JP2002231955A - Display and its manufacturing method - Google Patents

Display and its manufacturing method

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JP2002231955A
JP2002231955A JP2001024980A JP2001024980A JP2002231955A JP 2002231955 A JP2002231955 A JP 2002231955A JP 2001024980 A JP2001024980 A JP 2001024980A JP 2001024980 A JP2001024980 A JP 2001024980A JP 2002231955 A JP2002231955 A JP 2002231955A
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JP
Japan
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region
circuit
polycrystalline silicon
tft
pixel
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JP2001024980A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Shiba
健夫 芝
Yoshinobu Kimura
嘉伸 木村
Osamu Okura
理 大倉
Naohiro Kamo
尚広 賀茂
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display where polycrystalline silicon thin film transistors different in crystal grain or mobility exist mixedly in the display picture element region and the circuit region. SOLUTION: This is a display which has a display picture element region and a circuit region on a substrate, and first film transistors in each of which the source region, the channel formation region, and the drain region consist of first polycrystalline silicon films and second thin film transistors in each of which the source region, the channel formation region, and the drain region consists of second polycrystalline silicon films are made mixedly at least in either the above display picture element region or the circuit region, and for the above second polycrystalline silicon film, the average grain diameter of the crystals positioned at the outermost surface is larger than the average grain diameter of the crystals positioned at the outermost surface of the above first polycrystalline silicon film.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置およびそ
の製造方法に係わり、特に、薄膜トランジスタよりなる
回路を内蔵した表示装置に適用して有効な技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a technique effective when applied to a display device having a circuit including a thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタ(thin film transist
or;以下、TFTと称する。)を有するTFT方式の液
晶表示装置において、画素スイッチング素子と表示画素
領域周辺回路を、多結晶シリコンTFTにより構成した
回路内蔵TFT方式の液晶表示装置が、例えば、特開昭
64-2088号公報に開示されている。この回路内蔵
TFT方式の液晶表示装置においては、回路の高性能化
のために、TFTの移動度を向上すると、画素スイッチ
ング用TFTの耐圧劣化やリーク電流増加などの問題が
あるため、画素スイッチング用TFTと回路を構成する
TFTで異なる結晶性や性能にした装置が、例えば、特
開平2-27320号公報、特開平2-208635号公
報などに開示されている。これらの装置では、レーザア
ニールによりアモルファスシリコンを結晶化する時に、
回路部のみに選択的にレーザ光を照射することにより、
回路部に多結晶シリコンTFTを、画素部にアモルファ
スシリコンTFTを形成している。また、例えば、特開
平5-190853号公報、特開平5-203977号公
報などに開示されているように、回路部の多結晶シリコ
ンTFTより、画素部の多結晶シリコンTFTの結晶性
を劣る構造にしていた。
BACKGROUND OF THE INVENTION thin film transistor (t hin f ilm t ransist
or; hereinafter, referred to as TFT. The liquid crystal display device of the TFT type having a pixel switching element and a peripheral circuit of a display pixel region using a polycrystalline silicon TFT is disclosed in, for example, JP-A-64-2088. It has been disclosed. In the liquid crystal display device of the TFT type with a built-in circuit, if the mobility of the TFT is improved in order to improve the performance of the circuit, there are problems such as deterioration of withstand voltage of the TFT for pixel switching and increase of leak current. For example, JP-A-2-27320 and JP-A-2-208635 disclose devices having different crystallinities and performances between the TFTs constituting the circuit and the TFTs. In these devices, when crystallizing amorphous silicon by laser annealing,
By selectively irradiating laser light only to the circuit part,
A polycrystalline silicon TFT is formed in a circuit portion, and an amorphous silicon TFT is formed in a pixel portion. Further, as disclosed in, for example, JP-A-5-190853 and JP-A-5-203977, a structure in which the polycrystalline silicon TFT in the pixel portion is inferior in crystallinity to the polycrystalline silicon TFT in the circuit portion. I was

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】画素スイッチング用T
FTを、アモルファスシリコンTFTや結晶性の劣る多
結晶シリコンTFTで、回路を結晶性のよい多結晶シリ
コンで構成した、前述の従来技術においては、画素スイ
ッチング用TFTの耐圧向上やリーク電流低減の効果を
得られるが、画素部周辺回路TFTの耐圧劣化や電気的
ストレスによる信頼性劣化の問題があった。また、各画
素にメモリ装置などの機能を持たせた画素機能付き表示
装置では、これらの機能に必要な十分なTFT性能が得
られないという問題もあった。本発明は、前記従来技術
の問題点を解決するためになされたものであり、本発明
の目的は、表示画素領域と回路領域とに、結晶粒径や移
動度が異なる多結晶シリコン薄膜トランジスタが混在す
る表示装置を提供することにある。また、本発明の他の
目的は、表示画素領域と回路領域とに、結晶粒径や移動
度が異なる多結晶シリコン薄膜トランジスタが混在する
表示装置を、簡単に製造することが可能な表示装置の製
造方法を提供することにある。本発明の前記ならびにそ
の他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図
面によって明らかにする。
SUMMARY OF THE INVENTION T for pixel switching
The FT is an amorphous silicon TFT or a polycrystalline silicon TFT with poor crystallinity, and the circuit is made of polycrystalline silicon with good crystallinity. In the above-described conventional technology, the effect of improving the breakdown voltage of the pixel switching TFT and reducing the leak current is obtained. However, there is a problem that the withstand voltage of the pixel portion peripheral circuit TFT is deteriorated and the reliability is deteriorated due to electric stress. Further, in a display device with a pixel function in which each pixel has a function such as a memory device, there is a problem that sufficient TFT performance required for these functions cannot be obtained. The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a display pixel region and a circuit region in which polycrystalline silicon thin film transistors having different crystal grain sizes and mobilities are mixed. To provide a display device. Another object of the present invention is to manufacture a display device capable of easily manufacturing a display device in which a polycrystalline silicon thin film transistor having a different crystal grain size and mobility is mixed in a display pixel region and a circuit region. It is to provide a method. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。即ち、本発明は、基板上に表示画素
領域と回路領域とを有する表示装置であって、前記表示
画素領域および回路領域の少なくとも一方には、ソース
領域、チャネル形成領域、およびドレイン領域が第1の
多結晶シリコン膜から成る第1の薄膜トランジスタと、
ソース領域、チャネル形成領域、およびドレイン領域が
第2の多結晶シリコン膜から成る第2の薄膜トランジス
タとが混在して複数個形成され、前記第2の多結晶シリ
コン膜は、最表面に位置する結晶の平均粒径が、前記第
1の多結晶シリコン膜の最表面に位置する結晶の平均粒
径より大きいことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. That is, the present invention is a display device having a display pixel region and a circuit region on a substrate, wherein at least one of the display pixel region and the circuit region includes a source region, a channel formation region, and a drain region. A first thin film transistor comprising a polycrystalline silicon film of
A plurality of second thin film transistors, each of which has a source region, a channel formation region, and a drain region formed of a second polycrystalline silicon film, are formed in a mixed manner, and the second polycrystalline silicon film is formed of a crystal located at the outermost surface. Is larger than the average grain size of the crystal located on the outermost surface of the first polycrystalline silicon film.

【0005】また、本発明は、基板上に表示画素領域と
回路領域を有する表示装置であって、前記表示画素領域
および回路領域の少なくとも一方には、第1の電界効果
型トランジスタと、第2の電界効果型トランジスタとが
混在して複数個形成され、前記第1の電界効果型トラン
ジスタは、チャネル領域が第1の多結晶シリコン膜より
なる第1の薄膜トランジスタであり、前記第2の電界効
果型トランジスタは、チャネル領域が第2の多結晶シリ
コン膜よりなる第2の薄膜トランジスタであり、前記第
1の薄膜トランジスタは、前記チャネル領域の移動度
が、前記第2の薄膜トランジスタの前記チャネル領域の
移動度より小さいことを特徴とする。
Further, the present invention is a display device having a display pixel region and a circuit region on a substrate, wherein at least one of the display pixel region and the circuit region has a first field-effect transistor, And the first field-effect transistor is a first thin-film transistor having a channel region made of a first polycrystalline silicon film, and the second field-effect transistor The type transistor is a second thin film transistor having a channel region formed of a second polycrystalline silicon film, and the first thin film transistor has a mobility of the channel region of the second thin film transistor which is higher than a mobility of the channel region of the second thin film transistor. It is characterized by being smaller.

【0006】本発明の好ましい実施の形態では、前記表
示画素領域は、画素トランジスタを含み、前記画素トラ
ンジスタは、前記第1の薄膜トランジスタで構成される
ことを特徴とする。本発明の好ましい実施の形態では、
前記回路領域は、信号線選択スイッチ回路、バッファ回
路、およびシフトレジスタ回路を含み、前記各回路の少
なくとも一つは、前記第1の薄膜トランジスタで構成さ
れることを特徴とする。本発明の好ましい実施の形態で
は、前記第1の薄膜トランジスタは、耐圧が同一寸法の
前記第2の薄膜トランジスタの耐圧より大きいことを特
徴とする。本発明の好ましい実施の形態では、前記第1
の薄膜トランジスタは、リーク電流が同一寸法の前記第
2の薄膜トランジスタのリーク電流より小さいことを特
徴とする。本発明の好ましい実施の形態では、前記第1
の薄膜トランジスタに電気的ストレスを印加した時の特
性劣化寿命は、同一寸法の前記第2の薄膜トランジスタ
に同一電気的ストレスを印加した時の特性劣化寿命より
長いことを特徴とする。
In a preferred embodiment of the present invention, the display pixel region includes a pixel transistor, and the pixel transistor is constituted by the first thin film transistor. In a preferred embodiment of the present invention,
The circuit region includes a signal line selection switch circuit, a buffer circuit, and a shift register circuit, and at least one of the circuits is configured by the first thin film transistor. In a preferred embodiment of the present invention, the first thin film transistor has a withstand voltage higher than that of the second thin film transistor having the same size. In a preferred embodiment of the present invention, the first
The thin film transistor of the present invention is characterized in that the leak current is smaller than the leak current of the second thin film transistor having the same size. In a preferred embodiment of the present invention, the first
The characteristic degradation life of the thin film transistor when an electrical stress is applied is longer than the characteristic degradation life of the same dimension when the same electrical stress is applied to the second thin film transistor.

【0007】また、本発明は、基板上に表示画素領域と
回路領域を有する表示装置の製造方法であって、前記基
板上に、レーザビームの照射エネルギを調整する調整膜
を選択的に形成する工程と、前記基板上にアモルファス
シリコン膜を堆積する工程と、レーザアニールにより、
前記アモルファスシリコン膜を結晶化し、表示画素領域
および回路領域の少なくとも一方に、第1の多結晶シリ
コン膜と、最表面に位置する結晶の平均粒径が、前記第
1の多結晶シリコン膜の最表面に位置する結晶の平均粒
径より大きい第2の多結晶シリコン膜とを混在して形成
する工程とを有することを特徴とする。
The present invention also relates to a method of manufacturing a display device having a display pixel region and a circuit region on a substrate, wherein an adjustment film for adjusting the irradiation energy of a laser beam is selectively formed on the substrate. A step of depositing an amorphous silicon film on the substrate, and a step of laser annealing,
The amorphous silicon film is crystallized, and at least one of the display pixel region and the circuit region has a first polycrystalline silicon film and an average grain size of the crystal located on the outermost surface is the same as that of the first polycrystalline silicon film. Forming a mixture with a second polycrystalline silicon film larger than the average grain size of crystals located on the surface.

