JP2002151525A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

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JP2002151525A
JP2002151525A JP2001260094A JP2001260094A JP2002151525A JP 2002151525 A JP2002151525 A JP 2002151525A JP 2001260094 A JP2001260094 A JP 2001260094A JP 2001260094 A JP2001260094 A JP 2001260094A JP 2002151525 A JP2002151525 A JP 2002151525A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize a TFT capable of high-speed operation by manufacturing a semiconductor film excellent in crystallinity and using the above semiconductor film. SOLUTION: An insulating film is made on a semiconductor layer, and a gate electrode is made on the above insulating film, and then impurity elements are introduced into the above semiconductor layer, using the above gate electrode as a mask, and further metallic elements to selectively accelerate crystallization are introduced into the above semiconductor layer. Then, a heat treatment is performed for activation of the above impurity elements and crystallization of the semiconductor layer. But in this stage, a amorphous region exists in the semiconductor layer or many defects exist within crystal grains. Therefore, a laser beam is applied to it for crystallization and improvement of crystallinity.

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と言う)で構成された回路を有する半導
体装置の作製方法に関する。例えば、液晶表示装置に代
表される電気光学装置、及び電気光学装置を部品として
搭載した電気機器の構成に関する。また、前記装置の作
製方法に関する。なお、本明細書中において半導体装置
とは、半導体特性を利用することで機能し得る装置全般
を指し、上記電気光学装置及び電気機器もその範疇にあ
るとする。
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 thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs). For example, the present invention relates to an electro-optical device represented by a liquid crystal display device and a configuration of an electric device including the electro-optical device as a component. Further, the present invention relates to a method for manufacturing the device. Note that in this specification, a semiconductor device generally means a device that can function by utilizing semiconductor characteristics, and the above-described electro-optical device and electric device are also included in the category.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、絶縁表面を有する基板上に形成さ
れた半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いて薄膜
トランジスタ(TFT)を構成し、このTFTで形成し
た大面積集積回路を有する半導体装置の開発が進んでい
る。アクティブマトリクス型液晶表示装置、EL表示装
置、および密着型イメージセンサはその代表例として知
られている。特に、結晶質半導体膜(代表的には結晶質
珪素膜)を活性領域にしたTFTは電界効果移動度が高
いことから、いろいろな機能回路を形成することも可能
である。
2. Description of the Related Art In recent years, a thin film transistor (TFT) has been constructed using a semiconductor thin film (thickness of several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface, and a large-area integrated circuit formed by the TFT has been developed. The development of a semiconductor device having the same is progressing. Active matrix liquid crystal display devices, EL display devices, and contact image sensors are known as typical examples. In particular, a TFT using a crystalline semiconductor film (typically, a crystalline silicon film) as an active region has high field-effect mobility; therefore, various functional circuits can be formed.

【0003】前記結晶質半導体膜の結晶性はTFTを作
製したときの電気的特性に大きな影響を及ぼす。現状で
は、非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成
することが多く行なわれている。また、結晶性とは、結
晶中の原子配列の規則性の度合いを表現するもので、結
晶性が良好である結晶質半導体膜を用いてTFTを作製
すると、その電気的特性は良好なものとなる。
[0003] The crystallinity of the crystalline semiconductor film has a great influence on the electrical characteristics when a TFT is manufactured. At present, the amorphous semiconductor film is often crystallized to form a crystalline semiconductor film. Crystallinity refers to the degree of regularity of atomic arrangement in a crystal. When a TFT is manufactured using a crystalline semiconductor film with good crystallinity, its electrical characteristics are considered to be good. Become.

【0004】また、半導体膜の結晶性に特に影響を及ぼ
す工程として、ドーピング処理が挙げられる。前記ドー
ピング処理において、半導体膜へ打ち込まれるイオンの
エネルギーは、半導体膜を形成する元素の結合エネルギ
ーと比較して非常に大きい。そのため、前記半導体膜へ
打ち込まれるイオンは前記半導体膜を形成する元素を格
子点から弾き飛ばして結晶に欠陥が生じさせる。したが
って、ドーピング処理後は前記欠陥の回復を行ない、ま
た同時に打ち込んだイオンを活性化させるため、加熱処
理を行なうことが多い。
[0004] A doping process is one of the processes that particularly affect the crystallinity of a semiconductor film. In the doping process, the energy of ions implanted into the semiconductor film is much higher than the binding energy of elements forming the semiconductor film. Therefore, ions implanted into the semiconductor film repel elements forming the semiconductor film from lattice points, causing defects in the crystal. Therefore, after the doping process, a heating process is often performed to recover the defect and activate the implanted ions at the same time.

【0005】このように、半導体膜の結晶性はTFTを
作製する工程の中で、様々な影響を受けるが、結晶性の
良い結晶質半導体膜を作製するための試みが行なわれて
いる。
As described above, the crystallinity of a semiconductor film is variously affected in the process of manufacturing a TFT, and attempts have been made to manufacture a crystalline semiconductor film having good crystallinity.

【0006】例えば、「High-Performance Low-Tempera
ture Poly-Silicon Thin Film Transistors Fabricated
by New Metal-Induced Lateral Crystallization Proc
ess;Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 37 (1998) pp. 4244-42
47」で述べられている方法について説明する。基板上に
所望の形状の非晶質珪素層を形成した後、ゲート絶縁膜
およびゲート電極を形成する。次に、ニッケル(Ni)
を添加し、続いて、不純物元素のドーピング処理を行な
う。ここで、半導体層上にゲート電極が形成されている
ため、ソース領域およびドレイン領域にはニッケルは添
加されているが、チャネル形成領域には添加されていな
い。その後、加熱処理により、非晶質珪素層の結晶化お
よび不純物元素の活性化を同時に行なう。既に述べたよ
うに、チャネル形成領域にはニッケルは添加されていな
い。(図3(A))しかし、ソース領域およびドレイン
領域に添加されたニッケルを核として横方向にも結晶成
長するため、チャネル形成領域も結晶化する。(図3
(B))また、ソース領域およびドレイン領域から横方
向に結晶成長した結晶粒がチャネル形成領域でぶつかり
大きな結晶粒界を形成するのを避けるため、図3(C)
に示すように、部分的にマスクを設けてニッケルを添加
し、マスクを除去した後、結晶化する方法も報告されて
いる。(図3(D))
For example, “High-Performance Low-Tempera
ture Poly-Silicon Thin Film Transistors Fabricated
by New Metal-Induced Lateral Crystallization Proc
ess; Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 37 (1998) pp. 4244-42
47 ”will be described. After an amorphous silicon layer having a desired shape is formed over a substrate, a gate insulating film and a gate electrode are formed. Next, nickel (Ni)
, Followed by a doping treatment of an impurity element. Here, since the gate electrode is formed over the semiconductor layer, nickel is added to the source region and the drain region, but is not added to the channel formation region. Thereafter, crystallization of the amorphous silicon layer and activation of the impurity element are simultaneously performed by heat treatment. As described above, nickel is not added to the channel formation region. (FIG. 3A) However, crystal growth occurs in the lateral direction with nickel added to the source region and the drain region as a nucleus, so that the channel formation region also crystallizes. (FIG. 3
(B) In order to avoid that crystal grains grown laterally from the source and drain regions collide with the channel formation region and form a large crystal grain boundary, FIG.
As described in JP-A-2003-129, a method has been reported in which a mask is partially provided, nickel is added, the mask is removed, and then crystallization is performed. (FIG. 3 (D))

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法により作製されたTFTでは、良好な電気的
特性が得られていない。特に、TFTの性能を判断する
のに重要なパラメータであるサブスレッショルド係数
(S値)や、電界効果移動度の特性が良好でない。
However, a TFT manufactured by the above-described method does not have good electrical characteristics. In particular, the sub-threshold coefficient (S value), which is an important parameter for judging the performance of the TFT, and the characteristics of the field-effect mobility are not good.

【0008】本発明はこのような問題点を解決するため
の技術であり、TFTを用いて作製するアクティブマト
リクス型の液晶表示装置に代表される電気光学装置なら
びに半導体装置において、半導体装置の動作特性および
信頼性の向上を実現することを目的としている。
The present invention is a technique for solving such a problem. In an electro-optical device and a semiconductor device represented by an active matrix type liquid crystal display device manufactured using a TFT, the operation characteristics of the semiconductor device are described. And to improve reliability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、選択的に金属
元素を添加した半導体層に対し加熱処理による結晶化を
行なった後、レーザビームを照射することによって、半
導体層の結晶性をさらに向上させることを特徴とする。
加熱処理により、結晶成長は前記金属元素が添加された
領域から添加されていない領域に向かって横方向に行な
われる。そのため、前記金属元素が添加されていない半
導体層中には、結晶化せずに非晶質領域が残る場合もあ
る。また、加熱処理後の半導体層には結晶粒内に多数の
欠陥が存在する。そこで、加熱処理後にレーザビームを
照射することにより、残存する非晶質領域の結晶化を行
ない、かつ、結晶欠陥の補償を行なうことを特徴として
いる。
According to the present invention, a semiconductor layer to which a metal element is selectively added is crystallized by heat treatment and then irradiated with a laser beam to further improve the crystallinity of the semiconductor layer. It is characterized by improving.
By the heat treatment, crystal growth is performed in a lateral direction from the region where the metal element is added to the region where the metal element is not added. Therefore, in a semiconductor layer to which the metal element is not added, an amorphous region may remain without being crystallized. Further, the semiconductor layer after the heat treatment has many defects in crystal grains. Therefore, it is characterized in that the remaining amorphous region is crystallized by irradiating a laser beam after the heat treatment, and the crystal defect is compensated.

【0010】本明細書に開示する本発明の半構成は、基
板上に半導体層を形成し、前記半導体層上に絶縁膜を形
成し、前記絶縁膜上にゲート電極を形成し、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導入
し、前記不純物元素が導入された半導体層に選択的に金
属元素を導入し、加熱処理により前記半導体層を結晶化
し、かつ、前記不純物元素を活性化し、レーザビームを
照射することを特徴としている。
[0010] A semi-structure of the present invention disclosed in this specification is that a semiconductor layer is formed on a substrate, an insulating film is formed on the semiconductor layer, a gate electrode is formed on the insulating film, Is used as a mask to introduce an impurity element into the semiconductor layer, selectively introduce a metal element into the semiconductor layer into which the impurity element is introduced, crystallize the semiconductor layer by heat treatment, and activate the impurity element. Irradiating a laser beam.

【0011】上記構成において、基板は、レーザビーム
の一部が透過する基板を用いるのが望ましい。しかし、
同じ基板でも波長によって透過率が異なる。例として、
図2に、波長に対するコーニング社製1737基板およ
び旭硝子社製合成石英ガラス基板の透過率を示す。図2
から、波長によって透過率が変化していることが分か
る。また、本明細書中では、基板の表面とは膜が形成さ
れている面と定義し、基板の裏面とは膜が形成されてい
る面と反対側の面と定義する。
In the above structure, it is desirable to use a substrate through which a part of the laser beam passes. But,
Even the same substrate has different transmittance depending on the wavelength. As an example,
FIG. 2 shows the transmittance of the 1737 substrate manufactured by Corning and the synthetic quartz glass substrate manufactured by Asahi Glass Co. with respect to the wavelength. FIG.
It can be seen from the graph that the transmittance changes depending on the wavelength. In this specification, the surface of the substrate is defined as a surface on which a film is formed, and the back surface of the substrate is defined as a surface opposite to the surface on which a film is formed.

【0012】また、上記構成において、金属元素はF
e、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、P
t、Cu、Ag、Au、Al、In、Sn、Pb、P、
As、Sbから選ばれた一種または複数の元素を用いれ
ばよく、前記金属元素を用いた結晶化方法についての詳
細は特開平7−183540号公報に記載されている。
ここで、前記公報の内容を簡単に説明する。まず、非晶
質半導体膜にニッケル、またはパラジウム、または鉛等
の金属元素を微量に添加する。添加の方法は、プラズマ
処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布
法等を利用すればよい。前記添加の後、熱処理を行なう
と、結晶性の良好な結晶質半導体膜が得られる。結晶化
に最適な加熱温度や加熱時間等は、前記金属元素の添加
量や、非晶質半導体膜の状態による。
In the above structure, the metal element is F
e, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, P
t, Cu, Ag, Au, Al, In, Sn, Pb, P,
One or a plurality of elements selected from As and Sb may be used, and details of the crystallization method using the metal element are described in JP-A-7-183540.
Here, the contents of the publication will be briefly described. First, a small amount of a metal element such as nickel, palladium, or lead is added to an amorphous semiconductor film. As a method of addition, a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like may be used. When heat treatment is performed after the addition, a crystalline semiconductor film having good crystallinity can be obtained. The optimal heating temperature and heating time for crystallization depend on the amount of the metal element added and the state of the amorphous semiconductor film.

【0013】また、上記構成において、不純物元素はn
型を付与する不純物元素またはp型を付与する不純物元
素であるとする。
In the above structure, the impurity element is n
It is assumed that the impurity element is an impurity element imparting a pattern or an impurity element imparting a p-type.

【0014】また、上記構成において、前記レーザビー
ムはパルス発振又は連続発振の気体レーザや固体レーザ
から発振されたレーザビームを用いることができる。例
えば、気体レーザとして、エキシマレーザ、Arレー
ザ、Krレーザ等があり、固体レーザとして、YAGレ
ーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライド
レーザ、Ti:サファイアレーザ等を用いることが出来
る。また、非線形光学素子により変換された高調波を用
いても良い。
In the above structure, the laser beam may be a pulsed or continuous wave gas laser or a laser beam oscillated from a solid-state laser. For example, a gas laser, there are an excimer laser, Ar laser, Kr laser and the like, as a solid-state laser, YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, a glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser Etc. can be used. Further, a harmonic converted by a nonlinear optical element may be used.

