate electrode (L-region).
ov area) and an area that does not overlap (Loff
Area and definition). At this time, the dimensions of the gate electrode can be freely adjusted within the range of the tapered region by appropriately changing the dry etching processing conditions. That is, within the range of the tapered region, L
The size of the ov region and the size of the Loff region can be freely adjusted. The underlying gate insulating film exposed from the gate electrode is further thinned by dry etching. Thereafter, an unnecessary resist pattern serving as a dry etching mask for the gate electrode is removed.

【0030】尚、Lov領域は、ホットキャリア対策に効
果があり、Loff領域はオフ電流の抑制に効果があるこ
とが知られている。ここで形成されたトランジスタはホ
ットキャリア対策に有効なGOLD構造トランジスタで
あり、オフ電流の抑制に効果の有るLoff領域を有して
いる為、ある程度のオフ電流の抑制効果は期待される
が、オフ電流の抑制効果に限って言うと、後述のLDD
構造トランジスタの方が有利である。
It is known that the Lov region is effective for hot carrier measures and the Loff region is effective for suppressing off current. The transistor formed here is a GOLD structure transistor effective for hot carrier countermeasures and has an Loff region that is effective for suppressing off-state current. As far as the current suppressing effect is concerned, the LDD described later
Structured transistors are more advantageous.

【0031】以上はGOLD構造トランジスタの形成方
法について記載したものであるが、半導体装置には様々
な回路が内包されており、回路によってはホットキャリ
ア対策効果に優れたGOLD構造トランジスタが適して
いる場合もあれば、オフ電流値の小さいLDD構造トラ
ンジスタが適している場合もある。また場合によって
は、シングルドレイン構造トランジスタが適している場
合もある。よって、回路毎にGOLD構造とLDD構造
及びシングルドレイン構造トランジスタを別々に形成す
る方法について、以下に記載する。
The above describes the method of forming a GOLD structure transistor. However, various circuits are included in a semiconductor device, and depending on the circuit, a GOLD structure transistor having an excellent hot carrier countermeasure effect is suitable. In some cases, an LDD transistor with a small off-current value is suitable. In some cases, a single-drain structure transistor is suitable. Therefore, a method for separately forming a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure transistor for each circuit will be described below.

【0032】まず、発明の構成1においてGOLD構造
とLDD構造トランジスタを回路毎に別々に形成する方
法については、イオン注入工程からのプロセス変更で対
応できる。ドライエッチング工程が終了した後、第1の
イオン注入工程を行うことにより、前記ゲート電極の外
側に対応する下層領域に低濃度不純物領域(n−領域ま
たはp―領域)が形成される。次に、ゲート電極を形成
した際のドライエッチングマスクであるレジストパター
ンを除去する。尚、前記レジストパターンの除去は、第
1のイオン注入工程の前に行っても良い。次にLDD構
造形成領域に於いては、前記ゲート電極を被覆する様
に、新たにレジストパターンを形成する。次に第2のイ
オン注入を行うことにより、ソース及びドレイン領域と
なる高濃度不純物領域(n+領域またはp+領域)を形
成する。
First, the method of forming the GOLD structure and the LDD structure transistors separately for each circuit in the first aspect of the invention can be handled by changing the process from the ion implantation step. After the dry etching step is completed, a first ion implantation step is performed to form a low-concentration impurity region (n− region or p− region) in the lower region corresponding to the outside of the gate electrode. Next, the resist pattern serving as a dry etching mask when the gate electrode is formed is removed. The removal of the resist pattern may be performed before the first ion implantation step. Next, in the LDD structure forming region, a new resist pattern is formed so as to cover the gate electrode. Next, high-concentration impurity regions (n + regions or p + regions) to be source and drain regions are formed by performing second ion implantation.

【0033】この際、LDD構造形成領域に於いては、
ゲート電極を被覆しているレジストパターンをマスクに
イオン注入することにより、レジストパターンから露出
した領域に対応する下層領域にソース及びドレイン領域
となる高濃度不純物領域(n+領域またはp+領域)が
形成される。ゲート電極の外側で且つレジストパターン
の内側の領域に対応する下層領域には、既に第1のイオ
ン注入工程により低濃度不純物領域(n−領域またはp
―領域)が形成されており、今回の高濃度不純物領域
(n+領域またはp+領域)の形成により、LDD構造
トランジスタが形成される。
At this time, in the LDD structure forming region,
By performing ion implantation using the resist pattern covering the gate electrode as a mask, high-concentration impurity regions (n + regions or p + regions) serving as source and drain regions are formed in lower layers corresponding to regions exposed from the resist pattern. You. In the lower layer region outside the gate electrode and corresponding to the region inside the resist pattern, the low-concentration impurity region (n− region or p− region) has already been formed by the first ion implantation step.
− Region), and an LDD structure transistor is formed by forming the high concentration impurity region (n + region or p + region) this time.

【0034】一方、GOLD構造形成領域に於いては、
ゲート電極をマスクにイオン注入が行われることによ
り、ゲート電極から露出した領域に対応する下層領域に
ソース及びドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+
領域またはp+領域)が形成され、同時に当該ゲート電
極の片側または両側のゲート電極膜の薄くなった領域に
対応する下層領域に低濃度不純物領域(n−領域または
p―領域)が形成される。GOLD構造トランジスタ
は、ゲート電極での端部の膜厚の違いを考慮し、イオン
注入時の加速電圧とイオン注入量を適宜選択することに
より、高濃度不純物領域(n+領域またはp+領域)と
低濃度不純物領域(n−領域またはp―領域)を同時に
形成することで実現できる。
On the other hand, in the GOLD structure forming region,
By performing ion implantation using the gate electrode as a mask, a high-concentration impurity region (n +
A region or p + region is formed, and at the same time, a low-concentration impurity region (n- region or p- region) is formed in a lower region corresponding to a thinned region of the gate electrode film on one or both sides of the gate electrode. The GOLD structure transistor has a high concentration impurity region (n + region or p + region) and a low concentration impurity region by appropriately selecting the acceleration voltage and the ion implantation amount at the time of ion implantation in consideration of the difference in the thickness of the end portion at the gate electrode. This can be realized by simultaneously forming a concentration impurity region (n-region or p-region).

【0035】尚、既にゲート電極から露出した領域に
は、第1のイオン注入工程により低濃度不純物が注入さ
れており、その上から第2のイオン注入工程である高濃
度不純物が注入されることになるが、ソース及びドレイ
ン領域となる高濃度不純物領域(n+領域)の形成には
特に支障は起こらない。この後に、LDD構造形成領域
に形成された前記レジストパターンを除去する。
It is to be noted that a low concentration impurity is implanted into the region already exposed from the gate electrode by the first ion implantation step, and a high concentration impurity which is the second ion implantation step is implanted therefrom. However, there is no particular problem in the formation of the high-concentration impurity regions (n + regions) serving as the source and drain regions. Thereafter, the resist pattern formed in the LDD structure forming region is removed.

【0036】次に、シングルドレイン構造トランジスタ
の形成法について、以下に記載する。シングルドレイン
構造トランジスタの形成は簡単で、ゲート電極形成用フ
ォトマスクまたはレチクルに於ける光強度低減機能を有
する補助パターンを設置しない場合に、シングルドレイ
ン構造トランジスタの形成が可能となる。光強度低減機
能を有する補助パターンがない場合は、レジストパター
ンとゲート電極が各々矩形形状となる為、上記の第1の
イオン注入工程と第2のイオン注入工程で注入される低
濃度不純物領域(n−領域またはp―領域)と高濃度不
純物領域(n+領域またはp+領域)が当該ゲート電極
の外側に対応する下層領域で重なり、シングルドレイン
構造トランジスタが形成される。なお、本発明で言及し
ている矩形形状とは4つの直角を持つ形に限定される必
要はなく、台形形状も含む。さらに矩形形状のようなも
の、台形形状のようなものも含まれる。
Next, a method of forming a single drain structure transistor will be described below. The formation of a single-drain structure transistor is simple, and a single-drain structure transistor can be formed when an auxiliary pattern having a light intensity reducing function in a photomask for forming a gate electrode or a reticle is not provided. If there is no auxiliary pattern having a light intensity reducing function, the resist pattern and the gate electrode each have a rectangular shape, so that the low-concentration impurity regions ( The n− region or the p− region and the high-concentration impurity region (n + region or the p + region) overlap in the lower region corresponding to the outside of the gate electrode, thereby forming a single drain structure transistor. Note that the rectangular shape referred to in the present invention is not limited to a shape having four right angles, and includes a trapezoidal shape. Further, a shape like a rectangular shape and a shape like a trapezoid are also included.

【0037】既に記載したGOLD構造とLDD構造ト
ランジスタの形成法と上記のシングルドレイン構造トラ
ンジスタの形成法を合わせることにより、回路毎にGO
LD構造とLDD構造とシングルドレイン構造トランジ
スタを別々に形成することが可能となる。
By combining the above-described method for forming the GOLD structure and the transistor having the LDD structure with the above-described method for forming the single drain structure transistor, a GO
The LD structure, the LDD structure, and the single drain structure transistor can be formed separately.

【0038】また、発明の構成2において、GOLD構
造とLDD構造トランジスタを回路毎に別々に形成する
方法について説明する。最初に、レジストパターンを形
成する。この際、適用するフォトマスクまたはレチクル
に於いて、GOLD構造形成領域とLDD構造形成領域
に対応するゲート電極形成用マスクパターンには光強度
低減機能を有する補助パターンを設置し、シングルドレ
イン構造形成領域に対応するゲート電極形成用マスクパ
ターンには前記補助パターンを設置しないパターン構成
とする。この結果、GOLD構造形成領域とLDD構造
形成領域のレジストパターンには、端部に近付く程、レ
ジスト膜厚の徐々に薄くなるテーパー形状領域が形成さ
れ、シングルドレイン構造形成領域のレジストパターン
には前記テーパー形状領域が存在せず、矩形形状のレジ
ストパターンが形成される。
Further, a method of separately forming a GOLD structure transistor and an LDD structure transistor for each circuit in Configuration 2 of the present invention will be described. First, a resist pattern is formed. At this time, in the photomask or reticle to be applied, an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided in a mask pattern for forming a GOLD structure and a gate electrode forming region corresponding to the LDD structure forming region. In the gate electrode forming mask pattern corresponding to the above, the auxiliary pattern is not provided. As a result, in the resist patterns of the GOLD structure forming region and the LDD structure forming region, a tapered region in which the resist film thickness gradually decreases as approaching the end portion is formed. There is no tapered region, and a rectangular resist pattern is formed.

【0039】尚、GOLD構造形成領域とLDD構造形
成領域のレジストパターンに於ける前記テーパー形状領
域の寸法は、最終的に形成されるGOLD構造及びLD
D構造トランジスタに於ける低濃度不純物領域(n−領
域またはp―領域)の寸法を考慮し、当該マスクパター
ンの前記補助パターン領域の寸法を調整することによ
り、適切な長さに形成される。この際、GOLD構造と
LDD構造トランジスタの低濃度不純物領域(n−領域
またはp―領域)の寸法は、各々対応するマスクパター
ンに設置された前記補助パターン領域の寸法を調整する
ことにより、自由に設定可能である。またGOLD構造
形成領域とLDD構造形成領域のレジストパターンに於
ける前記テーパー形状領域の膜厚は、各々対応するマス
クパターンに設置された補助パターン領域の透過率を1
0〜70%の範囲で調整することにより、適切なレジス
ト膜厚(初期膜厚に対し10〜60%の範囲)に形成さ
れる。
The dimensions of the tapered region in the resist pattern in the GOLD structure forming region and the LDD structure forming region are determined by the GOLD structure and the LD formed finally.
The mask pattern is formed to have an appropriate length by adjusting the size of the auxiliary pattern region of the mask pattern in consideration of the size of the low-concentration impurity region (n-region or p-region) in the D-structure transistor. At this time, the dimensions of the low-concentration impurity regions (n-regions or p-regions) of the GOLD structure and LDD structure transistors can be freely adjusted by adjusting the sizes of the auxiliary pattern regions provided in the corresponding mask patterns. Can be set. The thickness of the tapered region in the resist pattern of the GOLD structure forming region and the LDD structure forming region is determined by setting the transmittance of the auxiliary pattern region provided in the corresponding mask pattern to 1
By adjusting the thickness in the range of 0 to 70%, an appropriate resist film thickness (10 to 60% of the initial film thickness) is formed.

【0040】次に第1のドライエッチング処理を行う。
この所定時間のドライエッチング処理により、GOLD
構造形成領域とLDD構造形成領域に於いては、片側ま
たは両側のゲート電極端部に近付く程、ゲート電極膜厚
の薄くなるテーパー形状領域を有したゲート電極が形成
される。一方、シングルドレイン構造形成領域に於いて
は、矩形形状のゲート電極が形成される。
Next, a first dry etching process is performed.
GOLD is performed by this dry etching process for a predetermined time.
In the structure forming region and the LDD structure forming region, a gate electrode having a tapered region in which the gate electrode film thickness becomes thinner toward one or both ends of the gate electrode is formed. On the other hand, in the single drain structure formation region, a rectangular gate electrode is formed.

【0041】次に、前記ゲート電極をマスクにn型不純
物の高濃度イオン注入を行う。GOLD構造形成領域と
LDD構造形成領域に於いては、ゲート電極の外側に対
応する多結晶シリコン膜または半導体基板にソース及び
ドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+領域または
p+領域)が形成され、ゲート電極膜厚の薄い前記テー
パー形状領域に対応する多結晶シリコン膜または半導体
基板に低濃度不純物領域(n−領域)が形成される。一
方、シングルドレイン構造形成領域に於いては、ソース
及びドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+領域ま
たはp+領域)のみが形成される。
Next, high-concentration ion implantation of n-type impurities is performed using the gate electrode as a mask. In the GOLD structure forming region and the LDD structure forming region, high-concentration impurity regions (n + regions or p + regions) serving as source and drain regions are formed in a polycrystalline silicon film or a semiconductor substrate corresponding to the outside of the gate electrode. A low-concentration impurity region (n-region) is formed in the polycrystalline silicon film or the semiconductor substrate corresponding to the tapered region having a small gate electrode film thickness. On the other hand, in the single drain structure formation region, only the high concentration impurity region (n + region or p + region) serving as the source and drain regions is formed.

【0042】次に、第2のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、GO
LD構造形成領域に於いては、ゲート電極端部の前記テ
ーパー形状領域がドライエッチングされ、テーパー形状
領域のゲート電極膜厚は更に薄くなり、テーパー形状領
域の端部であるゲート電極端部は後退する。ゲート電極
端部がある程度後退するまでドライエッチング処理を行
った後、前記低濃度不純物領域(n−領域)は、ゲート
電極とオーバーラップしているLov領域とオーバーラッ
プしていないLoff領域に区分される。LDD構造形成
領域に於けるゲート電極の前記テーパー形状領域も、G
OLD構造形成領域の場合と同様にドライエッチングさ
れる。一方、シングルドレイン構造形成領域のゲート電
極も同様にドライエッチングされるが、当該ゲート電極
が矩形形状である為、下地のゲート絶縁膜が更にエッチ
ングされるだけである。この後、ゲート電極のドライエ
ッチングマスクである不要なレジストパターンは、除去
される。
Next, a second dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, GO
In the LD structure formation region, the tapered region at the end of the gate electrode is dry-etched, the gate electrode film thickness in the tapered region is further reduced, and the gate electrode end, which is the end of the tapered region, recedes. I do. After performing the dry etching process until the end of the gate electrode recedes to some extent, the low-concentration impurity region (n− region) is divided into an Lov region overlapping the gate electrode and an Loff region not overlapping. You. The tapered region of the gate electrode in the LDD structure forming region also has G
Dry etching is performed as in the case of the OLD structure forming region. On the other hand, the gate electrode in the single drain structure formation region is also dry-etched in the same manner. However, since the gate electrode has a rectangular shape, only the underlying gate insulating film is further etched. Thereafter, an unnecessary resist pattern serving as a dry etching mask for the gate electrode is removed.

【0043】尚、前記第2のドライエッチング処理及び
ドライエッチングのマスクであるレジストパターンの除
去が終了した段階で、LDD構造形成領域に於けるゲー
ト電極の前記テーパー形状領域が残存している場合と消
失している場合で、これからの処理プロセスが変化する
為、以下に別々に記載する。
When the second dry etching process and the removal of the resist pattern used as a mask for the dry etching are completed, the tapered region of the gate electrode in the LDD structure forming region may remain. Since it has disappeared and the future processing process changes, it is separately described below.

【0044】前記第2のドライエッチング処理による所
定時間のドライエッチング後に、LDD構造形成領域に
於けるゲート電極の前記テーパー形状領域が残存してい
る場合は、前記テーパー形状領域を選択的にドライエッ
チングし、前記テーパー形状領域を除去する必要があ
る。この為、LDD構造形成領域のみを開口する様に新
規にレジストパターンを形成し、第3のドライエッチン
グ処理を行う。この所定時間のドライエッチング処理に
より、前記テーパー形状領域は選択的に除去され、矩形
形状のゲート電極が形成される。この結果、ゲート電極
の外側に対応する多結晶シリコン膜または半導体基板
に、低濃度不純物領域(n−領域またはp−領域)と高
濃度不純物領域(n+領域またはp+領域)を有するL
DD構造トランジスタが形成される。この後、ドライエ
ッチングマスクである前記レジストパターンは、除去さ
れる。
When the tapered region of the gate electrode in the LDD structure forming region remains after the dry etching for a predetermined time by the second dry etching process, the tapered region is selectively dry-etched. Then, it is necessary to remove the tapered region. Therefore, a new resist pattern is formed so as to open only the LDD structure formation region, and a third dry etching process is performed. By the dry etching process for the predetermined time, the tapered region is selectively removed, and a rectangular gate electrode is formed. As a result, in the polycrystalline silicon film or semiconductor substrate corresponding to the outside of the gate electrode, an L region having a low concentration impurity region (n− region or p− region) and a high concentration impurity region (n + region or p + region) is formed.
A DD transistor is formed. Thereafter, the resist pattern serving as the dry etching mask is removed.

【0045】一方、前記第2のドライエッチング処理に
よる所定時間のドライエッチング後に、LDD構造形成
領域に於けるゲート電極の前記テーパー形状領域が消失
している場合は、LDD構造形成領域のみを開口するレ
ジストパターンの形成と第3のドライエッチング処理は
不要である。この場合は、前記第2のドライエッチング
処理及びドライエッチングのマスクであるレジストパタ
ーンの除去が終了した段階で、既にLDD構造トランジ
スタの形成は完了していることになる。
On the other hand, if the tapered region of the gate electrode in the LDD structure forming region has disappeared after the dry etching for a predetermined time by the second dry etching process, only the LDD structure forming region is opened. The formation of a resist pattern and the third dry etching process are unnecessary. In this case, the formation of the LDD structure transistor has already been completed at the stage when the removal of the resist pattern serving as a mask for the second dry etching process and the dry etching is completed.

【0046】以上の製造工程により、半導体装置の回路
毎にGOLD構造とLDD構造とシングルドレイン構造
トランジスタを別々に形成することができる。
Through the above manufacturing steps, a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure transistor can be separately formed for each circuit of a semiconductor device.

【0047】また、本発明の特徴は、半導体層上に絶縁
膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、前記導電膜
上に光強度低減手段を有するフォトマスク又はレチクル
を使用して、中央部より端部に膜厚の薄い領域を有する
レジストパターンを形成する第2の工程と、第1のドラ
イエッチングを行って、中央部より端部に膜厚の薄い領
域を有するゲート電極を形成する第3の工程と、前記ゲ
ート電極をマスクとして前記半導体層に不純物元素を注
入して、前記ゲート電極の外側に第1の不純物領域と前
記ゲート電極の膜厚の薄い領域と重なる第2の不純物領
域とを形成する第4の工程と、第2のドライエッチング
を行って、前記ゲート電極の端部を後退させる第5の工
程と、を有することを特徴としている。
Further, the present invention is characterized in that a first step of forming a conductive film on a semiconductor layer via an insulating film and a photomask or a reticle having a light intensity reducing means on the conductive film are used. A second step of forming a resist pattern having a region with a smaller thickness at the end than the center and a first dry etching to form a gate electrode having a region with a smaller thickness at the end from the center. A third step of forming and a second step of injecting an impurity element into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask and overlapping a first impurity region and a thin region of the gate electrode outside the gate electrode. And a fifth step of performing a second dry etching to recede an end of the gate electrode.

【0048】薄い短部を有するレジストパターンは回折
格子を持ったフォトマスクまたはレチクルを使って形成
され、あるいは、半透膜を持ったフォトマスクまたはレ
チクルで形成される。
A resist pattern having a thin short portion is formed using a photomask or reticle having a diffraction grating, or is formed using a photomask or reticle having a semipermeable film.

【0049】本発明は、マスクパターンに光強度低減機
能を有する補助パターンを設置したゲート電極形成用フ
ォトマスクまたはレチクルをフォトリソグラフィ工程に
適用することにより、エッチング及びイオン注入工程を
通し、簡単にGOLD構造トランジスタから成る半導体
装置を作製可能とするものである。
According to the present invention, by applying a photomask or reticle for forming a gate electrode, in which an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided to a mask pattern, to a photolithography process, GOLD can be easily performed through etching and ion implantation processes. A semiconductor device including a structured transistor can be manufactured.

【0050】光強度低減手段の透過率と寸法を任意に設
定可能である為、フォトリソグラフィ工程とドライエッ
チング工程を通して形成されるゲート電極の端部に於け
る膜厚の薄くなったテーパー形状領域の膜厚と寸法を調
整することができる。この為、前記テーパー形状領域の
スルードープでイオン注入される低濃度不純物領域(n
−領域またはp−領域)の濃度分布とチャネル方向寸法
の最適化が可能となり、GOLD構造とLDD構造トラ
ンジスタの性能の向上を図ることができる。
Since the transmittance and the size of the light intensity reducing means can be arbitrarily set, the thickness of the tapered region at the end of the gate electrode formed through the photolithography process and the dry etching process is reduced. The film thickness and dimensions can be adjusted. For this reason, the low-concentration impurity region (n
(Region or p-region) and the size in the channel direction can be optimized, and the performance of the GOLD structure and LDD structure transistors can be improved.

【0051】また、前記GOLD構造トランジスタから
成る半導体装置の製造に於いて、イオン注入工程を2回
に分け、低濃度不純物用の第1のイオン注入工程を処理
し、次にLDD構造形成領域のみにゲート電極を被覆す
る様にレジストパターンを形成した後に、高濃度不純物
用の第2のイオン注入を処理する様にプロセスの変更を
行うことにより、LDD構造とGOLD構造トランジス
タを回路毎に別々に形成可能とするものである。
In the manufacture of the semiconductor device comprising the GOLD structure transistor, the ion implantation step is divided into two steps, the first ion implantation step for low concentration impurities is performed, and then only the LDD structure forming region is formed. After a resist pattern is formed so as to cover the gate electrode, the process is changed so that the second ion implantation for the high-concentration impurities is performed, so that the LDD structure and GOLD structure transistors are separately provided for each circuit. It can be formed.

【0052】また、前記ゲート電極形成用フォトマスク
またはレチクルに於いて、任意のマスクパターンに光強
度低減機能を有する補助パターンを設置することによ
り、半導体装置の回路パターン毎にシングルドレイン構
造とGOLD構造トランジスタを別々に形成することを
可能とするものである。
In the photomask or reticle for forming a gate electrode, an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided in an arbitrary mask pattern, so that a single drain structure and a GOLD structure are provided for each circuit pattern of the semiconductor device. This makes it possible to form transistors separately.

【0053】また、任意のマスクパターンに光強度低減
手段を設置可能である為、半導体装置の回路毎にGOL
D構造とLDD構造とシングルドレイン構造のトランジ
スタを簡単に形成することができる。
Further, since the light intensity reducing means can be provided on an arbitrary mask pattern, the GOL is provided for each circuit of the semiconductor device.
A transistor having a D structure, an LDD structure, and a single drain structure can be easily formed.

【0054】[0054]

【発明の実施の形態】(実施形態1)回折格子パターン
または半透膜から成る光強度低減機能を有するゲート電
極形成用フォトマスクまたはレチクルを利用したフォト
リソグラフィ工程をGOLD構造多結晶シリコンTFT
の形成に適用した場合について、図1〜図2に基づき記
載する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) A photolithography process using a photomask or a reticle for forming a gate electrode having a light intensity reducing function composed of a diffraction grating pattern or a semi-permeable film has a GOLD structure polycrystalline silicon TFT.
A case where the present invention is applied to the formation of a film will be described with reference to FIGS.

【0055】最初に回折格子パターンまたは半透膜から
成る光強度低減機能を有する補助パターンを設置したゲ
ート電極形成用フォトマスクまたはレチクルの構成につ
いて、図1を用いて説明する。
First, the configuration of a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function formed of a semi-permeable film will be described with reference to FIG.

【0056】ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチ
クルに於けるマスクパターンの片側または両側の端部に
光強度低減機能を有する補助パターンを設置する。この
補助パターンの具体例として、図1(A)と図1(B)
に露光装置の解像限界以下のラインおよびスペースから
成るスリット部を有する回折格子パターンの例を示す。
尚、このフォトリソグラフィ工程で使用されるレジスト
はネガ型レジストが適用困難である為、当該ゲート電極
形成用フォトマスクまたはレチクル101,105のパ
ターン構成は、ポジ型レジストを前提にしている。よっ
て、ゲート電極形成用マスクパターンの主パターンの領
域が遮光部102,106で、光強度低減機能を有する
補助パターンの領域がスリット部103,107で、補
助パターンの外側の領域が透光部104,108のパタ
ーン構成となっている。前記スリット部のスリットの方
向は、スリット部103の様に主パターン(遮光部10
2)の方向と平行でも、スリット部107の様に主パタ
ーン(遮光部106)の方向と垂直でも構わない(図1
(A)と図1(B))。
An auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided at one or both ends of a mask pattern in a photomask or a reticle for forming a gate electrode. FIGS. 1A and 1B show specific examples of the auxiliary pattern.
FIG. 1 shows an example of a diffraction grating pattern having a slit portion composed of lines and spaces below the resolution limit of the exposure apparatus.
Since it is difficult to apply a negative resist as the resist used in the photolithography process, the pattern configuration of the gate electrode forming photomask or the reticles 101 and 105 is based on a positive resist. Therefore, the main pattern region of the gate electrode forming mask pattern is the light shielding portions 102 and 106, the auxiliary pattern region having the light intensity reducing function is the slit portions 103 and 107, and the region outside the auxiliary pattern is the light transmitting portion 104. , 108. The direction of the slit in the slit portion is the same as that of the slit portion 103 in the main pattern (the light shielding portion 10).
The direction may be parallel to the direction of 2) or may be perpendicular to the direction of the main pattern (light-shielding portion 106) like the slit portion 107 (FIG. 1).
(A) and FIG. 1 (B)).