【0008】本発明によれば、データ処理回路用高性能
多結晶シリコンTFT(以下、回路TFTと称する。)
や、各画素機能用高性能多結晶シリコンTFT(以下、
画素機能TFTと称する。)など、高性能を必要とする
高性能多結晶シリコンTFTの結晶粒径を大きくし、結
晶欠陥密度を低減できる。そのため、TFTの移動度が
向上し、データ処理回路や画素機能回路の高性能化や電
源電圧の低減による低電力化を行うことができる。ま
た、画素スイッチング用高耐圧低リーク多結晶シリコン
TFT(以下、画素TFTと称する。)や、画素TFT
を駆動するための直接周辺回路用高耐圧多結晶シリコン
TFT(以下、高耐圧TFTと称する。)の結晶粒径
を、高性能多結晶シリコンTFTより小さくすることに
より、結晶欠陥密度を適度に増加し、移動度を適度に下
げられるため、寄生バイポーラ動作の抑制と接合の高電
界領域におけるイオン化率の低減により、耐圧劣化や信
頼性劣化、およびリーク電流の増加を抑制することがで
きる。さらに、本発明の製造方法によれば、前記結晶粒
径や移動度が異なる多結晶シリコン膜を、レーザアニー
ルによる同一結晶化工程で形成できるため、領域により
レーザ光のエネルギを変えたり、複数回のレーザアニー
ル工程による結晶化を行ったりする必要がない。したが
って、簡便な方法で結晶粒径や移動度が異なる多結晶シ
リコン膜を、同一基板上に形成することが可能となる。
According to the present invention, a high performance polycrystalline silicon TFT for a data processing circuit (hereinafter, referred to as a circuit TFT).
And high performance polycrystalline silicon TFTs for each pixel function
This is referred to as a pixel function TFT. ), Etc., the crystal grain size of a high performance polycrystalline silicon TFT requiring high performance can be increased, and the crystal defect density can be reduced. Therefore, the mobility of the TFT is improved, so that the performance of the data processing circuit and the pixel function circuit can be improved, and power consumption can be reduced by reducing the power supply voltage. Also, a high withstand voltage low leak polycrystalline silicon TFT (hereinafter, referred to as a pixel TFT) for pixel switching, a pixel TFT, or the like.
The crystal defect density is appropriately increased by making the crystal grain size of a high-breakdown-voltage polycrystalline silicon TFT (hereinafter referred to as a high-breakdown-voltage TFT) for a direct peripheral circuit for driving a semiconductor device smaller than that of a high-performance polycrystalline silicon TFT. However, since the mobility can be appropriately reduced, it is possible to suppress the breakdown voltage, the reliability, and the leak current from increasing by suppressing the parasitic bipolar operation and reducing the ionization rate in the high electric field region of the junction. Further, according to the manufacturing method of the present invention, the polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes and mobilities can be formed in the same crystallization step by laser annealing. It is not necessary to perform crystallization by the laser annealing step. Therefore, it is possible to form polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes and mobilities on the same substrate by a simple method.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 [実施の形態1]図1は、本発明の実施の形態1の回路
内蔵TFT方式の液晶表示装置の概略構造を示す模式断
面図である。図2は、本実施の形態の回路内蔵TFT方
式の液晶表示装置の概略構成を示す模式平面図である。
図1は、図2に示す画素部周辺の回路領域に混在する高
耐圧TFT12と回路TFT13が隣接した領域の多結
晶シリコンTFTの断面図を示している。図1、図2に
示すように、表示画素領域1には、各画素がマトリクス
状に配置されており、その表示領域面積は対角長がほぼ
14cmである。各画素は、面積がほぼ85μm□であ
り、横1280ドット、縦1024ドット、合計131
万個配置されている。各々の画素5には、カラー表示の
ための赤表示用、緑表示用、青表示用に、それぞれゲー
ト長が2μm程度のn型チャネル画素TFT11が3個
設置されている。このn型チャネル画素TFT11は、
ガラス基板10上に設けられる。なお、図2には、1つ
の画素5を、例として拡大して示しており、等価回路で
表記してある。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted. [First Embodiment] FIG. 1 is a schematic sectional view showing a schematic structure of a TFT type liquid crystal display device with a built-in circuit according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit according to the present embodiment.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a polycrystalline silicon TFT in a region where a high-breakdown-voltage TFT 12 and a circuit TFT 13 mixed in a circuit region around a pixel portion shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, each pixel is arranged in a matrix in the display pixel region 1, and the area of the display region is approximately 14 cm in diagonal length. Each pixel has an area of approximately 85 μm square, and has a total of 131 dots in the horizontal direction and 1280 dots in the vertical direction.
Ten thousand pieces are arranged. Each pixel 5 is provided with three n-type channel pixel TFTs 11 each having a gate length of about 2 μm for red display, green display, and blue display for color display. This n-type channel pixel TFT 11
Provided on the glass substrate 10. FIG. 2 shows one pixel 5 in an enlarged manner as an example, and is represented by an equivalent circuit.

【0010】この図2において、各画素5の赤表示用、
緑表示用、青表示用の画素電極(図示せず)は、隣接す
る2本の走査電極線(ゲート信号線または水平信号線)
21と、隣接する2本の信号電極線(ドレイン信号線ま
たは垂直信号線)20との交差領域(4本の信号線で囲
まれた領域)内に配置される。マトリクス状に配置され
た各画素TFT11の各列毎のドレイン領域は、それぞ
れ信号電極線20に接続され、また、マトリクス状に配
置された各画素TFT11のソース領域は、画素電極に
接続される。マトリクス状に配置された各画素TFT1
1の各行毎のゲート電極は、それぞれ走査電極線21に
接続される。また、画素電極と対向電極(コモン電極)
との間に液晶層が設けられるので、各画素電極には、液
晶容量22が等化的に接続される。また、保持容量23
が、画素電極と保持容量線24との間に接続され、この
保持容量線24には、対向電極に印加される(Vco
m)の電位の電圧が印加される。
In FIG. 2, for red display of each pixel 5,
Pixel electrodes for green display and blue display (not shown) are connected to two adjacent scan electrode lines (gate signal lines or horizontal signal lines).
It is arranged in an intersecting region (a region surrounded by four signal lines) between the signal signal line 21 and two adjacent signal electrode lines (drain signal lines or vertical signal lines) 20. The drain region of each column of each pixel TFT 11 arranged in a matrix is connected to a signal electrode line 20, and the source region of each pixel TFT 11 arranged in a matrix is connected to a pixel electrode. Each pixel TFT1 arranged in a matrix
The gate electrode of each row is connected to the scanning electrode line 21. In addition, pixel electrode and counter electrode (common electrode)
Since a liquid crystal layer is provided between the pixel electrodes, a liquid crystal capacitor 22 is connected to each pixel electrode in an equal manner. In addition, the storage capacity 23
Is connected between the pixel electrode and the storage capacitor line 24, and the storage capacitor line 24 is applied to the counter electrode (Vco
m) is applied.

【0011】表示画素領域1の画素周辺領域2には、画
素TFT11を駆動するためのサンプリングスイッチ、
バッファ回路、シフトレジスタなどの信号電極線駆動回
路が、また、画素周辺領域3には、バッファ回路、シフ
トレジスタなどの走査電極線駆動回路が、それぞれゲー
ト長が1μm程度の高耐圧TFT12で形成されてい
る。これらの回路は、n型チャネルTFTとp型チャネ
ルTFTの双方からなる相補型MOS回路(以下、CM
OS回路と称する。)であり、液晶を駆動するために1
0V以上の高い電源電圧で駆動されている。したがっ
て、画素TFT11と高耐圧TFT12には、10V以
上の高い電圧が印加される。画像データ処理をするため
の演算回路やフレームメモリなどの回路領域4には、ゲ
ート長が1μm程度の回路TFT13が配置されてい
る。回路領域4の回路もCMOS回路であるが、演算や
メモリに必要な5V程度の低い電圧で駆動されているた
め、回路TFT13に印加される電圧も5V程度と低電
圧である。
A sampling switch for driving the pixel TFT 11 is provided in a pixel peripheral area 2 of the display pixel area 1.
A signal electrode line drive circuit such as a buffer circuit and a shift register, and a scan electrode line drive circuit such as a buffer circuit and a shift register are formed in the pixel peripheral region 3 by high-voltage TFTs 12 each having a gate length of about 1 μm. ing. These circuits are composed of complementary MOS circuits (hereinafter, CMs) comprising both n-type channel TFTs and p-type channel TFTs.
It is called an OS circuit. ), One for driving the liquid crystal.
It is driven by a high power supply voltage of 0 V or more. Therefore, a high voltage of 10 V or more is applied to the pixel TFT 11 and the high breakdown voltage TFT 12. A circuit TFT 13 having a gate length of about 1 μm is arranged in a circuit area 4 such as an arithmetic circuit for processing image data and a frame memory. The circuit in the circuit area 4 is also a CMOS circuit, but is driven at a low voltage of about 5 V necessary for calculation and memory, so that the voltage applied to the circuit TFT 13 is as low as about 5 V.

【0012】図3は、図2に示す画素周辺領域(2,
3)の回路構成の一例を示すブロック図である。図2に
示す信号電極線20は、それぞれ信号電極線選択スイッ
チ回路133を介して、アナログ信号入力線136に接
続される。この信号電極線選択スイッチ回路133に
は、信号電極線バッファ回路132を介して、信号電極
線シフトレジスタ回路131からのビデオ信号取り込み
用シフトパルスが入力され、信号電極線選択スイッチ回
路133は、信号電極線シフトレジスタ回路131によ
り走査される。信号電極線シフトレジスタ回路131に
は、信号電極線クロック波形整形回路130からの信号
電極線駆動用クロック信号(φD,φD(inv.))とスター
トパルス(DX)とが入力され、これらのクロック信号
に基づき、信号電極線シフトレジスタ回路131はシフ
ト動作を行い、ビデオ信号取り込み用シフトパルスを出
力する。なお、アナログ信号入力線136には、ビデオ
信号が入力される。信号電極線クロック波形整形回路1
30には、水平駆動用クロック信号(CLX)が入力さ
れ、信号電極線クロック波形整形回路130は、この水
平駆動用クロック信号(CLX)を波形整形して、信号
電極線駆動用クロック信号(φD,φD(inv.))を出力す
る。
FIG. 3 shows a pixel peripheral region (2, 2) shown in FIG.
It is a block diagram which shows an example of a circuit structure of 3). The signal electrode lines 20 shown in FIG. 2 are connected to the analog signal input lines 136 via the signal electrode line selection switch circuits 133, respectively. The signal electrode line selection switch circuit 133 receives a shift pulse for capturing a video signal from the signal electrode line shift register circuit 131 via the signal electrode line buffer circuit 132, and the signal electrode line selection switch circuit 133 Scanning is performed by the electrode line shift register circuit 131. The signal electrode line shift register circuit 131 receives the signal electrode line driving clock signals (φD, φD (inv.)) And the start pulse (DX) from the signal electrode line clock waveform shaping circuit 130 and receives these clocks. Based on the signal, the signal electrode line shift register circuit 131 performs a shift operation, and outputs a shift pulse for capturing a video signal. Note that a video signal is input to the analog signal input line 136. Signal electrode line clock waveform shaping circuit 1
The horizontal drive clock signal (CLX) is input to 30, and the signal electrode line clock waveform shaping circuit 130 shapes the waveform of the horizontal drive clock signal (CLX) to obtain a signal electrode line drive clock signal (φD). , ΦD (inv.)).

【0013】図2に示す走査電極線21は、走査電極線
バッファ回路142を介して、走査電極線シフトレジス
タ回路141に接続される。この走査電極線シフトレジ
スタ回路141には、走査電極線クロック波形整形回路
140からの走査電極線駆動用クロック信号(φG,φG
(inv.))とスタートパルス(DY)とが入力され、これ
らのクロック信号に基づき、走査電極線シフトレジスタ
回路141はシフト動作を行い、走査電極線21を走査
するための走査用シフトパルスを出力する。走査電極線
クロック波形整形回路140には、垂直駆動用クロック
信号(CLY)が入力され、走査電極線クロック波形整
形回路140は、この垂直駆動用クロック信号(CL
Y)を波形整形して、走査電極線駆動用クロック信号
(φG,φG(inv.))を出力する。なお、図3に示す各回
路は、前述したように、10V以上の電圧で駆動される
が、走査電極線バッファ回路142と信号電極線バッフ
ァ回路132とを高耐圧TFT12で構成し、これらの
回路に、電源電圧として10V以上の電圧を供給し、そ
の他の回路(信号電極線クロック波形整形回路130、
走査電極線クロック波形整形回路140、信号電極線シ
フトレジスタ回路131、走査電極線シフトレジスタ回
路141)は、回路TFT13で構成し、これらの回路
に、電源電圧として5Vの電圧を供給するようにしても
よい。
The scanning electrode line 21 shown in FIG. 2 is connected to a scanning electrode line shift register circuit 141 via a scanning electrode line buffer circuit 142. The scan electrode line shift register circuit 141 supplies the scan electrode line drive clock signals (φG, φG
(inv.)) and a start pulse (DY) are input, and based on these clock signals, the scan electrode line shift register circuit 141 performs a shift operation to generate a scan shift pulse for scanning the scan electrode line 21. Output. The scanning electrode line clock waveform shaping circuit 140 receives a vertical drive clock signal (CLY), and the scan electrode line clock waveform shaping circuit 140 outputs the vertical drive clock signal (CL
Y) is shaped and the scan electrode line driving clock signals (φG, φG (inv.)) Are output. Although each circuit shown in FIG. 3 is driven by a voltage of 10 V or more as described above, the scan electrode line buffer circuit 142 and the signal electrode line buffer circuit 132 are constituted by the high-breakdown-voltage TFTs 12, and these circuits are used. Is supplied with a voltage of 10 V or more as a power supply voltage, and other circuits (the signal electrode line clock waveform shaping circuit 130,
The scan electrode line clock waveform shaping circuit 140, the signal electrode line shift register circuit 131, and the scan electrode line shift register circuit 141) are configured by the circuit TFT 13, and supply a voltage of 5 V as a power supply voltage to these circuits. Is also good.