【0015】また、上記構成において、レーザビームは
基板の表面側、または裏面側、または表面側および裏面
側の両側から照射する。ゲート電極の下方に存在するチ
ャネル形成領域は半導体層の中でも特に良好な結晶性が
必要とされる。しかし、チャネル形成領域の上方にはゲ
ート電極が存在し、前記ゲート電極がレーザビームに対
して透過性がなければ、半導体層に到達しない。そのた
め、ゲート電極の材質によって、レーザビームを照射す
る側を基板の表面側、または裏面側、または表面側およ
び裏面側の両側からにする必要がある。もちろん、レー
ザビームを表面側から照射する場合は、前記レーザビー
ムに対して透過性を有するゲート電極にする必要があ
る。また、レーザビームを裏面側から照射する場合は、
前記レーザビームに対して透過性を有する基板を用いる
必要がある。また、レーザビームを表面側および裏面側
から照射する場合は、前記レーザビームに対して透過性
を有する基板を用い、かつ、前記レーザビームに対して
透過性を有するゲート電極にする必要がある。
In the above structure, the laser beam is emitted from the front side or the back side of the substrate, or from both the front side and the back side. The channel formation region below the gate electrode needs to have particularly good crystallinity among the semiconductor layers. However, a gate electrode exists above the channel formation region, and the gate electrode does not reach the semiconductor layer unless the gate electrode is transparent to a laser beam. Therefore, depending on the material of the gate electrode, it is necessary to irradiate the laser beam on the front side or the back side of the substrate, or on both the front side and the back side. Of course, when the laser beam is irradiated from the front side, it is necessary to use a gate electrode having transparency to the laser beam. When irradiating the laser beam from the back side,
It is necessary to use a substrate having transparency to the laser beam. When the laser beam is irradiated from the front surface side and the back surface side, it is necessary to use a substrate having transparency to the laser beam and to form a gate electrode having transparency to the laser beam.

【0016】また、上記構成により作製されたTFTを
用いて液晶表示装置やEL表示装置に代表される半導体
装置装置を作製することを特徴としている。
Further, a semiconductor device represented by a liquid crystal display device or an EL display device is manufactured by using the TFT manufactured by the above structure.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図1
の断面図を用いて説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0018】図1(A)において基板11には、合成石
英ガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラスアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどの無アルカリガラスと言ったガラス基
板を用いても良い。例えば、コーニング社製の7059
ガラスや1737ガラスなどを好適に用いることが出来
る。ただし、後工程のレーザビームの照射の際に、基板
の裏面側、または表面側および裏面側から照射するので
あれば、レーザビームの波長に対し、基板11は透過性
を有する必要がある。
In FIG. 1A, a glass substrate such as a non-alkali glass such as a synthetic quartz glass substrate or a barium borosilicate glass aluminoborosilicate glass may be used as the substrate 11. For example, Corning 7059
Glass, 1737 glass, or the like can be preferably used. However, if the laser beam is irradiated from the back side, or the front side and the back side of the substrate at the time of the laser beam irradiation in the subsequent step, the substrate 11 needs to have transparency to the wavelength of the laser beam.

【0019】基板11の上に下地絶縁膜12を公知の手
段(LPCVD法、プラズマCVD法等)により窒化珪
素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜などで形成す
る。ただし、下地絶縁膜12は、後工程で用いるレーザ
発振器の波長に対し、透過性を有する必要がある。
A base insulating film 12 is formed of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, or the like on the substrate 11 by a known means (LPCVD, plasma CVD, or the like). Note that the base insulating film 12 needs to have transparency with respect to the wavelength of a laser oscillator used in a later step.

【0020】次に、半導体膜12をプラズマCVD法や
スパッタ法などの公知の手段で10〜200nm(好ま
しくは30〜100nm)の厚さに形成したのち、所望
の形状にパターニングして半導体層13、14を形成す
る。ここで、半導体層13はnチャネル型TFTを、半
導体層14はpチャネル型TFTを作製するものとす
る。なお、前記半導体膜12としては、非晶質半導体膜
や微結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム
膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用して
も良い。
Next, the semiconductor layer 12 is formed to a thickness of 10 to 200 nm (preferably 30 to 100 nm) by a known means such as a plasma CVD method or a sputtering method, and then patterned into a desired shape to form the semiconductor layer 13. , 14 are formed. Here, it is assumed that the semiconductor layer 13 is an n-channel TFT and the semiconductor layer 14 is a p-channel TFT. The semiconductor film 12 includes an amorphous semiconductor film and a microcrystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be used.

【0021】次いで、半導体層13、14を覆うゲート
絶縁膜15を形成する。ゲート絶縁膜15はプラズマC
VD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150n
mとして珪素を含む絶縁膜で形成する。
Next, a gate insulating film 15 covering the semiconductor layers 13 and 14 is formed. The gate insulating film 15 is made of plasma C
Using the VD method or the sputtering method, the thickness is 40 to 150 n
m is formed of an insulating film containing silicon.

【0022】次いで、図1(B)に示すように、ゲート
絶縁膜15上に膜厚100〜500nmの導電膜16を
形成する。導電膜としては、Ta、W、Ti、Mo、C
u、Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主
成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよ
いし、多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよ
い。また、AgPdCu合金を用いてもよい。また、可
視光に対して透明な酸化物導電膜(代表的にはITO
膜)を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 1B, a conductive film 16 having a thickness of 100 to 500 nm is formed on the gate insulating film 15. Ta, W, Ti, Mo, C
It may be formed of an element selected from u, Cr, and Nd, an alloy material or a compound material containing the element as a main component, or a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film. Further, an AgPdCu alloy may be used. In addition, an oxide conductive film transparent to visible light (typically, ITO
Film).

【0023】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク(図示せず)を形成し、電極及び配
線を形成するためのエッチング処理を行なって、導電層
17、18を形成する。
Next, a mask (not shown) made of a resist is formed by photolithography, and an etching process for forming electrodes and wirings is performed to form conductive layers 17 and 18.

【0024】次いで、導電層17、18をマスクとして
用い、ゲート絶縁膜15を選択的に除去して絶縁層1
9、20を形成する。(図1(C))
Next, using the conductive layers 17 and 18 as a mask, the gate insulating film 15 is selectively removed to remove the insulating layer 1.
9 and 20 are formed. (Fig. 1 (C))

【0025】そして、第1および第2のドーピング処理
を行ない、半導体層に不純物元素を添加する。(図1
(C))ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイ
オン注入法で行なえば良い。イオンドープ法の条件はド
ーズ量を1×1013〜5×1015/cm2とし、加速電
圧を5〜100keVとして行う。この場合、導電層1
7、18が不純物元素に対するマスクとなり、自己整合
的に不純物領域21、22が形成される。まず、n型を
付与する不純物元素を添加して、続いて、p型を付与す
る不純物元素を添加して不純物領域26、27を形成す
る。ただし、図1(C)および図1(D)に示すよう
に、n型を付与する不純物元素を添加するときには、p
チャネル型TFTを形成する半導体層はレジストからな
るマスク23で覆い、p型を付与する不純物元素を添加
するときには、nチャネル型TFTを形成する半導体層
はレジストからなるマスク25で覆う。
Then, first and second doping processes are performed to add an impurity element to the semiconductor layer. (Figure 1
(C) Doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The ion doping method is performed under the conditions of a dose of 1 × 10 13 to 5 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 5 to 100 keV. In this case, the conductive layer 1
7 and 18 serve as masks for impurity elements, and impurity regions 21 and 22 are formed in a self-aligned manner. First, an impurity element imparting n-type is added, and subsequently, an impurity element imparting p-type is added to form impurity regions 26 and 27. However, as shown in FIGS. 1C and 1D, when an impurity element imparting n-type is added,
The semiconductor layer forming the channel TFT is covered with a mask 23 made of resist, and when adding an impurity element imparting p-type, the semiconductor layer forming the n-channel TFT is covered with a mask 25 made of resist.

【0026】次に、金属元素の添加を行なって、金属含
有層28を形成する。前記金属元素としては、Fe、C
o、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、C
u、Ag、Au、Al、In、Sn、Pb、P、As、
Sbから選ばれた一種または複数の元素を用いればよ
く、添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注
入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよい。こ
のとき、図3(C)に示すように、部分的にマスクを形
成して、加熱処理により、半導体層が結晶化したときに
形成される結晶粒界をチャネル形成領域ではなく、ソー
ス領域またはドレイン領域に形成させる方法もある。
Next, a metal-containing layer 28 is formed by adding a metal element. The metal elements include Fe, C
o, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, C
u, Ag, Au, Al, In, Sn, Pb, P, As,
One or a plurality of elements selected from Sb may be used, and the addition method may be a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like. At this time, as shown in FIG. 3C, a mask is partially formed, and a crystal grain boundary formed when the semiconductor layer is crystallized by heat treatment is formed not in a channel formation region but in a source region or a source region. There is also a method of forming it in the drain region.

【0027】次いで、図1(E)に示すように、加熱処
理により、半導体層の結晶化および不純物元素の活性化
を行なう。この加熱処理はファーネスアニール炉を用い
る熱アニール法またはラピッドサーマルアニール法(R
TA法)で行なう。結晶化は、半導体層に選択的に添加
された金属元素を核として結晶成長し、前記金属元素が
添加されていないチャネル形成領域にも横方向に結晶成
長して結晶化する。
Next, as shown in FIG. 1E, crystallization of the semiconductor layer and activation of impurity elements are performed by heat treatment. This heat treatment is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace or a rapid thermal annealing method (R
TA method). In the crystallization, crystal growth is performed using a metal element selectively added to the semiconductor layer as a nucleus, and crystal growth is performed in a lateral direction also in a channel formation region where the metal element is not added.

【0028】図1(F)は基板の裏面側からレーザビー
ムを照射して、半導体層の結晶性を向上させる工程を説
明する図である。この場合、ここでは、裏面側からレー
ザビームを照射する場合を図示しているが、導電層1
7、18がレーザビームに対し、透過性を有する材料で
形成されていれば、基板の表面側、または表面側および
裏面側から照射することもできる。また、用いる基板や
下地絶縁膜の膜厚等によって最適な条件は異なる。
FIG. 1F is a view for explaining a process of irradiating a laser beam from the back surface side of the substrate to improve the crystallinity of the semiconductor layer. In this case, the case where the laser beam is irradiated from the back side is shown here, but the conductive layer 1
If the laser beams 7 and 18 are formed of a material having transparency to the laser beam, the laser beam can be irradiated from the front side or the front side and the back side of the substrate. The optimum conditions vary depending on the substrate used, the thickness of the base insulating film, and the like.

【0029】まず、レーザアニール法において用いるレ
ーザ発振器について説明する。例えば、エキシマレーザ
は大出力で、現状で300Hz程度の高周波パルスを発
振出来る。また、パルス発振のエキシマレーザだけでな
く、連続発振のエキシマレーザやその他のパルス発振又
は連続発振の気体レーザや固体レーザを用いることがで
きる。例えば、気体レーザとして、Arレーザ、Krレ
ーザ等があり、固体レーザとして、YAGレーザ、YV
4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレ
ーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、T
i:サファイアレーザ等も用いることが出来る。もちろ
ん、非線形素子により変換された高調波を用いてもよ
い。また、レーザビームの照射は真空中、大気中、窒素
雰囲気中などで行なうことが出来る。さらに、レーザビ
ームを照射する際、基板を500度程度まで加熱しても
良い。こうすることで半導体膜における熱の流出速度の
低下が期待され、結晶粒の粒径を拡大することができ
る。
First, a laser oscillator used in the laser annealing method will be described. For example, an excimer laser has a large output and can oscillate a high-frequency pulse of about 300 Hz at present. Further, not only a pulse oscillation excimer laser but also a continuous oscillation excimer laser or other pulse oscillation or continuous oscillation gas laser or solid laser can be used. For example, gas lasers include an Ar laser and a Kr laser, and solid lasers such as a YAG laser and a YV laser.
O 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, T
i: A sapphire laser or the like can also be used. Of course, a harmonic converted by the nonlinear element may be used. The laser beam irradiation can be performed in a vacuum, in the air, in a nitrogen atmosphere, or the like. Further, when irradiating a laser beam, the substrate may be heated to about 500 degrees. By doing so, a decrease in the outflow rate of heat in the semiconductor film is expected, and the grain size of the crystal grains can be increased.

【0030】前述のいずれかのレーザ発振器を用い、ま
た、いずれかの雰囲気中で、レーザビームを照射して、
半導体層の結晶化を行なう。
Using any one of the laser oscillators described above and irradiating a laser beam in any atmosphere,
The semiconductor layer is crystallized.

【0031】レーザビームを照射して形成された前記結
晶質半導体膜は、3〜100%の水素を含む雰囲気中で
300〜450℃の加熱処理、あるいは、プラズマによ
って生成された水素を含む雰囲気中で200〜450℃
の加熱処理によって、残留する欠陥を減少することがで
きる。
The crystalline semiconductor film formed by irradiating a laser beam is subjected to a heat treatment at 300 to 450 ° C. in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen, or an atmosphere containing hydrogen generated by plasma. 200 ~ 450 ℃
The remaining heat can be reduced by the heat treatment.

【0032】また、前記金属元素がチャネル形成領域に
残留した半導体層を用いてTFTを作製すると、その電
気的特性のオフ電流値は高くなることが知られている。
そのため、本出願人は半導体層から金属元素を除去する
技術(ゲッタリング技術)を開発し、特開平10−27
0363号公報に開示している。前記ゲッタリング技術
とは、前記金属元素が残留している前記半導体層に15
族に属する元素を選択的に導入して加熱処理を行ない、
前記15族に属する元素が導入されている領域(ゲッタ
リング領域)に前記金属元素を捕獲させることで、前記
15族に属する元素が導入されていない領域(被ゲッタ
リング領域)において前記金属元素を除去または低減す
ることができるというものである。
It is known that when a TFT is manufactured using a semiconductor layer in which the metal element remains in the channel formation region, the off-current value of its electrical characteristics increases.
For this reason, the present applicant has developed a technique for removing a metal element from a semiconductor layer (a gettering technique),
No. 0363. The gettering technique means that the semiconductor layer in which the metal element remains
Heat treatment by selectively introducing elements belonging to the group
By capturing the metal element in a region (a gettering region) into which an element belonging to Group 15 is introduced, the metal element is transferred to a region (an area to be gettered) into which an element belonging to Group 15 is not introduced. It can be eliminated or reduced.