【0057】前記ゲート電極形成用フォトマスクまたは
レチクル101,105に露光光を照射した場合、遮光
部102,106の光強度はゼロであり、透光部10
4,108の光強度は100%である。一方、露光装置
の解像限界以下のラインおよびスペースから成る回折格
子パターンのスリット部103,107で構成される光
強度低減機能を有する補助パターンの光強度は、10〜
70%の範囲で調整可能となっており、その代表的光強
度分布の例を光強度分布109に示す。回折格子パター
ンに於ける前記スリット部103,107の光強度の調
整は、スリット部103,107のピッチ及びスリット
幅の調整により実現している(図1(C))。
When the photomask or reticle 101 or 105 for forming the gate electrode is exposed to exposure light, the light intensity of the light shielding portions 102 and 106 is zero, and the light transmitting portion 10
The light intensity of 4,108 is 100%. On the other hand, the light intensity of the auxiliary pattern having the light intensity reduction function constituted by the slit portions 103 and 107 of the diffraction grating pattern composed of lines and spaces below the resolution limit of the exposure apparatus is 10 to
The light intensity distribution can be adjusted within a range of 70%, and a typical light intensity distribution is shown in a light intensity distribution 109. Adjustment of the light intensity of the slit portions 103 and 107 in the diffraction grating pattern is realized by adjusting the pitch and slit width of the slit portions 103 and 107 (FIG. 1C).

【0058】次に補助パターンの具体例として、図1
(D)に露光光の光強度を低減する機能を有する半透膜
の例を示す。ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチ
クル110に於けるゲート電極形成用マスクパターンの
主パターンの領域が遮光部111で、光強度低減機能を
有する補助パターンの領域が半透膜から成る半透光部1
12で、その外側の領域が透光部113である(図1
(D))。
Next, as a specific example of the auxiliary pattern, FIG.
(D) shows an example of a semi-permeable film having a function of reducing the light intensity of exposure light. The main pattern region of the gate electrode forming photomask or the gate electrode forming mask pattern in the reticle 110 is a light shielding portion 111, and the auxiliary pattern region having a light intensity reducing function is a semi-transmissive portion 1 made of a semi-transmissive film.
In FIG. 12, the region outside the region is the light transmitting portion 113 (FIG. 1).
(D)).

【0059】前記ゲート電極形成用フォトマスクまたは
レチクル110に露光光を照射した場合、遮光部111
及び透光部113の光強度は各々ゼロと100%であ
り、半透膜から成る半透光部112で構成される補助パ
ターン領域の光強度は、10〜70%の範囲で調整可能
となっており、その代表的光強度分布の例を光強度分布
114に示す(図1−E)。
When the photomask or reticle 110 for forming a gate electrode is irradiated with exposure light,
The light intensity of the light transmitting portion 113 is zero and 100%, respectively, and the light intensity of the auxiliary pattern region formed by the semi-light transmitting portion 112 made of a semi-transparent film can be adjusted within a range of 10 to 70%. An example of a typical light intensity distribution is shown in a light intensity distribution 114 (FIG. 1-E).

【0060】次に回折格子パターンまたは半透膜から成
る光強度低減機能を有するゲート電極形成用フォトマス
クまたはレチクル101,105,110を利用したG
OLD構造多結晶シリコンTFTの形成法について、図
2を用いて説明する。
Next, G using a photomask or reticle 101, 105, 110 for forming a gate electrode having a light intensity reducing function consisting of a diffraction grating pattern or a semi-permeable film.
A method for forming an OLD structure polycrystalline silicon TFT will be described with reference to FIG.

【0061】回折格子パターンまたは半透膜から成る光
強度低減機能を有する補助パターンを設置した前記ゲー
ト電極形成用フォトマスクまたはレチクル101,10
5,110をフォトリソグラフィ工程に適用することに
より、レジストパターンの片側または両側の端部に於い
て、現像後レジスト膜厚が通常に比べ、10〜60%の
範囲で薄くなった現像後レジストパターン205aを形
成する(図2(A))。
The photomask or reticle 101, 10 for forming a gate electrode provided with a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function composed of a semi-permeable film.
By applying 5,110 to the photolithography process, the resist pattern after development is reduced in the range of 10 to 60% of the thickness of the resist after development at one or both ends of the resist pattern. 205a are formed (FIG. 2A).

【0062】次に、前記現像後レジストパターン205
aをマスクに、ドライエッチング処理を行う。本実施例
ではエッチング条件として、ICP(Inductively Coup
led Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用
い、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞ
れのガス流量比を40:40(sccm)とし、1.2
Paの圧力でコイル型の電極に450WのRF(13.56MH
z)電力を投入し、基板側(試料ステージ)にも20Wの
RF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成し、エ
ッチングを行う。ドライエッチング工程に於いて、前記
現像後レジストパターン205aから露出しているゲー
ト電極膜204aは、完全にエッチングされ、更に下層
側に存在する酸化窒化シリコン膜から成るゲート絶縁膜
203aが若干オーバーエッチングされるまでドライエ
ッチング処理を行う。一方、前記現像後レジストパター
ン205aの片側または両側の端部のレジスト膜厚が薄
くなった領域は、ゲート電極膜204aとの選択比の問
題で、レジスト膜が徐々にエッチングされ、ドライエッ
チングの途中で当該領域のレジスト膜が消失し、その下
側のゲート電極膜204aが露出し、この段階から当該
領域のゲート電極膜204aのエッチングが進行し、そ
の残膜厚が初期膜厚の5〜30%の所定膜厚になる様に
エッチングされる。
Next, the post-development resist pattern 205
Dry etching is performed using a as a mask. In this embodiment, the etching conditions are ICP (Inductively Coupling).
led Plasma (inductively coupled plasma) etching method, using CF 4 and Cl 2 as etching gases, setting the respective gas flow ratios to 40:40 (sccm), and using 1.2.
450W RF (13.56MH
z) Power is applied, RF power (13.56 MHz) of 20 W is also applied to the substrate side (sample stage), plasma is generated, and etching is performed. In the dry etching step, the gate electrode film 204a exposed from the post-development resist pattern 205a is completely etched, and the underlying gate insulating film 203a made of a silicon oxynitride film is slightly over-etched. Dry etching is performed until On the other hand, in the region where the thickness of the resist is reduced at one or both ends of the post-development resist pattern 205a, the resist film is gradually etched due to the problem of the selectivity with respect to the gate electrode film 204a. Then, the resist film in the region disappears, and the gate electrode film 204a under the resist film is exposed. From this stage, the etching of the gate electrode film 204a in the region proceeds, and the remaining film thickness becomes 5 to 30 times the initial film thickness. % So as to have a predetermined thickness.

【0063】ここで、ドライエッチング工程に於けるレ
ジストパターンの形状は、片側または両側の端部のレジ
スト膜厚が薄くなった領域を有する現像後レジストパタ
ーン205aから、最終的にはドライエッチング後レジ
ストパターン205bの形状に変化している。ドライエ
ッチングにより、ゲート電極膜の片側または両側の端部
が薄くなった領域を有するゲート電極204bが形成さ
れ、前記ゲート電極204bから露出した領域に存在す
る下層膜である酸化窒化シリコン膜から成るゲート絶縁
膜203bは、オーバーエッチングにより薄くなった形
状になっている(図2(B))。
Here, the shape of the resist pattern in the dry etching step is changed from the post-development resist pattern 205a having the thinned resist film on one or both ends to the final resist pattern after the dry etching. It has changed to the shape of the pattern 205b. A gate electrode 204b having a region where one or both ends of the gate electrode film is thinned by dry etching is formed, and a gate made of a silicon oxynitride film as a lower layer film existing in a region exposed from the gate electrode 204b The insulating film 203b has a shape thinned by over-etching (FIG. 2B).

【0064】次に当該ゲート電極204bをマスクとし
て、ソース及びドレイン領域にn型不純物の高濃度イオ
ン注入を行う。片側または両側の端部が薄くなった領域
を有するゲート電極204bから露出した領域に対応す
る多結晶シリコン膜202に、ソース及びドレイン領域
となる高濃度不純物領域(n+領域)206が形成され
る。更に、当該ゲート電極204bの端部の膜厚が薄い
領域に対応する多結晶シリコン膜202に低濃度不純物
領域(n−領域)207が形成される。この際、前記高
濃度不純物領域(n+領域)206と前記低濃度不純物
領域(n−領域)207は、ゲート電極の膜厚の違いを
考慮し、イオン注入時の加速電圧とイオン注入量を適宜
選択することにより、高濃度不純物領域(n+領域)2
06と低濃度不純物領域(n−領域)207を同時に形
成することができる。尚、ドライエッチング後レジスト
パターン205bは、イオン注入工程の前または後の工
程のどちらで除去しても良い(図2(C))。
Next, using the gate electrode 204b as a mask, high-concentration ion implantation of n-type impurities is performed in the source and drain regions. A high-concentration impurity region (n + region) 206 serving as a source and drain region is formed in the polycrystalline silicon film 202 corresponding to a region exposed from the gate electrode 204b having a thinned region on one or both ends. Further, a low-concentration impurity region (n− region) 207 is formed in the polycrystalline silicon film 202 corresponding to the region where the thickness of the end portion of the gate electrode 204b is small. At this time, the high-concentration impurity region (n + region) 206 and the low-concentration impurity region (n− region) 207 take into account the difference in the thickness of the gate electrode, and appropriately adjust the acceleration voltage and the ion implantation amount during ion implantation. By selection, the high concentration impurity region (n + region) 2
06 and the low concentration impurity region (n− region) 207 can be formed at the same time. Note that the post-dry etching resist pattern 205b may be removed either before or after the ion implantation step (FIG. 2C).

【0065】尚、ここではGOLD構造多結晶シリコン
TFTの形成法について記載したが、光強度低減機能を
有する補助パターンを設置した前記ゲート電極形成用フ
ォトマスクまたはレチクル101,105,110は、
シリコン基板等の半導体基板を使用するGOLD構造M
OS型トランジスタの形成にも、勿論適用可能である。
この場合は、ソース及びドレイン領域となる高濃度不純
物領域(n+領域)とゲート電極とオーバーラップして
いる低濃度不純物領域(n−領域)は、各々シリコン基
板等の半導体基板に形成される。
Although the method of forming a GOLD structure polycrystalline silicon TFT has been described herein, the photomask or reticle 101, 105, 110 for forming a gate electrode on which an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided is
GOLD structure M using semiconductor substrate such as silicon substrate
Of course, the present invention can be applied to the formation of an OS transistor.
In this case, the high-concentration impurity regions (n + regions) serving as source and drain regions and the low-concentration impurity regions (n− regions) overlapping the gate electrode are formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate.

【0066】(実施形態2)液晶ディスプレイ等の半導
体装置には様々な回路が内包されており、回路によって
はホットキャリア対策効果に優れたGOLD構造が適し
ている場合もあれば、オフ電流値の小さいLDD構造が
適している場合もあり、場合によっては、シングルドレ
イン構造が適している場合もある。従って、回路毎にG
OLD構造及びLDD構造とシングルドレイン構造の多
結晶シリコンTFTを別々に形成する必要がある。実施
形態2に於いては、回路毎にGOLD構造とLDD構造
及びシングルドレイン構造の多結晶シリコンTFTを別
々に形成する方法について、図3に基づき記載する。
尚、前記ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル
101,105,110(図1(A),(B),
(D))の構成については、既に実施形態1に記載して
いる為、ここでは割愛する。
(Embodiment 2) Various circuits are included in a semiconductor device such as a liquid crystal display. In some cases, a GOLD structure excellent in a hot carrier countermeasure effect is suitable for some circuits. In some cases, a small LDD structure is suitable, and in some cases, a single drain structure is suitable. Therefore, G
It is necessary to separately form a polycrystalline silicon TFT having an OLD structure, an LDD structure, and a single drain structure. In the second embodiment, a method of separately forming a polycrystalline silicon TFT having a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure for each circuit will be described with reference to FIG.
The photomask or reticle 101, 105, 110 for forming the gate electrode (FIGS. 1A, 1B,
The configuration of (D)) has already been described in the first embodiment, and will not be described here.

【0067】ここで使用する基板構造についてである
が、石英ガラス等から成るガラス基板301上に所定膜
厚の多結晶シリコン膜302と酸化窒化シリコン膜から
成る所定膜厚のゲート絶縁膜303と所定膜厚のゲート
電極膜304が各々積層されている構造の基板を使用す
る。前記構造の基板上に、回折格子パターンまたは半透
膜から成る光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル10
1,105,110(図1(A),(B),(D))を
適用したフォトリソグラフィ工程を行い、ゲート電極形
成用の現像後レジストパターン305,306を形成す
る。なお、(A−2)におけるレジストパターンは矩形
状としてもよい。(図21)
As for the substrate structure used here, a polycrystalline silicon film 302 of a predetermined thickness and a gate insulating film 303 of a predetermined thickness of a silicon oxynitride film and a gate insulating film 303 of a predetermined thickness are formed on a glass substrate 301 of quartz glass or the like. A substrate having a structure in which gate electrode films 304 each having a thickness are stacked is used. Photomask or reticle 10 for forming a gate electrode in which a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided on the substrate having the above structure.
Photolithography steps using 1, 105, and 110 (FIGS. 1A, 1B, and 1D) are performed to form resist patterns 305 and 306 after development for forming gate electrodes. Note that the resist pattern in (A-2) may be rectangular. (FIG. 21)

【0068】尚、GOLD構造形成領域401とLDD
構造形成領域402に於いては、マスクパターンに回折
格子パターンまたは半透膜から成る光強度低減機能を有
する補助パターンが設置されている為、両側の端部のレ
ジスト膜厚が通常に比べ、10〜60%の範囲で薄くな
った現像後レジストパターン305が形成される。一
方、シングルドレイン構造形成領域403に於いては、
マスクパターンに前記補助パターンがない為、通常の矩
形形状の現像後レジストパターン306が形成される
(図3(A))。
The GOLD structure forming region 401 and the LDD
In the structure forming region 402, since a mask pattern is provided with a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function made of a semi-permeable film, the resist film thickness at both ends is smaller than that of the normal by 10%. The resist pattern 305 after development which is thinned in the range of about 60% is formed. On the other hand, in the single drain structure formation region 403,
Since there is no auxiliary pattern in the mask pattern, a normal rectangular post-development resist pattern 306 is formed (FIG. 3A).

【0069】次に、前記現像後レジストパターン30
5,306をマスクにドライエッチング処理を行う。ド
ライエッチング工程に於いて、GOLD構造形成領域4
01とLDD構造形成領域402に於ける現像後レジス
トパターン305から露出しているゲート電極膜30
4、並びにシングルドレイン構造形成領域403に於け
る現像後レジストパターン306から露出しているゲー
ト電極膜304は、各々完全にエッチングされ、更に下
層側に存在する酸化窒化シリコン膜から成るゲート絶縁
膜303が若干オーバーエッチングされるまでドライエ
ッチング処理を行う。
Next, the post-development resist pattern 30
Dry etching is performed using 5,306 as a mask. In the dry etching process, the GOLD structure forming region 4
01 and the gate electrode film 30 exposed from the post-development resist pattern 305 in the LDD structure formation region 402
4 and the gate electrode film 304 exposed from the post-development resist pattern 306 in the single drain structure formation region 403 is completely etched, and a gate insulating film 303 made of a silicon oxynitride film existing further below. Is dry-etched until is slightly over-etched.

【0070】GOLD構造形成領域401とLDD構造
形成領域402に於ける現像後レジストパターン305
の両側端部のレジスト膜厚が薄くなった領域は、ゲート
電極膜304との選択比の問題で、レジスト膜が徐々に
エッチングされ、ドライエッチングの途中で当該領域の
レジスト膜が消失し、その下側のゲート電極膜304が
露出し、この段階から当該領域のゲート電極膜304の
エッチングが進行し、その残膜厚が初期膜厚の5〜30
%の所定膜厚になる様にエッチングされる。ここで、ド
ライエッチング工程に於けるレジストパターンの形状
は、現像後レジストパターン305から、最終的にドラ
イエッチング後レジストパターン307の形状に変化し
ている。ドライエッチングにより、パターン両側の端部
が薄くなった領域を有するゲート電極308が形成さ
れ、前記ゲート電極308から露出した領域に存在する
下層膜である酸化窒化シリコン膜から成るゲート絶縁膜
309は、オーバーエッチングにより薄くなった形状に
なっている。
Post-development resist pattern 305 in GOLD structure forming region 401 and LDD structure forming region 402
In the regions where the thickness of the resist on both sides of the resist film is reduced, the resist film is gradually etched due to the problem of the selectivity with the gate electrode film 304, and the resist film in the region disappears during the dry etching. The lower gate electrode film 304 is exposed. From this stage, the etching of the gate electrode film 304 in the region proceeds, and the remaining film thickness is 5 to 30 times the initial film thickness.
% So as to have a predetermined thickness. Here, the shape of the resist pattern in the dry etching step has changed from the post-development resist pattern 305 to the shape of the post-dry etching resist pattern 307 finally. By dry etching, a gate electrode 308 having a region in which both ends on both sides of the pattern are thinned is formed, and a gate insulating film 309 made of a silicon oxynitride film as a lower layer present in a region exposed from the gate electrode 308 includes: It has a thin shape due to over-etching.

【0071】一方、シングルドレイン構造形成領域40
3に於ける現像後レジストパターン306をマスクにド
ライエッチングした場合、レジスト膜から露出した領域
に存在する下層膜であるゲート電極膜304は完全にエ
ッチングされ、ゲート電極311が形成される。また、
更に下層膜である酸化窒化シリコン膜から成るゲート絶
縁膜303が若干オーバーエッチングされるまでドライ
エッチング処理が行われることにより、オーバーエッチ
ングにより薄くなった形状のゲート絶縁膜312が得ら
れる(図3(B))。
On the other hand, the single drain structure forming region 40
When dry etching is performed using the resist pattern 306 after development in Step 3 as a mask, the gate electrode film 304 as the lower layer film existing in the region exposed from the resist film is completely etched, and the gate electrode 311 is formed. Also,
Further, the gate insulating film 303 made of a silicon oxynitride film, which is a lower layer film, is subjected to dry etching until it is slightly over-etched, whereby a gate insulating film 312 thinned by over-etching is obtained (FIG. 3 ( B)).

【0072】次に、ドライエッチングにより形成された
ゲート電極308,311をマスクに第1のイオン注入
処理であるn型不純物の低濃度イオン注入を行い、ゲー
ト電極308,311から露出した領域に対応する多結
晶シリコン膜302に低濃度不純物領域(n−領域)3
13,314を形成する(図3(B))。
Next, low concentration ion implantation of an n-type impurity, which is a first ion implantation process, is performed using the gate electrodes 308 and 311 formed by dry etching as a mask to cover regions exposed from the gate electrodes 308 and 311. Low concentration impurity region (n− region) 3 in the polycrystalline silicon film 302
13, 314 are formed (FIG. 3B).

【0073】次に、ドライエッチングのマスクとなった
不要なドライエッチング後レジストパターン307,3
10をレジスト除去する。もちろんn、前記低濃度イオ
ン注入の前に、レジストパターン307,310を除去
してもよい。そして、LDD構造形成領域402に於い
て、ゲート電極308を覆う様に、レジストパターン3
15を新規に形成する(図3(C))。
Next, unnecessary post-dry etching resist patterns 307 and 3 serving as a mask for dry etching are used.
10 is resist-removed. Of course, the resist patterns 307 and 310 may be removed before the low concentration ion implantation. Then, in the LDD structure forming region 402, the resist pattern 3 is formed so as to cover the gate electrode 308.
15 is newly formed (FIG. 3C).

【0074】次に、第2のイオン注入処理であるn型不
純物の高濃度イオン注入を行う。この際、GOLD構造
形成領域401に於いては、ゲート電極308をマスク
にイオン注入が行われることにより、ゲート電極308
から露出した領域に対応する多結晶シリコン膜302に
ソース及びドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+
領域)316が形成され、同時に当該ゲート電極308
の両側に存在するゲート電極膜の薄くなった領域に対応
する多結晶シリコン膜302に低濃度不純物領域(n−
領域)317が形成される。GOLD構造多結晶シリコ
ンTFTは、ゲート電極308に於ける端部の膜厚の違
いを考慮し、イオン注入時の加速電圧とイオン注入量を
適宜選択することにより、高濃度不純物領域(n+領
域)316と低濃度不純物領域(n−領域)317を同
時に形成することで実現できる。
Next, high-concentration ion implantation of n-type impurities is performed as a second ion implantation process. At this time, in the GOLD structure forming region 401, ion implantation is performed using the gate electrode 308 as a mask, so that the gate electrode 308 is formed.
High-concentration impurity regions (n +) serving as source and drain regions in the polycrystalline silicon film 302 corresponding to regions exposed from
Region 316 is formed, and at the same time, the gate electrode 308
In the polycrystalline silicon film 302 corresponding to the thinned region of the gate electrode film existing on both sides of the gate electrode film.
Region 317 is formed. The GOLD structure polycrystalline silicon TFT has a high-concentration impurity region (n + region) by appropriately selecting an acceleration voltage and an ion implantation amount at the time of ion implantation in consideration of a difference in thickness of an end portion of the gate electrode 308. 316 and the low-concentration impurity region (n-region) 317 are formed at the same time.

【0075】尚、既にゲート電極308から露出した領
域には、第1のイオン注入処理により低濃度不純物領域
(n−領域)313が形成されており、その上から第2
のイオン注入処理である高濃度不純物が注入されること
になるが、ソース及びドレイン領域となる高濃度不純物
領域(n+領域)316の形成には特に支障は起こらな
い(図3(D))。
In the region already exposed from the gate electrode 308, a low-concentration impurity region (n-region) 313 is formed by the first ion implantation process, and the second
The high-concentration impurity, which is the ion implantation process, is implanted, but there is no particular problem in the formation of the high-concentration impurity region (n + region) 316 to be the source and drain regions (FIG. 3D).

【0076】また、LDD構造形成領域402に於いて
は、ゲート電極308を被覆しているレジストパターン
315をマスクにイオン注入することにより、レジスト
パターン315から露出した領域に対応する多結晶シリ
コン膜302にソース及びドレイン領域となる高濃度不
純物領域(n+領域)318が形成される。ゲート電極
308の外側で且つレジストパターン315の内側の領
域に対応する多結晶シリコン膜302には、既に第1の
イオン注入処理により低濃度不純物領域(n−領域)3
19が形成されており、第2のイオン注入処理による高
濃度不純物領域(n+領域)318の形成と合わせて、
LDD構造多結晶シリコンTFTが構成される(図3
(D))。
In the LDD structure forming region 402, the polysilicon film 302 corresponding to the region exposed from the resist pattern 315 is implanted by ion implantation using the resist pattern 315 covering the gate electrode 308 as a mask. A high-concentration impurity region (n + region) 318 serving as a source and drain region is formed. In the polycrystalline silicon film 302 corresponding to the region outside the gate electrode 308 and inside the resist pattern 315, the low-concentration impurity region (n− region) 3 is already formed by the first ion implantation process.
19 are formed, and together with the formation of the high-concentration impurity region (n + region) 318 by the second ion implantation process,
An LDD structure polycrystalline silicon TFT is formed (FIG. 3).
(D)).

【0077】また、シングルドレイン構造形成領域40
3に於いては、ゲート電極311から露出した領域に対
応する多結晶シリコン膜302に、既に第1のイオン注
入処理により低濃度不純物領域(n−領域)314が形
成されているが、その上に重なる様に第2のイオン注入
処理により、高濃度不純物領域(n+領域)320が形
成される。この様にシングルドレイン構造多結晶シリコ
ンTFTは、ソース及びドレイン領域が高濃度不純物領
域(n+領域)320のみで形成される構造になってい
る(図3(D))。
The single drain structure forming region 40
In 3, a low-concentration impurity region (n− region) 314 is already formed in the polycrystalline silicon film 302 corresponding to the region exposed from the gate electrode 311 by the first ion implantation process. A high-concentration impurity region (n + region) 320 is formed by the second ion implantation process so as to overlap with. As described above, the single-drain structure polycrystalline silicon TFT has a structure in which the source and drain regions are formed only with the high-concentration impurity regions (n + regions) 320 (FIG. 3D).

【0078】尚、ここではGOLD構造及びLDD構造
とシングルドレイン構造の多結晶シリコンTFTを別々
に形成する方法について記載したが、光強度低減機能を
有する補助パターンを設置した前記ゲート電極形成用フ
ォトマスクまたはレチクル101,105,110は、
シリコン基板等の半導体基板を使用する同構造のMOS
型トランジスタの形成にも、勿論適用可能である。この
場合は、高濃度不純物領域(n+領域)及び低濃度不純
物領域(n−領域)は、各々シリコン基板等の半導体基
板に形成される。
Although the method of separately forming the GOLD structure, the LDD structure, and the single-drain structure polycrystalline silicon TFT has been described above, the photomask for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is described. Alternatively, the reticles 101, 105, 110
MOS of the same structure using a semiconductor substrate such as a silicon substrate
Of course, the present invention can be applied to the formation of a type transistor. In this case, the high-concentration impurity region (n + region) and the low-concentration impurity region (n- region) are each formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate.

【0079】(実施形態3)回折格子パターンまたは半
透膜から成る光強度低減機能を有するゲート電極形成用
フォトマスクまたはレチクルを利用したフォトリソグラ
フィ工程をGOLD構造多結晶シリコンTFTの形成に
適用した場合について、図9〜10に基づき記載する。
最初に回折格子パターンまたは半透膜から成る光強度低
減機能を有する補助パターンを設置したゲート電極形成
用フォトマスクまたはレチクルの構成について、図9を
用いて説明する。
(Embodiment 3) A case where a photolithography process using a photomask or reticle for forming a gate electrode having a light intensity reducing function composed of a diffraction grating pattern or a semi-permeable film is applied to the formation of a GOLD structure polycrystalline silicon TFT. Will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of a gate electrode forming photomask or a reticle provided with a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function formed of a semi-permeable film will be described with reference to FIG.