【0014】本実施の形態の回路内蔵TFT方式の液晶
表示装置では、画素TFT11により電圧駆動された液
晶層により、光源からの光の透過を制御して、表示画面
にカラー画像を表示する。図1は、図2の画素周辺領域
2と回路領域4が隣接した領域の、双方のn型チャネル
多結晶シリコンTFTの断面構造を示している。なお、
この図には、p型チャネル多結晶シリコンTFTは示さ
れていないが、ソース・ドレイン不純物拡散層の導電型
がn型チャネル多結晶シリコンTFTと逆導電型である
ことと、n型チャネル多結晶シリコンTFTのみに設け
られた、接合の電界緩和用低濃度n型不純物拡散層(以
下、LDD拡散層と称する。)が存在しないことを除け
ば、構造はn型チャネル多結晶シリコンTFTと同じで
ある。これらのTFTは、MOS型電界効果トランジス
タであって、ガラス基板10上の多結晶シリコン膜30
および31と、ゲート酸化膜32と、ゲート電極33お
よび34と、多結晶シリコン膜(30,31)の内部に
形成したソース拡散層35および37と、ドレイン拡散
層36および38とから構成される。
In the liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit according to the present embodiment, the transmission of light from a light source is controlled by a liquid crystal layer driven by a pixel TFT 11 to display a color image on a display screen. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of both n-type channel polycrystalline silicon TFTs in a region where the pixel peripheral region 2 and the circuit region 4 in FIG. 2 are adjacent to each other. In addition,
Although a p-type channel polycrystalline silicon TFT is not shown in this figure, the conductivity type of the source / drain impurity diffusion layers is opposite to that of the n-type channel polycrystalline silicon TFT, and the n-type channel polycrystalline silicon TFT is not shown. The structure is the same as that of the n-channel polycrystalline silicon TFT except that there is no low-concentration n-type impurity diffusion layer (hereinafter, referred to as an LDD diffusion layer) for reducing the electric field at the junction provided only in the silicon TFT. is there. These TFTs are MOS field-effect transistors and have a polycrystalline silicon film 30 on a glass substrate 10.
And 31, a gate oxide film 32, gate electrodes 33 and 34, source diffusion layers 35 and 37 formed inside polycrystalline silicon films (30, 31), and drain diffusion layers 36 and 38. .

【0015】この中で、高耐圧TFT12の多結晶シリ
コン膜30の結晶粒径は、約0.1μm以下と小さく、
移動度は50cm2/Vs前後である。画素TFT11
の結晶粒径と移動度も図示されていないが同じである。
このため、高耐圧TFT12と画素TFT11のドレイ
ン電流が、回路TFT13より低く、ソースとチャネル
とドレインで形成される寄生npnバイポーラトランジ
スタの電流増幅率が低いため、10V以上の電源電圧に
おいて、それよりも十分高い耐圧と、電気的ストレスに
対する十分高い寿命(以下、信頼性と呼ぶ)を有する。
一方、回路TFT13は、多結晶シリコン膜31の結晶
粒径が、約1.0μm前後と大きく、移動度が300c
2/Vs程度もしくはそれ以上の高い性能を有する。
このため、電源電圧を5V程度に下げても、回路動作に
必要な十分な性能が得られ、同時に十分な信頼性確保と
低消費電力化を実現できた。この場合に、高耐圧TFT
12と画素TFT11に電気的ストレスを印加した時の
特性劣化寿命は、同一寸法の回路TFT13に同一電気
的ストレスを印加した時の特性劣化寿命より長くなる。
Among them, the crystal grain size of the polycrystalline silicon film 30 of the high breakdown voltage TFT 12 is as small as about 0.1 μm or less.
The mobility is around 50 cm 2 / Vs. Pixel TFT 11
The crystal grain size and mobility of are also not shown, but are the same.
For this reason, the drain current of the high-breakdown-voltage TFT 12 and the pixel TFT 11 is lower than that of the circuit TFT 13, and the current amplification factor of the parasitic npn bipolar transistor formed by the source, channel, and drain is low. It has a sufficiently high withstand voltage and a sufficiently long life for electrical stress (hereinafter, referred to as reliability).
On the other hand, the circuit TFT 13 has a large crystal grain size of the polycrystalline silicon film 31 of about 1.0 μm and a mobility of 300 c.
It has high performance of about m 2 / Vs or more.
For this reason, even if the power supply voltage is reduced to about 5 V, sufficient performance required for circuit operation can be obtained, and at the same time, sufficient reliability and low power consumption can be realized. In this case, the high breakdown voltage TFT
The characteristic deterioration life when the same electrical stress is applied to the circuit TFTs 13 of the same size is longer than the characteristic deterioration life when the electric stress is applied to the pixel TFT 11 and the pixel TFT 11.

【0016】なお、多結晶シリコン膜(30,31)の
結晶粒径の測定は、次の手順で行った。 (a)測定対象となる薄膜トランジスタの多結晶シリコ
ン膜の表面領域内に、測定対象領域を定める。ここで、
結晶粒の大きさは、測定対象となる薄膜トランジスタの
多結晶シリコン膜内でほぼ均一であるので、測定対象領
域は、測定対象となる結晶粒が少なくとも1個納まって
いる領域であればよく、即ち、ソース領域、チャネル領
域およびドレイン領域の一つであってもよい。また、測
定対象領域の大きさ(即ち、面積)は、この測定対象領
域内に少なくとも1つの測定対象となる結晶粒の全体が
納まる大きさであれば、任意の大きさとすることができ
る。 (b)この測定対象領域の表面の電子顕微鏡写真を撮
る。 (c)電子顕微鏡写真の測定対象領域に全体が収まって
いる結晶粒、即ち、測定対象領域の最表面において全体
が収まっている結晶粒を測定対象結晶粒としその数を数
える。また、電子顕微鏡写真から測定対象結晶粒の総面
積、即ち、測定対象領域の最表面における測定対象結晶
粒の総面積を測定する。 (d)測定対象結晶粒の総面積を測定対象結晶粒の数で
割って測定対象結晶粒の平均面積Sを求める。 (e)測定対象領域の最表面における測定対象結晶粒の
形状を円と仮定し、2(S/π)1/2からなる式にSを
代入し結晶粒の径を求める。なお、結晶粒の大きさは、
測定対象となる薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜内
でほぼ均一であるので、前述の(a)ないし(e)の手
順から成る結晶粒径の測定回数は1回でよいが、結晶粒
径の測定を複数回行ってもよい。
The crystal grain size of the polycrystalline silicon films (30, 31) was measured according to the following procedure. (A) A measurement target region is determined in a surface region of a polycrystalline silicon film of a thin film transistor to be measured. here,
Since the size of the crystal grains is substantially uniform in the polycrystalline silicon film of the thin film transistor to be measured, the measurement target region may be a region where at least one crystal grain to be measured is contained, that is, , A source region, a channel region, and a drain region. The size (that is, the area) of the measurement target region may be any size as long as at least one crystal grain to be measured fits in the measurement target region. (B) Take an electron micrograph of the surface of this measurement target area. (C) A crystal grain which is entirely contained in the measurement target area of the electron micrograph, that is, a crystal grain which is entirely contained in the outermost surface of the measurement target area is regarded as a measurement target crystal grain, and the number thereof is counted. Further, the total area of the crystal grains to be measured, that is, the total area of the crystal grains to be measured at the outermost surface of the measurement target area is measured from the electron micrograph. (D) The average area S of the crystal grains to be measured is obtained by dividing the total area of the crystal grains to be measured by the number of the crystal grains to be measured. (E) Assuming that the shape of the crystal grain to be measured on the outermost surface of the measurement target area is a circle, S is substituted into an expression consisting of 2 (S / π) 1/2 to determine the diameter of the crystal grain. The size of the crystal grains is
Since the crystal grain size is almost uniform in the polycrystalline silicon film of the thin film transistor to be measured, the number of measurement of the crystal grain size according to the above-mentioned procedures (a) to (e) may be one, but It may be performed several times.

【0017】なお、本実施の形態は、回路TFT13の
チャネル領域の多結晶シリコン膜31の結晶欠陥密度
が、高耐圧TFT12のチャネル領域の多結晶シリコン
膜30の結晶欠陥密度より少ないということもできる。
なお、多結晶シリコン膜(30,31)の結晶欠陥密度
の大小は以下の方法で測定できる。一般に、多結晶シリ
コン膜(30,31)の結晶欠陥密度が大きい、即ち、
結晶性が悪いと粒界に存在する準位密度が増加するの
で、準位密度を測定することにより結晶性を評価するこ
とができる。製品段階で、薄膜トランジスタ内部の粒界
の準位密度を電気的に測定する方法としては、Levinson
法が良く知られている(J.of Applied Physics,53(2),F
eb.,1982,p1193参照)。このLevinson法では、薄膜トラ
ンジスタのソース・ゲート間電圧(VG)とドレイン電
流(ID)を測定し、以下の関係式から準位密度(Nt
を求める。
In this embodiment, it can be said that the crystal defect density of the polycrystalline silicon film 31 in the channel region of the circuit TFT 13 is lower than the crystal defect density of the polycrystalline silicon film 30 in the channel region of the high breakdown voltage TFT 12. .
The size of the crystal defect density of the polycrystalline silicon film (30, 31) can be measured by the following method. Generally, the polycrystalline silicon film (30, 31) has a high crystal defect density, that is,
If the crystallinity is poor, the level density existing at the grain boundary increases, so that the crystallinity can be evaluated by measuring the level density. At the product stage, Levinson has proposed a method for electrically measuring the level density of grain boundaries inside thin film transistors.
Method is well known (J. of Applied Physics, 53 (2), F
eb., 1982, p1193). This Levinson method, source-gate voltage (V G) drain current (I D) were measured, level density from the equation of a thin film transistor (N t)
Ask for.

【数1】 ID≒(W/L)Coxμbexp{-q3Nt 2t/[8εkTCox(VG-Vth)]}(VG-Vth)VD ・・・・・・・・・・・・・・・・・ (1) この(1)式を変形すると、下記(2)式が得られる。[Number 1] I D ≒ (W / L) C ox μ b exp {-q 3 N t 2 t / [8εkTC ox (V G -V th)]} (V G -V th) V D ··· (1) By transforming the equation (1), the following equation (2) is obtained.