【0033】本発明においても、レーザビームを照射し
た後、前記ゲッタリング技術を利用してもよい。つま
り、ゲート電極をマスクとして、15族に属する元素を
半導体層に選択的に導入し、加熱処理を行なって、チャ
ネル形成領域から金属元素を除去または低減させてもよ
い。
In the present invention, the above-mentioned gettering technique may be used after irradiating a laser beam. That is, with the use of the gate electrode as a mask, an element belonging to Group 15 may be selectively introduced into the semiconductor layer and heat treatment may be performed to remove or reduce the metal element from the channel formation region.

【0034】このようにして作製された結晶質半導体層
を用いて、TFTを作製することにより、前記TFTの
電気的特性を向上させることが出来る。
By manufacturing a TFT using the crystalline semiconductor layer manufactured as described above, the electrical characteristics of the TFT can be improved.

【0035】[0035]

【実施例】[実施例1]本発明の実施例について図1の
断面図を用いて説明する。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0036】図1(A)において基板11には、合成石
英ガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラスアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどの無アルカリガラスと言ったガラス基
板を用いても良い。例えば、コーニング社製の7059
ガラスや1737ガラスなどを好適に用いることが出来
る。本実施例においては、1737ガラス基板を用い
た。
In FIG. 1A, a glass substrate such as a non-alkali glass such as a synthetic quartz glass substrate and a barium borosilicate glass aluminoborosilicate glass may be used as the substrate 11. For example, Corning 7059
Glass, 1737 glass, or the like can be preferably used. In this example, a 1737 glass substrate was used.

【0037】前記基板11の上に下地絶縁膜12を公知
の手段(LPCVD法、プラズマCVD法等)により窒
化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜などで形成
する。本実施例では膜厚50nmの酸化窒化珪素膜(組
成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17
%)を形成した。
A base insulating film 12 is formed on the substrate 11 by a known means (LPCVD, plasma CVD, or the like) using a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, or the like. In this embodiment, a 50-nm-thick silicon oxynitride film (composition ratio: Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17)
%).

【0038】次に、半導体膜12をプラズマCVD法や
スパッタ法などの公知の手段で10〜200nm(好ま
しくは30〜100nm)の厚さに形成した後、所望の
形状にパターニングして半導体層13、14を形成す
る。ここで、半導体層13はnチャネル型TFTを、半
導体層14はpチャネル型TFTを作製するものとす
る。なお、前記半導体膜12としては、非晶質半導体膜
や微結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム
膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用して
も良い。本実施例では、プラズマCVD法を用い、55
nmの非晶質珪素膜を成膜した。
Next, the semiconductor layer 12 is formed to a thickness of 10 to 200 nm (preferably 30 to 100 nm) by a known means such as a plasma CVD method or a sputtering method, and then patterned into a desired shape to form the semiconductor layer 13. , 14 are formed. Here, it is assumed that the semiconductor layer 13 is an n-channel TFT and the semiconductor layer 14 is a p-channel TFT. The semiconductor film 12 includes an amorphous semiconductor film and a microcrystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be used. In this embodiment, the plasma CVD method is used to
nm of an amorphous silicon film was formed.

【0039】次いで、半導体層13、14を覆うゲート
絶縁膜15を形成する。ゲート絶縁膜15はプラズマC
VD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150n
mとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、
プラズマCVD法により110nmの厚さで酸化窒化珪
素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H
=2%)で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪
素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を
単層または積層構造として用いても良い。
Next, a gate insulating film 15 covering the semiconductor layers 13 and 14 is formed. The gate insulating film 15 is made of plasma C
Using the VD method or the sputtering method, the thickness is 40 to 150 n
m is formed of an insulating film containing silicon. In this embodiment,
A silicon oxynitride film having a thickness of 110 nm (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H
= 2%). Needless to say, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.

【0040】次いで、図1(B)に示すように、ゲート
絶縁膜15上に膜厚100〜500nmの導電膜16を
形成する。本実施例では、膜厚30nmのTaN膜から
なる導電膜を形成した。TaN膜はスパッタ法で形成
し、Taのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でス
パッタした。また、導電膜としては、Ta、W、Ti、
Mo、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、または前記
元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成
してもよいし、多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用
いてもよい。また、AgPdCu合金を用いてもよい。
また、可視光に対して透明な酸化物導電膜(代表的には
ITO膜)を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 1B, a conductive film 16 having a thickness of 100 to 500 nm is formed on the gate insulating film 15. In this example, a conductive film made of a TaN film having a thickness of 30 nm was formed. The TaN film was formed by a sputtering method, and was sputtered using a Ta target in an atmosphere containing nitrogen. As the conductive film, Ta, W, Ti,
It may be formed of an element selected from Mo, Cu, Cr, and Nd, an alloy material or a compound material containing the element as a main component, or a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film. Further, an AgPdCu alloy may be used.
Further, an oxide conductive film (typically, an ITO film) transparent to visible light may be used.

【0041】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク(図示せず)を形成し、電極及び配
線を形成するためのエッチング処理を行なって、導電層
17、18を形成する。
Next, a mask (not shown) made of a resist is formed by photolithography, and an etching process for forming electrodes and wirings is performed to form conductive layers 17 and 18.

【0042】次いで、導電層17、18をマスクとして
用い、ゲート絶縁膜15を選択的に除去して絶縁層1
9、20を形成する。(図1(C))
Next, using the conductive layers 17 and 18 as a mask, the gate insulating film 15 is selectively removed to remove the insulating layer 1.
9 and 20 are formed. (Fig. 1 (C))

【0043】そして、第1および第2のドーピング処理
を行ない、半導体層に不純物元素を添加する。(図1
(C))ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイ
オン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドー
ズ量を1×1013〜5×1015/cm2とし、加速電圧
を5〜100keVとして行う。この場合、導電層1
7、18が不純物元素に対するマスクとなり、自己整合
的に不純物領域21〜24が形成される。本実施例で
は、第1のドーピング処理として、n型を付与する不純
物元素としてリン(P)を添加して、不純物領域21〜
24のリン濃度が1×1020〜5×1021/cm3にな
るようにした。続いて、第2のドーピング処理を行な
い、p型を付与する不純物元素としてボロン(B)を添
加して、不純物領域26、27のボロン濃度が1×10
20〜1×1022/cm3になるようにした。ただし、図
1(D)に示すように、第2のドーピング処理において
は、nチャネル型TFTを形成する半導体層はレジスト
からなるマスク25で覆う。
Then, first and second doping processes are performed to add an impurity element to the semiconductor layer. (Figure 1
(C) Doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The ion doping method is performed under the conditions of a dose of 1 × 10 13 to 5 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 5 to 100 keV. In this case, the conductive layer 1
7 and 18 serve as masks for impurity elements, and impurity regions 21 to 24 are formed in a self-aligned manner. In this embodiment, as a first doping process, phosphorus (P) is added as an impurity element for imparting n-type, and impurity regions 21 to 21 are added.
The concentration of phosphorus was adjusted to 1 × 10 20 to 5 × 10 21 / cm 3 . Subsequently, a second doping process is performed, and boron (B) is added as an impurity element for imparting p-type, so that the boron concentration of the impurity regions 26 and 27 becomes 1 × 10
It was adjusted to 20 to 1 × 10 22 / cm 3 . However, as shown in FIG. 1D, in the second doping process, the semiconductor layer forming the n-channel TFT is covered with a resist mask 25.

【0044】次に、金属元素の添加を行なって、金属含
有層28を形成する。前記金属元素としては、ニッケ
ル、またはパラジウム、または鉛等の金属元素があり、
添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入
法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよい。本実
施例では、ニッケルを含む溶液を半導体層および導電層
に保持させた。
Next, a metal element is added to form a metal-containing layer 28. As the metal element, there is a metal element such as nickel, palladium, or lead,
As a method of addition, a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like may be used. In this example, a solution containing nickel was held in the semiconductor layer and the conductive layer.

【0045】次いで、図1(E)に示すように、加熱処
理により、半導体層の結晶化および不純物元素の活性化
を行なう。この加熱処理はファーネスアニール炉を用い
る熱アニール法またはラピッドサーマルアニール法(R
TA法)で行なう。結晶化は、半導体層に選択的に添加
された金属元素を核として結晶成長し、前記金属元素が
添加されていないチャネル形成領域にも横方向に結晶成
長して結晶化する。本実施例では、温度550度で4時
間の加熱処理を行なった。
Next, as shown in FIG. 1E, crystallization of the semiconductor layer and activation of impurity elements are performed by heat treatment. This heat treatment is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace or a rapid thermal annealing method (R
TA method). In the crystallization, crystal growth is performed using a metal element selectively added to the semiconductor layer as a nucleus, and crystal growth is performed in a lateral direction also in a channel formation region where the metal element is not added. In this embodiment, the heat treatment was performed at a temperature of 550 degrees for 4 hours.

【0046】図1(F)はレーザビームを照射して、半
導体層の結晶性を向上させる工程を説明する図である。
また、用いる基板や下地絶縁膜の膜厚等によって最適な
条件は異なる。まず、レーザアニール法において用いる
レーザ発振器について説明する。例えば、エキシマレー
ザは大出力で、現状で300Hz程度の高周波パルスを
発振出来る。また、パルス発振のエキシマレーザだけで
なく、連続発振のエキシマレーザやその他のパルス発振
又は連続発振の気体レーザや固体レーザを用いることが
できる。例えば、気体レーザとして、Arレーザ、Kr
レーザ等があり、固体レーザとして、YAGレーザ、Y
VO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラス
レーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、T
i:サファイアレーザ等も用いることが出来る。もちろ
ん、非線形素子により変換された高調波を用いてもよ
い。また、レーザビームの照射は真空中、大気中、窒素
雰囲気中などで行なうことが出来る。さらに、レーザビ
ームを照射する際、基板を500度程度まで加熱しても
良い。こうすることで半導体膜における熱の流出速度の
低下が期待され、結晶粒の粒径を拡大することが出来
る。
FIG. 1F is a view for explaining a step of irradiating a laser beam to improve the crystallinity of the semiconductor layer.
The optimum conditions vary depending on the substrate used, the thickness of the base insulating film, and the like. First, a laser oscillator used in the laser annealing method will be described. For example, an excimer laser has a large output and can oscillate a high-frequency pulse of about 300 Hz at present. Further, not only a pulse oscillation excimer laser but also a continuous oscillation excimer laser or other pulse oscillation or continuous oscillation gas laser or solid laser can be used. For example, as a gas laser, an Ar laser, Kr
There are lasers and the like.
VO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, T
i: A sapphire laser or the like can also be used. Of course, a harmonic converted by the nonlinear element may be used. The laser beam irradiation can be performed in a vacuum, in the air, in a nitrogen atmosphere, or the like. Further, when irradiating a laser beam, the substrate may be heated to about 500 degrees. By doing so, a decrease in the outflow rate of heat in the semiconductor film is expected, and the grain size of the crystal grains can be increased.

【0047】本実施例では、YAGレーザの第2高調波
(波長532nm)を用い、大気中でレーザビームの照
射を行なった。また、本実施例では基板として1737
ガラス基板を用いており、図2(B)より、YAGレー
ザの第2高調波に対する透過率は90%以上ある。その
ため、YAGレーザの第2高調波は充分基板を透過す
る。また、本実施例では、導電層17、18にTaNを
用いており、YAGレーザの第2高調波に対して透過性
を有しない。そこで本実施例では、基板の裏面側からレ
ーザビームを照射し、前記半導体膜の結晶化を行なっ
た。
In this embodiment, the laser beam was irradiated in the atmosphere using the second harmonic (wavelength: 532 nm) of the YAG laser. In this embodiment, 1737 is used as the substrate.
A glass substrate is used, and from FIG. 2B, the transmittance of the YAG laser to the second harmonic is 90% or more. Therefore, the second harmonic of the YAG laser sufficiently passes through the substrate. Further, in the present embodiment, TaN is used for the conductive layers 17 and 18, and has no transparency to the second harmonic of the YAG laser. Therefore, in this embodiment, the semiconductor film was crystallized by irradiating a laser beam from the back surface side of the substrate.

【0048】レーザビームを照射して形成された前記結
晶質半導体層は、3〜100%の水素を含む雰囲気中で
300〜450℃の加熱処理、あるいは、プラズマによ
って生成された水素を含む雰囲気中で200〜450℃
の加熱処理によって、残留する欠陥を減少することがで
きる。
The crystalline semiconductor layer formed by irradiating a laser beam is subjected to a heat treatment at 300 to 450 ° C. in an atmosphere containing 3 to 100% of hydrogen, or an atmosphere containing hydrogen generated by plasma. 200 ~ 450 ℃
The remaining heat can be reduced by the heat treatment.

【0049】このようにして作製された結晶質半導体層
を用いてTFTを作製することにより、前記TFTの電
気的特性を向上させることが出来る。
By manufacturing a TFT using the crystalline semiconductor layer manufactured as described above, the electrical characteristics of the TFT can be improved.

【0050】[実施例2]本実施例ではアクティブマト
リクス基板の作製方法について図4〜図5を用いて説明
する。
Embodiment 2 In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS.

【0051】図1(A)において基板300には、合成
石英ガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラスアルミノホ
ウケイ酸ガラスなどの無アルカリガラスと言ったガラス
基板を用いても良い。例えば、コーニング社製の705
9ガラスや1737ガラスなどを好適に用いることが出
来る。本実施例においては、1737ガラス基板を用い
た。
In FIG. 1A, a glass substrate such as a non-alkali glass such as a synthetic quartz glass substrate and a barium borosilicate glass aluminoborosilicate glass may be used as the substrate 300. For example, Corning 705
Nine glass, 1737 glass, or the like can be preferably used. In this example, a 1737 glass substrate was used.