【0080】ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチ
クルに於けるマスクパターンの片側または両側の端部
に、マスクパターンからの距離に比例して透過率が徐々
に増加する様に構成された光強度低減機能を有する補助
パターンを設置する。図9−Aと図9−Bには、この補
助パターンの具体例として、露光装置の解像限界以下の
ラインおよびスペースから成る複数のスリット部を有す
る回折格子パターンの例を示しており、マスクパターン
からの距離に比例してスリット幅が徐々に大きくなる構
造となっている。尚、このフォトリソグラフィ工程で使
用されるレジストはネガ型レジストが適用困難である
為、当該ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル
901,905のパターン構成は、ポジ型レジストを前
提にしている。よって、ゲート電極形成用マスクパター
ンの主パターンの領域が遮光部902,906で、光強
度低減機能を有する補助パターンの領域がスリット部9
03、907で、補助パターンの外側の領域が透光部9
04,908のパターン構成となっている。前記スリッ
ト部のスリットの方向は、スリット部903の様に主パ
ターン(遮光部902)の方向と平行でも、スリット部
907の様に主パターン(遮光部906)の方向と垂直
でも構わない(図9−Aと図9−B)。
A light intensity reduction function configured such that the transmittance is gradually increased in proportion to the distance from the mask pattern at one or both ends of the mask pattern in the photomask or reticle for forming a gate electrode. Is provided. FIGS. 9A and 9B show an example of a diffraction grating pattern having a plurality of slits formed of lines and spaces below the resolution limit of the exposure apparatus as a specific example of the auxiliary pattern. The structure is such that the slit width gradually increases in proportion to the distance from the pattern. Since it is difficult to apply a negative resist to the resist used in the photolithography process, the pattern configuration of the photomask for forming the gate electrode or the reticles 901 and 905 is based on a positive resist. Therefore, the main pattern region of the gate electrode forming mask pattern is the light shielding portions 902 and 906, and the auxiliary pattern region having the light intensity reducing function is the slit portion 9.
03, 907, the region outside the auxiliary pattern is the light transmitting portion 9
04,908. The direction of the slit of the slit portion may be parallel to the direction of the main pattern (light-shielding portion 902) as in the slit portion 903, or may be perpendicular to the direction of the main pattern (light-shielding portion 906) as in the slit portion 907 (FIG. 9-A and FIG. 9-B).

【0081】前記ゲート電極形成用フォトマスクまたは
レチクル901,905に露光光を照射した場合、遮光
部902,906の光強度はゼロであり、透光部90
4,908の光強度は100%である。一方、露光装置
の解像限界以下のラインおよびスペースから成る複数の
スリット部903,907を有する回折格子パターンで
構成される光強度低減機能を有する補助パターンの光強
度は、10〜70%の範囲でマスクパターンからの距離
に比例して透過率が増加する様に構成されており、その
代表的光強度分布の例を光強度分布909に示す。尚、
回折格子パターンに於ける前記スリット部903,90
7の光強度の調整は、スリット部903,907のピッ
チ及びスリット幅の調整により実現している(図9−
C)。
When the exposure light is applied to the photomask or reticle 901 or 905 for forming the gate electrode, the light intensity of the light shielding portions 902 and 906 is zero and the light transmitting portion 90
The light intensity of 4,908 is 100%. On the other hand, the light intensity of an auxiliary pattern having a light intensity reduction function constituted by a diffraction grating pattern having a plurality of slit portions 903 and 907 formed of lines and spaces equal to or less than the resolution limit of the exposure apparatus is in the range of 10 to 70%. The light intensity distribution 909 shows an example of a typical light intensity distribution. still,
The slit portions 903 and 90 in the diffraction grating pattern
7 is realized by adjusting the pitch and slit width of the slit portions 903 and 907 (FIG. 9-).
C).

【0082】次の図9−Dには、補助パターンの具体例
として、露光光の光強度を低減する機能を有する半透膜
の例を示しており、マスクパターンからの距離に比例し
て、半透膜の透過率が徐々に増加する様に構成されてい
る。ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル91
0に於けるゲート電極形成用マスクパターンの主パター
ンの領域が遮光部911で、光強度低減機能を有する補
助パターンの領域が半透膜から成る半透光部912で、
その外側の領域が透光部913である(図9−D)。
FIG. 9D shows an example of a semi-permeable film having a function of reducing the light intensity of exposure light as a specific example of the auxiliary pattern. The transmissivity of the semi-permeable membrane is configured to gradually increase. Photomask or reticle 91 for forming gate electrode
The region of the main pattern of the mask pattern for forming a gate electrode at 0 is a light shielding portion 911, and the region of an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is a semi-light transmitting portion 912 made of a semi-transmissive film.
The area outside the area is the light transmitting portion 913 (FIG. 9-D).

【0083】前記ゲート電極形成用フォトマスクまたは
レチクル910に露光光を照射した場合、遮光部911
及び透光部913の光強度は各々ゼロと100%であ
り、半透膜から成る半透光部912で構成される補助パ
ターン領域の光強度は、10〜70%の範囲でマスクパ
ターンからの距離に比例して透過率が増加する様に構成
されており、その代表的光強度分布の例を光強度分布9
14に示す(図9−E)。
When the exposure light is irradiated on the photomask or reticle 910 for forming the gate electrode, the light shielding portion 911 is formed.
And the light intensity of the light transmitting portion 913 is zero and 100%, respectively. The transmittance is increased in proportion to the distance, and a typical example of the light intensity distribution is shown in FIG.
This is shown in FIG. 14 (FIG. 9-E).

【0084】次に回折格子パターンまたは半透膜から成
る光強度低減機能を有するゲート電極形成用フォトマス
クまたはレチクル901,905,910を利用したG
OLD構造多結晶シリコンTFTの形成法について、図
10を用いて説明する。
Next, a photomask or reticle 901, 905, 910 for forming a gate electrode having a light intensity reducing function composed of a diffraction grating pattern or a semi-permeable film is used.
A method for forming an OLD structure polycrystalline silicon TFT will be described with reference to FIG.

【0085】回折格子パターンまたは半透膜から成る光
強度低減機能を有する補助パターンを設置した前記ゲー
ト電極形成用フォトマスクまたはレチクル901,90
5,910をフォトリソグラフィ工程に適用することに
より、レジストパターンの両側端部に於ける膜厚が、通
常と比較し10〜60%の範囲内で薄く形成され、且つ
端部に近付く程、レジスト膜厚が徐々に薄くなったテー
パー形状領域を有する現像後レジストパターン1005
が形成される(図10−A)。
The photomask or reticle 901 or 90 for forming a gate electrode on which a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function composed of a semi-permeable film is provided.
By applying 5,910 to the photolithography process, the film thickness at both side edges of the resist pattern is formed to be thinner within a range of 10 to 60% as compared with the normal, and the closer to the edge portion, the more the resist becomes. Post-development resist pattern 1005 having a tapered region with a gradually reduced thickness
Is formed (FIG. 10-A).

【0086】尚、前記現像後レジストパターン1005
のテーパー形状領域のレジスト膜厚は、テーパー形状領
域の端部に近付く程、薄くなっており、対応するマスク
パターンに設置された前記補助パターン領域の透過率を
適宜調整することにより、自由に設定可能である。そし
て後工程である第1のドライエッチング処理及び第2の
ドライエッチング処理で形成されるゲート電極のテーパ
ー形状領域のエッチング残膜厚を考慮して、前記現像後
レジストパターン1005のテーパー形状領域は適切な
レジスト膜厚に形成される。また、前記現像後レジスト
パターン1005の前記テーパー形状領域の寸法は、対
応するマスクパターンに設置された前記補助パターン領
域の寸法を調整することにより、自由に設定可能であ
る。そして現像後レジストパターン1005の前記テー
パー形状領域は、最終的に形成されるGOLD構造トラ
ンジスタに於ける低濃度不純物領域(n−領域)の寸法
を考慮して、適切な長さに形成される(図10−A)。
Note that the post-development resist pattern 1005
The resist film thickness of the tapered region becomes thinner as it approaches the end of the tapered region, and is freely set by appropriately adjusting the transmittance of the auxiliary pattern region provided in the corresponding mask pattern. It is possible. In consideration of the remaining etching thickness of the tapered region of the gate electrode formed in the first dry etching process and the second dry etching process as a post-process, the tapered region of the post-development resist pattern 1005 is appropriately adjusted. The resist is formed with a proper thickness. Further, the dimensions of the tapered region of the developed resist pattern 1005 can be freely set by adjusting the dimensions of the auxiliary pattern region provided in the corresponding mask pattern. The tapered region of the post-development resist pattern 1005 is formed to have an appropriate length in consideration of the size of the low-concentration impurity region (n-region) in the finally formed GOLD structure transistor ( FIG. 10-A).

【0087】次に、前記現像後レジストパターン100
5をマスクに、第1のドライエッチング処理を行う。こ
の所定時間のドライエッチング工程に於いて、前記現像
後レジストパターン1005から露出しているゲート電
極膜1004は、完全にエッチングされ、更に下層側に
存在するゲート絶縁膜1003が若干オーバーエッチン
グされるまで、ドライエッチング処理が行われる。一
方、前記現像後レジストパターン1005の端部に於け
るレジスト膜厚の薄くなったテーパー形状領域では、ゲ
ート電極膜1004とレジスト膜との選択比の問題で、
レジスト膜が徐々にエッチングされる為、ドライエッチ
ングの途中で、前記テーパー形状領域でのレジストパタ
ーン端部のレジスト膜厚の薄い領域から下地のゲート電
極膜1004が徐々に露出し、当該領域の端部からゲー
ト電極膜1004のエッチングが進行することになる。
この為、当該領域のゲート電極膜1004の残膜厚が初
期膜厚の5〜30%程度の所定膜厚になる様にドライエ
ッチングした後、ゲート電極端部に近付く程、ゲート電
極膜厚の薄くなる構造のテーパー形状領域を有したゲー
ト電極1007が形成される。
Next, the post-development resist pattern 100
Using the mask 5 as a mask, a first dry etching process is performed. In this dry etching process for a predetermined time, the gate electrode film 1004 exposed from the post-development resist pattern 1005 is completely etched, and the gate insulating film 1003 existing on the lower layer is slightly over-etched. , A dry etching process is performed. On the other hand, in the tapered region where the resist film thickness is small at the end of the post-development resist pattern 1005, the selectivity between the gate electrode film 1004 and the resist film is problematic.
Since the resist film is gradually etched, the underlying gate electrode film 1004 is gradually exposed from the region where the resist film thickness is small at the end of the resist pattern in the tapered region during the dry etching. The etching of the gate electrode film 1004 proceeds from the portion.
Therefore, after the dry etching is performed so that the remaining film thickness of the gate electrode film 1004 in the region becomes a predetermined film thickness of about 5 to 30% of the initial film thickness, the gate electrode film thickness becomes smaller as approaching the gate electrode end. A gate electrode 1007 having a tapered region having a thin structure is formed.

【0088】ここで、第1のドライエッチング工程に於
けるレジストパターンの形状は、パターン端部に近付く
程、レジスト膜厚の薄くなったテーパー形状領域を有す
る現像後レジストパターン1005から、最終的にはド
ライエッチング後レジストパターン1006の形状に変
化している。このドライエッチングにより、ゲート電極
端部に近付く程、膜厚の薄くなる構造のテーパー形状領
域を有するゲート電極1007が形成され、前記ゲート
電極1007から露出した領域に存在する下層膜である
ゲート絶縁膜1008は、オーバーエッチングにより、
薄くなった形状に変化している(図10−B)。
Here, the shape of the resist pattern in the first dry etching step is finally changed from the post-development resist pattern 1005 having a tapered region in which the resist film thickness becomes thinner toward the pattern end. Has changed to the shape of the resist pattern 1006 after dry etching. By this dry etching, a gate electrode 1007 having a tapered region having a structure in which the film thickness becomes smaller as approaching the end of the gate electrode is formed. 1008 is obtained by over-etching
It has changed to a thinner shape (FIG. 10-B).

【0089】次に前記ゲート電極1007をマスクとし
て、ソース及びドレイン領域にn型不純物の高濃度イオ
ン注入を行う。ゲート電極1007から露出した領域に
対応する多結晶シリコン膜1002に、ソース及びドレ
イン領域となる高濃度不純物領域(n+領域)1009
が形成される。またゲート電極端部に近付く程、ゲート
電極膜厚の薄くなる構造の前記テーパー形状領域に対応
する多結晶シリコン膜1002には、低濃度不純物領域
(n−領域)1010が形成される。この際、ゲート電
極1007の端部の前記テーパー形状領域では、ゲート
電極1007の端部に近付く程、ゲート電極膜厚が徐々
に薄くなる構造となっている為、スルードープでイオン
注入される低濃度不純物領域(n−領域)1010の不
純物濃度には濃度勾配が存在し、ゲート電極1007の
端部即ちソース及びドレイン領域の端部に近付く程、徐
々に不純物濃度が高くなる傾向を有している(図10−
B)。
Next, using the gate electrode 1007 as a mask, high-concentration ion implantation of n-type impurities is performed into the source and drain regions. In the polycrystalline silicon film 1002 corresponding to the region exposed from the gate electrode 1007, a high-concentration impurity region (n + region) 1009 serving as a source and a drain region
Is formed. Further, a low-concentration impurity region (n− region) 1010 is formed in the polycrystalline silicon film 1002 corresponding to the tapered region having a structure in which the gate electrode becomes thinner as the gate electrode becomes closer to the end. At this time, in the tapered region at the end of the gate electrode 1007, the thickness of the gate electrode gradually decreases as approaching the end of the gate electrode 1007. There is a concentration gradient in the impurity concentration of the impurity region (n − region) 1010, and the impurity concentration tends to gradually increase as approaching the end of the gate electrode 1007, that is, the end of the source and drain regions. (Fig. 10-
B).

【0090】尚、前記イオン注入に於ける注入条件は、
ドーズ量が5×1014〜5×1015atoms/cm2及び加速
電圧が60〜100kVである。また前記高濃度不純物
領域(n+領域)1009に於いては1×1020〜1×
1022atoms/cm3程度の不純物がイオン注入され、前記
低濃度不純物領域(n−領域)1010に於いては1×
1018〜1×1019atoms/cm3程度の不純物がイオン注
入されている。
The ion implantation conditions are as follows:
The dose is 5 × 10 14 to 5 × 10 15 atoms / cm 2 and the acceleration voltage is 60 to 100 kV. In the high concentration impurity region (n + region) 1009, 1 × 10 20 to 1 ×
An impurity of about 10 22 atoms / cm 3 is ion-implanted, and in the low-concentration impurity region (n− region) 1010, 1 ×
Impurities of about 10 18 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 are ion-implanted.

【0091】次に前記ゲート電極1007をマスクとし
て、第2のドライエッチング処理を行う。この所定時間
のドライエッチング処理により、ゲート電極1007の
端部のテーパー形状領域はエッチングされ、テーパー形
状領域のゲート電極膜厚は更に薄くなり、テーパー形状
領域の端部は後退する。この結果、ゲート電極1007
はゲート電極1011の形状に変化し、濃度勾配を有し
た前記低濃度不純物領域(n−領域)1010は、ゲー
ト電極1011とオーバーラップしているLov領域10
10aとオーバーラップしてないLoff領域1010b
に区分される。この際、ドライエッチング処理条件を適
宜変更することにより、ゲート電極1007の前記テー
パー形状領域の範囲内で、ゲート電極1011の寸法を
自由に調整することができる。即ち、ゲート電極100
7の前記テーパー形状領域の範囲内で、Lov領域101
0aの寸法とLoff領域1010bの寸法を自由に調整
することができる。また、ゲート電極1011から露出
した下地のゲート絶縁膜1012は、ドライエッチング
により更に薄くなっている。この後、ゲート電極101
1のドライエッチングマスクである不要なレジストパタ
ーン1006は、除去される(図10−C)。もちろ
ん、前記高濃度イオン注入の前に、レジストパターン1
006を除去してもよい。
Next, a second dry etching process is performed using the gate electrode 1007 as a mask. By this dry etching for a predetermined time, the tapered region at the end of the gate electrode 1007 is etched, the gate electrode film thickness in the tapered region is further reduced, and the end of the tapered region recedes. As a result, the gate electrode 1007
Is changed to the shape of the gate electrode 1011, and the low-concentration impurity region (n− region) 1010 having a concentration gradient is changed to the Lov region 10 overlapping the gate electrode 1011.
Loff area 1010b which does not overlap with 10a
Is divided into At this time, the dimensions of the gate electrode 1011 can be freely adjusted within the range of the tapered region of the gate electrode 1007 by appropriately changing the dry etching processing conditions. That is, the gate electrode 100
7, within the range of the tapered region, the Lov region 101
The size of Oa and the size of Loff region 1010b can be freely adjusted. The underlying gate insulating film 1012 exposed from the gate electrode 1011 is further thinned by dry etching. After that, the gate electrode 101
The unnecessary resist pattern 1006 serving as the dry etching mask 1 is removed (FIG. 10C). Of course, before the high-concentration ion implantation, the resist pattern 1
006 may be removed.

【0092】尚、ここではGOLD構造多結晶シリコン
TFTの形成法について記載したが、光強度低減機能を
有する補助パターンを設置した前記ゲート電極形成用フ
ォトマスクまたはレチクル901,905,910は、
シリコン基板等の半導体基板を使用するGOLD構造M
OS型トランジスタの形成にも、勿論適用可能である。
この場合は、高濃度不純物領域(n+領域)と低濃度不
純物領域(n−領域)は、シリコン基板等の半導体基板
に形成される。
Although the method of forming a GOLD-structured polycrystalline silicon TFT has been described here, the gate electrode forming photomask or reticle 901, 905, 910 provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is as follows.
GOLD structure M using semiconductor substrate such as silicon substrate
Of course, the present invention can be applied to the formation of an OS transistor.
In this case, the high concentration impurity region (n + region) and the low concentration impurity region (n− region) are formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate.

【0093】(実施形態4)液晶ディスプレイ等の半導
体装置には様々な回路が内包されており、回路によって
はホットキャリア対策効果に優れたGOLD構造が適し
ている場合もあれば、オフ電流値の小さいLDD構造が
適している場合もあり、場合によっては、シングルドレ
イン構造が適している場合もある。従って、回路毎にG
OLD構造とLDD構造とシングルドレイン構造の多結
晶シリコンTFTを別々に形成する必要がある。実施形
態4に於いては、回路毎にGOLD構造とLDD構造と
シングルドレイン構造の多結晶シリコンTFTを別々に
形成する方法について、図11に基づき記載する。
(Embodiment 4) Various circuits are included in a semiconductor device such as a liquid crystal display. Depending on the circuit, a GOLD structure excellent in a hot carrier countermeasure effect is suitable in some cases. In some cases, a small LDD structure is suitable, and in some cases, a single drain structure is suitable. Therefore, G
It is necessary to separately form a polycrystalline silicon TFT having an OLD structure, an LDD structure, and a single drain structure. In the fourth embodiment, a method for separately forming a polycrystalline silicon TFT having a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure for each circuit will be described with reference to FIG.

【0094】尚、本実施形態では、第2のドライエッチ
ング処理後に於けるLDD構造形成領域1502のゲー
ト電極1123にエッチング残膜であるテーパー形状領
域が残存している場合について例示しており、次工程の
LDD構造形成領域1502のみを開口する為のレジス
トパターン形成と第3のドライエッチング処理が必要な
場合について記載している。また、前記ゲート電極形成
用フォトマスクまたはレチクル901,905,910
(図9−A,B,D)の構成については、既に実施形態
1に記載している為、ここでは割愛する。
In the present embodiment, a case where a tapered region as an etching residual film remains in the gate electrode 1123 of the LDD structure forming region 1502 after the second dry etching process is described. The case where the formation of a resist pattern for opening only the LDD structure formation region 1502 and the third dry etching process in the process are required is described. Also, the photomask or reticle 901, 905, 910 for forming the gate electrode is formed.
The configuration of (FIGS. 9A, 9B, and 9D) has already been described in the first embodiment, and will not be described here.

【0095】本実施形態で使用する基板構造は、ガラス
基板1101上に所定膜厚の多結晶シリコン膜1102
と所定膜厚のゲート絶縁膜1103と所定膜厚のゲート
電極膜1104が各々積層されている構造の基板を使用
する。前記構造の基板上に、回折格子パターンまたは半
透膜から成る光強度低減機能を有する補助パターンを設
置したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル9
01,905,910(図9−A,B,D)を適用した
フォトリソグラフィ工程を行い、現像後レジストパター
ン1105,1106,1107を形成する。ここで、
1105における補助パターンの幅と1106における
補助パターンの幅は異なっているが、もちろん同じ幅で
あっても良い。
The substrate structure used in this embodiment is such that a polycrystalline silicon film 1102 having a predetermined thickness is formed on a glass substrate 1101.
A substrate having a structure in which a gate insulating film 1103 having a predetermined thickness and a gate electrode film 1104 having a predetermined thickness are stacked is used. Photomask or reticle 9 for forming a gate electrode, on which a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function, which is formed of a semi-permeable film, is provided on a substrate having the above structure.
A photolithography process is performed by using the photolithography steps 01, 905, and 910 (FIGS. 9A, 9B, and 9D) to form resist patterns 1105, 1106, and 1107 after development. here,
The width of the auxiliary pattern in 1105 and the width of the auxiliary pattern in 1106 are different, but may of course be the same width.

【0096】この際、適用する前記ゲート電極形成用フ
ォトマスクまたはレチクル901,905,910に於
いて、GOLD構造形成領域1501とLDD構造形成
領域1502に対応するゲート電極形成用マスクパター
ンには光強度低減機能を有する補助パターンを設置し、
シングルドレイン構造形成領域1503に対応するゲー
ト電極形成用マスクパターンには前記補助パターンを設
置しないパターン構成とする。この結果、GOLD構造
形成領域1501とLDD構造形成領域1502の現像
後レジストパターン1105,1106には、端部に近
付く程、レジスト膜厚の徐々に薄くなるテーパー形状領
域が形成され、シングルドレイン構造形成領域1503
の現像後レジストパターン1107には前記テーパー形
状領域が存在せず、矩形形状の現像後レジストパターン
1107が形成される(図11−A)。
At this time, in the photomask or reticle 901, 905, 910 for forming the gate electrode to be applied, the light intensity is applied to the mask pattern for forming the gate electrode corresponding to the GOLD structure forming region 1501 and the LDD structure forming region 1502. Install an auxiliary pattern with a reduction function,
The gate electrode forming mask pattern corresponding to the single drain structure forming region 1503 has a pattern configuration in which the auxiliary pattern is not provided. As a result, in the post-development resist patterns 1105 and 1106 in the GOLD structure forming region 1501 and the LDD structure forming region 1502, a tapered region in which the resist film thickness gradually decreases toward the end is formed, and the single drain structure is formed. Area 1503
The tapered region does not exist in the post-development resist pattern 1107, and a rectangular post-development resist pattern 1107 is formed (FIG. 11-A).

【0097】尚、GOLD構造形成領域1501とLD
D構造形成領域1502に於ける現像後レジストパター
ン1105,1106の前記テーパー形状領域のレジス
ト膜厚は、テーパー形状領域の端部に近付く程、薄くな
っており、各々対応するマスクパターンに設置された前
記補助パターン領域の透過率を適宜調整することによ
り、自由に設定可能である。そして後工程である第1の
ドライエッチング処理及び第2のドライエッチング処理
で形成されるゲート電極のテーパー形状領域のエッチン
グ残膜厚を考慮して、現像後レジストパターン110
5,1106の前記テーパー形状領域は適切なレジスト
膜厚に形成される。また、GOLD構造形成領域150
1とLDD構造形成領域1502に於ける現像後レジス
トパターン1105,1106の前記テーパー形状領域
の寸法は、各々対応するマスクパターンに設置された前
記補助パターン領域の寸法を調整することにより、自由
に設定可能である。そして現像後レジストパターン11
05,1106の前記テーパー形状領域は、最終的に形
成されるGOLD構造とLDD構造トランジスタに於け
る各低濃度不純物領域(n−領域)の寸法を考慮して、
適切な長さに形成される。
The GOLD structure forming region 1501 and the LD
The resist film thickness of the tapered regions of the post-development resist patterns 1105 and 1106 in the D structure forming region 1502 becomes thinner as approaching the end of the tapered region, and the resist film is provided on the corresponding mask pattern. It can be set freely by appropriately adjusting the transmittance of the auxiliary pattern area. Then, the post-development resist pattern 110 is taken into consideration in consideration of the remaining etching thickness of the tapered region of the gate electrode formed in the first dry etching process and the second dry etching process, which are later processes.
5, 1106 of the tapered region are formed with an appropriate resist film thickness. The GOLD structure forming region 150
1 and the dimensions of the tapered regions of the post-development resist patterns 1105 and 1106 in the LDD structure forming region 1502 are freely set by adjusting the dimensions of the auxiliary pattern regions provided in the corresponding mask patterns. It is possible. And the resist pattern 11 after development
The tapered regions 05 and 1106 are formed in consideration of the dimensions of each low-concentration impurity region (n-region) in a GOLD structure and an LDD structure transistor to be finally formed.
It is formed to an appropriate length.

【0098】本実施形態では、GOLD構造形成領域1
501とLDD構造形成領域1502に於ける現像後レ
ジストパターン1105,1106のテーパー形状領域
のレジスト膜厚が同等で、且つGOLD構造形成領域1
501の現像後レジストパターン1105の場合と比較
し、LDD構造形成領域1502の現像後レジストパタ
ーン1106に於けるテーパー形状領域が寸法的に小さ
い場合を例示している(図11−A)。
In this embodiment, the GOLD structure forming region 1
The resist film thickness in the tapered regions of the developed resist patterns 1105 and 1106 in the LDD structure formation region 1502 and the LDD structure formation region 1502 are equal, and the GOLD structure formation region 1
Compared to the case of the post-developed resist pattern 1105 of 501, the case where the tapered region in the post-developed resist pattern 1106 of the LDD structure forming region 1502 is smaller in size is illustrated (FIG. 11-A).

【0099】次に、第1のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、GO
LD構造形成領域1501とLDD構造形成領域150
2に於いては、ゲート電極端部に近付く程、ゲート電極
膜厚の薄くなる構造のテーパー形状領域を有したゲート
電極1111,1112が形成される。この際、ゲート
電極1111,1112のテーパー形状領域の残膜厚
は、初期膜厚の5〜30%程度の所定膜厚になる様にド
ライエッチング処理される。一方のシングルドレイン構
造形成領域1503に於いては、矩形形状のゲート電極
1113が形成される。尚、ドライエッチングのマスク
となったレジストパターンは、現像後レジストパターン
1105,1106,1107の形状から各々ドライエ
ッチング後レジストパターン1108,1109,11
10の形状に変化している。また、ゲート電極111
1,1112,1113から露出した領域のゲート絶縁
膜の形状は、エッチングにより薄くなっており、各々ゲ
ート絶縁膜1114,1115,1116の形状に変化
している(図11−B)。
Next, a first dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, GO
LD structure forming region 1501 and LDD structure forming region 150
In No. 2, gate electrodes 1111 and 1112 having a tapered region having a structure in which the thickness of the gate electrode is reduced toward the end of the gate electrode are formed. At this time, dry etching is performed so that the remaining film thickness of the tapered regions of the gate electrodes 1111 and 1112 becomes a predetermined film thickness of about 5 to 30% of the initial film thickness. In one single drain structure formation region 1503, a rectangular gate electrode 1113 is formed. Note that the resist patterns used as the masks for the dry etching are the resist patterns 1108, 1109, and 11 after the dry etching, respectively, based on the shapes of the resist patterns 1105, 1106, and 1107 after the development.
The shape has changed to 10. Also, the gate electrode 111
The shape of the gate insulating film in the region exposed from 1, 1112, and 1113 has been thinned by etching, and has changed to the shape of the gate insulating films 1114, 1115, and 1116 (FIG. 11B).