【数2】 ln[ID/(VG-Vth)]=[-q3Nt 2t/(8εkTCox)]/(VG-Vth)+ln[(W/L )CoxμbVD] ・・・・・・・・・・・・・・・・・ (2) 薄膜トランジスタの線形領域のln[ID/(VG
th)]と、1/(VG−Vth)の関係から傾きを求
め、(2)式より準位密度(Nt)を求めることができ
る。なお、前述の(1)、(2)式において、Wはゲー
ト幅、Lはゲート長、Coxはゲート容量、μbは粒界移
動度、qは電子電荷、tは多結晶シリコン膜の膜厚、ε
はシリコンの誘電率、kはボルツマン定数、Tは絶対温
度、Vthはしきい値電圧、VDはソース・ドレイン間電
圧である。
[Number 2] ln [I D / (V G -V th)] = [- q 3 N t 2 t / (8εkTC ox)] / (V G -V th) + ln [(W / L) C ox μ b V D] ················· (2) ln linear region of the thin film transistor [I D / (V G -
V th )] and 1 / (V G −V th ), and the level density (N t ) can be obtained from equation (2). Incidentally, the above-mentioned (1) and (2), W is the gate width, L is a gate length, C ox is the gate capacitance, mu b grain boundary mobility, q is the electron charge, t is the polycrystalline silicon film Film thickness, ε
The dielectric constant of silicon, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, V th is the threshold voltage, V D is a source-drain voltage.

【0018】本実施の形態の液晶表示装置における、T
FT形成プロセスを、図1、図4〜図6を用いて説明す
る。まず、図4に示すように、ガラス基板10上に、シ
リコン酸化膜と熱伝導率が異なるシリコン窒化膜39を
プラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition)によ
り約50nm前後の膜厚で堆積し、その上に、シリコン
酸化膜をプラズマCVD法により約100nm前後の膜
厚で堆積した後、画素周辺領域(2,3)および表示画
素領域1に、選択的にシリコン酸化膜(本発明のレーザ
ビームの照射エネルギを調整する調整膜)40を残し
た。さらに、その上にアモルファスシリコン膜41を、
プラズマCVD法により約50nm前後の膜厚で堆積
し、エキシマレーザアニール工程でレーザビームをスキ
ャンすることにより、このアモルファスシリコン膜を結
晶化して多結晶シリコン膜を形成した。レーザビームの
照射エネルギは、シリコン酸化膜40を除去した回路領
域4で、粒径が0.5μm程度か、それ以上の大粒径多
結晶シリコン膜になるように、適正なエネルギに調整し
た。この時、画素周辺領域(2,3)および表示画素領
域1では、シリコン酸化膜40の熱伝導率がシリコン窒
化膜39よりも低いため、適正なレーザエネルギよりも
照射エネルギが高く、粒径が0.1μm以下の小粒径多
結晶シリコン膜となった。
In the liquid crystal display device of the present embodiment, T
The FT forming process will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4, on a glass substrate 10, a silicon oxide film is deposited and thermal conductivity varies silicon nitride film 39 with a film thickness of about about 50nm by plasma CVD (C hemical V apor D eposition) After a silicon oxide film is deposited thereon by plasma CVD to a thickness of about 100 nm, the silicon oxide film (the laser of the present invention) is selectively formed in the pixel peripheral regions (2, 3) and the display pixel region 1. An adjustment film 40 for adjusting the irradiation energy of the beam is left. Further, an amorphous silicon film 41 is formed thereon.
The amorphous silicon film was deposited by a plasma CVD method to a thickness of about 50 nm, and the amorphous silicon film was crystallized to form a polycrystalline silicon film by scanning a laser beam in an excimer laser annealing step. The irradiation energy of the laser beam was adjusted to an appropriate energy so that a large grain polycrystalline silicon film having a grain size of about 0.5 μm or more was obtained in the circuit region 4 from which the silicon oxide film 40 was removed. At this time, in the pixel peripheral region (2, 3) and the display pixel region 1, the thermal conductivity of the silicon oxide film 40 is lower than that of the silicon nitride film 39, so that the irradiation energy is higher than appropriate laser energy and the particle size is smaller. A polycrystalline silicon film having a small grain size of 0.1 μm or less was obtained.

【0019】図7は、レーザビームの照射エネルギと、
多結晶シリコン膜の結晶粒径の関係を示すグラフであ
る。この図7のグラフにおいて、曲線Aは、下地膜とし
てシリコン酸化膜40が形成されている場合の特性、曲
線Bは、下地膜としてシリコン窒化膜39が形成されて
いる場合の特性を示す。したがって、レーザビームの照
射エネルギを、点線Dで示すエネルギとした場合には、
下地膜としてシリコン窒化膜39が形成されている領域
(即ち、シリコン酸化膜40を除去した回路領域4)で
は、曲線Bの特性により、粒径が0.5μm程度か、そ
れ以上の大粒径多結晶シリコン膜となり、下地膜として
シリコン酸化膜40が形成されている領域(即ち、画素
周辺領域(2,3)および表示画素領域1)では、曲線
Aの特性により、粒径が0.1μm以下の小粒径多結晶
シリコン膜となる。
FIG. 7 shows the irradiation energy of the laser beam,
4 is a graph showing a relationship between crystal grain sizes of a polycrystalline silicon film. In the graph of FIG. 7, the curve A shows the characteristics when the silicon oxide film 40 is formed as the base film, and the curve B shows the characteristics when the silicon nitride film 39 is formed as the base film. Therefore, when the irradiation energy of the laser beam is the energy indicated by the dotted line D,
In the region where the silicon nitride film 39 is formed as the base film (that is, the circuit region 4 from which the silicon oxide film 40 is removed), the characteristics of the curve B indicate that the particle size is about 0.5 μm or larger. In the region where the polycrystalline silicon film is formed and the silicon oxide film 40 is formed as a base film (that is, the pixel peripheral regions (2, 3) and the display pixel region 1), the particle diameter is 0.1 μm due to the characteristic of the curve A. The following small grain polycrystalline silicon film is obtained.

【0020】次に、図5に示すように、リソグラフィお
よびシリコンエッチング技術により、高耐圧TFTおよ
び画素TFT用小粒径多結晶シリコン膜30と、回路T
FT用大粒径多結晶シリコン膜31をパターニングした
後、シリコン酸化膜で構成されるゲート酸化膜32を、
プラズマCVD法により約50〜100nm前後の膜厚
で堆積した。次に、図6に示すように、例えば、モリブ
デンを母材とした金属膜を約100〜200nm前後の
膜厚で堆積し、パターニングと加工を行うことでゲート
電極33および34を形成した。この時、高耐圧TFT
12や回路TFT13のゲート長は1μm前後にし、画
素TFTのゲート長は2μm前後とした。その後、この
ゲート電極をマスクに多結晶シリコン膜30および31
に、不純物を導入し、600℃以下の熱処理を行い不純
物の活性化を行うことで、LDD拡散層(42,4
3)、ソース拡散層(35,37)、およびドレイン拡
散層(36,38)を形成した。
Next, as shown in FIG. 5, a high-breakdown-voltage TFT and a small-grain polycrystalline silicon film 30 for a pixel TFT and a circuit T are formed by lithography and silicon etching techniques.
After patterning the large grain polycrystalline silicon film 31 for FT, a gate oxide film 32 composed of a silicon oxide film is formed.
The film was deposited to a thickness of about 50 to 100 nm by a plasma CVD method. Next, as shown in FIG. 6, for example, a metal film containing molybdenum as a base material was deposited to a thickness of about 100 to 200 nm, and patterning and processing were performed to form gate electrodes 33 and 34. At this time, the high breakdown voltage TFT
12, the gate length of the circuit TFT 13 was about 1 μm, and the gate length of the pixel TFT was about 2 μm. Thereafter, using this gate electrode as a mask, polycrystalline silicon films 30 and 31 are formed.
Then, an impurity is introduced into the LDD diffusion layer (42, 4) by performing a heat treatment at 600 ° C. or less to activate the impurity.
3) A source diffusion layer (35, 37) and a drain diffusion layer (36, 38) were formed.

【0021】なお、このLDD拡散層(42,43)、
ソース拡散層(35,37)、およびドレイン拡散層
(36,38)は、レジストマスクを用いて不純物イオ
ン注入を選択的に行う方法や、自己整合プロセスにより
選択的に不純物を導入する方法により、形成することが
可能である。また、加工ゲート長は、本実施の形態の値
に限ったものではなく、回路仕様に対応して所望の値に
できることはいうまでもない。次に、図1に示すよう
に、シリコン酸化膜で構成される層間絶縁膜50を、プ
ラズマCVD法により約500nm前後の膜厚で堆積
し、コンタクトホールを開口してから、アルミニウムを
主材料とする電極51を設けて、高耐圧TFT12、回
路TFT13、および図には示されていないが画素TF
Tを完成した。これらの電極(33,34,51)は、
回路を形成するための配線としても利用した。その後、
層間膜、透明画素電極などを設けてTFT基板を完成し
た。
The LDD diffusion layers (42, 43),
The source diffusion layers (35, 37) and the drain diffusion layers (36, 38) are formed by a method of selectively implanting impurity ions using a resist mask or a method of selectively introducing impurities by a self-alignment process. It is possible to form. Further, the processing gate length is not limited to the value of the present embodiment, and it goes without saying that a desired value can be set according to the circuit specifications. Next, as shown in FIG. 1, an interlayer insulating film 50 composed of a silicon oxide film is deposited to a thickness of about 500 nm by a plasma CVD method, a contact hole is opened, and aluminum is used as a main material. The high voltage TFT 12, the circuit TFT 13, and the pixel TF (not shown) are provided.
T completed. These electrodes (33, 34, 51)
It was also used as wiring for forming a circuit. afterwards,
The TFT substrate was completed by providing an interlayer film, a transparent pixel electrode, and the like.

【0022】本実施の形態では、回路TFT13の多結
晶シリコン膜の結晶粒径が1.0μm程度かそれ以上に
大きく、結晶欠陥密度を低減できるため、TFTの移動
度が300cm2/Vs程度かそれ以上に向上し、ゲー
ト長を1μm前後にすることで、データ処理回路などの
高性能化と、電源電圧を5Vに低減することによる低電
力化を行うことができた。一方、高耐圧TFT12や画
素TFTの多結晶シリコン膜の結晶粒径は0.1μm以
下にし、結晶欠陥密度を適度に増加し移動度を50cm
2/Vs前後に下げたため、電源電圧が10V以上でも
十分な耐圧と高い信頼性が得られ、また、リーク電流を
低減できた。さらに、本発明の製造方法によれば、前述
した結晶粒径や移動度が異なる多結晶シリコン膜を、レ
ーザアニールによる同一結晶化工程で形成するため、領
域によりレーザ光のエネルギを変えたり、複数回のレー
ザアニール工程による結晶化を行ったりする必要がなか
った。しかも、シリコン膜の下に敷くシリコン酸化膜4
0のパターニングにより、結晶粒径が異なる多結晶シリ
コン膜を作り分けたため、結晶粒径や移動度が異なる高
耐圧TFTと回路TFTが複雑に入り組んで集積されて
いる場合や、集積回路の中で特定のTFTのみを周辺の
TFTと異なる結晶粒径にする場合でも、簡便な方法で
同一基板上に形成することができた。
In this embodiment, since the crystal grain size of the polycrystalline silicon film of the circuit TFT 13 is as large as about 1.0 μm or more and the crystal defect density can be reduced, the mobility of the TFT is about 300 cm 2 / Vs. By further increasing the gate length to about 1 μm, the performance of the data processing circuit and the like can be improved, and the power consumption can be reduced by reducing the power supply voltage to 5V. On the other hand, the crystal grain size of the polycrystalline silicon film of the high-breakdown-voltage TFT 12 and the pixel TFT is set to 0.1 μm or less, the crystal defect density is appropriately increased, and the mobility is 50 cm
Since the voltage was reduced to about 2 / Vs, sufficient withstand voltage and high reliability were obtained even at a power supply voltage of 10 V or more, and a leak current was reduced. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, since the above-described polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes and mobilities are formed in the same crystallization step by laser annealing, the energy of laser light can be changed depending on the region, It is not necessary to perform crystallization by two laser annealing steps. Moreover, the silicon oxide film 4 laid under the silicon film
Since a polycrystalline silicon film having a different crystal grain size is separately formed by patterning of 0, a high-breakdown-voltage TFT and a circuit TFT having different crystal grain sizes and mobilities are complicatedly integrated and integrated. Even when only a specific TFT has a different crystal grain size from the surrounding TFTs, it can be formed on the same substrate by a simple method.