【0052】次いで、基板300上に酸化珪素膜、窒化
珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地
膜301を形成する。本実施例では下地膜301として
2層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または2層以
上積層させた構造を用いても良い。下地膜301の一層
目としては、プラズマCVD法を用い、SiH4、N
3、及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪
素膜301aを10〜200nm(好ましくは50〜10
0nm)形成する。本実施例では、膜厚50nmの酸化窒
化珪素膜301a(組成比Si=32%、O=27%、
N=24%、H=17%)を形成した。次いで、下地膜
301のニ層目としては、プラズマCVD法を用い、S
iH4、及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化
珪素膜301bを50〜200nm(好ましくは100
〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では、膜
厚100nmの酸化窒化珪素膜401b(組成比Si=
32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成し
た。
Next, a base film 301 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed on the substrate 300. Although a two-layer structure is used as the base film 301 in this embodiment, a single-layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked may be used. As the first layer of the base film 301, SiH 4 , N 2
The silicon oxynitride film 301a formed by using H 3 and N 2 O as a reaction gas is formed to a thickness of 10 to 200 nm (preferably 50 to 10 nm).
0 nm). In this embodiment, a 50 nm-thick silicon oxynitride film 301a (composition ratio: Si = 32%, O = 27%,
N = 24%, H = 17%). Next, as a second layer of the base film 301, a plasma CVD
A silicon oxynitride film 301b formed by using iH 4 and N 2 O as a reaction gas has a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 nm).
(About 150 nm). In this embodiment, a 100-nm-thick silicon oxynitride film 401b (composition ratio Si =
32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%).

【0053】次いで、下地膜上に半導体膜302を公知
の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマC
VD法等)により10〜200nm(好ましくは30〜
100nm)の厚さに成膜した後、所望の形状にパター
ニングして半導体層402〜406を形成する。半導体
膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素または珪素ゲ
ルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。本
実施例では、プラズマCVD法を用い、55nmの非晶
質珪素膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いた
パターニング処理によって、半導体層402〜406を
形成した。
Next, a semiconductor film 302 is formed on the base film by a known means (sputtering, LPCVD, plasma C
10 to 200 nm (preferably 30 to
After forming a film with a thickness of 100 nm), the semiconductor layers 402 to 406 are formed by patterning into a desired shape. Although there is no limitation on the material of the semiconductor film, it is preferable to use silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy. In this embodiment, after forming an amorphous silicon film with a thickness of 55 nm using a plasma CVD method, the semiconductor layers 402 to 406 are formed by patterning using a photolithography method.

【0054】また、半導体層402〜406を形成した
後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元
素(ボロンまたはリン)のドーピングを行なってもよ
い。
After the formation of the semiconductor layers 402 to 406, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.

【0055】次いで、半導体層402〜406を覆うゲ
ート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜407はプ
ラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜
150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施
例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸
化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=
7%、H=2%)で形成した。もちろん、ゲート絶縁膜
は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を
含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
Next, a gate insulating film 407 covering the semiconductor layers 402 to 406 is formed. The gate insulating film 407 is formed by a plasma CVD method or a sputtering method and has a thickness of 40 to
The insulating film containing silicon is formed to have a thickness of 150 nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N =
7%, H = 2%). Needless to say, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.

【0056】また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラ
ズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)
とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜
400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.
5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。
このようにして作製される酸化珪素膜は、その後400
〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好
な特性を得ることができる。
When a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) is formed by a plasma CVD method.
And O 2 , a reaction pressure of 40 Pa and a substrate temperature of 300 to
400 ° C., high frequency (13.56 MHz) power density 0.
It can be formed by discharging at 5 to 0.8 W / cm 2 .
The silicon oxide film thus manufactured is thereafter
Good characteristics as a gate insulating film can be obtained by thermal annealing at up to 500 ° C.

【0057】次いで、図4(B)に示すように、ゲート
絶縁膜407上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜
408と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜40
9とを積層形成する。本実施例では、膜厚30nmのT
aN膜からなる第1の導電膜408と、膜厚370nm
のW膜からなる第2の導電膜409を積層形成した。T
aN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用
い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、W膜
は、Wのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。そ
の他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CV
D法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電
極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、
W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望まし
い。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図る
ことができるが、W膜中に酸素などの不純物元素が多い
場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実
施例では、高純度のW(純度99.9999%)のター
ゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中か
らの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成
することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現するこ
とができた。
Next, as shown in FIG. 4B, a first conductive film 408 having a thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film 40 having a thickness of 100 to 400 nm are formed on the gate insulating film 407.
9 are laminated. In this embodiment, a 30 nm-thick T
a first conductive film 408 made of an aN film and a film thickness of 370 nm
A second conductive film 409 made of a W film was laminated. T
The aN film was formed by a sputtering method, and was sputtered using a Ta target in an atmosphere containing nitrogen. The W film was formed by a sputtering method using a W target. In addition, thermal CV using tungsten hexafluoride (WF 6 )
It can also be formed by Method D. In any case, it is necessary to lower the resistance in order to use it as a gate electrode,
It is desirable that the resistivity of the W film be 20 μΩcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by enlarging the crystal grains. However, when the W film contains many impurity elements such as oxygen, the crystallization is inhibited and the resistance is increased. Therefore, in this embodiment, the W film is formed by a sputtering method using a high-purity W (purity of 99.9999%) target, and further taking into consideration that impurities from the gas phase are not mixed during film formation. By forming, a resistivity of 9 to 20 μΩcm could be realized.

【0058】なお、本実施例では、第1の導電膜408
をTaN、第2の導電膜409をWとしたが、特に限定
されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Cu、Cr、
Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする
合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、
リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代
表される半導体膜を用いてもよい。また、AgPdCu
合金を用いてもよい。また、第1の導電膜をタンタル
(Ta)膜で形成し、第2の導電膜をW膜とする組み合
わせ、第1の導電膜を窒化チタン(TiN)膜で形成
し、第2の導電膜をW膜とする組み合わせ、第1の導電
膜を窒化タンタル(TaN)膜で形成し、第2の導電膜
をAl膜とする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタ
ル(TaN)膜で形成し、第2の導電膜をCu膜とする
組み合わせとしてもよい。
In this embodiment, the first conductive film 408 is used.
Is TaN, and the second conductive film 409 is W. However, the present invention is not particularly limited, and any of Ta, W, Ti, Mo, Cu, Cr,
It may be formed of an element selected from Nd, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Also,
A semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. AgPdCu
An alloy may be used. A first conductive film formed of a tantalum (Ta) film, a second conductive film formed of a W film, a first conductive film formed of a titanium nitride (TiN) film, and a second conductive film formed of a titanium nitride (TiN) film; Are combined with a W film, the first conductive film is formed of a tantalum nitride (TaN) film, and the second conductive film is formed of an Al film, and the first conductive film is formed of a tantalum nitride (TaN) film. Alternatively, a combination of the second conductive film and the Cu film may be used.

【0059】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク410〜415を形成し、電極及び
配線を形成するための第1のエッチング処理を行なう。
第1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条
件で行なう。本実施例では第1のエッチング条件とし
て、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型
プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにC
4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を2
5:25:10(sccm)とし、1Paの圧力でコイル
型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入して
プラズマを生成してエッチングを行った。ここでは、松
下電器産業(株)製のICPを用いたドライエッチング
装置(Model E645−□ICP)を用いた。基板側
(試料ステージ)にも150WのRF(13.56MHz)電力
を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
この第1のエッチング条件によりW膜をエッチングして
第1の導電層の端部をテーパー形状とする。
Next, masks 410 to 415 made of resist are formed by photolithography, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed.
The first etching process is performed under the first and second etching conditions. In this embodiment, as the first etching condition, an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method is used, and C is used as an etching gas.
Using F 4 , Cl 2 and O 2 , each gas flow ratio was 2
At 5:25:10 (sccm), 500 W RF (13.56 MHz) power was applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma and perform etching. Here, a dry etching apparatus (Model E645- □ ICP) using ICP manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. was used. A 150 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied.
The W film is etched under the first etching conditions to make the end of the first conductive layer tapered.

【0060】この後、レジストからなるマスク410〜
415を除去せずに第2のエッチング条件に変え、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30:30(sccm)とし、1Paの圧力でコ
イル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入
してプラズマを生成して約30秒程度のエッチングを行
った。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56
MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を
印加する。CF4とCl2を混合した第2のエッチング条
件ではW膜及びTaN膜とも同程度にエッチングされ
る。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチ
ングするためには、10〜20%程度の割合でエッチン
グ時間を増加させると良い。
Thereafter, a mask 410 made of resist is formed.
The second etching condition was changed without removing 415, CF 4 and Cl 2 were used as etching gases, the respective gas flow ratios were 30:30 (sccm), and the pressure was 1 Pa to form a coil-type electrode. RF (13.56 MHz) power of 500 W was applied to generate plasma, and etching was performed for about 30 seconds. The substrate side (sample stage) also has a 20 W RF (13.56
MHz) power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time is preferably increased by about 10 to 20%.

【0061】上記第1のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電
層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は15〜45°となる。こうして、第
1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層
から成る第1の形状の導電層417〜422(第1の導
電層417a〜422aと第2の導電層417b〜42
2b)を形成する。416はゲート絶縁膜であり、第1
の形状の導電層417〜422で覆われない領域は20
〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成され
る。
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is made appropriate so that
The ends of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °. Thus, the first-shaped conductive layers 417 to 422 (the first conductive layers 417 a to 422 a and the second conductive layers 417 b to 422) formed of the first conductive layer and the second conductive layer by the first etching process.
2b) is formed. 416 is a gate insulating film,
The region not covered by the conductive layers 417 to 422 having the
A region that is etched and thinned by about 50 nm is formed.

【0062】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第1のドーピング処理を行ない、半導体層にn型を
付与する不純物元素を添加する。(図5(A))ドーピ
ング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行
なえば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1
13〜5×1015atoms/cm2とし、加速電圧を60〜1
00keVとして行なう。本実施例ではドーズ量を1.
5×1015/cm2とし、加速電圧を80keVとして
行った。n型を付与する不純物元素として15族に属す
る元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用
いるが、ここではリン(P)を用いた。この場合、導電
層417〜421がn型を付与する不純物元素に対する
マスクとなり、自己整合的に第1の高濃度不純物領域3
06〜310が形成される。第1の高濃度不純物領域3
06〜310には1×1020〜1×1021atoms/cm3
濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。
Then, a first doping process is performed without removing the resist mask, and an impurity element imparting n-type is added to the semiconductor layer. (FIG. 5A) Doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 1.
0 13 to 5 × 10 15 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 60 to 1
The operation is performed at 00 keV. In this embodiment, the dose is set to 1.
The test was performed at 5 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 80 keV. As the impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15 of the periodic table, typically phosphorus (P) or arsenic (As) is used. Here, phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 417 to 421 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and are self-aligned in the first high-concentration impurity region 3.
06 to 310 are formed. First high concentration impurity region 3
An impurity element imparting n-type is added to the layers 06 to 310 in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 .

【0063】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第2のエッチング処理を行なう。ここでは、エッチ
ングガスにCF4とCl2とO2とを用い、W膜を選択的
にエッチングする。この時、第2のエッチング処理によ
り第2の導電層428b〜433bを形成する。一方、
第1の導電層417a〜422aは、ほとんどエッチン
グされず、第2の形状の導電層428〜433を形成す
る。
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here, the W film is selectively etched using CF 4 , Cl 2 and O 2 as an etching gas. At this time, second conductive layers 428b to 433b are formed by a second etching process. on the other hand,
The first conductive layers 417a to 422a are hardly etched to form second shape conductive layers 428 to 433.

【0064】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに、図5(C)に示すように、第2のドーピング処理
を行なう。この場合、第1のドーピング処理よりもドー
ズ量を下げて、70〜120keVの高い加速電圧で、
n型を付与する不純物元素を導入する。本実施例ではド
ーズ量を1.5×1014/cm2とし、加速電圧を90
keVとして行ない、図5(B)で形成された第1の高
濃度不純物領域306〜310より内側の半導体層に新
たな不純物領域を形成する。第2のドーピング処理は第
2の形状の導電層428〜433をマスクとして用い、
第2の導電層428b〜433bの下方における半導体
層にも不純物元素が導入され、新たに第2の高濃度不純
物領域423a〜427aおよび低濃度不純物領域42
3b〜427bが形成される。
Next, as shown in FIG. 5C, a second doping process is performed without removing the resist mask. In this case, the dose is lower than that of the first doping process, and at a high acceleration voltage of 70 to 120 keV,
An impurity element imparting n-type is introduced. In this embodiment, the dose is 1.5 × 10 14 / cm 2 and the acceleration voltage is 90
The operation is performed at keV, and a new impurity region is formed in the semiconductor layer inside the first high-concentration impurity regions 306 to 310 formed in FIG. The second doping process uses the second shape conductive layers 428 to 433 as a mask,
The impurity element is also introduced into the semiconductor layer below the second conductive layers 428b to 433b, and the second high concentration impurity regions 423a to 427a and the low concentration impurity regions 42 are newly added.
3b to 427b are formed.

【0065】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク434aおよび4
34bを形成して、図6(A)に示すように、第3のエ
ッチング処理を行なう。エッチング用ガスにSF6およ
びCl2とを用い、ガス流量比を50/10(scc
m)とし、1.3Paの圧力でコイル型の電極に500
WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマ
を生成し、約30秒のエッチング処理を行なう。基板側
(資料ステージ)には10WのRF(13.56MH
z)電力を投入し、実質的には不の自己バイアス電圧を
印加する。こうして、前記大3のエッチング処理によ
り、pチャネル型TFTおよび画素部のTFT(画素T
FT)のTaN膜をエッチングして、第3の形状の導電
層435〜438を形成する。
Next, after removing the resist mask, new masks 434a and 434a are formed.
34b is formed, and a third etching process is performed as shown in FIG. SF 6 and Cl 2 were used as etching gases, and the gas flow ratio was 50/10 (scc
m) and a pressure of 1.3 Pa and 500
An RF (13.56 MHz) power of W is applied to generate plasma, and an etching process is performed for about 30 seconds. 10 W RF (13.56 MH) on the substrate side (data stage)
z) Turn on the power and apply a substantially non-self bias voltage. Thus, the p-channel type TFT and the TFT (pixel T
The TaN film (FT) is etched to form third shape conductive layers 435 to 438.