【0100】次に、前記ゲート電極1111,111
2,1113をマスクにn型不純物の高濃度イオン注入
を行う。GOLD構造形成領域1501とLDD構造形
成領域1502に於いては、ゲート電極1111,11
12の外側に対応する多結晶シリコン膜1102にソー
ス及びドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+領
域)1117,1119が形成され、ゲート電極膜厚の
薄い前記テーパー形状領域に対応する多結晶シリコン膜
1102に低濃度不純物領域(n−領域)1118,1
120が形成される。シングルドレイン構造形成領域1
503に於いては、ゲート電極1113の外側に対応す
る多結晶シリコン膜1102にソース及びドレイン領域
となる高濃度不純物領域(n+領域)1121のみが形
成される(図11−B)。
Next, the gate electrodes 1111, 111
High-concentration ion implantation of n-type impurities is performed using 2, 1113 as a mask. In the GOLD structure formation region 1501 and the LDD structure formation region 1502, the gate electrodes 1111, 11
High-concentration impurity regions (n + regions) 1117 and 1119 serving as source and drain regions are formed in a polycrystalline silicon film 1102 corresponding to the outside of the polycrystalline silicon film 12, and the polycrystalline silicon corresponding to the tapered region having a small gate electrode film thickness. A low concentration impurity region (n− region) 1118, 1
120 are formed. Single drain structure formation region 1
In 503, only a high-concentration impurity region (n + region) 1121 serving as a source and drain region is formed in the polycrystalline silicon film 1102 corresponding to the outside of the gate electrode 1113 (FIG. 11-B).

【0101】次に、第2のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、GO
LD構造形成領域1501に於いては、ゲート電極11
11の端部の前記テーパー形状領域がドライエッチング
され、テーパー形状領域のゲート電極膜厚は更に薄くな
り、テーパー形状領域の端部であるゲート電極1111
の端部は後退し、ゲート電極1122が形成される。そ
して前記低濃度不純物領域(n−領域)1118は、ゲ
ート電極1122とオーバーラップしているLov領域1
118aとオーバーラップしていないLoff領域111
8bに区分される。LDD構造形成領域1502に於け
るゲート電極1112の前記テーパー形状領域も、GO
LD構造形成領域1501の場合と同様にドライエッチ
ングされ、エッチング残膜であるテーパー形状領域を有
するゲート電極1123が形成される。これに対し、シ
ングルドレイン構造形成領域1503のゲート電極11
13も同様にドライエッチング処理が行われ、ゲート電
極1124が形成されるが、当該ゲート電極1113が
矩形形状である為、下地のゲート絶縁膜1116が更に
エッチングされ、薄くなるだけである。この後、ゲート
電極1122,1123,1124のドライエッチング
マスクである不要なレジストパターンは、除去される
(図11−C)。もちろん、前記高濃度イオン注入の前
に、不要なレジストパターンを除去してもよい。
Next, a second dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, GO
In the LD structure formation region 1501, the gate electrode 11
11 is dry-etched, the thickness of the gate electrode in the tapered region is further reduced, and the gate electrode 1111 which is the end of the tapered region.
Is receded, and a gate electrode 1122 is formed. The low-concentration impurity region (n− region) 1118 is overlapped with the gate electrode 1122 in the Lov region 1.
Loff area 111 which does not overlap with 118a
8b. The tapered region of the gate electrode 1112 in the LDD structure forming region 1502 is also GO
Dry etching is performed in the same manner as in the case of the LD structure formation region 1501, and a gate electrode 1123 having a tapered region as an etching remaining film is formed. On the other hand, the gate electrode 11 in the single drain structure formation region 1503
Similarly, a dry etching process is performed on the gate electrode 13 to form the gate electrode 1124. However, since the gate electrode 1113 has a rectangular shape, the underlying gate insulating film 1116 is further etched and becomes thinner. Thereafter, an unnecessary resist pattern serving as a dry etching mask for the gate electrodes 1122, 1123, and 1124 is removed (FIG. 11C). Of course, an unnecessary resist pattern may be removed before the high-concentration ion implantation.

【0102】次に、LDD構造形成領域1502に於け
るゲート電極1123のエッチング残膜である前記テー
パー形状領域が残存している為、前記テーパー形状領域
を選択的に除去する必要がある。よって、LDD構造形
成領域1502のみを開口する様に、新規にレジストパ
ターン1125〜1127を形成する(図11−D)。
Next, since the tapered region, which is the remaining film of the gate electrode 1123 in the LDD structure forming region 1502, remains, it is necessary to selectively remove the tapered region. Therefore, new resist patterns 1125 to 1127 are formed so as to open only the LDD structure formation region 1502 (FIG. 11D).

【0103】次に、第3のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、LD
D構造形成領域1502に於けるゲート電極1123の
前記テーパー形状領域は選択的にエッチング除去され、
矩形形状のゲート電極1128が形成される。この結
果、多結晶シリコン膜に形成された低濃度不純物領域
(n−領域)1120とゲート電極1128はオーバー
ラップしない構造となり、LDD構造トランジスタが形
成される。この後、ドライエッチングマスクである前記
レジストパターン1125〜1127は、除去される
(図11−E)。
Next, a third dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, LD
The tapered region of the gate electrode 1123 in the D structure forming region 1502 is selectively etched away,
A rectangular gate electrode 1128 is formed. As a result, the low-concentration impurity region (n− region) 1120 formed in the polycrystalline silicon film and the gate electrode 1128 do not overlap, and an LDD transistor is formed. Thereafter, the resist patterns 1125 to 1127, which are dry etching masks, are removed (FIG. 11-E).

【0104】尚、ここではGOLD構造とLDD構造と
シングルドレイン構造の多結晶シリコンTFTの形成法
について記載したが、光強度低減機能を有する補助パタ
ーンを設置した前記ゲート電極形成用フォトマスクまた
はレチクル901,905,910は、シリコン基板等
の半導体基板を使用する同構造のMOS型トランジスタ
の形成にも、勿論適用可能である。この場合は、高濃度
不純物領域(n+領域)と低濃度不純物領域(n−領
域)は、シリコン基板等の半導体基板に形成される。
The method of forming a polycrystalline silicon TFT having a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure has been described above. , 905, and 910 can of course be applied to the formation of a MOS transistor having the same structure using a semiconductor substrate such as a silicon substrate. In this case, the high concentration impurity region (n + region) and the low concentration impurity region (n− region) are formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate.

【0105】以上の製造工程により、回路毎にGOLD
構造とLDD構造とシングルドレイン構造の薄膜トラン
ジスタを別々に形成することができる。
By the above manufacturing process, GOLD
A thin film transistor having a structure, an LDD structure, and a single drain structure can be separately formed.

【0106】(実施形態5)実施形態5では、回路毎に
GOLD構造とLDD構造とシングルドレイン構造の薄
膜トランジスタを別々に形成する方法に於いて、LDD
構造形成領域1502のみを開口する為のレジストパタ
ーン形成と第3のドライエッチング処理が不要な工程簡
略化プロセスについて、図12に基づき記載する。
(Embodiment 5) In Embodiment 5, in a method of separately forming a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure thin film transistor for each circuit, an LDD
A process for forming a resist pattern for opening only the structure forming region 1502 and a process for simplifying the process that does not require the third dry etching process will be described with reference to FIG.

【0107】本実施形態で使用する基板構造は、ガラス
基板1201上に所定膜厚の多結晶シリコン膜1202
と所定膜厚のゲート絶縁膜1203と所定膜厚のゲート
電極膜1204が各々積層されている構造の基板を使用
する。前記構造の基板上に、回折格子パターンまたは半
透膜から成る光強度低減機能を有する補助パターンを設
置したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル9
01,905,910(図9−A,B,D)を適用した
フォトリソグラフィ工程を行い、現像後レジストパター
ン1205,1206,1207を形成する。
The substrate structure used in this embodiment is such that a polycrystalline silicon film 1202 having a predetermined thickness is formed on a glass substrate 1201.
A substrate having a structure in which a gate insulating film 1203 having a predetermined thickness and a gate electrode film 1204 having a predetermined thickness are stacked is used. Photomask or reticle 9 for forming a gate electrode, on which a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function, which is formed of a semi-permeable film, is provided on a substrate having the above structure.
A photolithography process using 01, 905, 910 (FIGS. 9A, 9B, 9D) is performed to form resist patterns 1205, 1206, 1207 after development.

【0108】この際、適用する前記ゲート電極形成用フ
ォトマスクまたはレチクル901,905,910に於
いて、GOLD構造形成領域1501とLDD構造形成
領域1502に対応するゲート電極形成用マスクパター
ンには光強度低減機能を有する補助パターンを設置し、
シングルドレイン構造形成領域1503に対応するゲー
ト電極形成用マスクパターンには前記補助パターンを設
置しないパターン構成とする。この結果、GOLD構造
形成領域1501とLDD構造形成領域1502の現像
後レジストパターン1205,1206には、端部に近
付く程、レジスト膜厚の徐々に薄くなったテーパー形状
領域が形成され、シングルドレイン構造形成領域150
3の現像後レジストパターン1207には前記テーパー
形状領域が存在せず、矩形形状の現像後レジストパター
ン1207が形成される(図12−A)。
At this time, in the gate electrode forming photomask or reticle 901, 905, 910 to be applied, the gate electrode forming mask pattern corresponding to the GOLD structure forming region 1501 and the LDD structure forming region 1502 has light intensity. Install an auxiliary pattern with a reduction function,
The gate electrode forming mask pattern corresponding to the single drain structure forming region 1503 has a pattern configuration in which the auxiliary pattern is not provided. As a result, in the developed resist patterns 1205 and 1206 in the GOLD structure forming region 1501 and the LDD structure forming region 1502, a tapered region in which the resist film thickness gradually decreases toward the end is formed, and the single drain structure is formed. Forming area 150
In the third developed resist pattern 1207, the tapered region does not exist, and a rectangular shaped developed resist pattern 1207 is formed (FIG. 12A).

【0109】本実施形態では、第2のドライエッチング
処理後に於いて、LDD構造形成領域1502の当該ゲ
ート電極にエッチング残膜であるテーパー形状領域が残
存しない様にする為、GOLD構造形成領域1501に
於ける現像後レジストパターン1205と比較し、LD
D構造形成領域1502に於ける現像後レジストパター
ン1206のテーパー形状領域のレジスト膜厚が相対的
に薄くなる様に構成されている(図12−A)。
In the present embodiment, after the second dry etching process, the GOLD structure forming region 1501 is formed so that the tapered region which is an etching residual film does not remain in the gate electrode of the LDD structure forming region 1502. LD pattern compared with resist pattern 1205 after development
The configuration is such that the resist film thickness in the tapered region of the post-development resist pattern 1206 in the D structure formation region 1502 is relatively thin (FIG. 12-A).

【0110】次に、第1のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、GO
LD構造形成領域1501とLDD構造形成領域150
2に於いては、ゲート電極端部に近付く程、ゲート電極
膜厚の薄くなる構造のテーパー形状領域を有したゲート
電極1211,1212が形成される。この際、GOL
D構造形成領域1501とLDD構造形成領域1502
のゲート電極1211,1212に於けるテーパー形状
領域の残膜厚は、初期膜厚の5〜30%程度の所定膜厚
になる様にドライエッチング処理されており、またゲー
ト電極1212に於けるテーパー形状領域の残膜厚は、
ゲート電極1211に比べ、相対的に薄くなっている。
一方のシングルドレイン構造形成領域1503に於いて
は、矩形形状のゲート電極1213が形成される。尚、
ドライエッチングのマスクとなったレジストパターン
は、現像後レジストパターン1205,1206,12
07の形状から各々ドライエッチング後レジストパター
ン1208,1209,1210の形状に変化してい
る。また、ゲート電極1211,1212,1213か
ら露出した領域のゲート絶縁膜の形状は、エッチングに
より薄くなっており、各々ゲート絶縁膜1214,12
15,1216の形状に変化している(図12−B)。
Next, a first dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, GO
LD structure forming region 1501 and LDD structure forming region 150
In No. 2, gate electrodes 1211 and 1212 having a tapered region having a structure in which the thickness of the gate electrode becomes thinner toward the end of the gate electrode are formed. At this time, GOL
D structure formation region 1501 and LDD structure formation region 1502
The remaining film thickness of the tapered region in the gate electrodes 1211 and 1212 is dry-etched to a predetermined thickness of about 5 to 30% of the initial film thickness. The remaining film thickness in the shape region is
It is relatively thinner than the gate electrode 1211.
In one single drain structure forming region 1503, a rectangular gate electrode 1213 is formed. still,
The resist pattern used as a mask for dry etching is the resist pattern 1205, 1206, 12
07, the shapes of the resist patterns 1208, 1209, and 1210 are changed after dry etching. In addition, the shape of the gate insulating film in a region exposed from the gate electrodes 1211, 1212, and 1213 is thinned by etching.
15 and 1216 (FIG. 12-B).

【0111】次に、前記ゲート電極1211,121
2,1213をマスクにn型不純物の高濃度イオン注入
を行う。GOLD構造形成領域1501とLDD構造形
成領域1502に於いては、ゲート電極1211,12
12の外側に対応する多結晶シリコン膜1202にソー
ス及びドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+領
域)1217,1219が形成され、ゲート電極膜厚の
薄い前記テーパー形状領域に対応する多結晶シリコン膜
1202に低濃度不純物領域(n−領域)1218,1
220が形成される。シングルドレイン構造形成領域1
503に於いては、ゲート電極1213の外側に対応す
る多結晶シリコン膜1202にソース及びドレイン領域
となる高濃度不純物領域(n+領域)1221のみが形
成される(図12−B)。
Next, the gate electrodes 1211, 121
High-concentration ion implantation of n-type impurities is performed using masks 2 and 1213 as masks. In the GOLD structure formation region 1501 and the LDD structure formation region 1502, the gate electrodes 1211, 12
High-concentration impurity regions (n + regions) 1217 and 1219 serving as source and drain regions are formed in a polycrystalline silicon film 1202 corresponding to the outside of the polycrystalline silicon film 12, and the polycrystalline silicon corresponding to the tapered region having a thin gate electrode film. A low concentration impurity region (n− region) 1218,1
220 is formed. Single drain structure formation region 1
In 503, only a high-concentration impurity region (n + region) 1221 serving as a source and drain region is formed in the polycrystalline silicon film 1202 corresponding to the outside of the gate electrode 1213 (FIG. 12-B).

【0112】次に、第2のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、GO
LD構造形成領域1501に於いては、ゲート電極12
11の端部の前記テーパー形状領域がドライエッチング
され、テーパー形状領域のゲート電極膜厚は更に薄くな
り、テーパー形状領域の端部であるゲート電極1211
の端部は後退し、ゲート電極1222が形成される。そ
して前記低濃度不純物領域(n−領域)1218は、ゲ
ート電極1222とオーバーラップしているLov領域1
218aとオーバーラップしていないLoff領域121
8bに区分される。またLDD構造形成領域1502の
場合、第1のドライエッチング処理後に於いて、ゲート
電極1212のテーパー形状領域の残膜厚が相対的に薄
い為、第2のドライエッチング処理により、前記テーパ
ー形状領域は完全にエッチング除去され、矩形形状のゲ
ート電極1223が形成される。このゲート電極122
3は前記低濃度不純物領域(n−領域)1220とオー
バーラップしない構造となっており、LDD構造トラン
ジスタが形成される。これに対し、シングルドレイン構
造形成領域1503のゲート電極1213も同様にドラ
イエッチング処理が行われ、ゲート電極1224が形成
されるが、ゲート電極1213が矩形形状である為、下
地のゲート絶縁膜1216が更にエッチングされ、薄く
なるだけである。この後、ゲート電極1222,122
3,1224のドライエッチングマスクであるレジスト
パターンは、除去される(図12−C)。もちろん、前
記高濃度イオン注入の前に、レジストパターンを除去し
てもよい。
Next, a second dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, GO
In the LD structure formation region 1501, the gate electrode 12
11 is dry-etched, the thickness of the gate electrode in the tapered region is further reduced, and the gate electrode 1211 which is the end of the tapered region.
Is receded, and a gate electrode 1222 is formed. The low-concentration impurity region (n− region) 1218 overlaps the gate electrode 1222 with the Lov region 1.
Loff area 121 not overlapping with 218a
8b. In the case of the LDD structure formation region 1502, the remaining thickness of the tapered region of the gate electrode 1212 is relatively small after the first dry etching process. This is completely removed by etching to form a rectangular gate electrode 1223. This gate electrode 122
Reference numeral 3 has a structure not overlapping with the low-concentration impurity region (n-region) 1220, and an LDD structure transistor is formed. On the other hand, the gate electrode 1213 in the single drain structure formation region 1503 is similarly subjected to dry etching to form the gate electrode 1224. Since the gate electrode 1213 has a rectangular shape, the underlying gate insulating film 1216 is It is only further etched and thinned. Thereafter, the gate electrodes 1222 and 122
The resist pattern which is the dry etching mask 31224 is removed (FIG. 12C). Of course, the resist pattern may be removed before the high-concentration ion implantation.

【0113】以上の工程簡略化した製造工程により、回
路毎にGOLD構造とLDD構造とシングルドレイン構
造の薄膜トランジスタを別々に形成することができる。
Through the above simplified manufacturing steps, thin film transistors having a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure can be separately formed for each circuit.

【0114】上記の実施形態1乃至5で説明した本発明
について、以下に記載する実施例で更に詳細な説明を行
うこととする。
The present invention described in the first to fifth embodiments will be described in more detail with reference to the following examples.

【0115】[0115]

【実施例】(実施例1)回折格子パターンまたは半透膜
から成る光強度低減機能を有する補助パターンを設置し
たフォトマスクまたはレチクル101,105,110
(図1(A),(B),(D))をゲート電極形成用の
フォトリソグラフィ工程に適用し、GOLD構造及びL
DD構造多結晶シリコンTFTで構成されるアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイの製造法について、図4
〜図8を用いて詳細に説明する。尚、実施形態2に於い
ては、GOLD構造とLDD構造及びシングルドレイン
構造の多結晶シリコンTFTを別々に形成する方法につ
いて記載したが、本実施例に於いては、GOLD構造と
LDD構造の多結晶シリコンTFTで構成される液晶デ
ィスプレイの製造法について記載する。
(Embodiment 1) A photomask or reticle 101, 105, 110 provided with a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function formed of a semi-permeable film.
(FIGS. 1A, 1B, and 1D) are applied to a photolithography process for forming a gate electrode, and the GOLD structure and L
FIG.
This will be described in detail with reference to FIGS. In the second embodiment, a method of separately forming a polycrystalline silicon TFT having a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure has been described. A method for manufacturing a liquid crystal display composed of crystalline silicon TFTs will be described.

【0116】最初に、液晶ディスプレイ全体の回路構成
を図4に示す。液晶ディスプレイは、画素領域501と
画素領域501を駆動する為の周辺回路で構成されてい
る。周辺回路は、シフトレジスタ回路502,506と
レベルシフタ回路503,507とバッファ回路50
4,508とサンプリング回路505で構成されてい
る。周辺回路であるシフトレジスタ回路502,506
とレベルシフタ回路503,507とバッファ回路50
4,508には、ホットキャリア対策効果に優れたGO
LD構造の多結晶シリコンTFTが使われており、一
方、画素領域501と周辺回路の一部であるサンプリン
グ回路505にはオフ電流値を抑える効果に優れたLD
D構造の多結晶シリコンTFTが使われている(図
4)。
First, the circuit configuration of the entire liquid crystal display is shown in FIG. The liquid crystal display includes a pixel region 501 and peripheral circuits for driving the pixel region 501. Peripheral circuits include shift register circuits 502 and 506, level shifter circuits 503 and 507, and buffer circuit 50.
4, 508 and a sampling circuit 505. Shift register circuits 502 and 506 as peripheral circuits
And level shifter circuits 503 and 507 and buffer circuit 50
No. 4,508 describes a GO with excellent hot carrier countermeasure effect.
A polycrystalline silicon TFT having an LD structure is used. On the other hand, the pixel region 501 and a sampling circuit 505 which is a part of a peripheral circuit are provided with an LD having an excellent effect of suppressing an off-current value.
A polycrystalline silicon TFT having a D structure is used (FIG. 4).

【0117】前記回路構成の液晶ディスプレイの製造法
について、以下に図5〜図8を用いて具体的に記載す
る。
A method for manufacturing a liquid crystal display having the above circuit configuration will be specifically described below with reference to FIGS.

【0118】最初に、ガラス基板601上にプラズマC
VD法により、各々組成比の異なる第1層目の酸化窒化
シリコン膜602aを50nmと第2層目の酸化窒化シ
リコン膜602bを100nmの膜厚で堆積し、下地膜
602を成膜する。尚、ここで用いるガラス基板601
としては、石英ガラスまたはバリウムホウケイ酸ガラス
またはアルミノホウケイ酸ガラス等が有る。次に前記下
地膜602(602aと602b)上にプラズマCVD
法により、非晶質シリコン膜55nmを堆積した後、ニ
ッケル含有溶液を非晶質シリコン膜上に保持させた。こ
の非晶質シリコン膜を脱水素化処理(500℃にて1時
間)した後、熱結晶化(550℃にて4時間)を行い、
更にレーザーアニール処理により多結晶シリコン膜とし
た。次にフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程に
より、この多結晶シリコン膜をパターニングし、半導体
層603〜607を形成した。この際、半導体層603
〜607を形成した後、TFTのVthを制御する為の
不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを実施し
ても構わない。次に半導体層603〜607を覆う様
に、プラズマCVD法により110nm厚の酸化窒化シ
リコン膜から成るゲート絶縁膜608を形成し、更にゲ
ート絶縁膜608上に400nm厚のTaN膜から成る
ゲート電極膜609をスパッタ法により堆積した(図5
(A))。
First, the plasma C is placed on the glass substrate 601.
By a VD method, a first-layer silicon oxynitride film 602a and a second-layer silicon oxynitride film 602b having different composition ratios are deposited to a thickness of 50 nm and a second silicon oxynitride film 602b, respectively, to form a base film 602. The glass substrate 601 used here
Examples thereof include quartz glass, barium borosilicate glass, and aluminoborosilicate glass. Next, plasma CVD is performed on the base film 602 (602a and 602b).
After a 55 nm amorphous silicon film was deposited by the method, a nickel-containing solution was held on the amorphous silicon film. After dehydrogenating this amorphous silicon film (at 500 ° C. for 1 hour), thermal crystallization (at 550 ° C. for 4 hours) is performed.
Further, a polycrystalline silicon film was formed by laser annealing. Next, the polycrystalline silicon film was patterned by a photolithography step and an etching step to form semiconductor layers 603 to 607. At this time, the semiconductor layer 603
After forming 607, doping of an impurity element (boron or phosphorus) for controlling Vth of the TFT may be performed. Next, a gate insulating film 608 made of a 110-nm-thick silicon oxynitride film is formed by a plasma CVD method so as to cover the semiconductor layers 603 to 607, and a gate electrode film made of a 400-nm-thick TaN film is formed on the gate insulating film 608. 609 was deposited by a sputtering method (FIG. 5).
(A)).

【0119】次に露光光の透過率を低減する機能を有す
るラインおよびスペースから成る回折格子パターンまた
は半透膜で構成される補助パターンを設置したフォトマ
スクまたはレチクル101,105,110(図1
(A),(B),(D))をゲート電極形成用のフォト
リソグラフィ工程に適用し、両側が薄くなった形状のゲ
ート電極形成用の現像後レジストパターン610a〜6
15aを形成する(図5(B))。
Next, a photomask or reticle 101, 105, 110 (FIG. 1) provided with a diffraction grating pattern composed of lines and spaces having a function of reducing the transmittance of exposure light or an auxiliary pattern composed of a semi-permeable film.
(A), (B), and (D)) are applied to a photolithography process for forming a gate electrode, and the developed resist patterns 610a to 610a to 6g for forming a gate electrode having both sides thinned.
15a is formed (FIG. 5B).

【0120】次にゲート電極形成用の前記現像後レジス
トパターン610a〜615aをマスクに、TaN膜か
ら成る400nm厚のゲート電極膜609のドライエッ
チング処理を行う。ドライエッチング後のゲート電極の
形状は両側の端部が薄くなった凸型形状で、薄い領域の
膜厚が初期膜厚400nmの5〜30%程度(好ましく
は7〜8%程度、30nm程度)になる様にエッチング
され、ゲート電極617〜622が形成される。この
際、ドライエッチング工程に於けるレジストパターンの
形状は、両側の端部のレジスト膜厚が薄く形成された現
像後レジストパターン610a〜615aから、レジス
ト膜厚の薄い領域が消失したドライエッチング後レジス
トパターン610b〜615bの形状に変化している。
また、ゲート電極617〜622から露出した領域の酸
化窒化シリコン膜から成るゲート絶縁膜608は、ドラ
イエッチングにより薄くなった形状のゲート絶縁膜61
6に変化している。
Next, using the post-development resist patterns 610a to 615a for forming the gate electrode as a mask, a 400 nm-thick gate electrode film 609 made of a TaN film is dry-etched. The shape of the gate electrode after dry etching is a convex shape in which both ends are thinned, and the film thickness of the thin region is about 5 to 30% of the initial film thickness of 400 nm (preferably about 7 to 8%, about 30 nm). And gate electrodes 617 to 622 are formed. At this time, the shape of the resist pattern in the dry etching process is such that the post-development resist patterns 610a to 615a in which the resist film thickness at both end portions is formed are reduced from the post-development resist patterns 610a to 615a in which the regions having a small resist film thickness disappear. The shape has changed to patterns 610b to 615b.
Further, the gate insulating film 608 made of the silicon oxynitride film in a region exposed from the gate electrodes 617 to 622 has a gate insulating film 61 thinned by dry etching.
It has changed to 6.