【0023】なお、本実施の形態では、画素周辺領域
(2,3)および表示画素領域1に選択的にシリコン酸
化膜40を残し、回路領域4のシリコン酸化膜40を選
択的に除去することにより、結晶粒径の異なる多結晶シ
リコン膜を作り分けた。別の方法として、逆に、回路領
域4にシリコン酸化膜40を選択的に残し、レーザビー
ムの照射エネルギを、粒径が1.0μm程度かそれ以上
の大粒径多結晶シリコン膜になるように、適正なエネル
ギに調整すれば、画素周辺領域2および表示画素領域1
では、シリコン窒化膜39の熱伝導率がシリコン酸化膜
40よりも高いため、適正なレーザエネルギよりも照射
エネルギが低く、粒径が0.1μm程度の小粒径多結晶
シリコン膜となる。このようにして結晶粒径が異なる多
結晶シリコン膜を作り分けることも可能である。即ち、
図7のグラフにおいて、レーザビームの照射エネルギ
を、点線Cで示すエネルギとした場合に、下地膜として
シリコン酸化膜40が形成されている領域(即ち、回路
領域4)では、曲線Aの特性により、粒径が1.0μm
程度かそれ以上の大粒径多結晶シリコン膜となり、下地
膜としてシリコン窒化膜39が形成されている領域(即
ち、シリコン酸化膜40を除去した画素周辺領域(2,
3)および表示画素領域1)では、曲線Bの特性によ
り、粒径が0.1μm以下の小粒径多結晶シリコン膜と
なる。
In the present embodiment, the silicon oxide film 40 is selectively left in the pixel peripheral area (2, 3) and the display pixel area 1, and the silicon oxide film 40 in the circuit area 4 is selectively removed. As a result, polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes were separately formed. Alternatively, conversely, on the contrary, the silicon oxide film 40 is selectively left in the circuit region 4 and the irradiation energy of the laser beam is changed to a large grain polycrystalline silicon film having a grain diameter of about 1.0 μm or more. In addition, if the energy is adjusted appropriately, the pixel peripheral area 2 and the display pixel area 1
In this case, since the thermal conductivity of the silicon nitride film 39 is higher than that of the silicon oxide film 40, the irradiation energy is lower than appropriate laser energy, and a small-grain polycrystalline silicon film having a grain size of about 0.1 μm is obtained. In this way, it is possible to separately produce polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes. That is,
In the graph of FIG. 7, when the irradiation energy of the laser beam is the energy indicated by the dotted line C, in the region where the silicon oxide film 40 is formed as the base film (that is, the circuit region 4), the characteristic of the curve A indicates , Particle size is 1.0 μm
A polycrystalline silicon film having a large grain size of about or more, and a region where the silicon nitride film 39 is formed as a base film (that is, a pixel peripheral region (2, 2) where the silicon oxide film 40 is removed)
In 3) and the display pixel region 1), a small grain polycrystalline silicon film having a grain size of 0.1 μm or less is obtained due to the characteristics of the curve B.

【0024】また、選択的にパターニングする膜とし
て、シリコン窒化膜39を所望の領域に選択的に残し、
その上にシリコン酸化膜40を全面に堆積し、レーザア
ニールを行って結晶粒径の異なる多結晶シリコン膜を作
り分けることも可能である。本実施の形態では、回路T
FTのn型チャネルTFTとp型チャネルTFTは、い
ずれも大粒径多結晶シリコン膜からなり、高耐圧TFT
のn型チャネルTFTとp型チャネルTFTは、いずれ
も小粒径多結晶シリコン膜からなるように、多結晶シリ
コン膜を作り分けたが、回路に要求される仕様に応じ
て、いろいろな作り分けに対応することができる。例え
ば、CMOS回路のn型チャネルTFTは小粒径多結晶
シリコン膜からなり、p型チャネルTFTは大粒径多結
晶シリコン膜からなるように作り分けることも可能であ
る。
As a film to be selectively patterned, a silicon nitride film 39 is selectively left in a desired region.
It is also possible to deposit a silicon oxide film 40 over the entire surface and perform laser annealing to separately produce polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes. In the present embodiment, the circuit T
Both the n-channel TFT and the p-channel TFT of the FT are made of a large grain polycrystalline silicon film and have a high breakdown voltage TFT.
Although the n-type channel TFT and the p-type channel TFT are made of polycrystalline silicon films so as to be made of small-grained polycrystalline silicon films, various types are made according to specifications required for circuits. Can be handled. For example, the n-channel TFT of the CMOS circuit can be made of a small grain polycrystalline silicon film, and the p-channel TFT can be made of a large grain polycrystalline silicon film.

【0025】さらに、より複雑な場合として、高耐圧T
FTのn型チャネルTFTは小粒径多結晶シリコン膜か
らなり、高耐圧TFTのp型チャネルTFTと、回路T
FTのn型およびp型チャネルTFTは大粒径多結晶シ
リコン膜からなるように作り分けることも可能である。
この場合は、画素TFTと高耐圧TFTのn型チャネル
TFT領域にのみシリコン酸化膜40を選択的に残し、
高耐圧TFTのp型チャネルTFT領域と回路TFT領
域ではシリコン酸化膜40を選択的に除去して、レーザ
アニールにより結晶化を行えば、結晶粒径の異なる多結
晶シリコン膜の作り分けを所望の領域で達成できる。さ
らに、本実施の形態では表示装置として液晶表示装置を
例に取ったが、液晶の代わりに有機EL材料を用いた回
路内蔵TFT有機EL表示装置に本発明を実施すること
も可能である。
Further, as a more complicated case, the high withstand voltage T
The FT n-type channel TFT is made of a polycrystalline silicon film having a small grain size.
The FT n-type and p-type channel TFTs can be separately formed so as to be composed of a large grain polycrystalline silicon film.
In this case, the silicon oxide film 40 is selectively left only in the n-type channel TFT regions of the pixel TFT and the high breakdown voltage TFT,
By selectively removing the silicon oxide film 40 in the p-type channel TFT region and the circuit TFT region of the high-breakdown-voltage TFT and performing crystallization by laser annealing, it is possible to form polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes. Can be achieved in the area. Further, in this embodiment, a liquid crystal display device is taken as an example of the display device. However, the present invention can be applied to a TFT organic EL display device with a built-in circuit using an organic EL material instead of liquid crystal.

【0026】[実施の形態2]本発明の実施の形態2の
回路内蔵TFT方式の液晶表示装置における、TFT形
成プロセスを、図8〜図11を用いて説明する。なお、
図8〜図11は、図2に示す画素周辺領域2と回路領域
4が隣接した領域の、双方のn型チャネル多結晶シリコ
ンTFTのTFT形成プロセスを説明する工程断面図で
ある。なお、この図には、p型チャネル多結晶シリコン
TFTは示されていないが、ソース・ドレイン不純物拡
散層の導電型が、n型チャネル多結晶シリコンTFTと
逆導電型であることと、n型チャネル多結晶シリコンT
FTのみに設けられたLDD拡散層が存在しないことを
除けば、構造はn型チャネル多結晶シリコンTFTと同
じである。まず、図8に示すように、ガラス基板60上
に、アモルファスシリコン膜61をプラズマCVD法に
より約50nm前後の膜厚で堆積し、画素周辺領域
(2,3)および表示画素領域1に選択的にアモルファ
スシリコン膜(本発明のレーザビームの照射エネルギを
調整する調整膜)61を残した。
[Embodiment 2] A TFT forming process in a liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition,
8 to 11 are process cross-sectional views illustrating a TFT forming process of both n-type channel polycrystalline silicon TFTs in a region where the pixel peripheral region 2 and the circuit region 4 shown in FIG. 2 are adjacent to each other. Although a p-type channel polysilicon TFT is not shown in this figure, the conductivity type of the source / drain impurity diffusion layers is opposite to that of the n-type channel polysilicon TFT. Channel polycrystalline silicon T
The structure is the same as that of the n-channel polycrystalline silicon TFT, except that there is no LDD diffusion layer provided only in the FT. First, as shown in FIG. 8, an amorphous silicon film 61 is deposited on a glass substrate 60 by a plasma CVD method so as to have a thickness of about 50 nm, and is selectively formed in the pixel peripheral regions (2, 3) and the display pixel region 1. The amorphous silicon film (adjustment film for adjusting the irradiation energy of the laser beam of the present invention) 61 was left.

【0027】さらに、その上にアモルファスシリコン膜
62を、プラズマCVD法により約50nm前後の膜厚
で堆積した。この結果、画素周辺領域(2,3)および
表示画素領域1のアモルファスシリコン膜の合計膜厚は
約100nm前後となる。次に、エキシマレーザアニー
ル工程でレーザビームをスキャンすることにより、この
アモルファスシリコン膜を結晶化して多結晶シリコン膜
を形成した。レーザビームの照射エネルギは、アモルフ
ァスシリコン膜62の膜厚が約50nm前後である回路
領域4で、粒径が0.5μm程度かそれ以上の大粒径多
結晶シリコン膜になるように、適正なエネルギに調整し
た。この時、画素周辺領域(2,3)および表示画素領
域1では、アモルファスシリコン膜の合計膜厚が約10
0nm前後と厚いため、適正なレーザエネルギよりも照
射エネルギが不足しており、粒径が0.1μm程度の小
粒径多結晶シリコン膜となった。
Further, an amorphous silicon film 62 was deposited thereon to a thickness of about 50 nm by a plasma CVD method. As a result, the total thickness of the amorphous silicon film in the pixel peripheral region (2, 3) and the display pixel region 1 is about 100 nm. Next, the amorphous silicon film was crystallized by scanning a laser beam in an excimer laser annealing step to form a polycrystalline silicon film. The irradiation energy of the laser beam is set to an appropriate value so that the amorphous silicon film 62 becomes a large-diameter polycrystalline silicon film having a grain size of about 0.5 μm or more in the circuit region 4 where the thickness of the amorphous silicon film 62 is about 50 nm. Adjusted to energy. At this time, in the pixel peripheral area (2, 3) and the display pixel area 1, the total thickness of the amorphous silicon film is about 10
Since the thickness was as large as about 0 nm, the irradiation energy was less than the appropriate laser energy, and a polycrystalline silicon film having a small grain diameter of about 0.1 μm was obtained.

【0028】即ち、レーザビームの照射エネルギと、多
結晶シリコン膜の結晶粒径との関係は、アモルファスシ
リコン膜の膜厚が薄い場合には、図7のグラフの曲線A
の特性となり、アモルファスシリコン膜の膜厚が厚い場
合には、図7のグラフの曲線Bの特性となる。したがっ
て、レーザビームの照射エネルギを、点線Cで示すエネ
ルギとした場合には、アモルファスシリコン膜の膜厚が
薄い領域(即ち、回路領域4)では、曲線Aの特性によ
り、粒径が0.5μm程度か、それ以上の大粒径多結晶
シリコン膜となり、アモルファスシリコン膜の膜厚が厚
い領域(即ち、画素周辺領域(2,3)および表示画素
領域1)では、曲線Bの特性により、粒径が0.1μm
以下の小粒径多結晶シリコン膜となる。
That is, the relationship between the irradiation energy of the laser beam and the crystal grain size of the polycrystalline silicon film is such that the curve A in the graph of FIG.
When the thickness of the amorphous silicon film is large, the characteristic becomes a curve B in the graph of FIG. Therefore, when the irradiation energy of the laser beam is the energy indicated by the dotted line C, in the region where the thickness of the amorphous silicon film is small (that is, the circuit region 4), the particle diameter is 0.5 μm due to the characteristic of the curve A. In a region where the amorphous silicon film has a large film thickness (that is, a pixel peripheral region (2, 3) and a display pixel region 1) having a grain size of about or larger than that of the polycrystalline silicon film, 0.1 μm diameter
The following small grain polycrystalline silicon film is obtained.