【0066】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、第2の形状の導電層428、430および第2の
形状の導電層435〜438をマスクとして用い、ゲー
ト絶縁膜416を選択的に除去して絶縁層439〜44
4を形成する。(図6(B))
Next, after removing the resist mask, the gate insulating film 416 is selectively removed using the second shape conductive layers 428 and 430 and the second shape conductive layers 435 to 438 as masks. Insulating layers 439-44
4 is formed. (FIG. 6 (B))

【0067】次いで、新たにレジストからなるマスク4
45a〜445cを形成して第3のドーピング処理を行
なう。この第3のドーピング処理により、pチャネル型
TFTの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の
導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域4
46、447を形成する。第2の導電層435a、43
8aを不純物元素に対するマスクとして用い、p型を付
与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を
形成する。本実施例では、不純物領域446、447は
ジボラン(B26)を用いたイオンドープ法で形成す
る。(図6(C))この第3のドーピング処理の際に
は、nチャネル型TFTを形成する半導体層はレジスト
からなるマスク445a〜445cで覆われている。第
1のドーピング処理及び第2のドーピング処理によっ
て、不純物領域446、447にはそれぞれ異なる濃度
でリンが添加されているが、そのいずれの領域において
もp型を付与する不純物元素の濃度を2×1020〜2×
1021atoms/cm3となるようにドーピング処理すること
により、pチャネル型TFTのソース領域およびドレイ
ン領域として機能するために何ら問題は生じない。本実
施例では、pチャネル型TFTの活性層となる半導体層
の一部が露呈しているため、不純物元素(ボロン)を添
加しやすい利点を有している。
Next, a mask 4 made of a new resist
45a to 445c are formed and a third doping process is performed. By the third doping treatment, the impurity region 4 in which the impurity element imparting the conductivity type opposite to the one conductivity type is added to the semiconductor layer serving as the active layer of the p-channel TFT.
46 and 447 are formed. Second conductive layers 435a, 43
8a is used as a mask for the impurity element, and an impurity element imparting p-type is added to form an impurity region in a self-aligned manner. In this embodiment, the impurity regions 446 and 447 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). (FIG. 6C) In the third doping process, the semiconductor layers forming the n-channel TFT are covered with resist masks 445a to 445c. Phosphorus is added at different concentrations to the impurity regions 446 and 447 by the first doping process and the second doping process, and the concentration of the impurity element imparting p-type is set to 2 × in each of the regions. 10 20 to 2 ×
By performing the doping treatment so that the concentration becomes 10 21 atoms / cm 3 , no problem arises because the p-channel TFT functions as a source region and a drain region. In this embodiment, since a part of the semiconductor layer serving as the active layer of the p-channel TFT is exposed, there is an advantage that an impurity element (boron) can be easily added.

【0068】以上までの工程で、それぞれの半導体層に
不純物領域が形成される。
Through the above steps, impurity regions are formed in the respective semiconductor layers.

【0069】次いで、レジストからなるマスク445a
〜445cを除去して金属元素の添加を行なって、金属
含有層361を形成する。前記金属元素としては、ニッ
ケル、またはパラジウム、または鉛等の金属元素があ
り、添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注
入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよい。本
実施例では、ニッケルを含む溶液を半導体層および導電
層に保持させた。
Next, a mask 445a made of resist is used.
445c are removed and a metal element is added to form a metal-containing layer 361. Examples of the metal element include metal elements such as nickel, palladium, and lead, and the method of addition may be a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like. In this example, a solution containing nickel was held in the semiconductor layer and the conductive layer.

【0070】次いで、図7(A)に示すように、加熱処
理により、半導体層の結晶化および不純物元素の活性化
を行なう。この活性化工程はファーネスアニール炉を用
いる熱アニール法またはラピッドサーマルアニール法
(RTA法)で行なう。熱アニール法としては、酸素濃
度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素
雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜55
0℃で行えばよく、本実施例では550℃、4時間の熱
処理で活性化処理を行った。
Next, as shown in FIG. 7A, crystallization of the semiconductor layer and activation of impurity elements are performed by heat treatment. This activation step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace or a rapid thermal annealing method (RTA method). As the thermal annealing method, an oxygen concentration of 400 to 700 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, typically 500 to 55 ° C.
The activation may be performed at 0 ° C., and in this embodiment, the activation treatment is performed by heat treatment at 550 ° C. for 4 hours.

【0071】図7(B)はレーザビームを照射して、半
導体層の結晶性を向上させる工程を説明する図である。
用いる基板や下地絶縁膜の膜厚等によって最適な条件は
異なる。まず、レーザアニール法において用いるレーザ
発振器について説明する。例えば、エキシマレーザは大
出力で、現状で300Hz程度の高周波パルスを発振出
来る。また、パルス発振のエキシマレーザだけでなく、
連続発振のエキシマレーザやその他のパルス発振又は連
続発振の気体レーザや固体レーザを用いることができ
る。例えば、気体レーザとして、Arレーザ、Krレー
ザ等があり、固体レーザとして、YAGレーザ、YVO
4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレー
ザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:
サファイアレーザ等も用いることが出来る。もちろん、
非線形素子により変換された高調波を用いてもよい。ま
た、レーザビームの照射は真空中、大気中、窒素雰囲気
中などで行なうことが出来る。さらに、レーザビームを
照射する際、基板を500度程度まで加熱しても良い。
こうすることで半導体膜における熱の流出速度の低下が
期待され、結晶粒の粒径を拡大することが出来る。
FIG. 7B is a view for explaining a step of irradiating a laser beam to improve the crystallinity of the semiconductor layer.
The optimum conditions vary depending on the substrate used, the thickness of the base insulating film, and the like. First, a laser oscillator used in the laser annealing method will be described. For example, an excimer laser has a large output and can oscillate a high-frequency pulse of about 300 Hz at present. In addition to the pulsed excimer laser,
A continuous wave excimer laser or another pulsed or continuous wave gas laser or solid laser can be used. For example, gas lasers include an Ar laser and a Kr laser, and solid-state lasers include a YAG laser and a YVO laser.
4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti:
A sapphire laser or the like can also be used. of course,
A harmonic converted by a nonlinear element may be used. The laser beam irradiation can be performed in a vacuum, in the air, in a nitrogen atmosphere, or the like. Further, when irradiating a laser beam, the substrate may be heated to about 500 degrees.
By doing so, a decrease in the outflow rate of heat in the semiconductor film is expected, and the grain size of the crystal grains can be increased.

【0072】本実施例では、YAGレーザの第2高調波
(波長532nm)を用い、大気中でレーザビームの照
射を行なった。また、本実施例では基板として1737
ガラス基板を用いており、図2(B)より、YAGレー
ザの第2高調波に対する透過率は90%以上ある。その
ため、YAGレーザの第2高調波は充分基板を透過す
る。また、本実施例では、導電層428、430、43
5、436、437、438にTaNおよびWを用いて
おり、YAGレーザの第2高調波に対して透過性を有し
ない。そこで本実施例では、基板の裏面側からレーザビ
ームを照射し、前記半導体膜の結晶化を行なった。
In this embodiment, laser beam irradiation was performed in the air using the second harmonic (wavelength 532 nm) of the YAG laser. In this embodiment, 1737 is used as the substrate.
A glass substrate is used, and from FIG. 2B, the transmittance of the YAG laser to the second harmonic is 90% or more. Therefore, the second harmonic of the YAG laser sufficiently passes through the substrate. In this embodiment, the conductive layers 428, 430, 43
5, 436, 437, and 438 are made of TaN and W, and have no transparency to the second harmonic of the YAG laser. Therefore, in this embodiment, the semiconductor film was crystallized by irradiating a laser beam from the back surface side of the substrate.

【0073】次いで、第1の層間絶縁膜461を形成す
る。この第1の層間絶縁膜461としては、プラズマC
VD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200
nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例で
は、プラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化
珪素膜を形成した。もちろん、第1の層間絶縁膜461
は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を
含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
Next, a first interlayer insulating film 461 is formed. As the first interlayer insulating film 461, plasma C
Using a VD method or a sputtering method, a thickness of 100 to 200
The insulating film containing silicon is formed as nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film with a thickness of 150 nm is formed by a plasma CVD method. Of course, the first interlayer insulating film 461
Is not limited to a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.

【0074】そして、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜550℃で1〜12時間の熱処理を行な
い、半導体層を水素化する工程を行なう。本実施例では
水素を約3%の含む窒素雰囲気中で410℃、1時間の
熱処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素
により半導体層のダングリングボンドを終端する工程で
ある。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラ
ズマにより励起された水素を用いる)を行なっても良
い。
Then, a heat treatment is performed at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% of hydrogen to perform a step of hydrogenating the semiconductor layer. In this embodiment, heat treatment was performed at 410 ° C. for one hour in a nitrogen atmosphere containing about 3% of hydrogen. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by hydrogen contained in the interlayer insulating film. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

【0075】次いで、第1の層間絶縁膜461上に無機
絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第2の層間絶
縁膜462を形成する。本実施例では、膜厚1.6μm
のアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が10〜1000
cp、好ましくは40〜200cpのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いた。
Next, a second interlayer insulating film 462 made of an inorganic insulating material or an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 461. In this embodiment, the film thickness is 1.6 μm
Was formed, but the viscosity was 10 to 1000
cp, preferably 40 to 200 cp, and those having irregularities on the surface were used.

【0076】本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面
に凸凹が形成される第2の層間絶縁膜を形成することに
よって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電
極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電
極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸
部の形成は、TFTの形成と同じフォトマスクで行なう
ことができるため、工程数の増加なく形成することがで
きる。なお、この凸部は配線及びTFT部以外の画素部
領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆
う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表
面に凸凹が形成される。
In this embodiment, in order to prevent specular reflection, irregularities are formed on the surface of the pixel electrode by forming a second interlayer insulating film having irregularities on the surface. In addition, a projection may be formed in a region below the pixel electrode in order to obtain light scattering by providing unevenness on the surface of the pixel electrode. In that case, the projection can be formed using the same photomask as that for forming the TFT, so that the projection can be formed without increasing the number of steps. Note that the protrusions may be appropriately provided on the substrate in the pixel portion region other than the wiring and the TFT portion. Thus, irregularities are formed on the surface of the pixel electrode along irregularities formed on the surface of the insulating film covering the convex portions.

【0077】また、第2の層間絶縁膜462として表面
が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極
を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法
等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防
ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させ
ることが好ましい。
A film whose surface is flattened may be used as the second interlayer insulating film 462. In that case, after forming the pixel electrode, the surface is made uneven by adding a process such as a known sand blasting method or an etching method to prevent specular reflection and increase whiteness by scattering reflected light. Is preferred.

【0078】そして、駆動回路506において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線463〜467
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのT
i膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金
膜)との積層膜をパターニングして形成する。
In the drive circuit 506, wirings 463 to 467 electrically connected to the respective impurity regions.
To form Note that these wirings are made of a 50 nm thick T
A laminated film of an i film and a 500 nm-thick alloy film (an alloy film of Al and Ti) is formed by patterning.

【0079】また、画素部507においては、画素電極
470、ゲート配線469、接続電極468を形成す
る。(図7(B))この接続電極468によりソース配
線(443bと449の積層)は、画素TFTと電気的
な接続が形成される。また、ゲート配線469は、画素
TFTのゲート電極と電気的な接続が形成される。ま
た、画素電極470は、画素TFTのドレイン領域44
2と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成す
る一方の電極として機能する半導体層458と電気的な
接続が形成される。また、画素電極471としては、A
lまたはAgを主成分とする膜、またはそれらの積層膜
等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。
In the pixel portion 507, a pixel electrode 470, a gate wiring 469, and a connection electrode 468 are formed. (FIG. 7B) With this connection electrode 468, the source wiring (the lamination of 443b and 449) is electrically connected to the pixel TFT. Further, the gate wiring 469 is electrically connected to the gate electrode of the pixel TFT. The pixel electrode 470 is connected to the drain region 44 of the pixel TFT.
2 and an electrical connection is formed with the semiconductor layer 458 functioning as one electrode forming a storage capacitor. The pixel electrode 471 has A
It is desirable to use a material having excellent reflectivity, such as a film containing l or Ag as a main component or a laminated film thereof.

【0080】以上の様にして、nチャネル型TFT50
1とpチャネル型TFT502からなるCMOS回路、
及びnチャネル型TFT503を有する駆動回路506
と、画素TFT504、保持容量505とを有する画素
部507を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。
As described above, the n-channel TFT 50
1 and a CMOS circuit comprising a p-channel TFT 502;
And driving circuit 506 having n-channel TFT 503
And a pixel portion 507 having a pixel TFT 504 and a storage capacitor 505 can be formed over the same substrate. Thus, an active matrix substrate is completed.