【0121】次にドライエッチング後レジストパターン
610b〜615bを除去せずに、第1のイオン注入処
理であるn型不純物の低濃度イオン注入を行い、ゲート
電極617〜622から露出した領域に対応する半導体
層603〜607に低濃度不純物領域(n−領域)62
3〜627を形成する。この際のイオン注入条件はn型
不純物としてリン(P)を用い、ドーズ量が3×10
12 〜3×1013atoms/cm2及び加速電圧が60〜100
kVの条件で処理した(図6(A))。
Next, low-concentration ion implantation of an n-type impurity, which is a first ion implantation process, is performed without removing the resist patterns 610b to 615b after the dry etching, so as to correspond to the regions exposed from the gate electrodes 617 to 622. Low-concentration impurity regions (n-regions) 62 in the semiconductor layers 603 to 607
3 to 627 are formed. The ion implantation conditions at this time are phosphorus (P) as an n-type impurity, and the dose amount is 3 × 10 4.
12 to 3 × 10 13 atoms / cm 2 and acceleration voltage of 60 to 100
Processing was performed under the condition of kV (FIG. 6 (A)).

【0122】次に、ドライエッチング後レジストパター
ン610b〜615bを除去する。この後、画素TFT
704をLDD構造にする為、当該領域に存在するゲー
ト電極620を覆う様に、第2のイオン注入処理のマス
クとなるレジストパターン628を形成する。もちろ
ん、前記低濃度イオン注入の前に、レジストパターン6
10b〜615bを除去してもよい。
Next, the resist patterns 610b to 615b are removed after the dry etching. After this, the pixel TFT
In order to form the LDD structure 704, a resist pattern 628 serving as a mask for the second ion implantation treatment is formed so as to cover the gate electrode 620 existing in the region. Of course, before the low-concentration ion implantation, the resist pattern 6
10b to 615b may be removed.

【0123】そして、第2のイオン注入処理であるn型
不純物の高濃度イオン注入を行う。イオン注入条件とし
ては、ドーズ量が5×1014〜5×1015atoms/cm
2で、加速電圧が60〜100kVの条件でイオン注入
する。
Then, high-concentration ion implantation of an n-type impurity, which is a second ion implantation process, is performed. As the ion implantation conditions, the dose amount is 5 × 10 14 to 5 × 10 15 atoms / cm.
In 2 , ions are implanted under the conditions of an acceleration voltage of 60 to 100 kV.

【0124】この際、LDD構造形成領域の画素領域7
07である画素TFT704の領域に於いては、ゲート
電極620を被覆しているレジストパターン628をマ
スクにイオン注入することにより、レジストパターン6
28から露出した領域に対応する半導体層606にソー
ス及びドレイン領域となる高濃度不純物領域(n+領
域)632が形成される。ゲート電極620の外側で且
つレジストパターン628の内側の領域に対応する半導
体層606には、既に第1のイオン注入処理により低濃
度不純物領域(n−領域)626が形成されており、第
2のイオン注入処理による高濃度不純物領域(n+領
域)632の形成と合わせて、LDD構造多結晶シリコ
ンTFTが形成される。
At this time, the pixel region 7 in the LDD structure forming region
In the region of the pixel TFT 704 which is 07, the resist pattern 628 covering the gate electrode 620 is ion-implanted using the resist pattern 628 as a mask.
A high-concentration impurity region (n + region) 632 serving as a source and a drain region is formed in the semiconductor layer 606 corresponding to the region exposed from. In the semiconductor layer 606 corresponding to a region outside the gate electrode 620 and inside the resist pattern 628, a low-concentration impurity region (n− region) 626 has already been formed by the first ion implantation process, and the second ion implantation is performed. Along with the formation of the high-concentration impurity region (n + region) 632 by the ion implantation process, an LDD-structure polycrystalline silicon TFT is formed.

【0125】一方、GOLD構造形成領域である周辺回
路の駆動回路706に於いては、ゲート電極617〜6
19をマスクにイオン注入が行われることにより、ゲー
ト電極617〜619から露出した領域に対応する半導
体層603〜605にソース及びドレイン領域となる高
濃度不純物領域(n+領域)629〜631が形成さ
れ、同時に当該ゲート電極617〜619の両側に存在
するゲート電極膜の薄くなった領域に対応する半導体層
603〜605に低濃度不純物領域(n−領域)634
〜636が形成される。この様に、ゲート電極617〜
619に於ける両側の膜厚の違いを考慮し、イオン注入
時の加速電圧とイオン注入量を適宜選択することによ
り、高濃度不純物領域(n+領域)629〜631と低
濃度不純物領域(n−領域)634〜636を同時に形
成し、GOLD構造多結晶シリコンTFTを形成するこ
とができる。
On the other hand, in the driving circuit 706 of the peripheral circuit, which is the GOLD structure forming region, the gate electrodes 617 to 6
By performing ion implantation using mask 19 as a mask, high-concentration impurity regions (n + regions) 629 to 631 serving as source and drain regions are formed in semiconductor layers 603 to 605 corresponding to regions exposed from gate electrodes 617 to 619. At the same time, low-concentration impurity regions (n-regions) 634 are formed in the semiconductor layers 603 to 605 corresponding to the thinned regions of the gate electrode film existing on both sides of the gate electrodes 617 to 619.
To 636 are formed. Thus, the gate electrodes 617 to
In consideration of the difference in film thickness on both sides in 619, by appropriately selecting the acceleration voltage and the ion implantation amount during ion implantation, the high-concentration impurity regions (n + regions) 629 to 631 and the low-concentration impurity regions (n− Regions 634 to 636 can be formed at the same time to form a GOLD structure polycrystalline silicon TFT.

【0126】尚、画素領域707の保持容量705に於
いても、ゲート電極621(容量形成領域の為、正確に
はゲート電極でなく単なる電極)をマスクに第2のイオ
ン注入処理が行われる為、ゲート電極621の膜厚の違
いを利用し、半導体層607に高濃度不純物領域(n+
領域)633と低濃度不純物領域(n−領域)637が
同時に形成され、構造的にはGOLD構造と類似の構造
が形成されているが、多結晶シリコンTFTの形成領域
でない為、GOLD構造ではない(図6(B))。
Note that, also in the storage capacitor 705 in the pixel region 707, the second ion implantation process is performed using the gate electrode 621 (more precisely, not the gate electrode but a mere electrode for the capacity forming region) as a mask. By utilizing the difference in the thickness of the gate electrode 621, the semiconductor layer 607 is provided with a high-concentration impurity region (n +
A region 633 and a low-concentration impurity region (n-region) 637 are formed at the same time, and a structure similar to the GOLD structure is formed. However, since the region is not a polycrystalline silicon TFT formation region, the structure is not a GOLD structure. (FIG. 6 (B)).

【0127】次に新規のフォトリソグラフィ工程を行う
ことにより、駆動回路706に於けるpチャネル型TF
T702領域と画素領域707に於ける保持容量705
領域をレジスト開口させ、その他の領域はレジストパタ
ーン638〜640で被覆する様にパターニングする。
Next, by performing a new photolithography step, the p-channel type TF in the drive circuit 706 is formed.
Storage capacitor 705 in T702 region and pixel region 707
A resist opening is formed in a region, and the other region is patterned so as to be covered with resist patterns 638 to 640.

【0128】前記レジストパターン638〜640をマ
スクに第3のイオン注入処理であるp型不純物の高濃度
イオン注入を行う。この際、pチャネル型TFT702
領域には、ゲート電極618をマスクに前記一導電型と
は逆の導電型を付与する不純物元素であるボロン(B)
等のp型不純物がイオン注入され、ゲート電極618か
ら露出した領域に対応する半導体層604にソース及び
ドレイン領域となる高濃度不純物領域(p+領域)64
1とゲート電極618の両側の膜厚が薄い領域に対応す
る半導体層604に低濃度不純物領域(p−領域)64
3が形成され、GOLD構造多結晶シリコンTFTが形
成される。第3のイオン注入領域は、第1及び第2のイ
オン注入によりn型不純物であるリン(P)が既にイオ
ン注入されているが、p型不純物であるボロン(B)の
濃度が2×1020〜2×1021atoms/cm3となる様にイ
オン注入される為、pチャネル型多結晶シリコンTFT
のソース及びドレイン領域として機能することができ
る。
Using the resist patterns 638 to 640 as masks, high-concentration ion implantation of p-type impurities is performed as a third ion implantation process. At this time, the p-channel TFT 702
In the region, boron (B) which is an impurity element imparting a conductivity type opposite to the one conductivity type using the gate electrode 618 as a mask
A high-concentration impurity region (p + region) 64 serving as a source and drain region is formed in the semiconductor layer 604 corresponding to a region exposed from the gate electrode 618 by ion implantation of a p-type impurity such as
1 and a low-concentration impurity region (p− region) 64 in the semiconductor layer 604 corresponding to the thin region on both sides of the gate electrode 618.
3 is formed, and a GOLD structure polycrystalline silicon TFT is formed. In the third ion-implanted region, phosphorus (P) as an n-type impurity has already been ion-implanted by the first and second ion implantations, but the concentration of boron (B) as a p-type impurity is 2 × 10 3. Since ions are implanted so as to be 20 to 2 × 10 21 atoms / cm 3 , a p-channel type polycrystalline silicon TFT
Can function as source and drain regions.

【0129】尚、保持容量705領域についても、pチ
ャネル型TFT702と同様に、対応する半導体層60
7に高濃度不純物領域(n+領域)642と低濃度不純
物領域(n−領域)644が形成され、構造的にはGO
LD構造と類似の構造が形成されているが、多結晶シリ
コンTFTの形成領域でない為、GOLD構造ではない
(図7(A))。
The storage capacitor 705 region also has a corresponding semiconductor layer 60 as in the case of the p-channel TFT 702.
7, a high-concentration impurity region (n + region) 642 and a low-concentration impurity region (n− region) 644 are formed.
Although a structure similar to the LD structure is formed, it is not a GOLD structure because it is not a region where a polycrystalline silicon TFT is formed (FIG. 7A).

【0130】次に前記レジストパターン638〜640
を除去した後、プラズマCVD法により150nm厚の
酸化窒化シリコン膜から成る第1の層間絶縁膜645を
堆積させる。更に、半導体層603〜607に注入され
た各不純物元素を熱活性化処理する為、550℃で4時
間の熱アニール処理を行う。尚、本実施例では、TFT
のオフ電流値の低下及び電界効果移動度の向上の為、不
純物元素の熱活性化処理と同時に、半導体層603〜6
07の結晶化の際に触媒として使用したニッケル(N
i)を高濃度のリン(P)を含む不純物領域629〜6
33でゲッタリングすることにより、チャネル形成領域
となる半導体層中のニッケル(Ni)濃度の低減を実現
している。この様な方法で製造したチャネル形成領域を
有する多結晶シリコンTFTは、結晶性が良好で高い電
界効果移動度を有する為、オフ電流値の低下等の良好な
電気特性を示すことができる。前記熱活性化処理は、第
1の層間絶縁膜645を堆積する前に行っても構わない
が、ゲート電極617〜622の配線材料の耐熱性が弱
い場合には、本実施例の様に層間絶縁膜を堆積した後に
熱活性化処理を行う方が好ましい。次に、水素を3%含
有する窒素雰囲気中で410℃で1時間の熱処理を行う
ことにより、半導体層603〜607のダングリングボ
ンドを終端させる為の水素化処理を行う(図7
(B))。
Next, the resist patterns 638 to 640 are used.
Is removed, a first interlayer insulating film 645 made of a 150-nm-thick silicon oxynitride film is deposited by a plasma CVD method. Further, in order to thermally activate each of the impurity elements implanted into the semiconductor layers 603 to 607, thermal annealing is performed at 550 ° C. for 4 hours. In this embodiment, the TFT
In order to reduce the off-current value and improve the field-effect mobility of the semiconductor layers 603 to 6
Nickel (N) used as a catalyst in the crystallization of
i) is an impurity region 629-6 containing a high concentration of phosphorus (P)
The gettering at 33 realizes a reduction in the concentration of nickel (Ni) in the semiconductor layer serving as a channel formation region. A polycrystalline silicon TFT having a channel formation region manufactured by such a method has good crystallinity and high field-effect mobility, and thus can exhibit favorable electric characteristics such as a decrease in off-current value. The thermal activation treatment may be performed before depositing the first interlayer insulating film 645. However, if the heat resistance of the wiring material of the gate electrodes 617 to 622 is weak, the thermal activation treatment may be performed as in this embodiment. It is preferable to perform a thermal activation process after depositing the insulating film. Next, a hydrogenation treatment for terminating dangling bonds in the semiconductor layers 603 to 607 is performed by performing a heat treatment at 410 ° C. for one hour in a nitrogen atmosphere containing 3% of hydrogen (FIG. 7).
(B)).

【0131】次に酸化窒化シリコン膜から成る第1の層
間絶縁膜645上に1.6μm厚のアクリル樹脂膜から
成る有機絶縁材料である第2の層間絶縁膜646を成膜
する。その後、フォトリソグラフィ工程とドライエッチ
ング工程により、ソース配線として機能するゲート電極
622及び第1と第3のイオン注入領域である不純物領
域629,631,632,641,642に接続する
為のコンタクトホールを形成する(図8(A))。
Next, a second interlayer insulating film 646, which is an organic insulating material made of an acrylic resin film having a thickness of 1.6 μm, is formed on the first interlayer insulating film 645 made of a silicon oxynitride film. After that, contact holes for connecting to the gate electrode 622 functioning as a source wiring and the impurity regions 629, 631, 632, 641, 642 which are the first and third ion-implanted regions are formed by a photolithography process and a dry etching process. (FIG. 8A).

【0132】次に駆動回路706に於ける各不純物領域
629,631,641と各々電気的に接続する為の金
属配線647〜652を形成する。また画素部707に
於ける接続電極653,655,656とゲート配線6
54を前記金属配線647〜652と同時に形成する。
尚、金属配線材料としては、50nm厚のTi膜と50
0nm厚のAl−Ti合金膜の積層膜を適用している。
接続電極653は、ソース配線として機能するゲート電
極622と画素TFT704とを不純物領域632を介
して電気的に接続する為のものである。接続電極655
は画素TFT704の不純物領域632と電気的に接続
しており、接続電極656は保持容量705の不純物領
域642と電気的に接続している。ゲート配線654
は、画素TFT704の複数のゲート電極620を電気
的に接続する為のものである。次に、ITO(Indium-T
i-Oxide)等の透明導電膜を80〜120nmの厚さで
堆積し、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程によ
り、画素電極657を形成する。画素電極657は、画
素TFT704のドレイン領域である不純物領域632
と接続電極655を介して電気的に接続され、更に保持
容量705を形成する一方の電極として機能する不純物
領域642と接続電極656を介して電気的に接続され
る(図8(B))。
Next, metal wirings 647 to 652 for electrically connecting to the respective impurity regions 629, 631, 641 in the driving circuit 706 are formed. The connection electrodes 653, 655, and 656 in the pixel portion 707 and the gate wiring 6
54 are formed simultaneously with the metal wirings 647 to 652.
In addition, as a metal wiring material, a 50 nm thick Ti film and a 50 nm thick
A laminated film of an Al-Ti alloy film having a thickness of 0 nm is applied.
The connection electrode 653 is for electrically connecting the gate electrode 622 functioning as a source wiring to the pixel TFT 704 via the impurity region 632. Connection electrode 655
Are electrically connected to the impurity region 632 of the pixel TFT 704, and the connection electrode 656 is electrically connected to the impurity region 642 of the storage capacitor 705. Gate wiring 654
Is for electrically connecting the plurality of gate electrodes 620 of the pixel TFT 704. Next, ITO (Indium-T
A transparent conductive film such as i-Oxide) is deposited to a thickness of 80 to 120 nm, and a pixel electrode 657 is formed by a photolithography process and an etching process. The pixel electrode 657 includes an impurity region 632 which is a drain region of the pixel TFT 704.
Are electrically connected to each other through the connection electrode 655, and further electrically connected to the impurity region 642 functioning as one electrode forming the storage capacitor 705 through the connection electrode 656 (FIG. 8B).

【0133】以上の様にして、nチャネル型TFT70
1、pチャネル型TFT702、nチャネル型TFT7
03を有する駆動回路706と、画素TFT704、保
持容量705とを有する画素領域707で構成される液
晶ディスプレイを製造することができる。
As described above, the n-channel TFT 70
1, p-channel TFT 702, n-channel TFT 7
03, and a liquid crystal display including a pixel region 707 having a pixel TFT 704 and a storage capacitor 705 can be manufactured.

【0134】(実施例2)回折格子パターンまたは半透
膜から成る光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したフォトマスクまたはレチクル901,905,91
0(図9−A,B,D)をゲート電極形成用のフォトリ
ソグラフィ工程に適用し、GOLD構造とLDD構造の
多結晶シリコンTFTで構成されるアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの製造法について、図13〜図1
7を用いて詳細に説明する。
(Example 2) A photomask or reticle 901, 905, 91 provided with a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function composed of a semi-permeable film.
0 (FIGS. 9A, 9B, and 9D) are applied to a photolithography process for forming a gate electrode, and a method of manufacturing an active matrix liquid crystal display composed of a polycrystalline silicon TFT having a GOLD structure and an LDD structure is shown in FIG. ~ Figure 1
7 will be described in detail.

【0135】尚、本実施例では、第2のドライエッチン
グ処理後に於いて、LDD構造形成領域のゲート電極1
735(図14−B)にエッチング残膜であるテーパー
形状領域が残存している場合について例示しており、次
工程のLDD構造形成領域のみを開口する為のレジスト
パターン形成と第3のドライエッチング処理が必要な場
合について記載している。
In this embodiment, after the second dry etching process, the gate electrode 1 in the LDD structure forming region is formed.
735 (FIG. 14-B) illustrates a case where a tapered region as an etching residual film remains, and a resist pattern formation for opening only an LDD structure formation region in the next step and a third dry etching The case where processing is necessary is described.

【0136】最初に、ガラス基板1701上にプラズマ
CVD法により、各々組成比の異なる第1層目の酸化窒
化シリコン膜1702aを50nmと第2層目の酸化窒
化シリコン膜1702bを100nmの膜厚で堆積し、下
地膜1702を成膜する。尚、ここで用いるガラス基板
1701としては、石英ガラスまたはバリウムホウケイ
酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラス等が有る。次
に前記下地膜1702(1702aと1702b)上に
プラズマCVD法により、非晶質シリコン膜55nmを
堆積した後、ニッケル含有溶液を非晶質シリコン膜上に
保持させた。この非晶質シリコン膜を脱水素化処理(5
00℃で1時間)した後、熱結晶化(550℃で4時
間)を行い、更にレーザーアニール処理により多結晶シ
リコン膜とした。次にフォトリソグラフィ工程及びエッ
チング工程により、この多結晶シリコン膜をパターニン
グし、半導体層1703〜1707を形成した。この
際、半導体層1703〜1707の形成後に、TFTの
Vthを制御する為の不純物元素(ボロンまたはリン)
のドーピングを実施しても構わない。次に半導体層17
03〜1707を覆う様に、プラズマCVD法により1
10nm厚の酸化窒化シリコン膜から成るゲート絶縁膜
1708を形成し、更にゲート絶縁膜1708上に40
0nm厚のTaN膜から成るゲート電極膜1709をス
パッタ法により堆積した(図13−A)。
First, a first silicon oxynitride film 1702a having a different composition ratio and a second silicon oxynitride film 1702b each having a different composition ratio are formed on a glass substrate 1701 by plasma CVD at a thickness of 100 nm. Then, a base film 1702 is formed. Note that the glass substrate 1701 used here includes quartz glass, barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, or the like. Next, after an amorphous silicon film having a thickness of 55 nm was deposited on the base film 1702 (1702a and 1702b) by a plasma CVD method, a nickel-containing solution was held on the amorphous silicon film. This amorphous silicon film is dehydrogenated (5
After heat crystallization (at 550 ° C. for 4 hours), a polycrystalline silicon film was formed by laser annealing. Next, the polycrystalline silicon film was patterned by a photolithography step and an etching step to form semiconductor layers 1703 to 1707. At this time, after the formation of the semiconductor layers 1703 to 1707, an impurity element (boron or phosphorus) for controlling Vth of the TFT is used.
May be performed. Next, the semiconductor layer 17
03-1707 by plasma-enhanced CVD so as to cover
A gate insulating film 1708 made of a silicon oxynitride film having a thickness of 10 nm is formed, and a gate insulating film 1708 is formed on the gate insulating film 1708.
A gate electrode film 1709 made of a TaN film having a thickness of 0 nm was deposited by a sputtering method (FIG. 13-A).

【0137】次に、露光光の光強度を低減する機能を有
するラインおよびスペースから成る回折格子パターンま
たは半透膜で構成される補助パターンを設置したフォト
マスクまたはレチクルをゲート電極形成用のフォトリソ
グラフィ工程に適用し、現像後レジストパターン171
0a〜1713aを形成する(図13−B)。また、レ
ジストパターン1714a、1715aは、補助パター
ンを設置しないフォトマスク又はレチクルにより形成す
る。
Next, a photomask or a reticle provided with a diffraction grating pattern composed of lines and spaces having a function of reducing the light intensity of exposure light or an auxiliary pattern composed of a semi-permeable film is used for photolithography for forming a gate electrode. Applying to the process, the resist pattern 171 after development
0a to 1713a are formed (FIG. 13-B). Further, the resist patterns 1714a and 1715a are formed using a photomask or a reticle in which an auxiliary pattern is not provided.

【0138】この際、駆動回路1806の領域はGOL
D構造形成領域に該当し、画素領域1807での画素T
FT1804の領域はLDD構造形成領域に該当する
為、適用する前記ゲート電極形成用フォトマスクまたは
レチクルに於いて、対応するマスクパターンには光強度
低減機能を有する補助パターンが設置される。また、画
素領域1807の領域に於いて、単なる電極として機能
する電極パターンに対応するマスクパターンには、補助
パターンを設置する必要がない為、前記補助パターンが
設置されないパターン構成となっている。この結果、G
OLD構造形成領域の現像後レジストパターン1710
a〜1712a及びLDD構造形成領域の現像後レジス
トパターン1713aには、端部に近付く程、レジスト
膜厚の徐々に薄くなるテーパー形状領域が形成される。
尚、GOLD構造形成領域の現像後レジストパターン1
710a〜1712a及びLDD構造形成領域の現像後
レジストパターン1713aに於ける前記テーパー形状
領域の寸法は、最終的に形成されるGOLD構造及びL
DD構造トランジスタに於ける低濃度不純物領域(n−
領域)の寸法を考慮し、当該マスクパターンの前記補助
パターン領域の寸法を調整することにより、適切な長さ
に形成される。本実施例では、GOLD構造形成領域の
現像後レジストパターン1710a〜1712aと比較
し、LDD構造形成領域の現像後レジストパターン17
13aに於ける前記テーパー形状領域の寸法が小さい場
合について例示した。一方の現像後レジストパターン1
714a〜1715aは単なる電極を形成する為のレジ
ストパターンである為、前記テーパー形状領域は存在せ
ず、矩形形状のレジストパターンが形成される(図13
−B)。
At this time, the area of the drive circuit 1806 is GOL
D corresponds to the D structure formation region, and the pixel T in the pixel region 1807
Since the region of the FT 1804 corresponds to the LDD structure forming region, an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided in a corresponding mask pattern in the gate electrode forming photomask or reticle to be applied. Further, in the pixel region 1807, the auxiliary pattern is not required to be provided in the mask pattern corresponding to the electrode pattern functioning simply as an electrode, so that the auxiliary pattern is not provided. As a result, G
Post-development resist pattern 1710 in OLD structure forming region
In the post-development resist pattern 1713a in the regions a to 1712a and the LDD structure forming region, a tapered region in which the resist film thickness gradually decreases as approaching the end is formed.
The resist pattern 1 after development in the GOLD structure forming region
The dimensions of the tapered region in the post-development resist pattern 1713a in the 710a to 1712a and the LDD structure forming region are determined by the GOLD structure and L
The lightly doped region (n-
By adjusting the size of the auxiliary pattern region of the mask pattern in consideration of the size of the region, the mask pattern is formed to have an appropriate length. In this embodiment, the post-development resist pattern 17 in the LDD structure formation region is compared with the post-development resist pattern 1710a to 1712a in the GOLD structure formation region.
The case where the dimension of the tapered region in 13a is small is illustrated. One of the developed resist patterns 1
Since 714a to 1715a are resist patterns for simply forming electrodes, the tapered region does not exist and a rectangular resist pattern is formed (FIG. 13).
-B).

【0139】次に前記現像後レジストパターン1710
a〜1715aをマスクに、第1のドライエッチング処
理を行う。この所定時間のドライエッチング処理によ
り、GOLD構造形成領域の現像後レジストパターン1
710a〜1712a及びLDD構造形成領域の現像後
レジストパターン1713aをマスクとしてエッチング
した結果、ゲート電極端部に近付く程、ゲート電極膜厚
の薄くなる構造のテーパー形状領域を有したゲート電極
1717〜1720が形成される。この際、ゲート電極
1717〜1720のテーパー形状領域の残膜厚は、初
期膜厚400nmの5〜30%程度(好ましくは7〜8
%程度、30nm程度)になる様にエッチング処理され
る。一方の矩形形状の現像後レジストパターン1714
a〜1715aをマスクとしてドライエッチングした結
果、矩形形状の電極1721〜1722が形成される。
尚、ドライエッチング工程に於けるレジストパターンの
形状は、現像後レジストパターン1710a〜1715
aからドライエッチング後レジストパターン1710b
〜1715bの形状に変化している。また、ゲート電極
1717〜1720及び電極1721〜1722から露
出した領域の酸化窒化シリコン膜から成るゲート絶縁膜
1708は、ドライエッチングにより薄くなった形状の
ゲート絶縁膜1716に変化している(図14−A)。
Next, the post-development resist pattern 1710
A first dry etching process is performed using masks a to 1715a. The resist pattern 1 after development in the GOLD structure forming region is obtained by the dry etching process for the predetermined time.
As a result of etching using the resist pattern 1713a after development of the regions 710a to 1712a and the LDD structure forming region as a mask, the gate electrodes 1717 to 1720 having a tapered region having a structure in which the gate electrode becomes thinner toward the end of the gate electrode are formed. It is formed. At this time, the remaining film thickness of the tapered region of the gate electrodes 1717 to 1720 is about 5 to 30% of the initial film thickness of 400 nm (preferably 7 to 8%).
%, About 30 nm). One rectangular post-development resist pattern 1714
As a result of dry etching using a to 1715a as a mask, rectangular electrodes 1721 to 1722 are formed.
The shape of the resist pattern in the dry etching process is determined by the post-development resist patterns 1710a to 1715a.
a after dry etching resist pattern 1710b
~ 1515b. Further, the gate insulating film 1708 made of the silicon oxynitride film in a region exposed from the gate electrodes 1717 to 1720 and the electrodes 1721 to 1722 has been changed to a gate insulating film 1716 thinned by dry etching (FIG. 14-). A).