【0029】次に、図9に示すように、リソグラフィお
よびシリコンエッチング技術により、高耐圧TFTおよ
び画素TFT用小粒径多結晶シリコン膜63と、回路T
FT用大粒径多結晶シリコン膜64をパターニングした
後、シリコン酸化膜で構成されるゲート酸化膜65をプ
ラズマCVD法により約50〜100nm前後の膜厚で
堆積した。次に、図10に示すように、例えば、モリブ
デンを母材とした金属膜を約100〜200nm前後の
膜厚で堆積し、パターニングと加工を行うことでゲート
電極70および71を形成した。この時、高耐圧TFT
や回路TFTのゲート長は1μm前後にし、画素TFT
のゲート長は2μm前後とした。その後、このゲート電
極をマスクに多結晶シリコン膜63および64に不純物
を導入し、600℃以下の熱処理を行い不純物の活性化
を行うことで、LDD拡散層(80,81)、およびソ
ース拡散層(72,74)、およびドレイン拡散層(7
3,75)を形成した。
Next, as shown in FIG. 9, a high-breakdown-voltage TFT and a small-grain polycrystalline silicon film 63 for a pixel TFT are formed by lithography and silicon etching techniques.
After patterning the large grain polycrystalline silicon film 64 for FT, a gate oxide film 65 composed of a silicon oxide film was deposited to a thickness of about 50 to 100 nm by a plasma CVD method. Next, as shown in FIG. 10, for example, a metal film containing molybdenum as a base material was deposited to a thickness of about 100 to 200 nm, and patterning and processing were performed to form gate electrodes 70 and 71. At this time, the high breakdown voltage TFT
And the gate length of the circuit TFT should be around 1 μm, and the pixel TFT
Has a gate length of about 2 μm. Thereafter, impurities are introduced into polycrystalline silicon films 63 and 64 using the gate electrode as a mask, and a heat treatment at 600 ° C. or lower is performed to activate the impurities, thereby forming LDD diffusion layers (80, 81) and source diffusion layers. (72, 74) and the drain diffusion layer (7
3,75).

【0030】このLDD拡散層、ソース拡散層、および
ドレイン拡散層は、レジストマスクを用いて不純物イオ
ンを選択的に注入する方法や、自己整合プロセスにより
選択的に不純物を導入する方法により、形成することが
可能である。次に、図11に示すように、シリコン酸化
膜で構成される層間絶縁膜85をプラズマCVD法によ
り約500nm前後の膜厚で堆積し、コンタクトホール
を開口してから、アルミニウムを主材料とする電極86
を設けて、高耐圧TFT90、回路TFT91、および
図には示されていないが画素TFTを完成した。これら
の電極(70,71,86)は、回路を形成するための
配線としても利用した。その後、層間膜、透明画素電極
などを設けてTFT基板を完成した。
The LDD diffusion layer, source diffusion layer, and drain diffusion layer are formed by a method of selectively implanting impurity ions using a resist mask or a method of selectively introducing impurities by a self-alignment process. It is possible. Next, as shown in FIG. 11, an interlayer insulating film 85 composed of a silicon oxide film is deposited to a thickness of about 500 nm by a plasma CVD method, a contact hole is opened, and aluminum is used as a main material. Electrode 86
To complete the high breakdown voltage TFT 90, the circuit TFT 91, and the pixel TFT (not shown). These electrodes (70, 71, 86) were also used as wiring for forming a circuit. After that, an interlayer film, a transparent pixel electrode and the like were provided to complete a TFT substrate.

【0031】本実施の形態では、回路TFT91の多結
晶シリコン膜の結晶粒径が0.5μm程度かそれ以上に
大きく、結晶欠陥密度を低減できるため、TFTの移動
度が200cm2/Vs以上に向上し、ゲート長を1μ
m前後にすることで、データ処理回路などの高性能化
と、電源電圧を5Vに低減することによる低電力化を行
うことができた。一方、高耐圧TFT90や画素TFT
の多結晶シリコン膜の結晶粒径は0.1μm程度にし、
結晶欠陥密度を適度に増加し移動度を50cm2/Vs
前後に下げたため、電源電圧が10V以上でも十分な耐
圧と高い信頼性が得られ、また、リーク電流を低減でき
た。さらに、本発明の製造方法によれば、前記結晶粒径
や移動度が異なる多結晶シリコン膜を、レーザアニール
による同一結晶化工程で形成するため、領域によりレー
ザ光のエネルギを変えたり、複数回のレーザアニール工
程による結晶化を行ったりする必要がなかった。しか
も、アモルファスシリコン膜61のパターニングによ
り、結晶粒径が異なる多結晶シリコン膜を作り分けるこ
とができたため、結晶粒径や移動度が異なる高耐圧TF
Tと回路TFTが複雑に入り組んで集積されている場合
でも、簡便な方法で同一基板上に形成することができ
た。
In the present embodiment, since the crystal grain size of the polycrystalline silicon film of the circuit TFT 91 is as large as about 0.5 μm or more and the crystal defect density can be reduced, the mobility of the TFT becomes 200 cm 2 / Vs or more. Improved, gate length 1μ
By setting the value to about m, it was possible to achieve higher performance of the data processing circuit and the like and lower power by reducing the power supply voltage to 5V. On the other hand, a high breakdown voltage TFT 90 or a pixel TFT
The crystal grain size of the polycrystalline silicon film is set to about 0.1 μm,
Moderately increasing the crystal defect density and increasing the mobility to 50 cm 2 / Vs
Since the power supply voltage has been lowered, a sufficient withstand voltage and high reliability can be obtained even at a power supply voltage of 10 V or more, and a leak current can be reduced. Further, according to the manufacturing method of the present invention, since the polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes and mobilities are formed in the same crystallization step by laser annealing, the energy of the laser light is changed depending on the region, Or crystallization by the laser annealing step. Moreover, by patterning the amorphous silicon film 61, a polycrystalline silicon film having a different crystal grain size can be separately formed.
Even when T and the circuit TFT are integrated in a complicated manner, they can be formed on the same substrate by a simple method.

【0032】なお、本実施の形態では、画素周辺領域
(2,3)および表示画素領域1に選択的にアモルファ
スシリコン膜61を残し、回路領域4のアモルファスシ
リコン膜61を選択的に除去することにより、結晶粒径
の異なる多結晶シリコン膜を作り分けた。別の方法とし
て、逆に、回路領域4に選択的にアモルファスシリコン
膜61を残し、レーザビームの照射エネルギを、粒径が
0.5μm程度かそれ以上の大粒径多結晶シリコン膜に
なるように、適正なエネルギに調整すれば、画素周辺領
域2および表示画素領域1では、アモルファスシリコン
膜の合計膜厚が薄く、適正なレーザエネルギよりも照射
エネルギが高くなるため、粒径が0.1μm以下の小粒
径多結晶シリコン膜となる。このようにして結晶粒径が
異なる多結晶シリコン膜を作り分けることも可能であ
る。即ち、図7のグラフにおいて、レーザビームの照射
エネルギを、点線Dで示すエネルギとした場合には、ア
モルファスシリコン膜の膜厚が薄い領域(即ち、画素周
辺領域(2,3)および表示画素領域1)では、曲線A
の特性により、粒径が0.1μm以下の小粒径多結晶シ
リコン膜となり、アモルファスシリコン膜の膜厚が厚い
領域(即ち、回路領域4)では、曲線Bの特性により、
粒径が0.5μm程度か、それ以上の大粒径多結晶シリ
コン膜となる。
In the present embodiment, the amorphous silicon film 61 in the pixel peripheral region (2, 3) and the display pixel region 1 is selectively left, and the amorphous silicon film 61 in the circuit region 4 is selectively removed. As a result, polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes were separately formed. As another method, on the contrary, the amorphous silicon film 61 is selectively left in the circuit region 4 and the irradiation energy of the laser beam is changed to a large grain polycrystalline silicon film having a grain size of about 0.5 μm or more. If the energy is adjusted to a proper value, the total thickness of the amorphous silicon film in the pixel peripheral region 2 and the display pixel region 1 is small, and the irradiation energy is higher than the proper laser energy. The following small grain polycrystalline silicon film is obtained. In this way, it is possible to separately produce polycrystalline silicon films having different crystal grain sizes. That is, in the graph of FIG. 7, when the irradiation energy of the laser beam is the energy indicated by the dotted line D, the region where the thickness of the amorphous silicon film is small (that is, the pixel peripheral region (2, 3) and the display pixel region) In 1), curve A
In the region where the thickness of the amorphous silicon film is large (that is, the circuit region 4), the characteristic of the curve B
The resulting polycrystalline silicon film has a large grain size of about 0.5 μm or more.

【0033】[実施の形態3]図12は、本発明の実施
の形態3の回路内蔵TFT方式の液晶表示装置の概略構
造を示す模式平面図である。本実施の形態の液晶表示装
置は、前述の実施の形態1、あるいは実施の形態2のT
FTを適用した回路内蔵TFT方式の液晶表示装置であ
る。図12に示すように、表示画素領域101には、各
画素がマトリクス状に配置されている。なお、図12で
は、1つの画素105を、例として拡大して示してお
り、また、この各画素は、ガラス基板100上に設けら
れる。また、この表示画素領域101の面積は、対角長
がほぼ10cmである。各画素は、面積がほぼ65μm
□であり、横1280ドット、縦1024ドット、合計
131万個配置されている。各々の画素105は、カラ
ー表示のための赤表示用、緑表示用、青表示用画素から
構成され、それぞれ画素TFT領域106と画素回路領
域107からなる。
[Embodiment 3] FIG. 12 is a schematic plan view showing a schematic structure of a TFT type liquid crystal display device with a built-in circuit according to Embodiment 3 of the present invention. The liquid crystal display device of the present embodiment is the same as the liquid crystal display device of the first or second embodiment described above.
This is a liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit to which FT is applied. As shown in FIG. 12, in the display pixel area 101, each pixel is arranged in a matrix. Note that FIG. 12 shows one pixel 105 in an enlarged manner as an example, and each pixel is provided on the glass substrate 100. The area of the display pixel region 101 has a diagonal length of about 10 cm. Each pixel has an area of approximately 65 μm
□, 1280 horizontal dots and 1024 vertical dots, for a total of 1.31 million dots. Each pixel 105 is composed of a pixel for red display, a pixel for green display, and a pixel for blue display for color display, and includes a pixel TFT region 106 and a pixel circuit region 107, respectively.

【0034】画素TFT領域106には、液晶を駆動す
るためのゲート長が2μm程度の画素TFTが、複数個
設置されている。画素回路領域107には、メモリやデ
ータ処理などの機能を付加したり、動画像に対応した表
示機能を向上するための、ゲート長が1μm程度のn型
チャネル画素機能TFTとp型チャネル画素機能TFT
の双方から構成された画素回路を兼ね備えている。表示
画素領域101の画素周辺領域102には、画素TFT
を駆動するためのサンプリングスイッチ、バッファ回
路、シフトレジスタなどの信号電極線駆動回路が、また
画素周辺領域103には、バッファ回路、シフトレジス
タなどの走査電極線駆動回路が、それぞれゲート長が1
μm程度の高耐圧TFTで形成されている。これらの回
路は、CMOS回路であり、液晶を駆動するために10
V前後の高い電源電圧で駆動されている。したがって、
画素TFTと高耐圧TFTには10V前後の高い電圧が
印加される。画像データ処理をするための演算回路やフ
レームメモリなどの回路領域104には、ゲート長が1
μm程度の回路TFTが配置されている。回路領域10
4の回路もCMOS回路であるが、演算やメモリに必要
な5V以下の低い電圧で駆動されているため、回路TF
Tに印加される電圧も5V以下と低電圧である。
In the pixel TFT region 106, a plurality of pixel TFTs having a gate length of about 2 μm for driving liquid crystal are provided. In the pixel circuit region 107, an n-type channel pixel function having a gate length of about 1 μm and a p-type channel pixel function for adding functions such as memory and data processing and improving a display function corresponding to a moving image. TFT
And a pixel circuit composed of both. The pixel peripheral area 102 of the display pixel area 101 includes a pixel TFT
A signal electrode line driving circuit such as a sampling switch, a buffer circuit, and a shift register for driving the pixel electrode, and a scanning electrode line driving circuit such as a buffer circuit and a shift register in the pixel peripheral region 103 have a gate length of one.
It is formed of a high breakdown voltage TFT of about μm. These circuits are CMOS circuits, and are used to drive the liquid crystal.
It is driven by a high power supply voltage of about V. Therefore,
A high voltage of about 10 V is applied to the pixel TFT and the high breakdown voltage TFT. A circuit area 104 such as an arithmetic circuit for processing image data or a frame memory has a gate length of one.
A circuit TFT of about μm is arranged. Circuit area 10
Circuit 4 is also a CMOS circuit, but is driven by a low voltage of 5 V or less, which is necessary for computation and memory.
The voltage applied to T is as low as 5 V or less.