【0081】駆動回路506のnチャネル型TFT50
1はチャネル形成領域423c、ゲート電極の一部を構
成する第1の導電層428aと重なる低濃度不純物領域
423b(GOLD領域)、とソース領域またはドレイ
ン領域として機能する高濃度不純物領域423aを有し
ている。このnチャネル型TFT501と電極466で
接続してCMOS回路を形成するpチャネル型TFT5
02にはチャネル形成領域446d、ゲート電極の外側
に形成される不純物領域446b、446c、ソース領
域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域
446aを有している。また、nチャネル型TFT50
3にはチャネル形成領域425c、ゲート電極の一部を
構成する第1の導電層430aと重なる低濃度不純物領
域425b(GOLD領域)、とソース領域またはドレ
イン領域として機能する高濃度不純物領域425aを有
している。
The n-channel TFT 50 of the driving circuit 506
1 includes a channel formation region 423c, a low-concentration impurity region 423b (a GOLD region) overlapping with a first conductive layer 428a which forms part of a gate electrode, and a high-concentration impurity region 423a functioning as a source or drain region. ing. A p-channel TFT 5 connected to the n-channel TFT 501 via an electrode 466 to form a CMOS circuit
02 has a channel formation region 446d, impurity regions 446b and 446c formed outside the gate electrode, and a high-concentration impurity region 446a functioning as a source region or a drain region. Also, an n-channel TFT 50
3 includes a channel formation region 425c, a low-concentration impurity region 425b (GOLD region) overlapping with the first conductive layer 430a which forms part of the gate electrode, and a high-concentration impurity region 425a functioning as a source or drain region. are doing.

【0082】画素部の画素TFT504にはチャネル形
成領域426c、ゲート電極の外側に形成される低濃度
不純物領域426b(LDD領域)とソース領域または
ドレイン領域として機能する高濃度不純物領域426a
を有している。また、保持容量505の一方の電極とし
て機能する半導体層447a、447bには、それぞれ
p型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量
505は、絶縁膜444を誘電体として、電極(438
aと438bの積層)と、半導体層447a〜447c
とで形成している。
The pixel TFT 504 in the pixel portion has a channel forming region 426c, a low concentration impurity region 426b (LDD region) formed outside the gate electrode, and a high concentration impurity region 426a functioning as a source or drain region.
have. The semiconductor layers 447a and 447b functioning as one electrode of the storage capacitor 505 are each doped with an impurity element imparting p-type. The storage capacitor 505 includes an electrode (438) using the insulating film 444 as a dielectric.
a and 438b), and the semiconductor layers 447a to 447c.
And formed.

【0083】また、本実施例の画素構造は、ブラックマ
トリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光さ
れるように、画素電極の端部をソース配線と重なるよう
に配置形成する。
In the pixel structure of this embodiment, the end of the pixel electrode is arranged so as to overlap with the source wiring so that the gap between the pixel electrodes is shielded from light without using a black matrix.

【0084】また、本実施例で作製するアクティブマト
リクス基板の画素部の上面図を図8に示す。なお、図4
〜図7に対応する部分には同じ符号を用いている。図7
中の鎖線A−A’は図8中の鎖線A―A’で切断した断
面図に対応している。また、図7中の鎖線B−B’は図
8中の鎖線B―B’で切断した断面図に対応している。
FIG. 8 is a top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment. FIG.
7 are denoted by the same reference numerals. FIG.
The chain line AA ′ in FIG. 8 corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 7 corresponds to a cross-sectional view taken along a dashed line BB ′ in FIG.

【0085】[実施例3]本実施例では、実施例2で作
製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示
装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図9を
用いる。
[Embodiment 3] In this embodiment, a process of manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 2 will be described below. FIG. 9 is used for the description.

【0086】まず、実施例2に従い、図7の状態のアク
ティブマトリクス基板を得た後、図7のアクティブマト
リクス基板上、少なくとも画素電極470上に配向膜4
71を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では
配向膜471を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機
樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持
するための柱状のスペーサ(図示しない)を所望の位置
に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のス
ペーサを基板全面に散布してもよい。
First, after obtaining the active matrix substrate in the state shown in FIG. 7 according to the second embodiment, the alignment film 4 is formed on at least the pixel electrode 470 on the active matrix substrate shown in FIG.
A rubbing process is performed after forming 71. In this embodiment, before forming the alignment film 471, a columnar spacer (not shown) for maintaining a substrate interval was formed at a desired position by patterning an organic resin film such as an acrylic resin film. Instead of the columnar spacers, spherical spacers may be spread over the entire surface of the substrate.

【0087】次いで、対向基板471を用意する。次い
で、対向基板471上に着色層472、473、平坦化
膜474を形成する。赤色の着色層472と青色の着色
層473とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の
着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。
Next, a counter substrate 471 is prepared. Next, coloring layers 472 and 473 and a planarizing film 474 are formed over the counter substrate 471. The red coloring layer 472 and the blue coloring layer 473 are overlapped to form a light-shielding portion. Alternatively, the light-blocking portion may be formed by partially overlapping the red coloring layer and the green coloring layer.

【0088】本実施例では、実施例2に示す基板を用い
ている。従って、実施例2の画素部の上面図を示す図8
では、少なくともゲート配線469と画素電極470の
間隙と、ゲート配線469と接続電極468の間隙と、
接続電極468と画素電極470の間隙を遮光する必要
がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色
層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置
して、対向基板を貼り合わせた。
In this embodiment, the substrate shown in the second embodiment is used. Therefore, FIG. 8 shows a top view of the pixel portion of the second embodiment.
Then, at least a gap between the gate wiring 469 and the pixel electrode 470, a gap between the gate wiring 469 and the connection electrode 468,
It is necessary to shield the gap between the connection electrode 468 and the pixel electrode 470 from light. In this embodiment, the colored layers are arranged such that the light-shielding portion formed of the colored layers is overlapped at the positions where the light is to be shielded, and the opposing substrates are bonded to each other.

【0089】このように、ブラックマスク等の遮光層を
形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層から
なる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能
とした。
As described above, the number of steps can be reduced by shielding the gap between each pixel with the light-shielding portion composed of the stacked colored layers without forming a light-shielding layer such as a black mask.

【0090】次いで、平坦化膜474上に透明導電膜か
らなる対向電極475を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜476を形成し、ラビング処理を
施した。
Next, a counter electrode 475 made of a transparent conductive film was formed on at least the pixel portion on the flattening film 474, an alignment film 476 was formed on the entire surface of the counter substrate, and rubbing treatment was performed.

【0091】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材477
で貼り合わせる。シール材477にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料478を注入し、封止剤(図示せ
ず)によって完全に封止する。液晶材料478には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図9に示す
反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板(図示
しない)を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてF
PCを貼りつけた。
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the opposing substrate are sealed with a sealing material 477.
Paste in. A filler is mixed in the sealing material 477, and the two substrates are bonded to each other at a uniform interval by the filler and the columnar spacer. afterwards,
A liquid crystal material 478 is injected between the two substrates, and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used for the liquid crystal material 478. Thus, the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 9 is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the opposing substrate is cut into a desired shape. Further, a polarizing plate (not shown) was attached only to the counter substrate. Then, using a known technique, F
PC was pasted.

【0092】以上のようにして作製される液晶表示パネ
ルは各種電子機器の表示部として用いることができる。
The liquid crystal display panel manufactured as described above can be used as a display unit of various electronic devices.

【0093】なお、本実施例は実施例1または実施例2
と自由に組み合わせることが可能である。
This embodiment corresponds to the first embodiment or the second embodiment.
And can be freely combined.

【0094】[実施例4]本実施例では、実施例2で示
したアクティブマトリクス基板を作製するときのTFT
の作製方法を用いて、EL(エレクトロルミネセンス)
表示装置を作製した例について説明する。なお、図10
は本発明のEL表示装置の断面図である。
[Embodiment 4] In this embodiment, a TFT for manufacturing the active matrix substrate shown in Embodiment 2 is used.
EL (Electroluminescence)
An example in which a display device is manufactured will be described. Note that FIG.
1 is a cross-sectional view of an EL display device according to the present invention.

【0095】本明細書において、EL表示装置とは、基
板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封
入した表示用パネルおよび該表示用パネルにTFTを実
装した表示用モジュールを総称したものである。なお、
発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセン
ス(Electro Luminescence)が得られる有機化合物を含
む層(発光層)と陽極層と、陰極層とを有する。また、
有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状
態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状
態から基底状態に戻る際の発光(リン光)があり、これ
らのうちどちらか、あるいは両方の発光を含む。
In this specification, an EL display device refers to a display panel in which a light emitting element formed on a substrate is sealed between the substrate and a cover material, and a display module in which a TFT is mounted on the display panel. It is a generic term. In addition,
The light-emitting element has a layer (light-emitting layer) containing an organic compound capable of obtaining luminescence (Electro Luminescence) generated by applying an electric field, an anode layer, and a cathode layer. Also,
Luminescence in an organic compound includes light emission (fluorescence) when returning from a singlet excited state to a ground state and light emission (phosphorescence) when returning from a triplet excited state to a ground state. Light emission.

【0096】図10において、基板700上に設けられ
たスイッチングTFT603は図10のnチャネル型T
FT503を用いて形成される。したがって、構造の説
明はnチャネル型TFT503の説明を参照すれば良
い。
In FIG. 10, the switching TFT 603 provided on the substrate 700 is an n-channel type TFT shown in FIG.
It is formed using FT503. Therefore, for the description of the structure, the description of the n-channel TFT 503 may be referred to.

【0097】なお、本実施例ではチャネル形成領域が二
つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル
形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは
三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
Although the present embodiment has a double gate structure in which two channel forming regions are formed, a single gate structure in which one channel forming region is formed or a triple gate structure in which three channel forming regions are formed. good.

【0098】基板700上に設けられた駆動回路は図1
0のCMOS回路を用いて形成される。従って、構造の
説明はnチャネル型TFT501とpチャネル型TFT
502の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシ
ングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もし
くはトリプルゲート構造であっても良い。
The driving circuit provided on the substrate 700 is shown in FIG.
0 CMOS circuit. Therefore, the description of the structure is made of the n-channel TFT 501 and the p-channel TFT
Reference may be made to the description of 502. In this embodiment, a single gate structure is used, but a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0099】また、配線701、703はCMOS回路
のソース配線、702はドレイン配線として機能する。
また、配線704はソース配線708とスイッチングT
FTのソース領域とを電気的に接続する配線として機能
し、配線705はドレイン配線709とスイッチングT
FTのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機
能する。
The wirings 701 and 703 function as a source wiring of a CMOS circuit, and the wiring 702 functions as a drain wiring.
The wiring 704 is connected to the source wiring 708 and the switching T
The wiring 705 functions as a wiring for electrically connecting the source region of the FT to the source region.
It functions as a wiring for electrically connecting the drain region of the FT.

【0100】なお、電流制御TFT604は図10のp
チャネル型TFT502を用いて形成される。従って、
構造の説明はpチャネル型TFT502の説明を参照す
れば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造とし
ているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構
造であっても良い。
The current control TFT 604 corresponds to p
It is formed using a channel type TFT 502. Therefore,
For the description of the structure, the description of the p-channel TFT 502 can be referred to. In this embodiment, a single gate structure is used, but a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0101】また、配線706は電流制御TFTのソー
ス配線(電流供給線に相当する)であり、707は電流
制御TFTの画素電極710上に重ねることで画素電極
710と電気的に接続する電極である。
A wiring 706 is a source wiring of the current control TFT (corresponding to a current supply line), and 707 is an electrode which is electrically connected to the pixel electrode 710 by being superposed on the pixel electrode 710 of the current control TFT. is there.

【0102】なお、710は、透明導電膜からなる画素
電極(EL素子の陽極)である。透明導電膜としては、
酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウム
と酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化
インジウムを用いることができる。また、前記透明導電
膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極
710は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜7
11上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる
平坦化膜711を用いてTFTによる段差を平坦化する
ことは非常に重要である。後に形成されるEL層は非常
に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起
こす場合がある。従って、EL層をできるだけ平坦面に
形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化してお
くことが望ましい。
Reference numeral 710 denotes a pixel electrode (anode of an EL element) made of a transparent conductive film. As a transparent conductive film,
A compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Further, a material obtained by adding gallium to the transparent conductive film may be used. The pixel electrode 710 has a flat interlayer insulating film 7 before forming the wiring.
11 is formed. In this embodiment, it is very important to flatten the step due to the TFT using the flattening film 711 made of resin. Since an EL layer formed later is extremely thin, poor light emission may be caused by the presence of a step. Therefore, it is desirable that the EL layer be flattened before forming the pixel electrode so that the EL layer can be formed as flat as possible.

【0103】配線701〜707を形成後、図10に示
すようにバンク712を形成する。バンク712は10
0〜400nmの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜
をパターニングして形成すれば良い。
After forming the wirings 701 to 707, a bank 712 is formed as shown in FIG. Bank 712 is 10
The insulating film or the organic resin film containing silicon having a thickness of 0 to 400 nm may be formed by patterning.

【0104】なお、バンク712は絶縁膜であるため、
成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。
本実施例ではバンク712の材料となる絶縁膜中にカー
ボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の
発生を抑制する。この際、抵抗率は1×106〜1×1
12Ωm(好ましくは1×108〜1×1010Ωm)と
なるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれ
ば良い。
Since the bank 712 is an insulating film,
Attention must be paid to electrostatic breakdown of the element during film formation.
In this embodiment, carbon particles or metal particles are added to the insulating film that is a material of the bank 712 to lower the resistivity and suppress generation of static electricity. At this time, the resistivity is 1 × 10 6 to 1 × 1.
The addition amount of the carbon particles and metal particles may be adjusted so as to be 0 12 Ωm (preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Ωm).

【0105】画素電極710の上にはEL層713が形
成される。なお、図10では一画素しか図示していない
が、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色
に対応したEL層を作り分けている。また、本実施例で
は蒸着法により低分子系有機EL材料を形成している。
具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロシ
アニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層として7
0nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体
(Alq3)膜を設けた積層構造としている。Alq3
キナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といった蛍光
色素を添加することで発光色を制御することができる。
On the pixel electrode 710, an EL layer 713 is formed. Although only one pixel is shown in FIG. 10, in this embodiment, EL layers corresponding to R (red), G (green), and B (blue) are separately formed. In this embodiment, a low-molecular organic EL material is formed by an evaporation method.
Specifically, a copper phthalocyanine (CuPc) film having a thickness of 20 nm is provided as a hole injection layer, and a light emitting layer is formed on the copper phthalocyanine film.
It has a laminated structure in which a 0 nm thick tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ) film is provided. The emission color can be controlled by adding a fluorescent dye such as quinacridone, perylene or DCM1 to Alq 3 .