【0140】次に、ゲート電極1717〜1720及び
電極1721〜1722をマスクに、第1のイオン注入
処理であるn型不純物の高濃度イオン注入を行う。半導
体層1703〜1705に於いて、GOLD構造形成領
域のゲート電極1717〜1719の外側に対応する領
域にソース及びドレイン領域となる高濃度不純物領域
(n+領域)1723〜1725が形成され、ゲート電
極膜厚の薄い前記テーパー形状領域に対応する領域に
は、低濃度不純物領域(n−領域)1728〜1730
が形成される。また、半導体層1706に於いて、LD
D構造形成領域のゲート電極1720の外側に対応する
領域にソース及びドレイン領域となる高濃度不純物領域
(n+領域)1726が形成され、ゲート電極膜厚の薄
い前記テーパー形状領域に対応する領域には、低濃度不
純物領域(n−領域)1731が形成される。一方、保
持容量1805の領域である半導体層1707に於い
て、電極1721の外側に対応する領域には高濃度不純
物領域(n+領域)1727のみが形成される。この
際、イオン注入条件はn型不純物としてリン(P)を用
い、ドーズ量が5×1014〜5×1015atoms/cm2及び
加速電圧が60〜100kVの条件で処理した。また注
入される実際の不純物濃度は、高濃度不純物領域(n+
領域)1723〜1726で1×1020〜1×1022at
oms/cm3程度、低濃度不純物領域(n−領域)1728
〜1731で1×1018〜1×1019atoms/cm 3程度で
ある(図14−A)。
Next, the gate electrodes 1717 to 1720 and
First ion implantation using electrodes 1721 to 1722 as a mask
A high concentration ion implantation of an n-type impurity, which is a process, is performed. Semiconduct
In the body layers 1703 to 1705, the GOLD structure formation region
Region corresponding to the region outside the gate electrodes 1717 to 1719
High-concentration impurity regions that become source and drain regions in the region
(N + region) 1723 to 1725 are formed, and
In a region corresponding to the tapered region having a very small thickness
Are low-concentration impurity regions (n-regions) 1728 to 1730
Is formed. In the semiconductor layer 1706, LD
Corresponding to the outside of the gate electrode 1720 in the D structure formation region
High-concentration impurity regions that serve as source and drain regions
(N + region) 1726 is formed, and the gate electrode is thin.
Area corresponding to the tapered area,
A pure region (n-region) 1731 is formed. On the other hand,
In the semiconductor layer 1707 which is a region of the capacitance 1805
Therefore, the region corresponding to the outside of the electrode 1721 has a high impurity concentration.
Only the object region (n + region) 1727 is formed. this
At this time, phosphorus (P) is used as an ion implantation condition as an n-type impurity.
The dose is 5 × 1014~ 5 × 10Fifteenatoms / cmTwoas well as
The processing was performed under the conditions of an acceleration voltage of 60 to 100 kV. Also note
The actual impurity concentration to be introduced is a high concentration impurity region (n +
1 × 10 in 1723-172620~ 1 × 10twenty twoat
oms / cmThreeDegree, low concentration impurity region (n-region) 1728
1 × 10 for ~ 173118~ 1 × 1019atoms / cm ThreeAbout
(FIG. 14-A).

【0141】次に、第2のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、GO
LD構造形成領域に於けるゲート電極1717〜171
9の端部の前記テーパー形状領域はエッチングされ、テ
ーパー形状領域のエッチング残膜厚は更に薄くなり、テ
ーパー形状領域の端部は後退し、ゲート電極1732〜
1734が形成される。そして前記低濃度不純物領域
(n−領域)1728〜1730は、ゲート電極173
2〜1734とオーバーラップしているLov領域172
8a〜1730aとオーバーラップしていないLoff領
域1728b〜1730bに区分される。LDD構造形
成領域に於けるゲート電極1720の前記テーパー形状
領域も、GOLD構造形成領域の場合と同様にドライエ
ッチングされ、エッチング残膜であるテーパー形状領域
を有するゲート電極1735が形成される。一方の矩形
形状の電極1721〜1722も同様にドライエッチン
グ処理が行われ、電極1736〜1737が形成される
が、電極の形状に大きな変化は認められない。この後、
ゲート電極1732〜1735及び電極1736〜17
37のドライエッチングマスクである不要なレジストパ
ターンは、除去される(図14−B)。もちろん、前記
高濃度イオン注入の前に、不要なレジストパターンを除
去してもよい。
Next, a second dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, GO
Gate electrodes 1717 to 171 in LD structure forming region
The tapered region at the end of No. 9 is etched, the remaining film thickness of the tapered region is further reduced, the end of the tapered region is receded, and the gate electrodes 1732 to 1732 are removed.
1734 is formed. The low-concentration impurity regions (n-regions) 1728 to 1730 are connected to the gate electrode 173.
Lov region 172 overlapping with 2-1734
8a to 1730a are divided into Loff areas 1728b to 1730b which do not overlap with each other. The tapered region of the gate electrode 1720 in the LDD structure forming region is also dry-etched as in the case of the GOLD structure forming region, and a gate electrode 1735 having a tapered region that is an etching remaining film is formed. Similarly, dry etching is performed on the rectangular electrodes 1721 to 1722 to form the electrodes 1736 to 1737, but no significant change in the shape of the electrodes is observed. After this,
Gate electrodes 1732 to 1735 and electrodes 1736 to 17
Unnecessary resist patterns which are the 37 dry etching masks are removed (FIG. 14-B). Of course, an unnecessary resist pattern may be removed before the high-concentration ion implantation.

【0142】次に、LDD構造形成領域に於ける前記ゲ
ート電極1735のエッチング残膜であるテーパー形状
領域が残存している為、前記テーパー形状領域を選択的
に除去する必要がある。この為、LDD構造形成領域の
みを開口する様に、新規にレジストパターン1739〜
1742を形成する(図15−A)。
Next, since the tapered region which is the remaining film of the etching of the gate electrode 1735 in the LDD structure forming region remains, it is necessary to selectively remove the tapered region. Therefore, a new resist pattern 1739 to 1739 is formed so as to open only the LDD structure forming region.
1742 is formed (FIG. 15-A).

【0143】次に、第3のドライエッチング処理を行
う。この所定時間のドライエッチング処理により、LD
D構造形成領域に於けるゲート電極1735の前記テー
パー形状領域は選択的にエッチング除去され、矩形形状
のゲート電極1743が形成される。この結果、半導体
層1706に形成された低濃度不純物領域(n−領域)
1731とゲート電極1743はオーバーラップしない
構造となり、LDD構造トランジスタが形成される。こ
の後、ドライエッチングマスクである前記レジストパタ
ーン1739〜1742は、除去される(図15−
B)。
Next, a third dry etching process is performed. By the dry etching process for this predetermined time, LD
The tapered region of the gate electrode 1735 in the D structure formation region is selectively etched away to form a rectangular gate electrode 1743. As a result, the low concentration impurity region (n-region) formed in the semiconductor layer 1706
1731 and the gate electrode 1743 do not overlap each other, and an LDD transistor is formed. Thereafter, the resist patterns 1739 to 1742 which are dry etching masks are removed (FIG. 15-).
B).

【0144】次に、駆動回路1806に於けるpチャネ
ル型TFT1802の領域と画素領域1807に於ける
保持容量1805の領域をレジスト開口させる為の新規
のフォトリソグラフィ処理をおこない、レジストパター
ン1744〜1746を形成する(図16−A)。
Next, a new photolithography process for opening a resist in the region of the p-channel type TFT 1802 in the driving circuit 1806 and the region of the storage capacitor 1805 in the pixel region 1807 is performed to form resist patterns 1744 to 1746. It is formed (FIG. 16-A).

【0145】前記レジストパターン1744〜1746
をマスクに、第2のイオン注入処理であるp型不純物の
高濃度イオン注入を行う。この際、pチャネル型TFT
1802の領域には、ゲート電極1733をマスクに前
記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素のp型
不純物であるボロン(B)等がイオン注入される。そし
て半導体層1704に於いて、ゲート電極1733の外
側に対応する領域にソース及びドレイン領域となる高濃
度不純物領域(p+領域)1747が形成され、ゲート
電極1733の端部のゲート電極膜厚が薄くなったテー
パー形状領域に対応する領域に低濃度不純物領域(p−
領域)1748が形成される。第2のイオン注入領域に
は、第1のイオン注入により、n型不純物であるリン
(P)が既にイオン注入されているが、p型不純物であ
るボロン(B)の濃度が2×1020〜2×1021atoms/
cm3となる様に高濃度にイオン注入される為、pチャネ
ル型TFT1802のソース及びドレイン領域として機
能することができる。尚、保持容量1805の形成領域
である半導体層1707に於いても、電極1736の外
側に対応する領域に高濃度不純物領域(p+領域)17
49が形成され、構造的にはシングルドレイン構造のp
チャネル型多結晶シリコンTFTと同様の構造が形成さ
れるが、保持容量1805として機能する領域である
為、シングルドレイン構造多結晶シリコンTFTにはな
っていない(図16−A)。
The resist patterns 1744 to 1746
Is used as a mask, high-concentration ion implantation of p-type impurities as a second ion implantation process is performed. At this time, a p-channel TFT
In a region 1802, boron (B) or the like, which is a p-type impurity of an impurity element imparting a conductivity type opposite to the one conductivity type, is ion-implanted using the gate electrode 1733 as a mask. Then, in the semiconductor layer 1704, a high-concentration impurity region (p + region) 1747 serving as a source and a drain region is formed in a region corresponding to the outside of the gate electrode 1733, and the gate electrode film at the end of the gate electrode 1733 is thin. The low concentration impurity region (p-
A region 1748 is formed. Although phosphorus (P) as an n-type impurity has already been ion-implanted into the second ion-implanted region by the first ion implantation, the concentration of boron (B) as a p-type impurity is 2 × 10 20. ~ 2 × 10 21 atoms /
Since ions are implanted at a high concentration so as to become cm 3 , it can function as the source and drain regions of the p-channel TFT 1802. Note that also in the semiconductor layer 1707 where the storage capacitor 1805 is formed, the high-concentration impurity region (p + region) 17 is formed in a region corresponding to the outside of the electrode 1736.
49 are formed, and the p of a single drain structure is structurally formed.
Although a structure similar to that of the channel-type polycrystalline silicon TFT is formed, it is not a single-drain polycrystalline silicon TFT because the region functions as a storage capacitor 1805 (FIG. 16A).

【0146】次に前記レジストパターン1744〜17
46を除去した後、プラズマCVD法により150nm
厚の酸化窒化シリコン膜から成る第1の層間絶縁膜17
50を堆積させる。更に、半導体層1703〜1707
に注入された不純物元素(n型不純物とp型不純物)を
熱活性化処理する為、550℃で4時間の熱アニール処
理を行う。尚、本実施例では、不純物元素の熱活性化処
理と同時に、オフ電流値の低下と電界効果移動度の向上
を目的として、半導体層1703〜1707を結晶化す
る際に使用した触媒のニッケル(Ni)を不純物領域1
723〜1727に含まれている高濃度のリン(P)で
ゲッタリングしている。このゲッタリング処理により、
チャネル形成領域となる半導体層中のニッケル(Ni)
濃度の低減を達成している。この方法で製造したチャネ
ル形成領域を有する多結晶シリコンTFTは、結晶性が
良好な為、高い電界効果移動度を有し、オフ電流値の低
下等の良好な電気特性を示すことができる。前記熱活性
化処理は、第1の層間絶縁膜1750を堆積する前に行
っても構わないが、ゲート電極1732〜1734,1
743と電極1736〜1737の配線材料の耐熱性が
弱い場合には、本実施例の様に、層間絶縁膜を堆積した
後に熱活性化処理を行う方が望ましい。次に水素を3%
含有する窒素雰囲気中で410℃で1時間の水素化処理
を行うことにより、半導体層1703〜1707のダン
グリングボンドを終端させる(図16−B)。
Next, the resist patterns 1744 to 1744
After removing 46, 150 nm by plasma CVD method.
First interlayer insulating film 17 made of a thick silicon oxynitride film
Deposit 50. Further, the semiconductor layers 1703 to 1707
In order to thermally activate the impurity elements (n-type impurities and p-type impurities) implanted into the semiconductor substrate, thermal annealing is performed at 550 ° C. for 4 hours. Note that in this embodiment, at the same time as the thermal activation treatment of the impurity element, nickel (a catalyst used when crystallizing the semiconductor layers 1703 to 1707 for the purpose of lowering the off-current value and improving the field-effect mobility) was used. Ni) in the impurity region 1
Gettering is performed with a high concentration of phosphorus (P) contained in 723 to 1727. With this gettering process,
Nickel (Ni) in a semiconductor layer to be a channel formation region
A reduction in concentration has been achieved. A polycrystalline silicon TFT having a channel formation region manufactured by this method has good crystallinity, has high field-effect mobility, and can exhibit good electric characteristics such as a decrease in off-current value. The thermal activation treatment may be performed before depositing the first interlayer insulating film 1750, but the gate electrodes 1732 to 1734, 1
When the heat resistance of the wiring material of the electrode 743 and the electrodes 1736 to 1737 is weak, it is preferable to perform the thermal activation treatment after depositing the interlayer insulating film as in this embodiment. Then 3% hydrogen
Dangling bonds of the semiconductor layers 1703 to 1707 are terminated by performing hydrogenation treatment at 410 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere containing the dangling bonds (FIG. 16-B).

【0147】次に酸化窒化シリコン膜から成る第1の層
間絶縁膜1750の上に、1.6μm厚のアクリル樹脂
膜から成る有機絶縁材料の第2の層間絶縁膜1751を
成膜する。その後、フォトリソグラフィ処理とドライエ
ッチング処理により、第2の層間絶縁膜1751にコン
タクトホールを形成する。この際、このコンタクトホー
ルは、ソース配線として機能する電極1737と不純物
領域1723,1725,1726,1747,174
9に接続する様に形成される(図17−A)。
Next, a second interlayer insulating film 1751 made of an organic insulating material made of an acrylic resin film having a thickness of 1.6 μm is formed on the first interlayer insulating film 1750 made of a silicon oxynitride film. After that, a contact hole is formed in the second interlayer insulating film 1751 by photolithography and dry etching. At this time, the contact hole is formed between the electrode 1737 functioning as a source wiring and the impurity regions 1723, 1725, 1726, 1747, 174.
9 (FIG. 17-A).

【0148】次に、駆動回路1806の不純物領域17
23,1725,1747と電気的に接続する為の金属
配線1752〜1757を形成する。また前記金属配線
1752〜1757と同時に、画素領域1807の接続
電極1758,1760,1761とゲート配線175
9を形成する。尚、金属配線材料は、50nm厚のTi
膜と500nm厚のAl−Ti合金膜の積層膜で構成さ
れている。接続電極1758は、不純物領域1726を
介して、ソース配線として機能する電極1737と画素
TFT1804を電気的に接続する為に形成されてい
る。接続電極1760は、画素TFT1804の不純物
領域1726と電気的に接続されており、接続電極17
61は保持容量1805の不純物領域1749と電気的
に接続されている。ゲート配線1759は、画素TFT
1804の複数のゲート電極1743を電気的に接続す
る為に形成されている。次に、ITO(Indium-Ti-Oxid
e)等の透明導電膜を80〜120nmの厚さで堆積
し、フォトリソグラフィ処理とエッチング処理により、
画素電極1762を形成する。画素電極1762は、接
続電極1760を介して、画素TFT1804のソース
ドレイン領域である不純物領域1726と電気的に接続
されており、更に接続電極1761を介して、保持容量
1805の不純物領域1749と電気的に接続される
(図17−B)。
Next, the impurity region 17 of the driving circuit 1806
23, 1725, and 1747 are formed with metal wirings 1752 to 1775 for electrical connection. The connection electrodes 1758, 1760, and 1761 of the pixel area 1807 and the gate wiring 175 are simultaneously formed at the same time as the metal wirings 1752-1775.
9 is formed. The metal wiring material is a 50 nm thick Ti.
It is composed of a laminated film of a film and a 500 nm thick Al-Ti alloy film. The connection electrode 1758 is formed to electrically connect the electrode 1737 functioning as a source wiring to the pixel TFT 1804 through the impurity region 1726. The connection electrode 1760 is electrically connected to the impurity region 1726 of the pixel TFT 1804.
Reference numeral 61 is electrically connected to the impurity region 1749 of the storage capacitor 1805. The gate wiring 1759 is a pixel TFT
It is formed to electrically connect a plurality of gate electrodes 1743 of 1804. Next, ITO (Indium-Ti-Oxid
e) A transparent conductive film such as e) is deposited to a thickness of 80 to 120 nm, and is subjected to a photolithography process and an etching process.
A pixel electrode 1762 is formed. The pixel electrode 1762 is electrically connected to an impurity region 1726 which is a source / drain region of the pixel TFT 1804 via a connection electrode 1760, and is electrically connected to an impurity region 1749 of the storage capacitor 1805 via the connection electrode 1761. (FIG. 17-B).

【0149】以上の製造工程により、nチャネル型TF
T1801とpチャネル型TFT1802とnチャネル
型TFT1803を含有している駆動回路1806と、
画素TFT1804と保持容量1805を含有している
画素領域1807で構成される液晶ディスプレイを製造
することができる。
Through the above manufacturing steps, the n-channel type TF
A driver circuit 1806 including a T1801, a p-channel TFT 1802, and an n-channel TFT 1803;
A liquid crystal display including a pixel region 1807 including a pixel TFT 1804 and a storage capacitor 1805 can be manufactured.

【0150】(実施例3)本発明を適用して、様々な電
気光学装置(アクティブマトリクス型液晶表示装置、ア
クティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス
型EC表示装置)を作製することができる。即ち、それ
ら電気光学装置を表示部に組み込んださまざまな電子機
器に本発明を適用できる。
(Embodiment 3) By applying the present invention, various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display device, active matrix light emitting device, active matrix EC display device) can be manufactured. That is, the invention can be applied to various electronic apparatuses in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.

【0151】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウント
ディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲ
ーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携
帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電
子書籍等)などが挙げられる。それらの例を図18、図
19及び図20に示す。
Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector, a head-mounted display (goggle type display), a car navigation, a car stereo, a personal computer, a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, etc.). ). Examples of these are shown in FIGS. 18, 19 and 20.

【0152】図18(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体3001、画像入力部3002、表示部30
03、キーボード3004等を含む。本発明を表示部3
003に適用することができる。
FIG. 18A shows a personal computer, which includes a main body 3001, an image input section 3002, and a display section 30.
03, a keyboard 3004 and the like. Display unit 3 of the present invention
003 can be applied.

【0153】図18(B)はビデオカメラであり、本体
3101、表示部3102、音声入力部3103、操作
スイッチ3104、バッテリー3105、受像部310
6等を含む。本発明を表示部3102に適用することが
できる。
FIG. 18B shows a video camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, an audio input portion 3103, operation switches 3104, a battery 3105, and an image receiving portion 310.
6 and so on. The present invention can be applied to the display portion 3102.

【0154】図18(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体3201、カメラ部
3202、受像部3203、操作スイッチ3204、表
示部3205等を含む。本発明は表示部3205に適用
できる。
FIG. 18C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 3201, a camera section 3202, an image receiving section 3203, operation switches 3204, a display section 3205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3205.

【0155】図18(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体3301、表示部3302、アーム部330
3等を含む。本発明は表示部3302に適用することが
できる。
FIG. 18D shows a goggle type display, which includes a main body 3301, a display section 3302, and an arm section 330.
3 and so on. The present invention can be applied to the display portion 3302.

【0156】図18(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体3401、表示部3402、スピーカ部340
3、記録媒体3404、操作スイッチ3405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部3402に適用
することができる。
FIG. 18E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 3401, a display portion 3402, and a speaker portion 340.
3, a recording medium 3404, an operation switch 3405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 3402.

【0157】図18(F)はデジタルカメラであり、本
体3501、表示部3502、接眼部3503、操作ス
イッチ3504、受像部(図示しない)等を含む。本発
明を表示部3502に適用することができる。
FIG. 18F shows a digital camera, which includes a main body 3501, a display section 3502, an eyepiece section 3503, operation switches 3504, an image receiving section (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 3502.

【0158】図19(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置3601、スクリーン3602等を含
む。本発明は投射装置3601の一部を構成する液晶表
示装置3808やその他の駆動回路に適用することがで
きる。
FIG. 19A shows a front type projector, which includes a projection device 3601, a screen 3602, and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 3808 forming a part of the projection device 3601 and other driving circuits.

【0159】図19(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体3701、投射装置3702、ミラー370
3、スクリーン3704等を含む。本発明は投射装置3
702の一部を構成する液晶表示装置3808やその他
の駆動回路に適用することができる。
FIG. 19B shows a rear projector, which includes a main body 3701, a projection device 3702, and a mirror 370.
3, including a screen 3704 and the like. The present invention provides a projection device 3
The present invention can be applied to a liquid crystal display device 3808 which constitutes a part of the LCD 702 and other driving circuits.

【0160】なお、図19(C)は、図19(A)及び
図19(B)中における投射装置3601、3702の
構造の一例を示した図である。投射装置3601、37
02は、光源光学系3801、ミラー3802、380
4〜3806、ダイクロイックミラー3803、プリズ
ム3807、液晶表示装置3808、位相差板380
9、投射光学系3810で構成される。投射光学系38
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図19(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
FIG. 19C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 3601 and 3702 in FIGS. 19A and 19B. Projection devices 3601, 37
02 denotes a light source optical system 3801, mirrors 3802, 380
4 to 3806, dichroic mirror 3803, prism 3807, liquid crystal display device 3808, retardation plate 380
9. It is composed of a projection optical system 3810. Projection optical system 38
Reference numeral 10 denotes an optical system including a projection lens. In this embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in an optical path indicated by an arrow in FIG. Good.

【0161】また、図19(D)は、図19(C)中に
おける光源光学系3801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3801は、リフレクタ
ー3811、光源3812、レンズアレイ3813、3
814、偏光変換素子3815、集光レンズ3816で
構成される。なお、図19(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。
FIG. 19D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 3801 in FIG. 19C. In this embodiment, the light source optical system 3801 includes a reflector 3811, a light source 3812, a lens array 3813,
814, a polarization conversion element 3815, and a condenser lens 3816. Note that the light source optical system shown in FIG. 19D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.

【0162】ただし、図19に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は
図示していない。
However, in the projector shown in FIG. 19, a case where a transmissive electro-optical device is used is shown, and an application example of a reflective electro-optical device and a light emitting device is not shown.

【0163】図20(A)は携帯電話であり、本体39
01、音声出力部3902、音声入力部3903、表示
部3904、操作スイッチ3905、アンテナ3906
等を含む。本発明を表示部3904に適用することがで
きる。
FIG. 20A shows a mobile phone, and the main body 39 is provided.
01, audio output unit 3902, audio input unit 3903, display unit 3904, operation switch 3905, antenna 3906
And so on. The present invention can be applied to the display portion 3904.

【0164】図20(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体4001、表示部4002、4003、記憶媒
体4004、操作スイッチ4005、アンテナ4006
等を含む。本発明は表示部4002、4003に適用す
ることができる。
FIG. 20B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 4001, display portions 4002 and 4003, a storage medium 4004, operation switches 4005, and an antenna 4006.
And so on. The present invention can be applied to the display portions 4002 and 4003.

【0165】図20(C)はディスプレイであり、本体
4101、支持台4102、表示部4103等を含む。
本発明は表示部4103に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。
FIG. 20C shows a display, which includes a main body 4101, a support 4102, a display portion 4103, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 4103. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).

【0166】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、さまざま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形態1乃至5およ
び実施例1〜2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 various fields. Further, the electronic apparatus of this embodiment can be realized by using any combination of the first to fifth embodiments and the first and second embodiments.

【0167】[0167]

【発明の効果】本発明は、マスクパターンに光強度低減
機能を有する補助パターンを設置したゲート電極形成用
フォトマスクまたはレチクルをフォトリソグラフィ工程
に適用することにより、エッチング及びイオン注入工程
を通し、簡単にGOLD構造トランジスタから成る半導
体装置を製造可能とするものであり、半導体装置の性能
向上と製造原価の低減に極めて有効である。
According to the present invention, a photomask or a reticle for forming a gate electrode, in which an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is provided in a mask pattern, is applied to a photolithography process. In this case, a semiconductor device comprising a GOLD structure transistor can be manufactured, which is extremely effective for improving the performance of the semiconductor device and reducing the manufacturing cost.

【0168】また、前記GOLD構造トランジスタの製
造に於いては、マスクパターンに設置する光強度低減機
能を有する補助パターンの寸法は任意の長さに設定可能
である為、低濃度不純物領域(n−領域)のチャネル方
向寸法も任意の長さに形成でき、GOLD構造トランジ
スタの性能の向上に極めて有効である。
In the manufacture of the GOLD structure transistor, the size of the auxiliary pattern having the light intensity reducing function provided on the mask pattern can be set to an arbitrary length. The region in the channel direction can be formed to have an arbitrary length, which is extremely effective for improving the performance of the GOLD structure transistor.

【0169】また、前記ゲート電極形成用フォトマスク
またはレチクルを利用した半導体装置の製造に於いて、
イオン注入工程からのプロセスの変更により、オフ電流
値の抑制効果の大きいLDD構造とホットキャリア対策
効果の大きいGOLD構造トランジスタ、シングルドレ
イン構造のトランジスタを回路毎に別々に形成可能であ
る為、半導体装置の原価の低減と性能の向上に極めて有
効である。
In the manufacture of a semiconductor device using the photomask or reticle for forming a gate electrode,
By changing the process from the ion implantation step, an LDD structure having a large effect of suppressing an off-current value, a GOLD structure transistor having a large effect against hot carriers, and a transistor having a single drain structure can be formed separately for each circuit. This is extremely effective in reducing the cost and improving the performance.

【0170】また、前記ゲート電極形成用フォトマスク
またはレチクルを利用した半導体装置の製造に於いて、
任意のマスクパターンに光強度低減機能を有する補助パ
ターンを設置することにより、半導体装置の回路毎にシ
ングルドレイン構造とGOLD構造及びLDD構造のト
ランジスタを別々に形成可能である為、半導体装置の性
能の向上に極めて有効である。
In the manufacture of a semiconductor device using the photomask or reticle for forming a gate electrode,
By providing an auxiliary pattern having a light intensity reducing function on an arbitrary mask pattern, a transistor having a single drain structure, a GOLD structure, and a transistor having an LDD structure can be separately formed for each circuit of the semiconductor device. It is extremely effective for improvement.