【0035】本実施の形態で形成されたTFTがマトリ
クス状に配置された基板は、カラー液晶表示装置として
用いられる。ガラス基板100上に信号電極線110と
走査電極線111がマトリクス状に形成され、その交差
点近傍に画素TFTや画素回路が接続される。外部光源
や液晶表示装置が兼ね備えた補助光源からの光の反射
を、画素回路と画素TFTにより、制御および電圧駆動
された液晶層で調整することにより、TFT駆動型のカ
ラー液晶表示装置が構成される。本実施の形態では、実
施の形態1もしくは実施の形態2の方法により、回路領
域104の回路TFTと、画素回路領域107の画素機
能TFTの多結晶シリコン膜の結晶粒径を0.5〜1.
0μm程度かそれ以上に大きくし、結晶欠陥密度を低減
したため、TFTの移動度が200〜300cm2/V
s以上に向上した。
A substrate on which TFTs formed in this embodiment are arranged in a matrix is used as a color liquid crystal display device. Signal electrode lines 110 and scanning electrode lines 111 are formed in a matrix on a glass substrate 100, and pixel TFTs and pixel circuits are connected near intersections thereof. By controlling the reflection of light from an external light source and an auxiliary light source provided in the liquid crystal display device using a liquid crystal layer controlled and voltage-driven by a pixel circuit and a pixel TFT, a TFT-driven color liquid crystal display device is configured. You. In the present embodiment, the crystal grain size of the polycrystalline silicon film of the circuit TFT of the circuit region 104 and the pixel function TFT of the pixel circuit region 107 is set to 0.5 to 1 by the method of the first or second embodiment. .
Since the crystal defect density was reduced by increasing the thickness to about 0 μm or more, the mobility of the TFT was 200 to 300 cm 2 / V.
s or more.

【0036】すなわち、前述の実施の形態1で説明した
ように、回路領域104の回路TFTおよび画素回路領
域107の画素機能TFTの領域に、選択的に下地シリ
コン酸化膜40を残した。または、前述の実施の形態2
で説明したように、回路領域104の回路TFTおよび
画素回路領域107の画素機能TFTの領域に、選択的
にアモルファスシリコン膜61を残した。その後、アモ
ルファスシリコン膜を堆積し、レーザアニールにより結
晶化を行った。このように、回路TFTおよび画素機能
TFTの移動度を向上し、ゲート長を1μm前後にする
ことで、データ処理回路などの高性能化と、電源電圧を
5V以下に低減することによる低電力化、および画素へ
の機能付加を行うことができた。一方、画素周辺領域
(102,103)の高耐圧TFTと、画素TFTの多
結晶シリコン膜の結晶粒径は0.1μm程度にし、結晶
欠陥密度を適度に増加し移動度を50cm2/Vs前後
に下げたため、電源電圧が10V前後でも十分な耐圧と
高い信頼性が得られ、またリーク電流を低減できた。な
お、本実施の形態でも表示装置として液晶表示装置を例
に取ったが、液晶の代わりに有機EL材料を用いた回路
内蔵TFT有機EL表示装置に、本発明を実施すること
が可能であることはいうまでもない。
That is, as described in the first embodiment, the underlying silicon oxide film 40 is selectively left in the region of the circuit TFT in the circuit region 104 and the region of the pixel function TFT in the pixel circuit region 107. Alternatively, Embodiment 2 described above
As described above, the amorphous silicon film 61 is selectively left in the circuit TFT region of the circuit region 104 and the pixel function TFT region of the pixel circuit region 107. Thereafter, an amorphous silicon film was deposited and crystallized by laser annealing. As described above, the mobility of the circuit TFT and the pixel function TFT is improved, and the gate length is set to about 1 μm, thereby improving the performance of the data processing circuit and the like, and reducing the power consumption by reducing the power supply voltage to 5 V or less. , And a function can be added to the pixel. On the other hand, the high-breakdown-voltage TFTs in the pixel peripheral regions (102, 103) and the polycrystalline silicon film of the pixel TFT have a crystal grain size of about 0.1 μm, the crystal defect density is appropriately increased, and the mobility is about 50 cm 2 / Vs. As a result, sufficient withstand voltage and high reliability were obtained even at a power supply voltage of about 10 V, and a leak current was reduced. Although a liquid crystal display device is taken as an example of a display device in this embodiment mode, the present invention can be applied to a TFT organic EL display device with a built-in circuit using an organic EL material instead of liquid crystal. Needless to say.

【0037】[実施の形態4]図13は、本発明の実施
の形態4の回路内蔵TFT方式の液晶表示装置の概略構
造を示す模式平面図である。本実施の形態の液晶表示装
置は、前述の実施の形態1、あるいは実施の形態2のT
FTを適用した高機能回路内蔵TFT方式の液晶表示装
置である。図13に示すように、表示画素領域121に
は、面積がほぼ50μm□の画素が、横1600ドッ
ト、縦1200ドット、合計192万個マトリクス状に
配置されている。なお、この各画素は、ガラス基板12
0上に設けられ、また、表示領域面積は対角長がほぼ1
0cmである。表示画素領域121には、液晶を駆動す
るためのゲート長が1μm程度の画素TFTや、メモリ
やデータ処理などの機能を各画素に付加するための、ゲ
ート長が1μm程度のn型チャネル画素機能TFTとp
型チャネル画素機能TFTの双方から構成された画素回
路が設置されている。画素周辺領域122には、画素T
FTを駆動するためのサンプリングスイッチ、バッファ
回路、シフトレジスタなどの信号電極線駆動回路が、ま
た、画素周辺領域123には、バッファ回路、シフトレ
ジスタなどの走査電極線駆動回路が、それぞれゲート長
が1μm程度の高耐圧TFTで形成されている。これら
の回路は、CMOS回路であり、液晶を駆動するために
10V前後の高い電源電圧で駆動されている。したがっ
て、画素TFTと高耐圧TFTには10V前後の高い電
圧が印加される。
[Fourth Embodiment] FIG. 13 is a schematic plan view showing a schematic structure of a TFT type liquid crystal display device with a built-in circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The liquid crystal display device of the present embodiment is the same as the liquid crystal display device of the first or second embodiment described above.
This is a TFT type liquid crystal display device with a built-in high function circuit to which FT is applied. As shown in FIG. 13, in the display pixel region 121, pixels having an area of approximately 50 μm square are arranged in a matrix of 1600 dots in a horizontal direction and 1200 dots in a vertical direction, for a total of 1.92 million pixels. Each of the pixels is connected to the glass substrate 12.
0, and the display area has a diagonal length of approximately 1
0 cm. The display pixel region 121 includes a pixel TFT having a gate length of about 1 μm for driving liquid crystal, and an n-type channel pixel function having a gate length of about 1 μm for adding functions such as memory and data processing to each pixel. TFT and p
A pixel circuit composed of both the type channel pixel function TFTs is provided. In the pixel peripheral area 122, the pixel T
Signal electrode line driving circuits such as a sampling switch, a buffer circuit, and a shift register for driving the FT, and scanning electrode line driving circuits such as a buffer circuit and a shift register in the pixel peripheral region 123 have respective gate lengths. It is formed of a high breakdown voltage TFT of about 1 μm. These circuits are CMOS circuits, and are driven by a high power supply voltage of about 10 V to drive the liquid crystal. Therefore, a high voltage of about 10 V is applied to the pixel TFT and the high breakdown voltage TFT.

【0038】信号電極線駆動回路と、画像データ処理を
するための演算回路やフレームメモリなどが集積された
回路領域124には、ゲート長が1μm程度の高耐圧T
FTとゲート長が0.5μm程度の回路TFTが混在し
て配置されている。回路領域124の回路もCMOS回
路であるが、回路TFTに印加される電圧は3〜5V程
度と低電圧である。さらに、本実施の形態では、表示装
置に高機能を付加するため、高速に演算を行うマイクロ
プロセッサユニット125、大容量メモリユニット12
6、外部とのデータ通信のための通信ユニット127、
外部光量をセンスして表示装置の補助光源光量を制御す
る光量制御ユニット128を兼ね備えている。これらの
ユニットを構成するCMOS回路は、ゲート長が0.5
μm程度の回路TFTで構成されており、その他光量制
御ユニットの光センサや、通信ユニットの一部の低ノイ
ズアンプ、ゲイン制御アンプなどを構成するバイポーラ
トランジスタも、結晶粒径が0.5〜1.0μm程度か
それ以上の多結晶シリコン膜により形成した。また、通
信ユニット127の一部を構成するパワーアンプなどの
ように、高耐圧が必要とされる回路には、結晶粒径が
0.1μm程度の多結晶シリコン膜により形成された高
耐圧TFTを適用した。
A circuit region 124 in which a signal electrode line driving circuit, an arithmetic circuit for processing image data, a frame memory, and the like are integrated has a high withstand voltage T having a gate length of about 1 μm.
An FT and a circuit TFT having a gate length of about 0.5 μm are arranged in a mixed manner. The circuit in the circuit region 124 is also a CMOS circuit, but the voltage applied to the circuit TFT is a low voltage of about 3 to 5V. Further, in this embodiment, in order to add a high function to the display device, the microprocessor unit 125 and the large-capacity memory unit 12 which perform high-speed operations are provided.
6. Communication unit 127 for data communication with the outside,
A light amount control unit 128 for controlling the amount of auxiliary light source of the display device by sensing the amount of external light is also provided. The CMOS circuit constituting these units has a gate length of 0.5
The circuit size of the TFT is about 0.5 μm, and the bipolar transistor that constitutes the light sensor of the light quantity control unit, the low noise amplifier and the gain control amplifier of the communication unit, etc. also has a crystal grain size of 0.5 to 1 μm. It was formed of a polycrystalline silicon film having a thickness of about 0.0 μm or more. In a circuit requiring a high withstand voltage, such as a power amplifier constituting a part of the communication unit 127, a high withstand voltage TFT formed of a polycrystalline silicon film having a crystal grain size of about 0.1 μm is used. Applied.

【0039】このようにして、高性能TFTと高耐圧T
FTを作り分けることにより、様々な回路仕様に対応す
ることが可能になり、高機能を付加したTFT駆動型の
回路内蔵カラー液晶表示装置を構成できた。本実施の形
態では、これらの高機能ユニットをTFTで構成した
が、一部をLSIで構成しガラス基板120に実装して
も、同様の高機能性が得られる。なお、本実施の形態で
も表示装置として液晶表示装置を例に取ったが、液晶の
代わりに有機EL材料を用いた回路内蔵TFT有機EL
表示装置に、本発明を実施することが可能であることは
いうまでもない。以上、本発明者によってなされた発明
を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発
明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は勿論である。
As described above, the high performance TFT and the high breakdown voltage T
By making FTs differently, it became possible to cope with various circuit specifications, and a TFT-driven color liquid crystal display device with a built-in circuit to which a high function was added was constructed. In the present embodiment, these high-functional units are configured by TFTs. However, similar high functionality can be obtained even if a part is configured by an LSI and mounted on the glass substrate 120. Although a liquid crystal display device is taken as an example of a display device in the present embodiment, a TFT with a built-in circuit using an organic EL material instead of a liquid crystal.
It goes without saying that the present invention can be implemented in a display device. As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Of course, it is.

【0040】[0040]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。 (1)本発明によれば、表示画素領域と回路領域とに、
結晶粒径や移動度が異なる多結晶シリコン薄膜トランジ
スタが混在する表示装置を提供することが可能となる。 (2)本発明によれば、表示画素領域と回路領域とに、
結晶粒径や移動度が異なる多結晶シリコン薄膜トランジ
スタが混在する表示装置を簡単に製造することが可能と
なる。 (3)本発明によれば、種々の回路仕様に対応すること
ができるため、高機能の回路を内蔵した表示装置を提供
することが可能となる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) According to the present invention, the display pixel region and the circuit region
It is possible to provide a display device in which polycrystalline silicon thin film transistors having different crystal grain sizes and mobilities are mixed. (2) According to the present invention, the display pixel region and the circuit region
A display device in which polycrystalline silicon thin film transistors having different crystal grain sizes and mobilities are mixed can be easily manufactured. (3) According to the present invention, since it is possible to cope with various circuit specifications, it is possible to provide a display device incorporating a high-performance circuit.