【0106】但し、以上の例はEL層として用いること
のできる有機EL材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせてEL層(発光及びそのための
キャリアの移動を行なわせるための層)を形成すれば良
い。例えば、本実施例では低分子系有機EL材料をEL
層として用いる例を示したが、高分子系有機EL材料を
用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭
化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これら
の有機EL材料や無機材料は公知の材料を用いることが
できる。但し、以上の例はEL層として用いることので
きる有機EL材料の一例であって、これに限定する必要
はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層
を自由に組み合わせてEL層(発光及びそのためのキャ
リアの移動を行わせるための層)を形成すれば良い。例
えば、本実施例では低分子系有機EL材料をEL層とし
て用いる例を示したが、中分子系有機EL材料や高分子
系有機EL材料を用いても良い。なお、本明細書中にお
いて、昇華性を有さず、かつ、分子数が20以下または
連鎖する分子の長さが10μm以下の有機EL材料を中
分子系有機EL材料とする。また、高分子系有機EL材
料を用いる例として、正孔注入層として20nmのポリ
チオフェン(PEDOT)膜をスピン塗布法により設
け、その上にEL層として100nm程度のパラフェニ
レンビニレン(PPV)膜を設けた積層構造としても良
い。なお、PPVのπ共役系高分子を用いると、赤色か
ら青色まで発光波長を選択できる。また、電荷輸送層や
電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも
可能である。これらの有機EL材料や無機材料は公知の
材料を用いることができる。
However, the above example is an example of the organic EL material that can be used as the EL layer, and it is not necessary to limit the invention to this. An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer. For example, in this embodiment, a low molecular organic EL material is
Although an example in which the layer is used as a layer has been described, a polymer organic EL material may be used. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used for these organic EL materials and inorganic materials. However, the above example is an example of the organic EL material that can be used for the EL layer, and it is not necessary to limit the invention to this. An EL layer (a layer for performing light emission and carrier movement therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer. For example, in this embodiment, an example is shown in which a low-molecular organic EL material is used as the EL layer, but a medium-molecular organic EL material or a high-molecular organic EL material may be used. Note that in this specification, an organic EL material having no sublimability and having a molecular number of 20 or less or a chain of molecules having a length of 10 μm or less is defined as a medium molecular organic EL material. As an example using a polymer organic EL material, a 20 nm polythiophene (PEDOT) film is provided as a hole injection layer by a spin coating method, and a 100 nm paraphenylene vinylene (PPV) film is provided thereon as an EL layer. A stacked structure may be used. When a π-conjugated polymer of PPV is used, the emission wavelength can be selected from red to blue. It is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used for these organic EL materials and inorganic materials.

【0107】次に、EL層713の上には導電膜からな
る陰極714が設けられる。本実施例の場合、導電膜と
してアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿
論、公知のMgAg膜(マグネシウムと銀との合金膜)
を用いても良い。陰極材料としては、周期表の1族もし
くは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの
元素を添加した導電膜を用いれば良い。
Next, a cathode 714 made of a conductive film is provided on the EL layer 713. In this embodiment, an alloy film of aluminum and lithium is used as the conductive film. Of course, a known MgAg film (an alloy film of magnesium and silver)
May be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table or a conductive film to which those elements are added may be used.

【0108】この陰極714まで形成された時点でEL
素子715が完成する。なお、ここでいうEL素子71
5は、画素電極(陽極)710、EL層713及び陰極
714で形成されたコンデンサを指す。
When the cathode 714 is formed, the EL
The element 715 is completed. Note that the EL element 71 here
Reference numeral 5 denotes a capacitor formed by the pixel electrode (anode) 710, the EL layer 713, and the cathode 714.

【0109】EL素子715を完全に覆うようにしてパ
ッシベーション膜716を設けることは有効である。パ
ッシベーション膜716としては、炭素膜、窒化珪素膜
もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁
膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
It is effective to provide the passivation film 716 so as to completely cover the EL element 715. As the passivation film 716, an insulating film including a carbon film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is used, and the insulating film is used in a single layer or in a stacked layer.

【0110】この際、カバレッジの良い膜をパッシベー
ション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にD
LC(ダイヤモンドライクカーボン)膜を用いることは
有効である。DLC膜は室温から100℃以下の温度範
囲で成膜可能であるため、耐熱性の低いEL層713の
上方にも容易に成膜することができる。また、DLC膜
は酸素に対するブロッキング効果が高く、EL層713
の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後
に続く封止工程を行う間にEL層713が酸化するとい
った問題を防止できる。
At this time, a film having good coverage is preferably used as a passivation film, and a carbon film, in particular, a D film is preferably used.
It is effective to use an LC (diamond-like carbon) film. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C. or lower, it can be easily formed above the EL layer 713 having low heat resistance. In addition, the DLC film has a high blocking effect against oxygen, and the EL layer 713
Can be suppressed. Therefore, the problem that the EL layer 713 is oxidized during the subsequent sealing step can be prevented.

【0111】さらに、パッシベーション膜716上に封
止材717を設け、カバー材718を貼り合わせる。封
止材717としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内
部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有す
る物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材718はガラス基板や石英基板やプラスチ
ック基板(プラスチックフィルムも含む)の両面に炭素
膜(好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜)を形成
したものを用いる。
Furthermore, a sealing material 717 is provided on the passivation film 716, and a cover material 718 is attached. As the sealing material 717, an ultraviolet curable resin may be used, and it is effective to provide a substance having a moisture absorbing effect or a substance having an antioxidant effect inside. In this embodiment, a cover material 718 having a carbon film (preferably a diamond-like carbon film) formed on both surfaces of a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate (including a plastic film) is used.

【0112】こうして図10に示すような構造のEL表
示装置が完成する。なお、バンク712を形成した後、
パッシベーション膜716を形成するまでの工程をマル
チチャンバー方式(またはインライン方式)の成膜装置
を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効
である。また、さらに発展させてカバー材718を貼り
合わせる工程までを大気解放せずに連続的に処理するこ
とも可能である。
Thus, an EL display device having a structure as shown in FIG. 10 is completed. After forming the bank 712,
It is effective to perform a process up to the formation of the passivation film 716 continuously without exposing to the atmosphere using a multi-chamber (or in-line) film forming apparatus. Further, by further developing, it is also possible to continuously perform processing up to the step of bonding the cover material 718 without releasing to the atmosphere.

【0113】こうして、プラスチック基板を母体とする
絶縁体501上にnチャネル型TFT601、602、
スイッチングTFT(nチャネル型TFT)603およ
び電流制御TFT(nチャネル型TFT)604が形成
される。ここまでの製造工程で必要としたマスク数は、
一般的なアクティブマトリクス型EL表示装置よりも少
ない。
In this manner, the n-channel TFTs 601, 602,
A switching TFT (n-channel TFT) 603 and a current control TFT (n-channel TFT) 604 are formed. The number of masks required in the manufacturing process up to this point is
The number is smaller than that of a general active matrix type EL display device.

【0114】即ち、TFTの製造工程が大幅に簡略化さ
れており、歩留まりの向上および製造コストの低減が実
現できる。
That is, the manufacturing process of the TFT is greatly simplified, and an improvement in yield and a reduction in manufacturing cost can be realized.

【0115】さらに、図10を用いて説明したように、
ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設ける
ことによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いn
チャネル型TFTを形成することができる。そのため、
信頼性の高いEL表示装置を実現できる。
Further, as described with reference to FIG.
By providing an impurity region overlapping the gate electrode with an insulating film interposed therebetween, n is resistant to deterioration caused by the hot carrier effect.
A channel type TFT can be formed. for that reason,
A highly reliable EL display device can be realized.

【0116】また、本実施例では画素部と駆動回路の構
成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、そ
の他にも信号分割回路、D/Aコンバータ、オペアン
プ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成
可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも
形成しうる。
In this embodiment, only the configuration of the pixel portion and the drive circuit is shown. However, according to the manufacturing process of this embodiment, other components such as a signal dividing circuit, a D / A converter, an operational amplifier, and a gamma correction circuit are also provided. Can be formed on the same insulator, and a memory and a microprocessor can also be formed.

【0117】さらに、EL素子を保護するための封止
(または封入)工程まで行った後の本実施例のEL発光
装置について図11を用いて説明する。なお、必要に応
じて図10で用いた符号を引用する。
Further, the EL light emitting device of this embodiment after performing a sealing (or enclosing) step for protecting the EL element will be described with reference to FIG. It should be noted that the reference numerals used in FIG.

【0118】図11(A)は、EL素子の封止までを行
った状態を示す上面図、図11(B)は図11(A)を
C−C’で切断した断面図である。点線で示された801
はソース側駆動回路、806は画素部、807はゲート
側駆動回路である。また、901はカバー材、902は
第1シール材、903は第2シール材であり、第1シー
ル材902で囲まれた内側には封止材907が設けられ
る。
FIG. 11A is a top view showing a state in which the process up to the sealing of the EL element has been performed, and FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by CC '. 801 shown by dotted line
Denotes a source side driving circuit, 806 denotes a pixel portion, and 807 denotes a gate side driving circuit. Reference numeral 901 denotes a cover material, 902 denotes a first seal material, and 903 denotes a second seal material. A sealing material 907 is provided inside the first seal material 902.

【0119】なお、904はソース側駆動回路801及
びゲート側駆動回路807に入力される信号を伝送する
ための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキ
シブルプリントサーキット)905からビデオ信号やク
ロック信号を受け取る。なお、ここではFPCしか図示
されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(P
WB)が取り付けられていても良い。本明細書における
EL表示装置には、EL表示装置本体だけでなく、それ
にFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含む
ものとする。
Reference numeral 904 denotes wiring for transmitting signals input to the source-side driving circuit 801 and the gate-side driving circuit 807, and a video signal or a clock signal from an FPC (flexible print circuit) 905 serving as an external input terminal. Receive. Although only the FPC is shown here, this FPC has a printed wiring board (P
WB) may be attached. The EL display device in this specification includes not only the EL display device main body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.

【0120】次に、断面構造について図11(B)を用
いて説明する。基板700の上方には画素部806、ゲ
ート側駆動回路807が形成されており、画素部806
は電流制御TFT604とそのドレインに電気的に接続
された画素電極710を含む複数の画素により形成され
る。また、ゲート側駆動回路807はnチャネル型TF
T601とpチャネル型TFT602とを組み合わせた
CMOS回路(図14参照)を用いて形成される。
Next, the cross-sectional structure will be described with reference to FIG. A pixel portion 806 and a gate driver circuit 807 are formed above the substrate 700.
Is formed by a plurality of pixels including a current control TFT 604 and a pixel electrode 710 electrically connected to its drain. The gate side drive circuit 807 is an n-channel type TF
It is formed using a CMOS circuit (see FIG. 14) in which T601 and p-channel TFT 602 are combined.

【0121】画素電極710はEL素子の陽極として機
能する。また、画素電極710の両端にはバンク712
が形成され、画素電極710上にはEL層713および
EL素子の陰極714が形成される。
The pixel electrode 710 functions as an anode of the EL element. Further, banks 712 are provided at both ends of the pixel electrode 710.
Are formed, and an EL layer 713 and a cathode 714 of an EL element are formed on the pixel electrode 710.

【0122】陰極714は全画素に共通の配線としても
機能し、接続配線904を経由してFPC905に電気
的に接続されている。さらに、画素部806及びゲート
側駆動回路807に含まれる素子は全て陰極714およ
びパッシベーション膜567で覆われている。
The cathode 714 also functions as a common wiring for all pixels, and is electrically connected to the FPC 905 via the connection wiring 904. Further, all elements included in the pixel portion 806 and the gate driver circuit 807 are covered with the cathode 714 and the passivation film 567.

【0123】また、第1シール材902によりカバー材
901が貼り合わされている。なお、カバー材901と
EL素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペ
ーサを設けても良い。そして、第1シール材902の内
側には封止材907が充填されている。なお、第1シー
ル材902、封止材907としてはエポキシ系樹脂を用
いるのが好ましい。また、第1シール材902はできる
だけ水分や酸素を透過しない材料であることが望まし
い。さらに、封止材907の内部に吸湿効果をもつ物質
や酸化防止効果をもつ物質を含有させても良い。
Further, a cover member 901 is attached by a first seal member 902. Note that a spacer made of a resin film may be provided to secure an interval between the cover member 901 and the EL element. The inside of the first sealant 902 is filled with a sealant 907. Note that an epoxy resin is preferably used for the first sealant 902 and the sealant 907. Further, it is desirable that the first sealant 902 be a material that does not transmit moisture and oxygen as much as possible. Further, a substance having a moisture absorbing effect or a substance having an antioxidant effect may be contained in the sealing material 907.

【0124】EL素子を覆うようにして設けられた封止
材907はカバー材901を接着するための接着剤とし
ても機能する。また、本実施例ではカバー材901を構
成するプラスチック基板901aの材料としてFRP(F
iberglass-Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニ
ルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリ
ルを用いることができる。
[0124] The sealing material 907 provided so as to cover the EL element also functions as an adhesive for bonding the cover material 901. In this embodiment, FRP (FRP) is used as the material of the plastic substrate 901a constituting the cover member 901.
iberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), mylar, polyester or acrylic can be used.

【0125】また、封止材907を用いてカバー材90
1を接着した後、封止材907の側面(露呈面)を覆う
ように第2シール材903を設ける。第2シール材90
3は第1シール材902と同じ材料を用いることができ
る。
Further, the cover material 90 is formed by using the sealing material 907.
After bonding, the second sealing material 903 is provided so as to cover the side surface (exposed surface) of the sealing material 907. Second sealing material 90
For 3, the same material as the first sealant 902 can be used.

【0126】以上のような構造でEL素子を封止材90
7に封入することにより、EL素子を外部から完全に遮
断することができ、外部から水分や酸素等のEL層の酸
化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことがで
きる。従って、信頼性の高いEL表示装置が得られる。
With the above structure, the EL element is sealed with the sealing material 90.
By encapsulating the EL element in the EL element, the EL element can be completely shut off from the outside, and it is possible to prevent a substance such as moisture or oxygen, which promotes the deterioration of the EL layer from being oxidized, from entering from the outside. Therefore, a highly reliable EL display device can be obtained.