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

【図1】回折格子パターンまたは半透膜から成る光強度
低減機能を有する補助パターンを設置したゲート電極形
成用フォトマスクまたはレチクルのマスクパターン構
成。
FIG. 1 shows a mask pattern configuration of a gate electrode forming photomask or reticle provided with a diffraction grating pattern or an auxiliary pattern having a light intensity reducing function formed of a semi-permeable film.

【図2】光強度低減機能を有する補助パターンを設置し
たゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを利用
したGOLD構造多結晶シリコンTFTの形成法。
FIG. 2 shows a method of forming a GOLD structure polycrystalline silicon TFT using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【図3】光強度低減機能を有する補助パターンを設置し
たゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを利用
したGOLD構造及びLDD構造とシングルドレイン構
造多結晶シリコンTFTの回路毎形成法。
FIG. 3 shows a method of forming a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure polycrystalline silicon TFT using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【図4】液晶ディスプレイ全体の回路構成。FIG. 4 is a circuit configuration of the entire liquid crystal display.

【図5】光強度低減機能を有する補助パターンを設置し
たゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを利用
した液晶ディスプレイ製造法(1)。
FIG. 5 shows a liquid crystal display manufacturing method (1) using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【図6】光強度低減機能を有する補助パターンを設置し
たゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを利用
した液晶ディスプレイ製造法(2)。
FIG. 6 shows a liquid crystal display manufacturing method (2) using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【図7】光強度低減機能を有する補助パターンを設置し
たゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを利用
した液晶ディスプレイ製造法(3)。
FIG. 7 shows a method of manufacturing a liquid crystal display using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (3).

【図8】光強度低減機能を有する補助パターンを設置し
たゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを利用
した液晶ディスプレイ製造法(4)。
FIG. 8 shows a method of manufacturing a liquid crystal display using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (4).

【図9】 光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルのマ
スクパターン構成。
FIG. 9 shows a mask pattern configuration of a gate electrode forming photomask or a reticle provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【図10】 光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを適
用したGOLD構造多結晶シリコンTFTの形成法。
FIG. 10 illustrates a method for forming a GOLD structure polycrystalline silicon TFT using a photomask or reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【図11】 光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを適
用したGOLD構造とLDD構造とシングルドレイン構
造多結晶シリコンTFTの回路毎形成法。
FIG. 11 shows a method of forming a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure polycrystalline silicon TFT using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【図12】 光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを適
用したGOLD構造とLDD構造とシングルドレイン構
造多結晶シリコンTFTの回路毎形成法(簡便プロセ
ス)。
FIG. 12 shows a method of forming a GOLD structure, an LDD structure, and a single-drain structure polycrystalline silicon TFT using a photomask or reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (simple process).

【図13】 光強度低減機能を有する補助パターンを設
置したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを
適用した液晶ディスプレイ製造法(1)。
FIG. 13 shows a method of manufacturing a liquid crystal display using a photomask or reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (1).

【図14】 光強度低減機能を有する補助パターンを設
置したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを
適用した液晶ディスプレイ製造法(2)。
FIG. 14 shows a method of manufacturing a liquid crystal display using a photomask or reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (2).

【図15】 光強度低減機能を有する補助パターンを設
置したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを
適用した液晶ディスプレイ製造法(3)。
FIG. 15 shows a method of manufacturing a liquid crystal display using a photomask or reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (3).

【図16】 光強度低減機能を有する補助パターンを設
置したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを
適用した液晶ディスプレイ製造法(4)。
FIG. 16 shows a method of manufacturing a liquid crystal display using a photomask or reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (4).

【図17】光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを適
用した液晶ディスプレイ製造法(5)。
FIG. 17 shows a liquid crystal display manufacturing method (5) in which a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function is applied.

【図18】半導体装置の例を説明する図。FIG. 18 illustrates an example of a semiconductor device.

【図19】半導体装置の例を説明する図。FIG. 19 illustrates an example of a semiconductor device.

【図20】半導体装置の例を説明する図。FIG. 20 illustrates an example of a semiconductor device.

【図21】光強度低減機能を有する補助パターンを設置
したゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルを利
用したGOLD構造及びLDD構造とシングルドレイン
構造多結晶シリコンTFTの回路毎形成法。
FIG. 21 shows a method of forming a GOLD structure, an LDD structure, and a single drain structure polycrystalline silicon TFT using a photomask or a reticle for forming a gate electrode provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 :ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル 102 :遮光部 103 :スリット部(回折格子パターン) 104 :透光部 105 :ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル 106 :遮光部 107 :スリット部(回折格子パターン) 108 :透光部 109 :光強度分布 110 :ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル 111 :遮光部 112 :半透光部(半透膜) 113 :透光部 114 :光強度分布 201 :ガラス基板 202 :多結晶シリコン膜 203a:ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 203b:ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 204a:ゲート電極膜 204b:ゲート電極 205a:現像後レジストパターン 205b:ドライエッチング後レジストパターン 206 :高濃度不純物領域(n+領域) 207 :低濃度不純物領域(n−領域) 301 :ガラス基板 302 :多結晶シリコン膜 303 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 304 :ゲート電極膜 305 :現像後レジストパターン 306 :現像後レジストパターン 307 :ドライエッチング後レジストパターン 308 :ゲート電極 309 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 310 :ドライエッチング後レジストパターン 311 :ゲート電極 312 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 313 :低濃度不純物領域(n−領域) 314 :低濃度不純物領域(n−領域) 315 :レジストパターン 316 :高濃度不純物領域(n+領域) 317 :低濃度不純物領域(n−領域) 318 :高濃度不純物領域(n+領域) 319 :低濃度不純物領域(n−領域) 320 :高濃度不純物領域(n+領域) 401 :GOLD構造形成領域 402 :LDD構造形成領域 403 :シングルドレイン構造形成領域 501 :画素領域 502 :シフトレジスタ回路 503 :レベルシフタ回路 504 :バッファ回路 505 :サンプリング回路 506 :シフトレジスタ回路 507 :レベルシフタ回路 508 :バッファ回路 601 :ガラス基板 602 :下地膜 602a:第1層目の酸化窒化シリコン膜 602b:第2層目の酸化窒化シリコン膜 603 〜607 :半導体層 608 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 609 :ゲート電極膜(TaN膜) 610a〜615a:現像後レジストパターン 610b〜615b:ドライエッチング後レジストパターン 616 :ゲート絶縁膜 617 〜622 :ゲート電極 623 〜627 :低濃度不純物領域(n−領域) 628 :レジストパターン 629 〜633 :高濃度不純物領域(n+領域) 634 〜637 :低濃度不純物領域(n−領域) 638 〜640 :レジストパターン 641 〜642 :高濃度不純物領域(n+領域) 643 〜644 :低濃度不純物領域(n−領域) 645 :第1の層間絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 646 :第2の層間絶縁膜(アクリル樹脂膜) 647 〜652 :金属配線 653 :接続電極 654 :ゲート配線 655 〜656 :接続電極 657 :画素電極(ITO等) 701 :nチャネル型TFT 702 :pチャネル型TFT 703 :nチャネル型TFT 704 :画素TFT 705 :保持容量 706 :駆動回路 707 :画素領域 901 :ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル 902 :遮光部 903 :スリット部(回折格子パターン) 904 :透光部 905 :ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル 906 :遮光部 907 :スリット部(回折格子パターン) 908 :透光部 909 :光強度分布 910 :ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル 911 :遮光部 912 :半透光部(半透膜) 913 :透光部 914 :光強度分布 1001 :ガラス基板 1002 :多結晶シリコン膜 1003 :ゲート絶縁膜 1004 :ゲート電極膜 1005 :現像後レジストパターン 1006 :ドライエッチング後レジストパターン 1007 :ゲート電極(第1のドライエッチング処理後) 1008 :ゲート絶縁膜(第1のドライエッチング処理
後) 1009 :高濃度不純物領域(n+領域) 1010 :低濃度不純物領域(n−領域) 1010a:Lov領域 1010b:Loff領域 1011 :ゲート電極(第2のドライエッチング処理後) 1012 :ゲート絶縁膜(第2のドライエッチング処理
後) 1101 :ガラス基板 1102 :多結晶シリコン膜 1103 :ゲート絶縁膜 1104 :ゲート電極膜 1105 〜1107 :現像後レジストパターン 1108 〜1110 :ドライエッチング後レジストパターン 1111 〜1113 :ゲート電極(第1のドライエッチング処
理後) 1114 〜1116 :ゲート絶縁膜(第1のドライエッチング
処理後) 1117 :高濃度不純物領域(n+領域) 1118 :低濃度不純物領域(n−領域) 1118a:Lov領域 1118b:Loff領域 1119 :高濃度不純物領域(n+領域) 1120 :低濃度不純物領域(n−領域) 1121 :高濃度不純物領域(n+領域) 1122 〜1124 :ゲート電極(第2のドライエッチング処
理後) 1125 〜1127 :レジストパターン 1128 :ゲート電極(第3のドライエッチング処理後) 1201 :ガラス基板 1202 :多結晶シリコン膜 1203 :ゲート絶縁膜 1204 :ゲート電極膜 1205 〜1207 :現像後レジストパターン 1208 〜1210 :ドライエッチング後レジストパターン 1211 〜1213 :ゲート電極(第1のドライエッチング処
理後) 1214 〜1216 :ゲート絶縁膜(第1のドライエッチング
処理後) 1217 :高濃度不純物領域(n+領域)1218 :低
濃度不純物領域(n−領域) 1218a:Lov領域 1218b:Loff領域 1219 :高濃度不純物領域(n+領域) 1220 :低濃度不純物領域(n−領域) 1221 :高濃度不純物領域(n+領域) 1222 〜1224 :ゲート電極(第2のドライエッチング処
理後) 1301 :ガラス基板 1302 :多結晶シリコン膜 1303 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 1304 :ゲート電極膜 1305 :現像後レジストパターン 1306 :現像後レジストパターン 1307 :ドライエッチング後レジストパターン 1308 :ゲート電極 1309 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 1310 :ドライエッチング後レジストパターン 1311 :ゲート電極 1312 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 1313 :低濃度不純物領域(n−領域) 1314 :低濃度不純物領域(n−領域) 1315 :レジストパターン 1316 :高濃度不純物領域(n+領域) 1317 :低濃度不純物領域(n−領域) 1318 :高濃度不純物領域(n+領域) 1319 :低濃度不純物領域(n−領域) 1320 :高濃度不純物領域(n+領域) 1401 :GOLD構造形成領域 1402 :LDD構造形成領域 1403 :シングルドレイン構造形成領域 1501 :GOLD構造形成領域 1502 :LDD構造形成領域 1503 :シングルドレイン構造形成領域 1701 :ガラス基板 1702 :下地膜 1702a:第1層目の酸化窒化シリコン膜 1702b:第2層目の酸化窒化シリコン膜 1703 〜1707 :半導体層(多結晶シリコン膜) 1708 :ゲート絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 1709 :ゲート電極膜(TaN膜) 1710a〜1715a:現像後レジストパターン 1710b〜1715b:ドライエッチング後レジストパターン 1716 :ゲート絶縁膜(第1のドライエッチング処理
後) 1717 〜1720 :ゲート電極(第1のドライエッチング処
理後) 1721 〜1722 :電極(第1のドライエッチング処理後) 1723 〜1727 :高濃度不純物領域(n+領域) 1728 〜1731 :低濃度不純物領域(n−領域) 1728a〜1730a:Lov領域 1728b〜1730b:Loff領域 1732 〜1735 : ゲート電極(第2のドライエッチング
処理後) 1736 〜1737 :電極(第2のドライエッチング処理後) 1738 :ゲート絶縁膜(第2のドライエッチング処理
後) 1739 〜1742 :レジストパターン 1743 :ゲート電極(第3のドライエッチング処理後) 1744 〜1746 :レジストパターン 1747 :高濃度不純物領域(p+領域) 1748 :低濃度不純物領域(p−領域) 1749 :高濃度不純物領域(p+領域) 1750 :第1の層間絶縁膜(酸化窒化シリコン膜) 1751 :第2の層間絶縁膜(アクリル樹脂膜) 1752 〜1757 :金属配線 1758 :接続電極 1759 :ゲート配線 1760 〜1761 :接続電極 1762 :画素電極(ITO等) 1801 :nチャネル型TFT 1802 :pチャネル型TFT 1803 :nチャネル型TFT 1804 :画素TFT 1805 :保持容量 1806 :駆動回路 1807 :画素領域
101: Photomask or reticle for forming gate electrode 102: Shielding part 103: Slit part (diffraction grating pattern) 104: Transparent part 105: Photomask or reticle for forming gate electrode 106: Shielding part 107: Slit part (diffraction grating pattern) 108: light transmitting portion 109: light intensity distribution 110: photomask or reticle for forming a gate electrode 111: light shielding portion 112: semi-light transmitting portion (semi-transmitting film) 113: light transmitting portion 114: light intensity distribution 201: glass substrate 202: Polycrystalline silicon film 203a: Gate insulating film (silicon oxynitride film) 203b: Gate insulating film (silicon oxynitride film) 204a: Gate electrode film 204b: Gate electrode 205a: Resist pattern after development 205b: Resist pattern after dry etching 206: high concentration impurity region (n + region) 207: low concentration impurity region (n− region) 301: glass substrate 302: polycrystalline silicon film 303: gate insulation Film (silicon oxynitride film) 304: gate electrode film 305: resist pattern after development 306: resist pattern after development 307: resist pattern after dry etching 308: gate electrode 309: gate insulating film (silicon oxynitride film) 310: dry etching Post-resist pattern 311: gate electrode 312: gate insulating film (silicon oxynitride film) 313: low-concentration impurity region (n-region) 314: low-concentration impurity region (n-region) 315: resist pattern 316: high-concentration impurity region (N + region) 317: low concentration impurity region (n− region) 318: high concentration impurity region (n + region) 319: low concentration impurity region (n− region) 320: high concentration impurity region (n + region) 401: GOLD structure Forming region 402: LDD structure forming region 403: Single drain structure forming region 501: Pixel region 502: Shift register circuit 503: Lucifer circuit 504: Buffer circuit 505: Sampling circuit 506: Shift register circuit 507: Level shifter circuit 508: Buffer circuit 601: Glass substrate 602: Base film 602a: First-layer silicon oxynitride film 602b: Second-layer oxidation Silicon nitride films 603 to 607: semiconductor layer 608: gate insulating film (silicon oxynitride film) 609: gate electrode film (TaN film) 610a to 615a: resist pattern after development 610b to 615b: resist pattern after dry etching 616: gate insulation Films 617-622: Gate electrodes 623-627: Low concentration impurity region (n-region) 628: Resist pattern 629-633: High concentration impurity region (n + region) 634-637: Low concentration impurity region (n-region) 638 640: resist pattern 641 to 642: high concentration impurity region (n + region) 643 to 644: low concentration impurity region (n− region) 645: first interlayer insulating film 646: Second interlayer insulating film (acrylic resin film) 647 to 652: Metal wiring 653: Connection electrode 654: Gate wiring 655 to 656: Connection electrode 657: Pixel electrode (ITO, etc.) 701: N channel Type TFT 702: p-channel type TFT 703: n-channel type TFT 704: pixel TFT 705: storage capacitor 706: drive circuit 707: pixel area 901: photomask or reticle for forming gate electrode 902: light shielding portion 903: slit portion (diffraction portion) Grating pattern) 904: Light transmitting portion 905: Photomask or reticle for forming gate electrode 906: Light shielding portion 907: Slit portion (diffraction grating pattern) 908: Light transmitting portion 909: Light intensity distribution 910: Photomask for forming gate electrode or Reticle 911: Shielding part 912: Semi-transmissive part (semi-transmissive film) 913: Translucent part 914: Light intensity distribution 1001: Glass substrate 1002: Polycrystalline silicon film 1003: Gate insulating film 1004: gate electrode film 1005: resist pattern after development 1006: resist pattern after dry etching 1007: gate electrode (after first dry etching) 1008: gate insulating film (after first dry etching) 1009: high concentration impurity Region (n + region) 1010: low concentration impurity region (n− region) 1010a: Lov region 1010b: Loff region 1011: gate electrode (after the second dry etching process) 1012: gate insulating film (after the second dry etching process) 1101: glass substrate 1102: polycrystalline silicon film 1103: gate insulating film 1104: gate electrode film 1105 to 1107: resist pattern after development 1108 to 1110: resist pattern after dry etching 1111 to 1113: gate electrode (first dry etching) 1114 to 1116: gate insulating film (after first dry etching) 1117: high concentration impurity region (n + 1118: Low concentration impurity region (n− region) 1118a: Lov region 1118b: Loff region 1119: High concentration impurity region (n + region) 1120: Low concentration impurity region (n− region) 1121: High concentration impurity region (n + region) Region) 1122 to 1124: Gate electrode (after second dry etching) 1125 to 1127: Resist pattern 1128: Gate electrode (after third dry etching) 1201: Glass substrate 1202: Polycrystalline silicon film 1203: Gate insulation Film 1204: Gate electrode film 1205 to 1207: Resist pattern after development 1208 to 1210: Resist pattern after dry etching 1211 to 1213: Gate electrode (after first dry etching) 1214 to 1216: Gate insulating film (First dry film) 1217: High concentration impurity region (n + region) 1218: Low concentration impurity region (n− region) 1218a: Lov region 1218b: Loff region 1219: High Concentration impurity region (n + region) 1220: Low concentration impurity region (n− region) 1221: High concentration impurity region (n + region) 1222 to 1224: Gate electrode (after second dry etching process) 1301: Glass substrate 1302: Many Crystal silicon film 1303: Gate insulating film (silicon oxynitride film) 1304: Gate electrode film 1305: Resist pattern after development 1306: Resist pattern after development 1307: Resist pattern after dry etching 1308: Gate electrode 1309: Gate insulating film (oxynitride nitride) 1310: resist pattern after dry etching 1311: gate electrode 1312: gate insulating film (silicon oxynitride film) 1313: low concentration impurity region (n-region) 1314: low concentration impurity region (n-region) 1315: resist Pattern 1316: High concentration impurity region (n + region) 1317: Low concentration impurity region (n− region) 1318: High concentration impurity Region (n + region) 1319: Low concentration impurity region (n− region) 1320: High concentration impurity region (n + region) 1401: GOLD structure formation region 1402: LDD structure formation region 1403: Single drain structure formation region 1501: GOLD structure formation Region 1502: LDD structure formation region 1503: Single drain structure formation region 1701: Glass substrate 1702: Base film 1702a: First layer of silicon oxynitride film 1702b: Second layer of silicon oxynitride film 1703 to 1707: Semiconductor layer (Polycrystalline silicon film) 1708: Gate insulating film (silicon oxynitride film) 1709: Gate electrode film (TaN film) 1710a to 1715a: Post-development resist pattern 1710b to 1715b: Dry etching resist pattern 1716: Gate insulating film (first 1717-1720: Gate electrode (after the first dry etching process) 1721-1722: Electrode (after the first etching process) 1723 to 1727: High-concentration impurity region (n + region) 1728 to 1731: Low-concentration impurity region (n- region) 1728a to 1730a: Lov region 1728b to 1730b: Loff region 1732 to 1735: Gate electrode (No. 2) 1736 to 1737: electrode (after the second dry etching) 1738: gate insulating film (after the second dry etching) 1739 to 1742: resist pattern 1743: gate electrode (the third dry) 1744 to 1746: resist pattern 1747: high concentration impurity region (p + region) 1748: low concentration impurity region (p− region) 1749: high concentration impurity region (p + region) 1750: first interlayer insulating film (after etching) 1751: Second interlayer insulating film (acrylic resin film) 1752 to 1757: Metal wiring 1758: Connection electrode 1759: Gate wiring 1760 to 1761: Connection electrode 1762: Pixel electrode (ITO, etc.) 1801: n-channel type TFT 1802: p-channel type TFT 1803: n-channel type TFT 1804: pixel TFT 1805: storage capacitor 1806: drive circuit 1807: a pixel region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 H01L 29/78 301L 5F140 29/786 301G 21/30 502P 502G Fターム(参考) 2H095 BB02 BC09 2H097 BB01 JA02 JA03 LA12 LA13 4M104 AA09 BB32 CC05 DD37 DD65 DD71 DD91 FF08 GG20 HH20 5F046 AA25 5F110 AA16 BB02 BB04 CC02 DD02 DD03 DD15 DD17 EE01 EE22 EE23 EE28 EE44 FF04 FF12 FF30 GG02 GG13 GG25 GG32 GG45 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL04 HL06 HL07 HL11 HL12 HM15 NN03 NN04 NN22 NN27 NN35 NN73 NN78 PP01 PP03 PP10 PP29 PP34 PP35 QQ02 QQ04 QQ11 QQ24 QQ28 5F140 AA40 BA01 BB15 BD09 BE10 BF01 BF10 BF42 BG30 BG38 BH15 BJ07 BJ11 BJ16 BK01 BK02 BK03 BK06 BK13 CC01 CC09 CC10 CC13 CE13 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 H01L 29/78 301L 5F140 29/786 301G 21/30 502P 502G F-term (Reference) 2H095 BB02 BC09 2H097 BB01 JA02 JA03 LA12 LA13 4M104 AA09 BB32 CC05 DD37 DD65 DD71 DD91 FF08 GG20 HH20 5F046 AA25 5F110 AA16 BB02 BB04 CC02 DD02 DD03 DD15 DD17 EE01 EE22 EE23 EE28 EE44 FF13 J04 FF12 GG13 GG12 GG12 HM15 NN03 NN04 NN22 NN27 NN35 NN73 NN78 PP01 PP03 PP10 PP29 PP34 PP35 QQ02 QQ04 QQ11 QQ24 QQ28 5F140 AA40 BA01 BB15 BD09 BE10 BF01 BF10 BF42 BG30 BG38 BH15 BJ07 BJ11 CC13 BK13 CC01 BK13 CC01