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

【図1】本発明の実施の形態1の回路内蔵TFT方式の
液晶表示装置の概略構造を示す模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1の回路内蔵TFT方式の
液晶表示装置の概略構成を示す模式平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2に示す画素周辺領域の回路構成の一例を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of a pixel peripheral area shown in FIG. 2;

【図4】本発明の実施の形態1の回路内蔵TFT方式の
液晶表示装置における、TFT形成プロセスを説明する
ための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a TFT forming process in the liquid crystal display device of the TFT type with a built-in circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態1の回路内蔵TFT方式の
液晶表示装置における、TFT形成プロセスを説明する
ための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a TFT forming process in the liquid crystal display device of the TFT type with a built-in circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態1の回路内蔵TFT方式の
液晶表示装置における、TFT形成プロセスを説明する
ための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a TFT forming process in the liquid crystal display device of the TFT type with a built-in circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図7】レーザビームの照射エネルギと、多結晶シリコ
ン膜の結晶粒径の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the irradiation energy of a laser beam and the crystal grain size of a polycrystalline silicon film.

【図8】本発明の実施の形態2の回路内蔵TFT方式の
液晶表示装置における、TFT形成プロセスを説明する
ための図である。
FIG. 8 is a view for explaining a TFT forming process in the liquid crystal display device of the TFT type with a built-in circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態2の回路内蔵TFT方式の
液晶表示装置における、TFT形成プロセスを説明する
ための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a TFT forming process in the circuit-integrated TFT type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態2の回路内蔵TFT方式
の液晶表示装置における、TFT形成プロセスを説明す
るための図である。
FIG. 10 is a view for explaining a TFT forming process in the liquid crystal display device of the TFT type with a built-in circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態2の回路内蔵TFT方式
の液晶表示装置における、TFT形成プロセスを説明す
るための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a TFT forming process in the circuit-integrated TFT type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態3の回路内蔵TFT方式
の液晶表示装置の概略構成を示す模式平面図である。
FIG. 12 is a schematic plan view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態4の回路内蔵TFT方式
の液晶表示装置の概略構成を示す模式平面図である。
FIG. 13 is a schematic plan view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device of a TFT type with a built-in circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101,121…表示画素領域、2,3,102,
103,122,123…画素周辺領域、4,104,
124…回路領域、5,105…画素、10,60,1
00,120…ガラス基板、11…画素スイッチング用
高耐圧低リーク多結晶シリコン薄膜トランジスタ(画素
TFT)、12,90…高耐圧多結晶シリコン薄膜トラ
ンジスタ(高耐圧TFT)、13,91…高性能多結晶
シリコン薄膜トランジスタ(回路TFT)、20,11
0…信号電極線、21,111…走査電極線、22…液
晶容量、23…保持容量、24…保持容量線、30,3
1,63,64…多結晶シリコン膜、32,65…ゲー
ト酸化膜、33,34,70,71…ゲート電極、3
5,37,72,74…ソース拡散層、36,38,7
3,75…ドレイン拡散層、39…シリコン窒化膜、4
0…シリコン酸化膜、41,61,62…アモルファス
シリコン膜、42,43,80,81…電界緩和用低濃
度n型不純物拡散層(LDD拡散層)、50,85…層
間絶縁膜、51,86…電極、106…画素TFT領
域、107…画素回路領域、125…マイクロプロセッ
サユニット、126…大容量メモリユニット、127…
通信ユニット、128…光量制御ユニット、130…信
号電極線クロック波形整形回路、131…信号電極線シ
フトレジスタ回路、132…信号電極線バッファ回路、
133…信号電極線選択スイッチ回路、136…アナロ
グ信号入力線、140…走査電極線クロック波形整形回
路、141…走査電極線シフトレジスタ回路、142…
走査電極線バッファ回路。
1, 101, 121 ... display pixel area, 2, 3, 102,
103, 122, 123... Pixel peripheral area, 4, 104,
124: circuit area, 5,105: pixel, 10, 60, 1
00, 120: glass substrate, 11: high withstand voltage, low leakage polycrystalline silicon thin film transistor (pixel TFT) for pixel switching, 12, 90: high withstand voltage polycrystalline silicon thin film transistor (high withstand voltage TFT), 13, 91: high performance polycrystalline silicon Thin film transistor (circuit TFT), 20, 11
0: signal electrode line, 21, 111: scanning electrode line, 22: liquid crystal capacity, 23: storage capacity, 24: storage capacity line, 30, 3
1, 63, 64: polycrystalline silicon film, 32, 65: gate oxide film, 33, 34, 70, 71: gate electrode, 3
5, 37, 72, 74: source diffusion layer, 36, 38, 7
3, 75: drain diffusion layer, 39: silicon nitride film, 4
0: silicon oxide film, 41, 61, 62: amorphous silicon film, 42, 43, 80, 81: low-concentration n-type impurity diffusion layer (LDD diffusion layer) for electric field relaxation, 50, 85: interlayer insulating film, 51, 86 ... electrode, 106 ... pixel TFT area, 107 ... pixel circuit area, 125 ... microprocessor unit, 126 ... large capacity memory unit, 127 ...
Communication unit, 128: light amount control unit, 130: signal electrode line clock waveform shaping circuit, 131: signal electrode line shift register circuit, 132: signal electrode line buffer circuit,
133: signal electrode line selection switch circuit, 136: analog signal input line, 140: scan electrode line clock waveform shaping circuit, 141: scan electrode line shift register circuit, 142 ...
Scan electrode line buffer circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/8238 H01L 29/78 612B 5G435 27/092 27/08 321C 27/08 331 321N 21/336 29/78 618Z 627G (72)発明者 大倉 理 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者 賀茂 尚広 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 2H092 GA59 JA24 KA02 MA30 NA22 5C094 AA13 AA22 AA25 AA43 AA48 AA53 BA03 BA27 BA43 CA19 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EA10 EB02 FA01 FA02 FB12 FB14 FB15 GB10 5F048 AA05 AA07 AA09 AB03 AB05 AC01 AC03 BA10 BA16 BB03 BB09 BC06 BD00 BD10 BF02 5F052 AA02 BB07 CA04 CA09 DA02 DB03 EA11 HA01 JA04 5F110 BB02 BB04 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 EE04 FF02 FF30 GG02 GG13 GG16 GG25 GG28 GG45 HJ13 HJ23 HL03 HM15 NN04 NN23 NN78 PP03 PP05 5G435 AA16 AA17 BB05 BB12 CC09 EE37 HH12 HH13 HH14 KK05──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/8238 H01L 29/78 612B 5G435 27/092 27/08 321C 27/08 331 321N 21/336 29 / 78 618Z 627G (72) Inventor Osamu Okura 3300 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture Within Hitachi, Ltd. Display Group (72) Inventor Naohiro Kamo 7-1-1, Omikamachi, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Hitachi Research, Ltd. In-house F-term (reference) 2H092 GA59 JA24 KA02 MA30 NA22 5C094 AA13 AA22 AA25 AA43 AA48 AA53 BA03 BA27 BA43 CA19 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EA10 EB02 FA01 FA02 FB12 FB14 FB15 GB10 5F048 AA05 AB03AC BD10 BF02 5F052 AA02 BB07 CA04 CA09 DA02 DB03 EA11 HA01 JA04 5F110 BB02 BB04 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 EE04 FF02 FF30 GG02 GG13 GG16 GG25 GG28 GG45 HJ13 HJ23 HL03 HM15 NN04 NN23 NN78 PP03 PP05 5G435 AA16 AA17 BB05 BB12 CC09 EE37 HH12 HH13 HH14 KK05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に表示画素領域と回路領域とを有
する表示装置であって、 前記表示画素領域および回路領域の少なくとも一方に
は、ソース領域、チャネル形成領域、およびドレイン領
域が第1の多結晶シリコン膜から成る第1の薄膜トラン
ジスタと、 ソース領域、チャネル形成領域、およびドレイン領域が
第2の多結晶シリコン膜から成る第2の薄膜トランジス
タとが混在して複数個形成され、 前記第2の多結晶シリコン膜は、最表面に位置する結晶
の平均粒径が、前記第1の多結晶シリコン膜の最表面に
位置する結晶の平均粒径より大きいことを特徴とする表
示装置。
1. A display device having a display pixel region and a circuit region on a substrate, wherein at least one of the display pixel region and the circuit region includes a source region, a channel formation region, and a drain region. A plurality of first thin film transistors formed of a polycrystalline silicon film, and a plurality of second thin film transistors formed of a source region, a channel forming region, and a drain region formed of a second polycrystalline silicon film are mixedly formed; The display device, wherein the polycrystalline silicon film has an average grain size of a crystal located on the outermost surface larger than an average grain size of a crystal located on the outermost surface of the first polycrystalline silicon film.
【請求項2】 基板上に表示画素領域と回路領域を有す
る表示装置であって、 前記表示画素領域および回路領域の少なくとも一方に
は、第1の電界効果型トランジスタと、第2の電界効果
型トランジスタとが混在して複数個形成され、 前記第1の電界効果型トランジスタは、チャネル領域が
第1の多結晶シリコン膜よりなる第1の薄膜トランジス
タであり、 前記第2の電界効果型トランジスタは、チャネル領域が
第2の多結晶シリコン膜よりなる第2の薄膜トランジス
タであり、 前記第1の薄膜トランジスタは、前記チャネル領域の移
動度が、前記第2の薄膜トランジスタの前記チャネル領
域の移動度より小さいことを特徴とする表示装置。
2. A display device having a display pixel region and a circuit region on a substrate, wherein at least one of the display pixel region and the circuit region has a first field-effect transistor and a second field-effect transistor. A plurality of transistors are mixedly formed, wherein the first field-effect transistor is a first thin-film transistor in which a channel region is formed of a first polycrystalline silicon film; A second thin film transistor in which a channel region is formed of a second polycrystalline silicon film; wherein the first thin film transistor has a mobility of the channel region smaller than a mobility of the channel region of the second thin film transistor. Characteristic display device.
【請求項3】 前記表示画素領域は、画素トランジスタ
を含み、 前記画素トランジスタは、前記第1の薄膜トランジスタ
で構成されることを特徴とする請求項2に記載の表示装
置。
3. The display device according to claim 2, wherein the display pixel region includes a pixel transistor, and the pixel transistor is configured by the first thin film transistor.
【請求項4】 前記回路領域は、信号線選択スイッチ回
路、バッファ回路、およびシフトレジスタ回路を含み、 前記各回路の少なくとも一つは、前記第1の薄膜トラン
ジスタで構成されることを特徴とする請求項2に記載の
表示装置。
4. The circuit area includes a signal line selection switch circuit, a buffer circuit, and a shift register circuit, and at least one of the circuits is configured by the first thin film transistor. Item 3. The display device according to Item 2.
【請求項5】 基板上に表示画素領域と回路領域を有す
る表示装置の製造方法であって、 前記基板上に、レーザビームの照射エネルギを調整する
調整膜を選択的に形成する工程と、 前記基板上にアモルファスシリコン膜を堆積する工程
と、 レーザアニールにより、前記アモルファスシリコン膜を
結晶化し、表示画素領域および回路領域の少なくとも一
方に、第1の多結晶シリコン膜と、最表面に位置する結
晶の平均粒径が、前記第1の多結晶シリコン膜の最表面
に位置する結晶の平均粒径より大きい第2の多結晶シリ
コン膜とを混在して形成する工程とを有することを特徴
とする表示装置の製造方法。
5. A method of manufacturing a display device having a display pixel region and a circuit region on a substrate, wherein: a step of selectively forming an adjustment film for adjusting irradiation energy of a laser beam on the substrate; Depositing an amorphous silicon film on the substrate; and crystallizing the amorphous silicon film by laser annealing to form a first polycrystalline silicon film and a crystal located on the outermost surface in at least one of a display pixel region and a circuit region. Forming a mixture with a second polycrystalline silicon film having an average particle size larger than the average particle size of the crystals located on the outermost surface of the first polycrystalline silicon film. A method for manufacturing a display device.
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