【0127】なお、本実施例は実施例1または実施例2
と自由に組み合わせることが可能である。
This embodiment corresponds to the first embodiment or the second embodiment.
And can be freely combined.

【0128】[実施例5]本発明を実施して形成された
CMOS回路や画素部は様々な半導体装置(アクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス
型ECディスプレイ、アクティブマトリクス型ELディ
スプレイ)に用いることが出来る。即ち、それら電気光
学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実
施出来る。
[Embodiment 5] A CMOS circuit and a pixel portion formed by carrying out the present invention can be used for various semiconductor devices (active matrix type liquid crystal display, active matrix type EC display, active matrix type EL display). I can do it. That is, the present invention can be applied to all electronic devices in which the electro-optical device is incorporated in the display unit.

【0129】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型
ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコン
ピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられ
る。それらの一例を図12、図13及び図14に示す。
Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector (rear or front type), a head mounted display (goggle type display), a car navigation, a car stereo,
Examples include a personal computer and a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, or the like). Examples of these are shown in FIGS. 12, 13 and 14.

【0130】図12(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。本発明を画像入力
部3002、表示部3003やその他の信号制御回路に
適用することが出来る。
FIG. 12A 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. The present invention can be applied to the image input unit 3002, the display unit 3003, and other signal control circuits.

【0131】図12(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やその他の信号制
御回路に適用することが出来る。
FIG. 12B shows a video camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, a voice 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 and other signal control circuits.

【0132】図12(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やその
他の信号制御回路に適用出来る。
FIG. 12C shows a mobile computer (mobile computer) including 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 and other signal control circuits.

【0133】図12(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やその他の信号制
御回路に適用することが出来る。
FIG. 12D shows a goggle type display, which comprises 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 and other signal control circuits.

【0134】図12(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
トを行うことが出来る。本発明は表示部3402やその
他の信号制御回路に適用することが出来る。
FIG. 12E 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 and other signal control circuits.

【0135】図12(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やその他の信号制御回路に適用する
ことが出来る。
FIG. 12F 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 and other signal control circuits.

【0136】図13(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やその他の信号制御回路に適用すること
が出来る。
FIG. 13A 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 constituting a part of the projection device 3601 and other signal control circuits.

【0137】図13(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
の信号制御回路に適用することが出来る。
FIG. 13B shows a rear type 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 the liquid crystal display device 3808 which constitutes a part of the signal control circuit 702 and other signal control circuits.

【0138】なお、図13(C)は、図13(A)及び
図13(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13(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. 13C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 3601 and 3702 in FIGS. 13A and 13B. 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 the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in an optical path indicated by an arrow in FIG. Good.

【0139】また、図13(D)は、図13(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13(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. 13D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 3801 in FIG. 13C. 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. 13D 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.

【0140】ただし、図13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での適用例は図示していな
い。
However, in the projector shown in FIG. 13, a case where a transmission type electro-optical device is used is shown, and an example of application to a reflection type electro-optical device is not shown.

【0141】図14(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。本発明を音声出力部3902、音声入力部3
903、表示部3904やその他の信号制御回路に適用
することが出来る。
FIG. 14A shows a portable telephone, and the main body 39 is shown.
01, audio output unit 3902, audio input unit 3903, display unit 3904, operation switch 3905, antenna 3906
And so on. The present invention is applied to the audio output unit 3902 and the audio input unit 3
903, the display portion 3904, and other signal control circuits.

【0142】図14(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やその他
の信号回路に適用することが出来る。
FIG. 14B 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 and other signal circuits.

【0143】図14(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に適用することが出来る。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. 14C 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).

【0144】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例1〜4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
出来る
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in various fields. Further, the electronic apparatus according to the present embodiment can be realized by using any combination of the configurations of the first to fourth embodiments.

【0145】[0145]

【発明の効果】本発明の構成を採用することにより、以
下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。 (a)従来のTFTの作製プロセスに適合した、簡単な
構造である。 (b)スリットなどの位置決めのために、レーザ照射装
置に特別なミクロンオーダーでの精密な位置決め技術は
不要であり、通常のレーザ照射装置をそのまま利用でき
る。 (c)以上の利点を満たした上で、結晶性の良好な半導
体層を作製できる方法である。
By adopting the configuration of the present invention, the following basic significance can be obtained. (A) A simple structure suitable for a conventional TFT manufacturing process. (B) For positioning the slits and the like, the laser irradiation device does not require a special precise positioning technique on the order of microns, and an ordinary laser irradiation device can be used as it is. (C) This is a method capable of manufacturing a semiconductor layer with good crystallinity while satisfying the above advantages.

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

【図1】 本発明が開示するTFTの作製方法の例を示
す図。
FIG. 1 illustrates an example of a method for manufacturing a TFT disclosed in the present invention.

【図2】 波長に対する基板の透過率の例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of transmittance of a substrate with respect to wavelength.

【図3】 従来技術の例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional technique.

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

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

【図6】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.

【図7】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.

【図8】 画素TFTの構成を示す上面図。FIG. 8 is a top view illustrating a configuration of a pixel TFT.

【図9】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作製
工程を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an active matrix liquid crystal display device.

【図10】 EL表示装置の駆動回路及び画素部の断面
構造図。
FIG. 10 is a cross-sectional structural view of a driver circuit and a pixel portion of an EL display device.

【図11】 (A)EL表示装置の上面図。 (B)EL表示装置の駆動回路及び画素部の断面構造
図。
FIG. 11A is a top view of an EL display device. FIG. 2B is a cross-sectional structural view of a driver circuit and a pixel portion of an EL display device.

【図12】 半導体装置の例を示す図。FIG. 12 illustrates an example of a semiconductor device.

【図13】 半導体装置の例を示す図。FIG. 13 illustrates an example of a semiconductor device.

【図14】 半導体装置の例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of a semiconductor device.

フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 JA25 JA28 JA34 JA37 MA30 NA05 5C094 AA43 AA45 BA03 BA29 BA43 CA19 DA14 DA15 DB01 DB04 EA04 EA07 5F052 AA02 AA11 AA17 AA24 BA07 BB01 BB02 BB03 BB05 BB07 DA02 DB03 DB07 FA06 FA19 FA22 HA06 JA01 5F110 AA01 BB02 BB04 BB05 CC02 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE07 EE09 EE14 EE23 EE44 EE45 FF02 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL04 HL06 HL11 HM15 NN03 NN04 NN22 NN27 NN34 NN35 NN73 PP01 PP02 PP03 PP04 PP10 PP13 PP24 PP27 PP29 PP34 PP40 QQ04 QQ10 QQ11 QQ19 QQ24 QQ25 QQ28Continued on the front page F term (reference) 2H092 JA25 JA28 JA34 JA37 MA30 NA05 5C094 AA43 AA45 BA03 BA29 BA43 CA19 DA14 DA15 DB01 DB04 EA04 EA07 5F052 AA02 AA11 AA17 AA24 BA07 BB01 BB02 BB03 BB05 FA01 DB01 FA03 BB02 BB04 BB05 CC02 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE07 EE09 EE14 EE23 EE44 EE45 FF02 FF04 FF09 FF28 FF30 NN01 NN02 GG23 GG43 GG01 NN73 PP01 PP02 PP03 PP04 PP10 PP13 PP24 PP27 PP29 PP34 PP40 QQ04 QQ10 QQ11 QQ19 QQ24 QQ25 QQ28

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の表面上に半導体層を形成し、前記
半導体層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上にゲート電
極を形成し、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体
層に不純物元素を導入し、前記不純物元素が導入された
前記半導体層に選択的に金属元素を導入し、加熱処理に
より前記半導体層の結晶化および前記不純物元素の活性
化を行ない、前記半導体層にレーザビームを照射するこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
1. A semiconductor layer is formed on a surface of a substrate, an insulating film is formed on the semiconductor layer, a gate electrode is formed on the insulating film, and an impurity element is formed on the semiconductor layer using the gate electrode as a mask. Is introduced, a metal element is selectively introduced into the semiconductor layer into which the impurity element is introduced, crystallization of the semiconductor layer and activation of the impurity element are performed by heat treatment, and a laser beam is applied to the semiconductor layer. A method for manufacturing a semiconductor device, which includes irradiation.
【請求項2】 基板の表面上に半導体層を形成し、前記
半導体層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上にゲート電
極を形成し、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体
層に不純物元素を導入し、前記不純物元素が導入された
前記半導体層に選択的に金属元素を導入し、第1の加熱
処理により前記半導体層の結晶化および前記不純物元素
の活性化を行ない、前記半導体層にレーザビームを照射
し、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層に15
族に属する元素を導入し、第2の加熱処理により前記金
属元素を前記15族に属する元素が導入された領域にゲ
ッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
2. A semiconductor layer is formed on a surface of a substrate, an insulating film is formed on the semiconductor layer, a gate electrode is formed on the insulating film, and an impurity element is formed on the semiconductor layer using the gate electrode as a mask. Is introduced, a metal element is selectively introduced into the semiconductor layer into which the impurity element has been introduced, and crystallization of the semiconductor layer and activation of the impurity element are performed by a first heat treatment. The semiconductor layer is irradiated with a laser beam using the gate electrode as a mask.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising introducing an element belonging to Group 15 and performing a second heat treatment to getter the metal element to a region where the element belonging to Group 15 is introduced.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
金属元素は、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、O
s、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Al、In、S
n、Pb、P、As、Sbから選ばれた一種または複数
の元素であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. The method according to claim 1, wherein the metal element is Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, O
s, Ir, Pt, Cu, Ag, Au, Al, In, S
A method for manufacturing a semiconductor device, which is one or more elements selected from n, Pb, P, As, and Sb.
【請求項4】 請求項1または請求項2において、前記
不純物元素は、n型を付与する不純物元素またはp型を
付与する不純物元素であることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity element is an n-type impurity element or a p-type impurity element.
【請求項5】 請求項1または請求項2において、前記
レーザビームは、パルス発振または連続発振の気体レー
ザまたは固体レーザから発振されたレーザビームである
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the laser beam is a laser beam oscillated from a pulsed or continuous oscillation gas laser or solid laser.
【請求項6】 請求項1または請求項2または請求項5
において、前記レーザビームは、パルス発振または連続
発振のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザから選
ばれた一種から発振されたレーザビームであることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
6. The method according to claim 1, wherein said first or second means is selected.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the laser beam is a laser beam oscillated from one selected from a pulse oscillation or a continuous oscillation excimer laser, an Ar laser, and a Kr laser.
【請求項7】 請求項1または請求項2または請求項5
において、前記レーザビームは、パルス発振または連続
発振のYAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、
YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザから選
ばれた一種から発振されたレーザビームであることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
7. The method according to claim 1, wherein the first and second steps are performed.
In the above, the laser beam may be a pulse oscillation or continuous oscillation YAG laser, a YVO 4 laser, a YLF laser,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a laser beam oscillated from one selected from a YAlO 3 laser, a glass laser, a ruby laser, an alexandrite laser, and Ti: sapphire laser.
【請求項8】 請求項1および請求項2および請求項5
乃至7のいずれか一項において、前記レーザビームは、
基板の表面側から照射することを特徴とする半導体装置
の作製方法。
8. The first, second and fifth aspects
The laser beam according to any one of claims 1 to 7,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein irradiation is performed from a front surface side of a substrate.
【請求項9】 請求項1および請求項2および請求項5
乃至7のいずれか一項において、前記レーザビームは、
基板の裏面側から照射することを特徴とする半導体装置
の作製方法。
9. The method according to claim 1, 2 or 5, wherein
The laser beam according to any one of claims 1 to 7,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein irradiation is performed from the back side of a substrate.
【請求項10】 請求項1および請求項2および請求項
5乃至7のいずれか一項において、前記レーザビーム
は、基板の表面側および裏面側の両側から照射すること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the laser beam is emitted from both the front surface side and the back surface side of the substrate. Production method.
【請求項11】 請求項1および請求項2および請求項
5乃至8のいずれか一項において、前記レーザビームの
一部は、前記ゲート電極を透過することを特徴とする半
導体装置の作製方法。
11. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a part of the laser beam is transmitted through the gate electrode.
【請求項12】 請求項1および請求項2および請求項
5乃至7および請求項9のいずれか一項において、前記
レーザビームの一部は、前記基板を透過することを特徴
とする半導体装置の作製方法。
12. The semiconductor device according to claim 1, wherein a part of the laser beam is transmitted through the substrate. Production method.
【請求項13】 請求項1および請求項2および請求項
5乃至7および請求項10のいずれか一項において、前
記レーザビームの一部は、前記基板または前記ゲート電
極を透過することを特徴とする半導体装置の作製方法。
13. The method according to claim 1, wherein a part of the laser beam is transmitted through the substrate or the gate electrode. Of manufacturing a semiconductor device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008040478A (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Samsung Sdi Co Ltd Organic light emitting display device
CN102082098A (en) * 2010-12-15 2011-06-01 四川虹视显示技术有限公司 Method for producing low-temperature polysilicon thin-film transistor
JP2015526892A (en) * 2012-06-29 2015-09-10 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司 Thin film transistor, array substrate, and manufacturing method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000003875A (en) * 1998-06-12 2000-01-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
JP2000133594A (en) * 1998-08-18 2000-05-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000003875A (en) * 1998-06-12 2000-01-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
JP2000133594A (en) * 1998-08-18 2000-05-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacture of semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008040478A (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Samsung Sdi Co Ltd Organic light emitting display device
CN102082098A (en) * 2010-12-15 2011-06-01 四川虹视显示技术有限公司 Method for producing low-temperature polysilicon thin-film transistor
JP2015526892A (en) * 2012-06-29 2015-09-10 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司 Thin film transistor, array substrate, and manufacturing method thereof

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