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層上に絶縁膜を介して導電膜を形
成する第1の工程と、前記導電膜上に、回折格子パター
ンを有するフォトマスク又はレチクルを使用して中央部
より端部に膜厚の薄い領域を有するレジストパターンを
形成する第2の工程と、エッチングを行って、中央部よ
り端部に膜厚の薄い領域を有するゲート電極を形成する
第3の工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導
体層に不純物元素を注入して、前記ゲート電極の外側の
第1の不純物領域と、前記ゲート電極の膜厚の薄い領域
と重なる第2の不純物領域とを形成する第4の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first step of forming a conductive film on a semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween; and a step of forming a conductive film on the conductive film from a central portion to an end portion by using a photomask or a reticle having a diffraction grating pattern. A second step of forming a resist pattern having a region with a small thickness, a third step of performing etching to form a gate electrode having a region with a small thickness at an end portion from a central portion, and Forming a first impurity region outside the gate electrode and a second impurity region overlapping a thin film region of the gate electrode by implanting an impurity element into the semiconductor layer using the mask as a mask. Process and
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する第1の工程と、前記導電膜上に、回折格子パタ
ーンを有するフォトマスク又はレチクルを使用して中央
部より端部に膜厚の薄い領域を有するレジストパターン
を形成する第2の工程と、エッチングを行って、中央部
より端部に膜厚の薄い領域を有するゲート電極を形成す
る第3の工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半
導体基板に不純物元素を注入して、前記ゲート電極の外
側の第1の不純物領域と、前記ゲート電極の膜厚の薄い
領域と重なる第2の不純物領域とを形成する第4の工程
と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween, and using a photomask or a reticle having a diffraction grating pattern on the conductive film to move from a central portion to an end portion. A second step of forming a resist pattern having a region with a small thickness, a third step of performing etching to form a gate electrode having a region with a small thickness at an end portion from a central portion, and Forming a first impurity region outside the gate electrode and a second impurity region overlapping a thin film region of the gate electrode by implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the mask as a mask. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 第1の半導体層および第2の半導体層上
に絶縁膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、前記
第1の半導体層の上方の前記導電膜上に矩形状のレジス
トパターンを形成し、かつ、前記第2の半導体層の上方
の前記導電膜上に回折格子パターンを有するフォトマス
ク又はレチクルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い
領域を有するレジストパターンを形成する第2の工程
と、ドライエッチングを行って、前記第1の半導体層の
上方に矩形状の第1のゲート電極を形成し、かつ、前記
第2の半導体層の上方に中央部より端部に膜厚の薄い領
域を有する第2のゲート電極を形成する第3の工程と、
前記第1のゲート電極および前記第2のゲート電極とを
マスクとして前記第1の半導体層および前記第2の半導
体層に不純物元素を注入して、前記第1のゲート電極の
外側に第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第2のゲ
ート電極の外側に第2の不純物領域と前記第2のゲート
電極の膜厚の薄い領域と重なる第3の不純物領域とを形
成する第4の工程と、を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
3. A first step of forming a conductive film on a first semiconductor layer and a second semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween, and forming a rectangular shape on the conductive film above the first semiconductor layer. Forming a resist pattern, and using a photomask or a reticle having a diffraction grating pattern on the conductive film above the second semiconductor layer, using a photomask or reticle having a thinner region at an end portion than at a central portion. A second step of forming a pattern and dry etching to form a rectangular first gate electrode above the first semiconductor layer, and a central portion above the second semiconductor layer. A third step of forming a second gate electrode having a thinner region at the end,
Using the first gate electrode and the second gate electrode as a mask, an impurity element is implanted into the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and a first element is formed outside the first gate electrode. A fourth step of forming an impurity region and forming a second impurity region outside the second gate electrode and a third impurity region overlapping a thin region of the second gate electrode; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項4】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する第1の工程と、前記導電膜上に矩形状のレジス
トパターンと、回折格子パターンを有するフォトマスク
又はレチクルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い領
域を有するレジストパターンとを形成する第2の工程
と、ドライエッチングを行って、矩形状の第1のゲート
電極と中央部より端部に膜厚の薄い領域を有する第2の
ゲート電極とを形成する第3の工程と、前記第1のゲー
ト電極と前記第2のゲート電極とをマスクとして前記半
導体基板に不純物元素を注入して、前記第1のゲート電
極の外側に第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第2
のゲート電極の外側に第2の不純物領域と前記第2のゲ
ート電極の膜厚の薄い領域と重なる第3の不純物領域と
を形成する第4の工程と、を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
4. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate via an insulating film, and using a photomask or reticle having a rectangular resist pattern and a diffraction grating pattern on the conductive film. A second step of forming a resist pattern having a region with a smaller thickness at the end than the center and dry etching to form a rectangular first gate electrode and a thinner film at the end than the center; Forming a second gate electrode having a region, and implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the first gate electrode and the second gate electrode as a mask; Forming a first impurity region outside a gate electrode;
A fourth step of forming a second impurity region outside the gate electrode and a third impurity region overlapping the thin region of the second gate electrode. Manufacturing method.
【請求項5】 第1の半導体層および第2の半導体層上
に絶縁膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、前記
第1の半導体層の上方の前記導電膜上に矩形状のレジス
トパターンを形成し、かつ、前記第2の半導体層の上方
の前記導電膜上に回折格子パターンを有するフォトマス
ク又はレチクルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い
領域を有するレジストパターンを形成する第2の工程
と、ドライエッチングを行って、前記第1の半導体層の
上方に矩形状の第1のゲート電極を形成し、かつ、前記
第2の半導体層の上方に中央部より端部に膜厚の薄い領
域を有する第2のゲート電極を形成する第3の工程と、
前記第1のゲート電極および前記第2のゲート電極とを
マスクとして前記第1の半導体層および前記第2の半導
体層に不純物元素を注入して、前記第1のゲート電極の
外側に第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第2のゲ
ート電極の外側に第2の不純物領域を形成する第4の工
程と、前記矩形状のレジストパターンと前記中央部より
端部に膜厚の薄い領域を有するレジストパターンとを除
去する第5の工程と、前記第1のゲート電極を覆ってレ
ジストパターンを形成する第6の工程と、前記レジスト
パターンおよび前記第2のゲート電極をマスクとして前
記第1の半導体層および前記第2の半導体層に前記不純
物元素を注入して、前記レジストパターンの外側に第3
の不純物領域を形成し、かつ、前記第2のゲート電極の
外側に第4の不純物領域と前記第2のゲート電極の膜厚
の薄い領域と重なる第5の不純物領域とを形成する第7
の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
5. A first step of forming a conductive film on a first semiconductor layer and a second semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween, and forming a rectangular shape on the conductive film above the first semiconductor layer. Forming a resist pattern, and using a photomask or a reticle having a diffraction grating pattern on the conductive film above the second semiconductor layer, using a photomask or reticle having a thinner region at an end portion than at a central portion. A second step of forming a pattern and dry etching to form a rectangular first gate electrode above the first semiconductor layer, and a central portion above the second semiconductor layer. A third step of forming a second gate electrode having a thinner region at the end,
Using the first gate electrode and the second gate electrode as a mask, an impurity element is implanted into the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and a first element is formed outside the first gate electrode. A fourth step of forming an impurity region and forming a second impurity region outside the second gate electrode; and forming the rectangular resist pattern and a thinner region at an end portion than at the central portion. A fifth step of removing the resist pattern having: a sixth step of forming a resist pattern covering the first gate electrode; and the first step of using the resist pattern and the second gate electrode as a mask. Implanting the impurity element into the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
And forming a fourth impurity region outside the second gate electrode and a fifth impurity region overlapping the thin region of the second gate electrode.
And a step of manufacturing the semiconductor device.
【請求項6】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する第1の工程と、前記導電膜上に矩形状のレジス
トパターンと、回折格子パターンを有するフォトマスク
又はレチクルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い領
域を有するレジストパターンとを形成する第2の工程
と、ドライエッチングを行って、矩形状の第1のゲート
電極と、中央部より端部に膜厚の薄い領域を有する第2
のゲート電極とを形成する第3の工程と、前記第1のゲ
ート電極と前記第2のゲート電極とをマスクとして前記
半導体基板に不純物元素を注入して、前記第1のゲート
電極の外側に第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第
2のゲート電極の外側に第2の不純物領域を形成する第
4の工程と、前記矩形状のレジストパターンと前記中央
部より端部に膜厚の薄い領域を有するレジストパターン
とを除去する第5の工程と、前記第1のゲート電極を覆
ってレジストパターンを形成する第6の工程と、前記レ
ジストパターンおよび前記第2のゲート電極とをマスク
として前記半導体基板に前記不純物元素を注入して、前
記レジストパターンの外側に第3の不純物領域を形成
し、かつ、前記第2のゲート電極の外側に第4の不純物
領域と前記第2のゲート電極の膜厚の薄い領域と重なる
第5の不純物領域とを形成する第7の工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate via an insulating film, and using a photomask or reticle having a rectangular resist pattern and a diffraction grating pattern on the conductive film. A second step of forming a resist pattern having a region with a smaller thickness at the end than the center, and dry etching to form a rectangular first gate electrode and a thinner gate at the end than the center; Second with thin areas
A third step of forming a gate electrode, and implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the first gate electrode and the second gate electrode as a mask, and forming an impurity element outside the first gate electrode. A fourth step of forming a first impurity region and forming a second impurity region outside the second gate electrode; and forming a film on the rectangular resist pattern and a film on the edge from the center. A fifth step of removing a resist pattern having a thin region of a thickness, a sixth step of forming a resist pattern covering the first gate electrode, and masking the resist pattern and the second gate electrode. Implanting the impurity element into the semiconductor substrate to form a third impurity region outside the resist pattern, and a fourth impurity region and the second gate outside the second gate electrode. The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a seventh step of forming a fifth impurity region overlapped with the film thickness of the thin region of the gate electrode, the.
【請求項7】 請求項1乃至6に於いて、前記回折格子
パターンとして、複数のスリット部が用いられることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of slits are used as the diffraction grating pattern.
【請求項8】 半導体層上に絶縁膜を介して導電膜を形
成する第1の工程と、前記導電膜上に、半透膜を有する
フォトマスク又はレチクルを使用して中央部より端部に
膜厚の薄い領域を有するレジストパターンを形成する第
2の工程と、エッチングを行って、中央部より端部に膜
厚の薄い領域を有するゲート電極を形成する第3の工程
と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層に不純
物元素を注入して、前記ゲート電極の外側の第1の不純
物領域と、前記ゲート電極の膜厚の薄い領域と重なる第
2の不純物領域とを形成する第4の工程と、を有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. A first step of forming a conductive film over a semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween, and using a photomask or a reticle having a semi-permeable film on the conductive film to move from a central portion to an end portion. A second step of forming a resist pattern having a region with a small thickness, a third step of performing etching to form a gate electrode having a region with a small thickness at an end portion from a central portion, and Forming a first impurity region outside the gate electrode and a second impurity region overlapping a thin film region of the gate electrode by implanting an impurity element into the semiconductor layer using the mask as a mask. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項9】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する第1の工程と、前記導電膜上に、半透膜を有す
るフォトマスク又はレチクルを使用して中央部より端部
に膜厚の薄い領域を有するレジストパターンを形成する
第2の工程と、エッチングを行って、中央部より端部に
膜厚の薄い領域を有するゲート電極を形成する第3の工
程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体基板に
不純物元素を注入して、前記ゲート電極の外側の第1の
不純物領域と、前記ゲート電極の膜厚の薄い領域と重な
る第2の不純物領域とを形成する第4の工程と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween, and using a photomask or a reticle having a semi-permeable film on the conductive film to move from a central portion to an end portion. A second step of forming a resist pattern having a region with a small thickness, a third step of performing etching to form a gate electrode having a region with a small thickness at an end portion from a central portion, and Forming a first impurity region outside the gate electrode and a second impurity region overlapping a thin film region of the gate electrode by implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the mask as a mask. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項10】 第1の半導体層および第2の半導体層
上に絶縁膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、前
記第1の半導体層の上方の導電膜上に矩形状のレジスト
パターンを形成し、かつ、前記第2の半導体層の上方の
導電膜上に半透膜を有するフォトマスク又はレチクルを
使用して中央部より端部に膜厚の薄い領域を有するレジ
ストパターンを形成する第2の工程と、ドライエッチン
グを行って、前記第1の半導体層の上方に矩形状の第1
のゲート電極を形成し、かつ、前記第2の半導体層の上
方に中央部より端部に膜厚の薄い領域を有する第2のゲ
ート電極を形成する第3の工程と、前記第1のゲート電
極および前記第2のゲート電極とをマスクとして前記第
1の半導体層および前記第2の半導体層に不純物元素を
注入して、前記第1のゲート電極の外側に第1の不純物
領域を形成し、かつ、前記第2のゲート電極の外側に第
2の不純物領域と前記第2のゲート電極の膜厚の薄い領
域と重なる第3の不純物領域とを形成する第4の工程
と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. A first step of forming a conductive film on a first semiconductor layer and a second semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween, and forming a rectangular conductive film on the conductive film above the first semiconductor layer. A resist pattern is formed, and using a photomask or reticle having a semi-permeable film on the conductive film above the second semiconductor layer, a resist pattern having a thinner region at an end portion than at a center portion is formed. Performing a second step of forming and dry etching to form a rectangular first layer above the first semiconductor layer;
A third step of forming a second gate electrode having a thinner region at an end portion than at a central portion above the second semiconductor layer; and forming the first gate electrode over the second semiconductor layer. An impurity element is implanted into the first semiconductor layer and the second semiconductor layer using the electrode and the second gate electrode as a mask to form a first impurity region outside the first gate electrode. And a fourth step of forming a second impurity region outside the second gate electrode and a third impurity region overlapping with a thin region of the second gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項11】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜
を形成する第1の工程と、前記導電膜上に矩形状のレジ
ストパターンと、半透膜を有するフォトマスク又はレチ
クルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い領域を有す
るレジストパターンとを形成する第2の工程と、ドライ
エッチングを行って、矩形状の第1のゲート電極と中央
部より端部に膜厚の薄い領域を有する第2のゲート電極
とを形成する第3の工程と、前記第1のゲート電極と前
記第2のゲート電極とをマスクとして前記半導体基板に
不純物元素を注入して、前記第1のゲート電極の外側に
第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第2のゲート電
極の外側に第2の不純物領域と前記第2のゲート電極の
膜厚の薄い領域と重なる第3の不純物領域とを形成する
第4の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
11. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate via an insulating film, and using a photomask or reticle having a rectangular resist pattern and a semi-permeable film on the conductive film. A second step of forming a resist pattern having a region with a smaller thickness at the end than the center and dry etching to form a rectangular first gate electrode and a thinner film at the end than the center; Forming a second gate electrode having a region, and implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the first gate electrode and the second gate electrode as a mask; A first impurity region formed outside the gate electrode, and a third impurity region outside the second gate electrode overlapping the second impurity region and the thin region of the second gate electrode And a fourth step of forming A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項12】 第1の半導体層および第2の半導体層
上に絶縁膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、前
記第1の半導体層の上方の前記導電膜上に矩形状のレジ
ストパターンを形成し、かつ、前記第2の半導体層の上
方の前記導電膜上に半透膜を有するフォトマスク又はレ
チクルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い領域を有
するレジストパターンを形成する第2の工程と、ドライ
エッチングを行って、前記第1の半導体層の上方に矩形
状の第1のゲート電極を形成し、かつ、前記第2の半導
体層の上方に中央部より端部に膜厚の薄い領域を有する
第2のゲート電極を形成する第3の工程と、前記第1の
ゲート電極および前記第2のゲート電極とをマスクとし
て前記第1の半導体層および前記第2の半導体層に不純
物元素を注入して、前記第1のゲート電極の外側に第1
の不純物領域を形成し、かつ、前記第2のゲート電極の
外側に第2の不純物領域を形成する第4の工程と、前記
矩形状のレジストパターンと前記中央部より端部に膜厚
の薄い領域を有するレジストパターンとを除去する第5
の工程と、前記第1のゲート電極を覆ってレジストパタ
ーンを形成する第6の工程と、前記レジストパターンお
よび前記第2のゲート電極をマスクとして前記第1の半
導体層および前記第2の半導体層に前記不純物元素を注
入して、前記レジストパターンの外側に第3の不純物領
域を形成し、かつ、前記第2のゲート電極の外側に第4
の不純物領域と前記第2のゲート電極の膜厚の薄い領域
と重なる第5の不純物領域とを形成する第7の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. A first step of forming a conductive film on a first semiconductor layer and a second semiconductor layer with an insulating film interposed therebetween, and forming a rectangular shape on the conductive film above the first semiconductor layer. Using a photomask or a reticle having a semi-permeable film on the conductive film above the second semiconductor layer, the resist pattern having a thinner region at the end than at the center. A second step of forming a pattern and dry etching to form a rectangular first gate electrode above the first semiconductor layer, and a central portion above the second semiconductor layer. A third step of forming a second gate electrode having a thinner region at an end portion, and using the first gate electrode and the second gate electrode as masks to form the first semiconductor layer and the second gate electrode. Implanting an impurity element into the second semiconductor layer, The first gate electrode is provided outside the first gate electrode.
Forming a second impurity region outside the second gate electrode and forming a second impurity region outside the second gate electrode; Fifth step of removing the resist pattern having the region
And a sixth step of forming a resist pattern covering the first gate electrode, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer using the resist pattern and the second gate electrode as a mask. Implanting the impurity element to form a third impurity region outside the resist pattern; and forming a fourth impurity region outside the second gate electrode.
A seventh step of forming a fifth impurity region overlapping the impurity region of the second gate electrode and the thin region of the second gate electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項13】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜
を形成する第1の工程と、前記導電膜上に矩形状のレジ
ストパターンと、半透膜を有するフォトマスク又はレチ
クルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い領域を有す
るレジストパターンとを形成する第2の工程と、ドライ
エッチングを行って、矩形状の第1のゲート電極と、中
央部より端部に膜厚の薄い領域を有する第2のゲート電
極とを形成する第3の工程と、前記第1のゲート電極と
前記第2のゲート電極とをマスクとして前記半導体基板
に不純物元素を注入して、前記第1のゲート電極の外側
に第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第2のゲート
電極の外側に第2の不純物領域を形成する第4の工程
と、前記矩形状のレジストパターンと前記中央部より端
部に膜厚の薄い領域を有するレジストパターンとを除去
する第5の工程と、前記第2のゲート電極を覆ってレジ
ストパターンを形成する第6の工程と、前記レジストパ
ターンおよび前記第1のゲート電極とをマスクとして前
記半導体基板に前記不純物元素を注入して、前記レジス
トパターンの外側に第3の不純物領域を形成し、かつ、
前記第2のゲート電極の外側に第4の不純物領域と前記
第2のゲート電極の膜厚の薄い領域と重なる第5の不純
物領域とを形成する第7の工程と、を有することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
13. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate via an insulating film, and using a photomask or reticle having a rectangular resist pattern and a semi-permeable film on the conductive film. A second step of forming a resist pattern having a region with a smaller thickness at the end than the center, and dry etching to form a rectangular first gate electrode and a thinner gate at the end than the center; A third step of forming a second gate electrode having a thin region; and implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the first gate electrode and the second gate electrode as masks, Forming a first impurity region outside the gate electrode and forming a second impurity region outside the second gate electrode; the rectangular resist pattern and the central portion; A thinner area at the end A fifth step of removing the resist pattern, a sixth step of forming a resist pattern covering the second gate electrode, and the semiconductor substrate using the resist pattern and the first gate electrode as a mask. Implanting the impurity element to form a third impurity region outside the resist pattern; and
A seventh step of forming a fourth impurity region outside the second gate electrode and a fifth impurity region overlapping a region where the thickness of the second gate electrode is small. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項14】 請求項8乃至12に於いて、前記半透
膜を透過することにより前記露光光の位相が一波長ずれ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the phase of the exposure light is shifted by one wavelength by transmitting through the semi-permeable film.
【請求項15】 半導体層上に絶縁膜を介して導電膜を
形成する第1の工程と、前記導電膜上に光強度低減手段
を有するフォトマスク又はレチクルを使用して、中央部
より端部に膜厚の薄い領域を有するレジストパターンを
形成する第2の工程と、第1のエッチングを行って、中
央部より端部に膜厚の薄い領域を有するゲート電極を形
成する第3の工程と、前記ゲート電極をマスクとして前
記半導体層に不純物元素を注入して、前記ゲート電極の
外側に第1の不純物領域と前記ゲート電極の膜厚の薄い
領域と重なる第2の不純物領域とを形成する第4の工程
と、第2のエッチングを行って、前記ゲート電極の端部
を後退させる第5の工程と、を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
15. A first step of forming a conductive film on a semiconductor layer via an insulating film, and using a photomask or a reticle having a light intensity reducing means on the conductive film, from the center to the end. A second step of forming a resist pattern having a region with a small thickness on the other side, and a third step of performing a first etching to form a gate electrode having a region with a small thickness on the edge from the center. Implanting an impurity element into the semiconductor layer using the gate electrode as a mask to form a first impurity region outside the gate electrode and a second impurity region overlapping a thin region of the gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a fourth step; and a fifth step of performing a second etching to retract an end of the gate electrode.
【請求項16】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜
を形成する第1の工程と、前記導電膜上に光強度低減手
段を有するフォトマスク又はレチクルを使用して、中央
部より端部に膜厚の薄い領域を有するレジストパターン
を形成する第2の工程と、第1のエッチングを行って、
中央部より端部に膜厚の薄い領域を有するゲート電極を
形成する第3の工程と、前記ゲート電極をマスクとして
前記半導体基板に不純物元素を注入して、前記ゲート電
極の外側に第1の不純物領域と前記ゲート電極の膜厚の
薄い領域と重なる第2の不純物領域とを形成する第4の
工程と、第2のエッチングを行って、前記ゲート電極の
端部を後退させる第5の工程と、を有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
16. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate via an insulating film, and using a photomask or a reticle having a light intensity reducing means on the conductive film to form an end portion from a center portion to an end portion. A second step of forming a resist pattern having a region with a small film thickness and a first etching,
A third step of forming a gate electrode having a region with a smaller thickness at an end portion than at a center portion, and implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask; A fourth step of forming an impurity region and a second impurity region overlapping with a thin region of the gate electrode, and a fifth step of performing a second etching to recede an end of the gate electrode A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項17】 第1の半導体層および第2の半導体層
上に絶縁膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、前
記第1の半導体層の上方の前記導電膜上に矩形状のレジ
ストパターンを形成し、かつ、前記第2の半導体層の上
方の前記導電膜上に光強度低減手段を有するフォトマス
ク又はレチクルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い
領域を有するレジストパターンを形成する第2の工程
と、第1のドライエッチングを行って、前記第1の半導
体層の上方に矩形状の第1のゲート電極と、前記第2の
半導体層の上方に中央部より端部に膜厚の薄い領域を有
する第2のゲート電極とを形成する第3の工程と、前記
第1のゲート電極および前記第2のゲート電極をマスク
として前記第1の半導体層および前記第2の半導体層に
不純物元素を注入して、前記第1のゲート電極の外側に
第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第2のゲート電
極の膜厚の薄い領域と重なる第2の不純物領域と、前記
第2のゲート電極の外側に第3の不純物領域とを形成す
る第4の工程と、第2のドライエッチングを行って、前
記第2のゲート電極の端部を後退させる第5の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. A first step of forming a conductive film on a first semiconductor layer and a second semiconductor layer via an insulating film, and forming a rectangular shape on the conductive film above the first semiconductor layer. Forming a resist pattern, and using a photomask or a reticle having a light intensity reduction means on the conductive film above the second semiconductor layer, using a photomask or reticle having a thinner region at the end than at the center. A second step of forming a resist pattern and a first dry etching are performed to form a rectangular first gate electrode above the first semiconductor layer and a central portion above the second semiconductor layer. A third step of forming a second gate electrode having a thinner region at an end portion, and using the first gate electrode and the second gate electrode as masks to form the first semiconductor layer and the second gate electrode. Implanting an impurity element into the second semiconductor layer Forming a first impurity region outside the first gate electrode, and a second impurity region overlapping a thin film region of the second gate electrode; and a second impurity region outside the second gate electrode. A fourth step of forming a third impurity region, a fifth step of performing a second dry etching to recede an end of the second gate electrode,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項18】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜
を形成する第1の工程と、前記導電膜上に矩形状のレジ
ストパターンと、光強度低減手段を有するフォトマスク
又はレチクルを使用して中央部より端部に膜厚の薄い領
域を有するレジストパターンを形成する第2の工程と、
第1のドライエッチングを行って、矩形状の第1のゲー
ト電極と、中央部より端部に膜厚の薄い領域を有する第
2のゲート電極とを形成する第3の工程と、前記第1の
ゲート電極および前記第2のゲート電極をマスクとして
前記半導体基板に不純物元素を注入して、前記第1のゲ
ート電極の外側に第1の不純物領域を形成し、かつ、前
記第2のゲート電極の膜厚の薄い領域と重なる第2の不
純物領域と、前記第2のゲート電極の外側に第3の不純
物領域とを形成する第4の工程と、第2のドライエッチ
ングを行って、前記第2のゲート電極の端部を後退させ
る第5の工程と、を有することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
18. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate via an insulating film, using a rectangular resist pattern on the conductive film, and a photomask or reticle having a light intensity reducing means. A second step of forming a resist pattern having a region with a smaller film thickness at the end portion than at the center portion,
A third step of performing a first dry etching to form a first gate electrode having a rectangular shape and a second gate electrode having a thinner region at an end portion than at a center portion; An impurity element is implanted into the semiconductor substrate using the gate electrode and the second gate electrode as masks to form a first impurity region outside the first gate electrode, and the second gate electrode A fourth step of forming a second impurity region overlapping the region with a small film thickness of the third layer and a third impurity region outside the second gate electrode; and performing a second dry etching to form the second impurity region. A fifth step of retreating the end of the second gate electrode. 2. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項19】 第1の半導体層および第2の半導体層
上に絶縁膜を介して導電膜を形成する第1の工程と、光
強度低減手段を有するフォトマスク又はレチクルを使用
して、前記第1の半導体層の上方の前記導電膜上に端部
に第1の幅の膜厚の薄い領域を有する第1のレジストパ
ターンを形成し、前記第2の半導体層の上方の前記導電
膜上に端部に第2の幅の膜厚の薄い領域を有する第2の
レジストパターンを形成する第2の工程と、第1のドラ
イエッチングを行って、端部に第1の幅の膜厚の薄い領
域を有する第1のゲート電極と、端部に第2の幅の膜厚
の薄い領域を有する第2のゲート電極とを形成する第3
の工程と、前記第1のレジストパターンおよび前記第2
のレジストパターンを除去する第4の工程と、前記第1
のゲート電極および前記第2のゲート電極をマスクとし
て前記第1の半導体層および前記第2の半導体層に不純
物元素を注入して、前記第1のゲート電極の外側に第1
の不純物領域と前記第1のゲート電極の膜厚の薄い領域
と重なる第2の不純物領域とを形成し、かつ、前記第2
のゲート電極の外側に第3の不純物領域と前記第2のゲ
ート電極の膜厚の薄い領域と重なる第4の不純物領域と
を形成する第5の工程と、第2のドライエッチングを行
って、前記第1のゲート電極および前記第2のゲート電
極の端部を後退させる第6の工程と、前記第2のゲート
電極を開孔領域とするレジストパターンを形成する第7
の工程と、第3のドライエッチングを行って、前記第2
のゲート電極の端部を後退させる第8の工程と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
19. A first step of forming a conductive film on a first semiconductor layer and a second semiconductor layer via an insulating film, and using a photomask or a reticle having light intensity reducing means. Forming a first resist pattern having a thin region having a first width at an end portion on the conductive film above the first semiconductor layer, and forming a first resist pattern on the conductive film above the second semiconductor layer; A second step of forming a second resist pattern having a region having a second width with a small thickness at the end, and performing a first dry etching to form a second resist pattern with a first width at the end. Forming a first gate electrode having a thin region and a second gate electrode having a thin region having a second width at an end portion;
And the first resist pattern and the second resist pattern.
A fourth step of removing the resist pattern;
An impurity element is implanted into the first semiconductor layer and the second semiconductor layer using the gate electrode and the second gate electrode as masks, and a first element is formed outside the first gate electrode.
Forming an impurity region and a second impurity region overlapping a thin region of the first gate electrode;
A fifth step of forming a third impurity region outside the gate electrode and a fourth impurity region overlapping the thin region of the second gate electrode, and performing a second dry etching; A sixth step of retreating the ends of the first gate electrode and the second gate electrode, and a seventh step of forming a resist pattern using the second gate electrode as an opening region.
And the third dry etching is performed to obtain the second
An eighth step of retreating the end of the gate electrode described above.
【請求項20】 半導体基板上に絶縁膜を介して導電膜
を形成する第1の工程と、前記導電膜上に矩形状の第1
のレジストパターンと、光強度低減手段を有するフォト
マスク又はレチクルを使用して、中央部より端部に膜厚
の薄い領域を有する第2のレジストパターンを形成する
第2の工程と、第1のドライエッチングを行って、矩形
状の第1のゲート電極と、中央部より端部に膜厚の薄い
領域を有する第2のゲート電極を形成する第3の工程
と、前記第1のレジストパターンおよび前記第2のレジ
ストパターンを除去する第4の工程と、前記第1のゲー
ト電極および前記第2のゲート電極をマスクとして前記
半導体基板に不純物元素を注入して、前記第1のゲート
電極の外側に第1の不純物領域を形成し、かつ、前記第
2のゲート電極の外側に第2の不純物領域と、前記第2
のゲート電極の膜厚の薄い領域と重なる第3の不純物領
域とを形成する第5の工程と、第2のドライエッチング
を行って、前記第2のゲート電極の端部を後退させる第
6の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
20. A first step of forming a conductive film on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween, and a first rectangular step formed on the conductive film.
A second step of forming a second resist pattern having a region with a smaller thickness at the end than at the center using a photomask or a reticle having a light intensity reducing means; A third step of performing dry etching to form a rectangular first gate electrode and a second gate electrode having a region with a smaller thickness at an end portion than at a center portion; A fourth step of removing the second resist pattern; and implanting an impurity element into the semiconductor substrate using the first gate electrode and the second gate electrode as a mask, thereby forming an outer portion of the first gate electrode. Forming a first impurity region, and a second impurity region outside the second gate electrode;
A fifth step of forming a third impurity region overlapping a thin region of the gate electrode, and a sixth step of performing an end of the second gate electrode by performing a second dry etching. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項21】 請求項19または20に於いて、前記
第1の幅と前記第2の幅は同じ幅とすることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the first width and the second width are the same.
【請求項22】 請求項15乃至20に於いて、前記光
強度低減手段はマスクパターン端部に配置され、マスク
パターンの端部に近付くに伴い、透過率が増加すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
22. The semiconductor device according to claim 15, wherein said light intensity reducing means is disposed at an end of the mask pattern, and the transmittance increases as approaching the end of the mask pattern. Manufacturing method.
【請求項23】 請求項15乃至20に於いて、前記光
強度低減手段として複数のスリット部を有する回折格子
パターン又は半透膜を用いていることを特徴とする半導
体装置の製造方法。
23. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein a diffraction grating pattern having a plurality of slits or a semi-permeable film is used as the light intensity reducing means.
【請求項24】 請求項1または請求項2または請求項
8または請求項9または請求項15または請求項16に
於いて、前記エッチングとして、ドライエッチングを適
用することを特徴とする半導体装置の製造方法。
24. A semiconductor device according to claim 1, wherein dry etching is applied as the etching. Method.
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